高二化學(xué)蘇教版2019選擇性必修第一冊同步課件232化學(xué)平衡圖像

第三節(jié)化學(xué)平衡的移動(dòng)課時(shí)2

化學(xué)平衡圖像

第二章

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡授課人：學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等對速率、平衡的影響，建立圖像、分析量的變化。2.由外界條件對平衡的影響，建立等效平衡思維，解決問題。課程導(dǎo)入判斷平衡移動(dòng)方向根據(jù)v′正、v′逆的相對大小v′正＜v′逆v′正=v′逆平衡不移動(dòng)v′正＞v′逆平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)判斷改變的是哪種外界條件根據(jù)改變條件的那一時(shí)刻v′正、v′逆的變化若v′正或v′逆有一個(gè)發(fā)生了“突變”若兩個(gè)都發(fā)生了“突變”且仍然相等123若兩個(gè)都發(fā)生了“突變”則為改變的濃度則為改變的溫度或壓強(qiáng)則為加入催化劑或等體積反應(yīng)改變壓強(qiáng)一、速度—時(shí)間圖像“漸變”類v-t圖濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響有一條線是連續(xù)的，v′(正)突變，v′(逆)漸變，v′(正)>v′(逆)說明t1時(shí)刻增大了反應(yīng)物的濃度，使v′(正)突變，平衡正向移動(dòng)。有一條線是連續(xù)的，v′(逆)突變，v′(正)漸變，v′(正)>v′(逆)說明t1時(shí)刻減小了生成物的濃度，使v′(逆)突變，平衡正向移動(dòng)。“斷點(diǎn)”類v-t圖溫度(或壓強(qiáng))對化學(xué)反應(yīng)速率的影響一、速度—時(shí)間圖像v′(正)、v′(逆)都是突然增大的，t1時(shí)刻，圖像中出現(xiàn)了“斷點(diǎn)”，且v′(正)>v′(逆)，平衡正向移動(dòng)。說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)(或氣體分子數(shù)減小的反應(yīng))，改變的外界條件是升高溫度(或增大壓強(qiáng))?！皵帱c(diǎn)”類v-t圖溫度(或壓強(qiáng))對化學(xué)反應(yīng)速率的影響一、速度—時(shí)間圖像v′(正)、v′(逆)都是突然變小的，t1時(shí)刻，圖像中出現(xiàn)了“斷點(diǎn)”，且v′(正)>v′(逆)，平衡正向移動(dòng)。說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)(或氣體分子數(shù)增大的反應(yīng))，改變的條件是降低溫度(或減小壓強(qiáng))?！捌脚_(tái)”類v-t圖催化劑(或壓強(qiáng))對化學(xué)反應(yīng)速率的影響一、速度—時(shí)間圖像圖像中v′(正)、v′(逆)都是突然增大，且增大的程度相同，t1時(shí)刻，圖像中出現(xiàn)了“平臺(tái)”，化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)，改變的條件是使用了催化劑或反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不發(fā)生變化的反應(yīng)增大了壓強(qiáng)。一、速度—時(shí)間圖像全程類v-t圖Zn與足量鹽酸的反應(yīng)溶液中c(H＋)逐漸減小，v減小。AB段(v增大)，反應(yīng)放熱，BC段(v減小)溶液溫度逐漸升高，v增大。Ⅰ.T2

T1，溫度升高，平衡

移動(dòng)，正反應(yīng)是

反應(yīng)。＞逆向放熱拐點(diǎn)：先拐先平數(shù)值大二、百分含量(或轉(zhuǎn)化率)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像Ⅱ.p2

p1，壓強(qiáng)增大，A(反應(yīng)物)的轉(zhuǎn)化率

，說明正反應(yīng)是氣體總體積

的反應(yīng)。＞減小增大拐點(diǎn)：先拐先平數(shù)值大二、百分含量(或轉(zhuǎn)化率)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像＞Ⅲ.生成物C的百分含量

，說明平衡

移動(dòng)，但反應(yīng)速率a

b，故a可能使用了

；若該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體總體積不變的可逆反應(yīng)，a也可能是增大了壓強(qiáng)(壓縮體積)。不變不發(fā)生催化劑二、百分含量(或轉(zhuǎn)化率)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像定一議二確定橫坐標(biāo)所表示的量，討論縱坐標(biāo)與曲線的關(guān)系，或者確定縱坐標(biāo)所表示的量，討論橫坐標(biāo)與曲線的關(guān)系。等溫線或等壓線二、百分含量(或轉(zhuǎn)化率)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像105Pa時(shí)，A→C溫度

，C%減小，平衡

移動(dòng)，則正反應(yīng)是

反應(yīng)。T1溫度下，A→B壓強(qiáng)

，C%增大，平衡

移動(dòng)，則正反應(yīng)是氣體分子數(shù)

的反應(yīng)；增大正向減小升高逆向放熱二、百分含量(或轉(zhuǎn)化率)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像①對于反應(yīng)aA(g)＋bB(g)?

cC(g)＋dD(g)

ΔH＜0，M點(diǎn)前，表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)開始到建立平衡的過程，則v正

v逆，M點(diǎn)為

，M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況。＞平衡點(diǎn)由于某一條件對平衡的影響只能向一個(gè)方向移動(dòng)，所以最高點(diǎn)(最低點(diǎn))及以后為平衡狀態(tài)受條件的影響情況，前面為未達(dá)到平衡的情況。三、特殊圖像②如圖所示曲線是其他條件不變時(shí)，某反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。圖中標(biāo)出的1、2、3、4四個(gè)點(diǎn)，表示v正＞v逆的是點(diǎn)

，表示v正＜v逆的是點(diǎn)

，而點(diǎn)2、4表示v正

v逆。31＝曲線上的點(diǎn)全為對應(yīng)條件下的平衡點(diǎn)。三、特殊圖像化學(xué)平衡圖像讀圖策略典例解析例1可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(s)

pC(g)＋qD(g)，在反應(yīng)過程中，當(dāng)其他條件不變時(shí)，D的百分含量與溫度(T)和壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示，下列敘述中錯(cuò)誤的是(

)A．達(dá)到平衡后，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)B．達(dá)到平衡后，若使用催化劑，D的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變

C．化學(xué)方程式中一定有m<p＋qD．平衡后增大B的量，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

D四、等效平衡在一定條件下，同一可逆反應(yīng)只要起始組分的量相當(dāng)，無論經(jīng)過何種途徑，但達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，只要任何相同組分（同種物質(zhì)）的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（百分含量）相同，這樣的平衡稱為等效平衡。四、等效平衡如無論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始；投料是一次還是分成幾次；反應(yīng)容器是經(jīng)過擴(kuò)大—縮小，還是縮小—擴(kuò)大的過程，都可運(yùn)用“一邊倒”的方法回到起始的狀態(tài)進(jìn)行比較。1只要是等效平衡，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)同一物質(zhì)的百分含量(體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等)一定相同。2外界條件相同：通常是恒溫恒容或恒溫恒壓。3平衡狀態(tài)只與始態(tài)有關(guān)，而與途徑無關(guān)。四、等效平衡虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。四、等效平衡(1)恒溫恒容條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)判斷方法：極值等量即等效。例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)①

2mol1mol

0②

00

2mol③0.5mol

0.25mol1.5mol④

amol

b

mol

c

mol④中a、b、c關(guān)系滿足：c＋a＝2，

＋b＝1，即與上述平衡等效。①②③三種配比，按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則SO2均為2mol，O2均為1mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。四、等效平衡虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例，見圖示)新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強(qiáng)不變，平衡不移動(dòng)。四、等效平衡(2)恒溫恒壓條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)判斷方法：極值等比即等效。例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)①2mol

3mol

0②1mol

3.5mol2mol③

a

mol

b

mol

c

mol按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則①②中

，故互為等效平衡。③中a、b、c三者關(guān)系滿足：

，即與①②平衡等效。四、等效平衡(3)恒溫條件下反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)判斷方法：無論是恒溫恒容，還是恒溫恒壓，只要極值等比即等效，因?yàn)閴簭?qiáng)改變對該類反應(yīng)的化學(xué)平衡無影響。例如：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)①1mol1mol

0②2mol2mol

1mol③

a

mol

b

mol

c

mol③中a、b、c三者關(guān)系滿足

＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即與①②平衡等效。①②兩種情況下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互為等效平衡。四、等效平衡條件等效條件結(jié)果恒溫恒容(△n(g)≠0)(△n(g)=0)恒溫恒壓投料換算成相同物質(zhì)表示時(shí)量相同投料換算成相同物質(zhì)表示時(shí)等比例投料換算成相同物質(zhì)表示時(shí)等比例兩次平衡時(shí)各組分百分量、n、c均相同

兩次平衡時(shí)各組分百分量相同，n、c同比例變化

兩次平衡時(shí)各組分百分量、c相同n同比例變化四、等效平衡例2.已知2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)ΔH＝－197kJ?mol－1。向同溫、同體積的三個(gè)密閉容器中分別充入氣體：(甲)2molSO2和1molO2；(乙)1molSO2和0.5molO2

；(丙)2molSO3

。恒溫、恒容下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，下列關(guān)系一定正確的是(

)A．容器內(nèi)壓強(qiáng)p：p甲＝p丙>2p乙B．SO3的質(zhì)量m：m甲＝m丙>2m乙

C．c(SO2)與c(O2)之比為k：k甲＝k丙>k乙D．反應(yīng)放出或吸收熱量的數(shù)值Q：Q甲＝Q丙>2Q乙B課堂小結(jié)化學(xué)平衡圖像等效平衡不良反應(yīng)速度—時(shí)間圖像百分含量(或轉(zhuǎn)化率)—時(shí)間—溫度(或壓強(qiáng))圖像特殊圖像定義恒溫恒容恒溫恒壓隨堂練習(xí)1、工業(yè)上可通過甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3)：CH3OH(g)＋CO(g)

HCOOCH3(g)，在容積固定的密閉容器中，投入等物質(zhì)的量CH3OH和CO，測得相同時(shí)間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是(

)A．增大甲醇蒸氣的濃度，CO的轉(zhuǎn)化率增大B．平衡常數(shù)K(75℃)>K