第三节_化学平衡精品课件_新人教版选修4

第三节化学平衡第二章化学反应速率与化学平衡复习：化学平衡所研究的对象是什么？化学平衡是一种静止的平衡状态吗？决定可逆反应形成化学平衡状态的因素是什么？注意：V正=V逆是指同一种物质的生成速率和分解速率。vtV正V逆V’正=V’逆V’正V’逆如果我们改变一个已经达到平衡状态的可逆反应的条件，该反应还能继续保持平衡吗？经过一段时间以后呢？化学平衡的移动一定条件下的化学平衡（v正=v逆）条件改变原化学平衡被破坏（v正≠v逆）一定时间后建立新化学平衡（v正′=v逆）′（v正≠v逆）(一)、化学平衡移动的定义：化学上把这种可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡建立的过程叫做化学平衡的移动（二）、化学平衡的移动方向的速率判断：①、若外界条件变化引起v正＞v逆：平衡向正反应方向移动②、若外界条件变化引起v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动③、若外界条件变化引起v正＝v逆：旧平衡未被破坏，平衡不移动化学平衡总往反应速率大的方向移动根据化学反应速率的知识，你认为哪些因素可以使化学平衡发生移动？一、浓度对化学平衡的影响已知铬酸根和重铬酸根离子间存在如下平衡：2CrO42－＋2H＋Cr2O72－＋H2O黄色橙色实验现象实验结论实验1实验2一、浓度对于化学平衡的影响FeCl3溶液与KSCN溶液的反应实验中溶液颜色加深说明什么？从化学反应速率的角度来分析，其原因是什么？用v-t图来表示上述变化。FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl增大反应物浓度V’正vtV正V逆V’逆V’正=V’逆结论：增大反应物浓度，化学平衡向正反应方向移动。增大生成物浓度V’逆vtV正V逆V’正V’正=V’逆结论：增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。思考：如果增大生成物的浓度，化学平衡向什么方向移动？减小生成物浓度V’正vtV正V逆V’逆V’正=V’逆结论：减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动。思考：如果减小生成物的浓度，化学平衡向什么方向移动？减小反应物浓度V’逆vtV正V逆V’正V’正=V’逆结论：减小反应物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。思考：如果减小反应物的浓度，化学平衡向什么方向移动？•总结：增大反应物浓度减小生成物浓度增大生成物浓度减小反应物浓度化学平衡向逆反应方向移动化学平衡向正反应方向移动思考：化学平衡的移动能完全抵消浓度改变给可逆反应所带来的影响吗？总的来说：化学平衡的移动能削弱浓度改变给可逆反应所带来的影响，但并不能完全抵消。练习：可逆反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？CO的浓度有何变化？①增大水蒸气浓度②加入更多的碳③增加H2浓度①平衡正向移动，CO浓度增大②平衡不移动，CO浓度不变③平衡逆向移动，CO浓度减小小结：增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变速率，所以V(正)仍等于V(逆)，平衡不移动。压强/MPa15103060100NH3/%2.09.216.435.553.669.4结果增大压强，氨气含量增加，平衡向右移动450℃时N2与H2反应生成NH3的实验数据N2+3H22NH36000C,反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的实验数据压强/MPa0.10.51.010SO3的分解率/﹪26.314.210.54.6二、压强对于化学平衡的影响增大压强V’缩vtV正V逆V’增V’正=V’逆结论：增大压强，化学平衡向体积减小（即气体分子数减少）的方向移动。减小压强V’增vtV正V逆V’缩V’正=V’逆结论：减小压强，化学平衡向体积增大（即气体分子数增大）的方向移动。思考：如果减小压强化学平衡向什么方向移动？•总结：增大压强减小压强化学平衡向体积增大的方向移动化学平衡向体积减小的方向移动总的来说：化学平衡的移动能削弱压强改变给可逆反应所带来的影响，但并不能完全抵消。vtv’正=v’逆v正=v逆结论：压强变化不影响体积相等的气体反应的化学平衡。讨论：压强的变化不会影响固体或液体物质的反应速率，压强的变化会使固体或液体反应的化学平衡移动吗？aA(g)+bB(g)cC(g)当a+b=c时结论：无气体参加的反应，压强的改变，不能使化学平衡移动。根据图2－21的数据，分析温度改变是如何影响合成氨的平衡的?N2＋3H22NH3△H0三、温度对化学平衡的影响三、温度对化学平衡的影响2NO2N2O4△H0红棕色无色升高温度V’吸vtV正V逆V’放V’正=V’逆结论：升高温度，化学平衡向吸热的方向移动。降低温度V’放vtV正V逆V’吸V’正=V’逆结论：降低温度，化学平衡向放热的方向移动。思考：如果降低温度化学平衡向什么方向移动？•总结：升高温度降低温度化学平衡向放热的方向移动化学平衡向吸热的方向移动总的来说：化学平衡的移动能削弱温度改变给可逆反应所带来的影响，但并不能完全抵消。四、催化剂对化学平衡的影响催化剂降低了反应的活化能，正反应的活化能降低，逆反应的活化能也降低，正反应的活化分子百分数增加几倍，逆反应的活化分子百分数也增加几倍，正逆反应速率增加的倍数相等，加催化剂，不能使平衡发生移动，只影响到达平衡的时间。结论：催化剂不能使化学平衡发生移动；不能改变反应混合物含量；但可以改变达到平衡的时间。vtv’正=v’逆v正=v逆含量tt1t2N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)△＝－92.4kJ·mol－1已知N2与H2反应合成NH3是一个可逆反应，其热化学方程式为：合成氨的工艺流程如图2－24所示。在工业生产中，可以通过以下途径来提高合成氨的产率。请利用有关知识分析采取这些措施的原因。1．向反应器中注入过量N2。2．采用适当的催化剂。3．在高压下进行反应。4．在较高温度下进行反应。思考并完成下列表格2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)（正反应为放热反应）条件的改变平衡移动的方向新平衡建立时具体增大O2的浓度减小SO3的浓度增大压强升高温度抽象改变一个条件向右，即O2浓度减小的方向向右，即SO3浓度增大的方向SO3浓度较原平衡小O2浓度较原平衡大减弱这种改变向左，即温度降低的方向向右，即压强减小方向不能抵消这种改变平衡温度比旧平衡高总压强比原平衡大(法国）勒夏特列原理(平衡移动原理）如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。1、适用范围适用于任何动态平衡体系（如：溶解平衡、电离平衡等），未平衡状态不能用此来分析。2、适用条件一个能影响化学平衡的外界条件的变化3、平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不能消除外界条件的影响。2NO2N2O4+Q1、已知NO2能形成二聚分子现在要测定NO2的相对分子质量，应采用的适宜条件为（）A、高温低压B、低温高压C、低温低压D、高温高压A2、反应2A2B+E-Q达到平衡时，要使反应向正反应方向移动，应采用的措施是（）A、加压B、减压C、加入正催化剂D、升温BD3、反应2A2B+E-Q达到平衡时，要使正反应速率下降，A的浓度增大，应采用的措施是（）A、加压B、减压C、减小E的浓度D、降温DV’正vtV正V逆V’逆V’正=V’逆4、有反应aA+bBcC+dD其中反应物与生成物均为气体，达到平衡后其他条件不变，改变压强，则下图适合哪种情况（）A、a+bc+d,减压B、a+bc+d,加压C、a+bc+d,加压D、a+bc+d,减压B练习一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：mA(g)+nB(g)pC(g)达到平衡后，温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2但达到平衡时，C的浓度为原来的1.8倍，则下列说法正确的是A、m+npB、A的转化率降低C、平衡向正反应方向移动D、C的体积分数增加(B)练习已知在氨水中存在下列平衡：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-(1)、向氨水中加入MgCl2固体，平衡向移动，OH-浓度，NH4+浓度。(2)、向氨水中加入浓盐酸，平衡向移动，此时溶液中浓度减小的粒子有。(3)、向氨水中加入少量NaOH固体，平衡向移动，此时发生的现象是。正反应方向减小增大正反应方向OH-、NH3·H2O、NH3逆反应方向有气体放出N2+3H22NH3△H=-QkJ/mol该反应在一定条件下是不可能进行完全的，即存在一定的限度，而反应的限度的大小对于生产和生活实际有着直接影响。因此仅研究化学反应的方向是不够的，还需要关注化学反应的限度问题。怎样定量描述化学反应的限度呢？化学反应中反应物的转化率受到哪些因素的影响？什么叫化学平衡状态？化学平衡有哪些特点？在研究了大量实验的基础上，人们发现可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度。一、化学平衡常数平衡常数的推导序号起始时浓度mol/L698.6K平衡时浓度mol/L698.6K平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)c[H2]c[I2]c[HI]10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.4554.33根据表中的数据计算出平衡时的值，并分析其中规律。c(HI)2c(H2)·c(I2)2c(HI)c(H2)·c(I2)1.定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常数称是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)。用符号K表示。一、化学平衡常数(符号为K)对于反应:mA+nBpC+qDcp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)平衡常数的数学表达式K=2.数学表达式：如:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)K=c(CO2)K=c(CO)/[c(CO2)·c(H2)]再如:稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必写在平衡关系式中，如：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)又如：非水溶液中的反应，如有水生成或有水参加反应，此时水的浓度不可视为常数，必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸的液相反应C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/(c[C2H5OH]c[CH3COOH])使用平衡常数应注意的问题：（1）固体和纯液体，其浓度可看做常数而不代入公式。（2）平衡常数K仅与温度有关，与浓度、压强、催化剂等无关。（3）平衡常数K越大，表示正反应方向进行的程度越大。反应物转化率也越大。（4）计算K时，必须依据达到平衡时体系中各物质的物质的量浓度。（5）平衡常数的表达式与方程式的书写有关K1=1/K2=K32某温度下化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会改变。N2+3H22NH32NH3N2+3H21/2N2+3/2H2NH3（6）多重平衡规则：若干方程式相加(减)，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)例题:2NO(g)+O2(g)2NO2K12NO2(g)N2O4K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K1K2对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)在某温度下，某时刻反应是否达平衡，可用该时刻产物的浓度幂的之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商QC与K比较大小来判断。)()()()(BcAcDcCcQnmqpC)()()()(BcAcDcCcQnmqpC（7）引入平衡常数K的意义QC＝K，V正＝V逆，反应处于平衡状态QC＜K，V正＞V逆，反应向正方向进行QC＞K，V正＜V逆，反应向逆方向进行概念理解：平衡转化率用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率α来表示反应限度。对于可逆反应:mA(g)+nB(g