高二化学课件化学平衡高二化学课件

第三节化学平衡分析：在一定温度下，将一定质量的蔗糖溶于100mL水的过程如右图，蔗糖在溶解时，一方面，蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水中，另一方面，溶液中的蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体。蔗糖晶体蔗糖溶液溶解结晶一、可逆反应与不可逆反应1、溶解平衡的建立过程分析：①开始时，v溶解—————，v结晶＝———②然后，v溶解，v结晶——————最大0逐渐减小逐渐增大③最后，v溶解——v结晶＝建立溶解平衡，形成饱和溶液，即溶解的蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等，固体质量不再减少了。讨论：在一定条件下，达到溶解平衡后，蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化？溶解和结晶过程是否停止？晶体质量和溶液的浓度不会发生改变，但溶解和结晶过程并未停止，v溶解＝v结晶，蔗糖溶解多少则结晶多少。“度”（限度）的产生—消耗量等于生成量，量上不再变化在相同条件下，同时向正反应方向和逆反应方向进行的化学反应，叫做可逆反应。特点：①同一条件，正逆反应同时进行，反应物生成物同时存在；②不可能完全转化成生成物，存在平衡状态。化学反应中，类似于溶解平衡，可逆性非常普遍，那么什么是可逆反应和不可逆反应？2、可逆反应与不可逆反应（1）可逆反应化学反应速率研究反应的快慢，研究一个化学反应还需要讨论哪些内容？还需要研究化学反应进行的程度——化学平衡（2）不可逆反应在一定条件下，只能向一个反应方向进行的化学反应。二、化学平衡状态在反应CO+H2OCO2+H2中，将0.01molCO和0.01molH2O(g)通入1L密闭容器中，反应一段时间后，各物质浓度不变。1、反应刚开始时：反应物浓度————，正反应速率————，生成物浓度为————，逆反应速率为——。最大最大00逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大2、反应过程中：反应物浓度———————，正反应速率———————，生成物浓度——————，逆反应速率。3、一定时间后，必然出现V正反应速率＝V逆反应速率···vtv正v逆v’正＝v’逆t14、t1时刻后，v正＝v逆,即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的反应物的量相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化——化学平衡1、化学平衡的建立t1可逆反应中正、逆反应的速率变化达到平衡V正=V逆≠0一定条件下的可逆反应里，当正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分浓度保持不变的状态称化学平衡状态。概念：V正V逆2、化学平衡特征“逆”-----研究的对象为可逆反应。“等”-----平衡时，正反应和逆反应的速率相等。（对同一物质而言，消耗速率和生成速率相等）“动”-----化学平衡是动态平衡，化学反应仍在进行，并未停止。“定”-----平衡时，反应混合物中各组成成分的百分含量保持一定（即不再发生改变）。“变”-----化学平衡是一定条件下的平衡，当反应条件改变时，反应速率和各组分百分含量会发生改变而使平衡被破坏。“逆”“等”“动”“定”“变”3、化学平衡状态的判断标准（1）本质：v正=v逆（2）现象：浓度保持不变①vA耗=vA生vB耗=vB生vC生=vC耗vD生=vD耗②vA耗﹕vB生=m﹕n……①A、B、C、D的浓度不再改变。②A、B、C、D的分子数（或物质的量）不再改变。③A、B、C、D的百分含量不再改变。④A、B、C、D的转化率或生成率不再改变。⑤体系温度不再改变。⑥若某物质有色，体系的颜色不再改变。本质现象mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)对m+n≠p+q的反应（即反应前后气体分子数改变），还可从以下几个方面判断：①体系的分子总数（或气体总物质的量）不再改变。②体系的平均分子量不再改变。③若为恒容体系，体系的压强不再改变。④若为恒压体系，体系的密度不再改变。注意：以上几条对m+n=p+q的反应不成立。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)以反应mA(g)+nB(g)pC(g)为例，达到平衡的标志为：A的消耗速率与A的生成速率—————A的消耗速率与C的———速率之比等于———B的生成速率与C的———速率之比等于———A的生成速率与B的———速率之比等于———相等消耗m：p生成n：p消耗m：n异边同向，同边异向，比例计量一定温度下，可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是。①单位时间内消耗nmolO2，同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolNO，同时生成nmolNO2③用NO2、NO、O2浓度变化的表示的反应速率的比为2：2：1④NO的体积分数不随时间变化⑤混合气体的颜色不再改变⑥NO2的转化率不随时间变化⑦混合气体的压强不再改变⑧容器内气体密度不随时间变化⑨混合气体的平均分子量不再改变若反应为：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)若反应为：A(s)+2B(g)C(g)+D(g)【１】在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（）A.C的生成速率与C分解的速率相等B.单位时间内生成nmolA,同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的分子数比为1:3:2AC【2】下列说法中可以充分说明反应:P(g)+Q(g)R(g)+S(g),在恒温下已达平衡状态的是（）A.反应容器内压强不随时间变化B.P和S的生成速率相等C.反应容器内P、Q、R、S四者共存D.反应容器内总物质的量不随时间而变化B复习可逆反应中正、逆反应的速率变化Vtt1达到平衡V正=V逆≠0V正V逆化学平衡逆：等：动：定：变：对象，即可逆反应本质，即V正=V逆现象，即反应混合物中各组成的浓度保持不变特点，即平衡是动态的而非静止的，正、逆反应同时进行，V正=V逆≠0发展，即条件改变时，可能V正≠V逆，原平衡就要受到破坏三、影响化学平衡移动的因素条件改变一定时间后化学平衡的移动一定条件下的化学平衡本质V正＝V逆现象各组分浓度保持一定平衡被破坏V正≠V逆各组分浓度保持新的一定新条件下的化学平衡V正’＝V逆’1.化学平衡的移动：可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立的过程。条件改变化学平衡不移动V正V逆：化学平衡逆向移动V正V逆：化学平衡正向移动V正=V逆：V正≠V逆：【实验2--5】重铬酸钾溶液中加入酸、碱的颜色变化？【实验2--6】硫氰化钾与氯化铁混合溶液中加入氯化铁溶液、硫氰化钾溶液的现象，再加入氢氧化钠溶液呢？FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl2、浓度对化学平衡的影响Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+橙色黄色黄色红色1、上述实验中化学平衡状态是否改变？2、能否推知影响化学平衡状态的影响因素？结论:（1）在其他条件不变的情况下：增大反应物浓度（或减小生成物浓度）化学平衡正向移动减小反应物浓度（或增大生成物浓度）化学平衡逆向移动①增加反应物浓度正向移动v正’=v逆’平衡状态2t2t3t1vtv正v逆v正=v逆平衡状态1v正’v逆’（2）浓度对化学平衡影响的v-t图讨论：对于该反应达到平衡时，按以上方法分析以下情况，化学平衡将如何移动？②增大生成物浓度③减小反应物浓度④减小生成物浓度正向移动逆向移动逆向移动注意：（1）增大反应物(或生成物)浓度，新旧平衡v比较：v正’=v逆’＞v正=v逆减小反应物(或生成物)浓度，新旧平衡v比较：v正’=v逆’＜v正=v逆（2）固体、纯液体（水）浓度为常数，其量的增减不影响v正、v逆,故平衡不移动。(不会)思考：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)（恒T、V）增大C的用量，平衡会移动吗？讨论1：在密闭容器中，给CO和水蒸气混合物加热，800时达到下列平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，若用2molCO和10molH2O互相混合加热，达平衡时，CO2的物质的量为1.66mol，求CO的转化率是多少？若用2molCO和20molH2O互相混合加热，达平衡时，H2的物质的量为1.818mol，CO的转化率是多少？结论：应用：在生产上往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法，使成本较高的原料得到充分利用。增大减小对达化学平衡的反应体系A+BC+D（恒T、V）增加A物质的量：A的转化率B的转化率(1)10mL0.01mol/LFeCl3+10mL0.01mol/LKSCN(2)10mL0.01mol/LFeCl3+10mL0.01mol/LKSCN+10mLH2O(3)10mL0.01mol/LFeCl3+10mL1mol/LKSCN(4)20mL0.01mol/LFeCl3+20mL0.01mol/LKSCN以上四组溶液颜色由深到浅的顺序为。(3)(4)=(1)(2)讨论2：讨论3：试用“浓度对化学平衡的影响”来解释“用排饱和食盐水法收集Cl2可以抑制Cl2的溶解”。分析：Cl2溶解于水，存在溶解平衡。溶解的部分Cl2能与水反应：Cl2+H2OH++Cl-+HClO讨论4：在某容器中，C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)反应达平衡，在温度、容器体积不变的情况下，向容器中充入一定量的H2，当建立新平衡时（）A、CO、H2的浓度都比原平衡时小B、CO、H2的浓度都比原平衡时大C、H2O(g)、H2的浓度都比原平衡时大D、H2O(g)、CO的浓度都比原平衡时大C总结：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)恒T、V↑↓↑↑↓↑↑↓↓↓新旧平衡比较CA、CB、CC、CDA的转化率B的转化率A%、B%、C%、D%CA↑平衡移动方向瞬间速率变化V’正V正＞若①CA↓②Cc↑③Cc↓呢3、压强对化学平衡的影响讨论：压强的变化对化学反应速率如何影响？v正和v逆怎样变化？压强增大，v正和v逆同时增大，压强减小，v正和v逆同时减小。问题：压强的变化如何改变不同反应的v正和v逆的倍数？N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应中，压强变化和NH3含量的关系压强（MPa)15103060100NH3%2.09.216.435.553.669.4结论：压强增大，NH3％增大，平衡向正反应方向移动。（1）有气体参加的反应，在其他条件不变的情况下：增大压强，使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。规律：注意：对只有固态或液态物质参与的反应，压强改变对平衡无影响。（2）压强对化学平衡影响的v-t图mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)①m+n＞p+q时②m+n＜p+q时③m+n=p+q时增大压强或减小压强时新旧平衡的速率大小比较？平衡如何移动？加压：v正’=v逆’＞v正=v逆减压：v正’=v逆’＜v正=v逆①若m+n＞p+q时加压正向移动，减压逆向移动②若m+n＜p+q时加压逆向移动，减压正向移动③若m+n=p+q时不移动思考：对于等体积的气体反应，压强改变将怎样影响化学平衡？说明：由于压强变化同时、同步、等倍数影响正、逆反应速率，v’正=v’逆，化学平衡不移动，但反应速率改变。例：在反应I2(g)+H2(g)2HI(g)中增大压强vtv’正=v’逆v正=v逆讨论：压强的变化不会影响固体或气体物质的反应速率，压强的变化会使固态或液态反应的化学平衡移动吗？结论：无气体参加的反应，压强的改变，不能使化学平衡移动总结：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)若m+n＞p+qP↑平衡正向移动新旧平衡比较：CA、CB、CC、CDA的转化率B的转化率A%、B%、C%、D%↑↑↑↑↑↑↓↓↑↑讨论1：向盛有N2、H2的反应器中充入氦气（1）若为恒温、恒容，充入氦气后平衡如何移动？（2）若为恒温、恒压，充入氦气后平衡如何移动？不移动逆向移动增大增大N2+3H22NH3（恒T、V）起始1mol3mol达平衡状态1改变1增加1mol达平衡状态2改变2增加1mol3mol达平衡状态3平衡状态3与平衡状态1比较：H2的转化率____，N2的转化率____。讨论2：结论：恒容条件下，在可逆反应中若气态反应物的浓度均按比例改变，视为加压或减压。1L1L1L加入1molN23molH2再加入1molN23molH2虚拟状态1L2L加压达平衡状态1达平衡状态31、在一密闭