选修4 第二章第三节化学平衡ppt课件.ppt
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1、大气平衡_氧气的平衡,有呼吸光合互逆过程,v(消耗)=v (生成),浓度不变21%,反应仍在进行,大气平衡_氧气的平衡,有呼吸光合互逆过程,v(消耗)=v (生成),浓度不变21%,反应仍在进行,溶解平衡_食盐的溶解,有溶解结晶互逆过程,v(溶解)=v (结晶),溶液浓度不变,溶解仍在进行,第三节 化 学 平 衡,向蒸馏水中加入氯化钠晶体。现象? 将高温时的硫酸铜饱和溶液降温。现象? 在饱和的食盐水中,加入一些食盐晶体。 一段时间后,现象?,晶体的形状发生了改变,但食盐晶体的质量 并没有变化。,晶体溶解。,析出晶体。,一、可逆反应与不可逆反应,溶解过程与结晶过程同时存在,v溶解 v结晶, 表现
2、为:晶体溶解。,v溶解 v结晶, 表现为:晶体析出。,v溶解 = v结晶, 表现为:饱和溶液质量和晶体质量均不再改变。达到溶解平衡.,1、可逆反应,(1)定义:在同一条件下,既可朝正反应方向进行,又可朝逆反应方向进行的化学反应。,只要反应在进行,反应体系中,各组分浓度 一定不能为零。,可逆反应中,反应物与生成物共存。,正反应:从左到右进行的反应逆反应:从右到左进行的反应,(2)可逆反应的特点,、可逆反应具有普遍性,研究典型可逆反应,常见可逆反应:,H2+I2 Cl2+H2O,弱电解质的电离,能量,反应过程,E1,E2,反应物,生成物,活化分子,正反应的活化能,红色表示正反应,反应热,可逆反应的
3、活化能、反应热,绿色表示逆反应,活化分子,逆反应的活化能,反应物,生成物,正反应热 H = E1 - E2,正、逆反应的活化能之差,1. (2011海南卷8)对于可逆反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应,下列说法正确的是( )A. H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为21B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差C. 正、逆反应速率的比值是恒定的D.达平衡时,正、逆反应速率相等,BD,2. (2011海南卷11)某可逆反应的H=+100kJmol-1,下列有关该反应的叙述正确的是( ) A.正反应活化能小于100kJmol-1 B.逆
4、反应活化能一定小于100kJmol-1 C.正反应活化能不小于100kJmol-1 D.正反应活化能比逆反应活化能大100kJmol-1,在可逆反应过程中活化能有正反应和逆反应两种,H =正反应活化能-正反应活化能。,CD,二、化学平衡状态,1、化学平衡的建立,2SO2 + O2 2SO3,起始:2mol 1mol,(1)反应刚开始时, v正 、v逆 为何值?,(2)这一瞬间导致反应物和生成物的浓度如何改变?,(3)随着反应的进行,反应物和生成物的浓度如何改变? 速率如何变化?,(4)v正 递减、v逆 递增将导致二者之间出现什么的结果?,对下一时刻的速率带来什么影响?,(5)在v正 = v逆
5、后,v正会继续减小吗?v逆 会继续增大吗? 反应物和生成物的浓度呢?,可用下图定性形象表示:,从反应开始至平衡前:,v正 始终大于v逆,随反应进行,二者差距逐渐减小,最终 v正 = v逆 0,反应物浓度逐渐减小,生成物浓度逐渐增大,最终浓度均不再变化(而非相等)。,此时反应并未停止,只是表观上各成分保持稳定。,2、化学平衡状态,(1)定义:,一定条件下可逆反应里,当正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态称为化学平衡状态。,注意:化学平衡是可逆反应在一定条件下达到的最大程度,即该反应进行的限度。 化学反应的限度决定了反应物在该条件下最大转化率。,化学平衡,逆:等:动:
6、定:变:,研究对象,即针对可逆反应,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,(2)化学平衡特征,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,mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) + Q,1、 v A耗 = v A生 v B耗 = v B生 v C耗 = v C生 v D耗 = v D生,2、 v A耗 v B生 = mn ,本质,以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例,达到平
7、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,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,mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) + Q,1、 v A耗 = v A生 v B耗 = v B生 v C耗 = v C生 v D耗 = v D生,2、 v A耗 v B生 = mn ,1、A、B、C、D的浓度不再改变。,2、A、B、C、D的分子数不再改变。,3、A、B、C、D的百分含量不再改变。,4、A、B、
8、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) + Q,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,体系的体积、密度不再改变,注意:以上几条对m+n = p+q的反应不成立。,练习1、 在一定温度下,能说明反应 已达到平衡的是 ( ),C,AB,3、下列哪些说法可以证明反应已达到平衡的是( ),A. 一个NN键断裂的同时,
9、有三个HH键形成B. 一个NN键断裂的同时,有六个NH键形成C. 三个HH键形成的同时,有六个NH键形成D. 六个NH键形成的同时,有三个HH键断裂,AC,4. 在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( )A.混合气体的压强 B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量,BC,5. 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是:( ) C的生成 速率与C的分解速率相等 单位时间内生成a molA,同时生成3a molB A、B、C的浓度不再变化
10、A、B、C的分压强不再变化 混合气体的总压强不再变化 混合气体的物质的量不再变化 A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A. B. C. D.,A,CD,若m总不变,n气 ,平均相对分子质量变小,若n气不变, m总 ,平均相对分子质量变小,若n气、m总均改变 ,平均相对分子质量的改变情况复杂,实验2-5,滴加310滴浓硫酸,滴加1020滴NaOH,Cr2O72-(橙色)+H2O CrO42-(黄色)+2H+,三、化学平衡的移动,实验2-6,滴加4滴饱和氯化铁溶液,滴加4滴1mol/L的KSCN溶液,现象:溶液变成红色,滴加3-5滴0.01mol/L的NaOH,滴加3-5滴0.01mol/
11、L的NaOH,1.化学平衡的移动,化学平衡的移动,平衡被破坏,V正V逆,各组分浓度保持新的一定,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:,2、外界条件对化学平衡的影响,(1)浓度对化学平衡的影响,结 论:,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,注意:,1、增大反应物浓度(或增大生成物浓度),新旧平衡比较: v正= v 逆 v正= v 逆,减小反应物浓度(或减小生成物浓度
12、),新旧平衡比较: v正= v 逆 v正= v 逆,注意2、若固体以固体的形式参加反应,忽略表面积的影响,增加固体的用量对平衡无影响。,思考,(不会),C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) (恒T、V)增大C的用量,平衡会移动吗?,注意3、稀水溶液中增加水的量,视为对别的物质的稀释。,(1) 10mL 0.01mol/LFeCl3+ 10mL 0.01mol/L KSCN,(2) 10mL 0.01mol/LFeCl3+ 10mL 0.01mol/L KSCN + 10mLH2O,(3) 10mL 0.01mol/LFeCl3+ 10mL 1mol/L KSCN,(4) 20mL 0
13、.01mol/LFeCl3 + 20mL 0.01mol/L KSCN,以上四组溶液颜色由深到浅的顺序为 。,34=1 2,思考:,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,注意4:在含两种或两种以上反应物的反应中,增大一种反应物的浓度,其他物质的转化率提高,而该物质的转化率通常降低。,总结: mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g),恒T、V, , , ,若 CA Cc Cc 呢,思考1合成氨工业中重要一步是:N2+3H2 2NH3该反应在一定条件下达平衡时,为提高H2的转化率,从浓度角度分析可采取什么措施?,
14、增大N2浓度(投入量)或及时分离出NH3,CO +O2-血红蛋白 CO -血红蛋白+O2,如果你发现有人一氧化碳中毒你该怎么办呢?你能解释急救的原理么?,思考2人体吸入CO后,空气中的CO、O2与血红蛋白将建立如下平衡:,思考,试用“浓度对化学平衡的影响”来解释“用饱和食盐水收集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 + H2O H+ + Cl- + HClO,v正 v 逆 平衡逆向移动,思考,对 FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3+3KCl (1)向平衡体系中加KCl(S),平衡会移动吗?(2)向平衡体系中加水,
15、平衡会移动吗? 若会,向什么方向移动?,练、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,(2)压强对化学平衡的影响,N2+3H2 2NH3,P,P,N2O4 2NO2,H2+I2 (g) 2HI,结 论 在其他条件不变的情况下:增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动,减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大的
16、方向移动。,注意: 1、 n (g)=0 的可逆反应,压强改变对正、逆反应速率影响相同,因此平衡不发生移动。,2、对只有固态或液态物参与的反应,压强改变对平衡无影响。,思考:二、三图有何现象?新平衡反应物与生成物浓度与原平衡比较,有何变化?,注意3、加压,新旧平衡比较:,减压,新旧平衡比较:,v正= v 逆 v正= v 逆,c(g) 均增大,v正= v 逆 v正= v 逆,c(g) 均增大,注意4、压强大小还影响达平衡的快慢。 加压,达平衡快;减压,达平衡慢。,思考:对反应 H2+I2 (g) 2HI 在压强为P1时,HI%随时间变化如图所示。当压强增大为P2时,图形将如何改变?,增大,增大,
17、思 考,N2 + 3H2 2NH3 (恒T、V) 起始 1mol 3mol 达平衡状态1 改变1 增加1mol 达平衡状态2 改变2 增加1mol 3mol 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,注意5、在气态反应中若反应物的浓度均按比例改变,视为在原平衡基础上加压或减压。,思考:,1、向充有N2 、H2的反应器中加入氦气(1)若为恒温、恒容,通入氦气后平衡如何移动?(2)若为恒温、恒压,通入氦气后平衡如何移动?,不移动,逆向移动,颜色突然加深,然后逐渐变浅,但比原平衡状态时深。,2、反应 2NO2(g) N2O4(g),达平衡后迅速压缩活塞,可观察到什么现象
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