二十三化学平衡的移动.ppt
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1、二十三、化学平衡的移动,2011届高三化学总复习,福建师大附中 郑巧云,化学平衡状态的特征?,(1)逆:研究对象是可逆反应(2)等:正反应速率=逆反应速率(本质)(3)动:动态平衡(4)定:反应混合物中各组分的浓度保持 不变,各组分的含量一定。(特征)(5)变:条件改变,原平衡被破坏,在新 的条件下建立新的平衡。,复习回顾:,可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。,一、化学平衡移动的概念:,(4)移动特征:,(1)研究对象:,已建立平衡状态的体系。,(2)移动本质:,条件改变引起V正 V逆,(3)移动方向:,V正 V逆 平衡向 方向移动;V正=V逆 平衡;V正 V
2、逆 平衡向 方向移动。,混合物中各组分的含量发生改变。,1、浓度对化学平衡移动的影响,在其它条件不变的情况下,增加反应物的浓度(或减少生成物的浓度),平衡向正反应方向移动;增加生成物的浓度(或减少反应物的浓度),平衡向逆反应方向移动。,二、外界条件对化学平衡的影响:,0,v,t,V(正),V(逆),原平衡,增大反应物的浓度,当其他条件不变时,增大反应物浓度,瞬间V正,V逆,V正 V逆随后V正逐渐,V逆逐渐,最终V正 V逆,平衡向 方向移动。,注意:,对于固态和纯液体,其浓度可看作 一个常数,增加或减小固态或纯液体的量并不 影响V正、V逆的大小,所以化学平衡不移动。,只要是增大浓度,不论增大的是
3、反应物浓度,还是生成物浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原 平衡状态;减小浓度,新平衡状态下的速率一定小 于原平衡状态。,反应物有两种或两种以上,增加一种物质的浓度,该 物质的平衡浓度增大,转化率降低,而其他物质的平衡浓度减小,转化率提高。,练习:在密闭容器中进行下列反应,达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化:,(1)增加C,平衡 c(CO).(2)增加CO2,平衡 c(CO).(3)增加CO,平衡 c(CO).各物质的平衡转化率如何变化?,通过改变容器 的方法增大压强,反应物和生成物的浓度同时,对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)当m+np+q,平衡 移
4、动;当m+n p+q,平衡 移动;当m+n p+q,平衡 移动;,2、压强对化学平衡移动的影响,通过改变容器 的方法增大压强,瞬间V正,V逆,增加的幅度大,V正 V逆 随后V正逐渐,V逆逐渐。最终V正 V逆,平衡向 方向移动。,t2,V正=V逆,V正,V逆,t1,以aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+b c+d为例,增大压强,aA(g)+bB(g)cC(g),压强的改变对化学平衡的影响只针对有 参加且气体体积在反应前后 的平衡体系。反应前后气态物质的总体积没有变化的可逆反应里,增大或减小压强都 使化学平衡移动。如果平衡混合物都是固体或液体,改变压强可认为 改变反应速率,则 使化学平
5、衡移动。增大压强无论平衡如何移动,新平衡状态里的速率一定_原平衡状态的速率;减小压强无论平衡如何移动,新平衡状态里的速率一定 _ 原平衡状态的速率稀有气体或与反应无关的气体加入平衡体系对化学平衡的影响,要具体分析平衡物质的浓度是否变化。如果恒温、恒容时充入,平衡_;如果恒温、恒压时充入,平衡_。,注意:,【例】对平衡3H2(g)+N2(g)2NH3(g),(1)如果在恒温恒容下加入N2,平衡向 移动;(2)如果在恒温恒容下加入氨气呢?加入氩气又怎么样呢?(3)如果恒温恒压充入氮气或充入氦气呢?(4)如果需要增加氢气的转化率,可以有什么办法?(5)如果增大压强,正反应速率,逆反应速 率,氮气的转
6、化率。,当其他条件不变时,升高反应体系的温度,平衡向_的方向移动;降低温度,平衡向_的方向移动。改变温度对(填:“吸”或“放”)热反应速率影响的幅度大。,3、温度对化学平衡的影响,以2NO2 N2O4(正反应放热)为例,升高温度,瞬间V吸,V放,增加的幅度大,V吸 V放随后V吸逐渐,V放逐渐,最终V吸 V放,平衡向 的方向移动。图像表示:,升高温度,降低温度,4.催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,在速率改变过程中,始终保持着v正=v逆。所以不会使化学平衡移动,但使用催化剂可改变达到平衡所需的时间。v-t图表示:,V(molL-1S-1),V正=V逆,注意:只要是升高温度,平衡一定移动,且新
7、平衡状态的速率一定_原平衡状态的速率。反之亦然。,化学平衡移动原理(勒夏特列原理),改变影响化学平衡的一个因素,平衡将向能减弱这种改变的方向移动。,“减弱”的双重含义,定性角度:平衡移动的方向为减弱外界改变的方向。,定量角度:移动的结果只是减弱了外界条件的变化,而不能完全抵消外界条件的变化量。,(1)判状态:由压强的改变,根据平衡移动的方向,可以判断反应物或生成物的状态。(2)判系数:由压强的改变,根据平衡移动的方向,可以判断方程式中某气体物质的计量数或反应物和生成物之间的计量数的大小关系。(3)判H:由温度的改变,根据化学平衡移动的方向,可以判断正反应或逆反应是吸热反应或放热反应。,平衡移动
8、的应用,(4)判转化率:根据条件改变对化学平衡的影响,可以判断达到新平衡时某反应物转化率的提高或降低以及平衡体系中某组分百分含量的变化。(5)调控反应:根据影响化学反应速率和平衡的条件以及化学平衡移动原理,可调控工业反应使之效益最大化。,典型实例分析,解化学平衡图像题的技巧,1、弄清横坐标和纵坐标的意义。2、弄清图像上点的意义,特别是一些特殊 点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲 线的交叉点)的意义。3、弄清图像所示的增、减性。4、弄清图像斜率的大小。,5、看是否需要辅助线。,一、速率-时间图象(V-t图象),例1、判断下列图象中时间t2时可能发生了哪一种变化?分析平衡移动情况。,(A)(B)
9、(C),分析这种曲线关键是注意起点、终点和斜率。例:反应A(g)+B(g)C(g)+Q已达平衡,升高温度,平衡逆移,当反应一段时间后反应又达平衡,则速率对时间的曲线为(),C,(A)达到平衡后,若使用催化剂,C的质量分数增大(B)平衡后,若升高温度,则平衡向逆反应方向移动(C)平衡后,增大A的量,有利于平衡正向移动(D)化学方程式中一定有np+q,例3、可逆反应mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g)。反应中,当其它条件不变时,C的质量分数与温度(T)和压强(P)的关系如上图,根据图中曲线分析,判断下列叙述中正确的是(),B,二、转化率(或产率、百分含量等)-时间图象,可采取的措施是()A
10、、加入催化剂 B、增大Y的浓度C、降低温度D、增大体系压强,A,练习1、图中a曲线表示一定条件下的可逆反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g);H=QkJ/mol 的反应过程。若使a曲线变为b曲线,,2、在密闭容器中进行下列反应:M(g)+N(g)R(g)+2L,在不同条件下R的百分含量R%的变化情况如下图,下列叙述正确的是()A、正反应吸热,L是气体B、正反应吸热,L是固体C、正反应放热,L是气体D、正反应放热,L是固体或液体,C,温度一定,压强分别为P1和P2时,反应体系X(s)+2Y(g)=nZ(g)中反应物Y的转化率与时间的关系如图2-27所示,由此可知()。A、P1p2,n2 B
11、、P1P2,n3,A,例4、在可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g);Hp。分析下列各图,在平衡体系中A的质量分数与温度t、压强P关系正确的是(),三、百分含量(转化率或产率)-压强(或温度)图象,B,1如图所示,反应:X(气)+3Y(气)2Z(气);HP2)下达到平衡时,混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为(),C,2、mA(s)+nB(g)qC(g);Hq C、X点时的状态,V正V逆D、X点比Y点混和物的正 反应速率慢,B、C,例2、下图表示某可逆反应达到平衡过程中某一反应物的vt图象,我们知道v=c/t;反之,c=vt。请问下列vt图象中的阴影面积表示的意义是(),C,A、从反应
12、开始到平衡时,该反应物的消耗浓度 B、从反应开始到平衡时,该反应物的生成浓度C、从反应开始到平衡时,该反应物实际减小的浓度,例题:可逆反应:aX(s)+bY(g)cZ(g)+dW(g)达到平衡,混合物中Y的体积分数随压强(P)与温度T(T2T1)的变化关系如图示。,1、当压强不变时,升高温度,Y的体积分数变,平衡向 方向移动,则正反应是 热反应。2、当温度不变时,增大压强,Y的体积分数变,平衡向 方向移动,则化学方程式中左右两边的系数大小关系是。,小,正反应,吸,大,逆反应,b(c+d),例题:可逆反应aA(g)+bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一定条件下达平衡状态时,A的转化率与温度
13、、压强的关系如图2-29所示。则在下列空格处填写“大于”、“小于”或“等于”。(1)a+b_c+d;(2)Q_0。,Q0。(a+b)(c+d),图中的曲线是表示其他条件一定时,反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v(正)v(逆)的是()A.a点 B.b点 C.c点 D.d点,C,2NOO2 2NO2(0),化学反应2()2()2()(0),达到平衡状态时,图212中各曲线符合平衡移动原理的是(),A、C,【典例导析1】(2009四川理综,13)在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应mX(g)nY(g)H=Q kJ/mol。反
14、应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:,下列说法正确的是()A.mnB.Q0C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减少D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动,C,迁移应用1(2008广东,8)将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H2(g)+Br2(g)2HBr(g)HbB.a=b C.ab D.无法确定,A,迁移应用2 已知:C(s)+CO2(g)2CO(g)H0。该反应达到平衡后,下列条件有利于反应向正方向进行的是()A.升高温度和减小压强 B.降低温度和减小压强 C.降低温度和增大压强 D.升高温度和增大压强,A,1.一般步骤(1)写出有
15、关化学平衡的反应方程式。(2)确定各物质的起始量、转化量、平衡量。(3)根据已知条件建立等式关系进行解答。2.模式 如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol,达到平衡后消耗A的物质的量为mx mol。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a-mx b-nx px qx,化学平衡的计算模板,3.说明 计算中存在以下量的关系:反应物:n(平)=n(始)-n(变);生成物:n(平)=n(始)+n(变)。各物质的转化量之比等于化学方程式中化学计 量数之比。转化
16、率=100%。,特别提醒同一个反应中,反应物可以有多种,但不同反应物的转化率可能不同。增大一种反应物的浓度,可以提高其他反应物的转化率,工业生产中常常提高廉价原料的比例,从而增大昂贵原料的利用率,如工业合成氨中增大氮气的浓度,从而提高氢气的转化率。对于一个确定的化学反应,温度一定,平衡常数只有一个,与浓度大小无关,但是平衡常数与平衡转化率之间存在一定的关系,用平衡常数可以计算平衡转化率,用平衡转化率也可以计算平衡常数。,【典例导析2】反应2A(g)+B(g)3C(g),起始时按52的体积比将A、B两气体混合后,充入一体积不变的密闭容器中,在恒定温度下使其反应,达到平衡时混合气体中C的体积分数为
17、60%。求:(1)A、B的转化率分别为:A=,B=。(2)平衡时压强与起始相比,有何变化?(填“增大”、“不变”或“减小”)。,解析(1)2A(g)+B(g)3C(g)起始量 5 2 0变化量 2x x 3x平衡量 5-2x 2-x 3x由已知得 100%=60%x=1.4所以A=100%=56%B=100%=70%,(3)反应2A(g)+B(g)3C(g)中两边气体总系数相等,反应前后气体的总的物质的量不变,则在恒温恒容条件下,压强不变。,迁移应用3 在一定条件下,将一定量PCl5(g)通入 密闭容器中,发生反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。当达到平衡时,混合气体相对于H2的
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- 十三 化学平衡 移动
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