《化學(xué)平衡 (2)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《化學(xué)平衡 (2)(18頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二節(jié)第二節(jié) 化學(xué)平衡化學(xué)平衡主要研究可逆反應(yīng)的規(guī)律、主要研究可逆反應(yīng)的規(guī)律、程度(反應(yīng)程度(反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率)物的轉(zhuǎn)化率)、反應(yīng)條件、反應(yīng)條件的影響的影響等。等。1、溶解平衡的建立、溶解平衡的建立一、化學(xué)平衡的建立一、化學(xué)平衡的建立開始:溶解速率開始:溶解速率 結(jié)晶速率結(jié)晶速率一段時(shí)間后:溶解速率一段時(shí)間后:溶解速率=結(jié)晶速率結(jié)晶速率達(dá)到溶解平衡,形成達(dá)到溶解平衡,形成硫酸銅飽和溶硫酸銅飽和溶液液第一課時(shí)第一課時(shí)達(dá)到溶解平衡后,達(dá)到溶解平衡后,溶解與結(jié)晶沒有停止溶解與結(jié)晶沒有停止,只是速率相等。,只是速率相等。溶解平衡是一種溶解平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡。動(dòng)態(tài)平衡。2、可逆反應(yīng)化學(xué)平衡的建立、可逆反應(yīng)
2、化學(xué)平衡的建立CO +H2O(g)CO2 +H2 起始濃度起始濃度mol/L0.010.0100 隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度逐漸減少,正反應(yīng)速率逐漸減隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度逐漸減少,正反應(yīng)速率逐漸減?。簧晌餄舛戎饾u增大,逆反應(yīng)速率逐漸增大。一段時(shí)間后,??;生成物濃度逐漸增大,逆反應(yīng)速率逐漸增大。一段時(shí)間后,反應(yīng)物、生成物濃度保持一定,反應(yīng)物、生成物濃度保持一定,V正正=V逆逆,達(dá)到達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)。改變濃度改變濃度mol/L平衡濃度平衡濃度mol/L0.0050.0050.0050.005+0.005+0.005-0.005-0.005t10t10:時(shí)時(shí)間間V正正最大,最大,
3、V逆逆=0V正正逐漸減小逐漸減小V逆逆逐漸增大逐漸增大t1以后以后V正正V逆逆=平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)3、化學(xué)平衡的概念、化學(xué)平衡的概念在一定條件下的在一定條件下的可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)里,里,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等相等,反應(yīng)混合物中,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。它的建立與反應(yīng)途徑無關(guān),從正反應(yīng)或逆反應(yīng)開始它的建立與反應(yīng)途徑無關(guān),從正反應(yīng)或逆反應(yīng)開始都可以建立平衡狀態(tài)。都可以建立平衡狀態(tài)。4、化學(xué)平衡特征、化學(xué)平衡特征動(dòng):動(dòng):V正正=V逆逆0,動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡定:定:各組分各組分濃度一定濃度一定或或物質(zhì)的量一定物質(zhì)的量一定(不是相等)(不是相等)變:
4、變:外界條件改變,平衡被破壞,平衡將發(fā)生移外界條件改變,平衡被破壞,平衡將發(fā)生移 動(dòng)而建立新的平衡。動(dòng)而建立新的平衡。逆:逆:指指可逆反應(yīng)??赡娣磻?yīng)。等:等:V正正=V逆逆(數(shù)值不一定相等)(數(shù)值不一定相等)(C)A、單位時(shí)間生成單位時(shí)間生成1摩爾摩爾A2的同時(shí)生成的同時(shí)生成1摩爾的摩爾的ABB、容器內(nèi)的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間變化容器內(nèi)的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間變化C、單位時(shí)間生成單位時(shí)間生成2摩爾摩爾AB的同時(shí)生成的同時(shí)生成1摩爾的摩爾的B2D、單位時(shí)間生成單位時(shí)間生成2摩爾摩爾A2的同時(shí)生成的同時(shí)生成1摩爾的摩爾的B2例例1、在一定溫度下反應(yīng)、在一定溫度下反應(yīng)A2(g)+B2(g)2AB(g)達(dá)到平
5、衡的標(biāo)志是達(dá)到平衡的標(biāo)志是 例例2、:恒溫下,在一固定的密閉容器中進(jìn)行如、:恒溫下,在一固定的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)下反應(yīng):P(g)+2Q(g)R(g)+S(g),可以充分,可以充分說明可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的事實(shí)是(說明可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的事實(shí)是()A 反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化的狀態(tài)反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化的狀態(tài)B 反應(yīng)容器內(nèi)反應(yīng)容器內(nèi)P、Q、R、S四種氣體共存的狀態(tài)四種氣體共存的狀態(tài)C 生成生成P的速率與生成的速率與生成S的速率相等的狀態(tài)的速率相等的狀態(tài)D 生成生成Q的速率與生成的速率與生成S的速率相等的狀態(tài)的速率相等的狀態(tài)E 單位時(shí)間生成單位時(shí)間生成1摩爾摩爾R必有必有1
6、摩爾摩爾S生成的狀態(tài)生成的狀態(tài)AC 5、化學(xué)平衡的特點(diǎn):、化學(xué)平衡的特點(diǎn):化學(xué)平衡的建立與途徑無關(guān),化學(xué)平衡的建立與途徑無關(guān),只要只要條件相同條件相同,同一個(gè)化學(xué)平衡的建立既可從正方向,同一個(gè)化學(xué)平衡的建立既可從正方向建立,也可從逆方向建立。建立,也可從逆方向建立。0 0反應(yīng)速率反應(yīng)速率時(shí)間時(shí)間V V逆逆正正V VV V逆逆正正V V=例例3、在一個(gè)固定體積的密閉容器中加入、在一個(gè)固定體積的密閉容器中加入2摩爾摩爾A、1摩爾摩爾B發(fā)生發(fā)生反應(yīng):反應(yīng):2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),達(dá)到平衡時(shí)達(dá)到平衡時(shí)C的濃度的濃度為為amol/L,若維持容器的體積和溫度不變,按下列四種情況配若維持容
7、器的體積和溫度不變,按下列四種情況配比作為起始濃度,達(dá)到平衡后,比作為起始濃度,達(dá)到平衡后,C的濃度為的濃度為amol/L的是(的是()A 4molA+2molB B 2molA+1molB+3molC+1moDC 3molC+1molD D 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDCD(CD)A、NO、O2、NO2分子數(shù)目比是分子數(shù)目比是 2 1 2B、反應(yīng)混合物中各組分物質(zhì)的濃度相等反應(yīng)混合物中各組分物質(zhì)的濃度相等C、混合氣體的顏色不再變化混合氣體的顏色不再變化D、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變練習(xí):練習(xí):在一定條件下,反應(yīng)在一定條件下,反應(yīng)
8、 2NO +O2 2NO2 達(dá)到達(dá)到平衡的標(biāo)志是平衡的標(biāo)志是 課堂練習(xí)課堂練習(xí)在在容器中發(fā)生反應(yīng):容器中發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)并達(dá)到平衡,并達(dá)到平衡,若其它條件不變,充入若其它條件不變,充入18O2(g),達(dá)到新的平衡后,達(dá)到新的平衡后,18O原子將原子將存在于(存在于()A 只存在于氧氣中只存在于氧氣中 B 只存在于氧氣和三氧化硫中只存在于氧氣和三氧化硫中C只存在于二氧化硫和三氧化硫中只存在于二氧化硫和三氧化硫中D 存在于二氧化硫和氧氣和三氧化硫中存在于二氧化硫和氧氣和三氧化硫中D 化學(xué)平衡移動(dòng)化學(xué)平衡移動(dòng)原因原因:反應(yīng)條件改變,引起:反應(yīng)條件改變,引起V正正 V
9、逆逆結(jié)果結(jié)果:速率、各組分濃度與原平衡比較均發(fā)生變化:速率、各組分濃度與原平衡比較均發(fā)生變化方向方向V正正 V逆逆 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)V正正 =V逆逆 平衡不移動(dòng)平衡不移動(dòng)V正正 V逆逆 平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)二、影響化學(xué)平衡的條件二、影響化學(xué)平衡的條件第二課時(shí)第二課時(shí)二、影響化學(xué)平衡的條件二、影響化學(xué)平衡的條件第二課時(shí)第二課時(shí)FeCl3 +3KSCN Fe(SCN)3 +3KCl(紅色)紅色)在上述平衡體系中,在上述平衡體系中,增大增大FeCl3的濃度或的濃度或增大增大KSCN的濃度均的濃度均可使溶液顏色加深,可使溶液顏色加深,即均可增大生成物即均可增
10、大生成物Fe(SCN)3的濃度,的濃度,使平衡向右移動(dòng)。使平衡向右移動(dòng)。1、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響分析分析t1t2t3應(yīng)用應(yīng)用 增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,平衡向正增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度,反應(yīng)方向移動(dòng);增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);結(jié)論結(jié)論 在生產(chǎn)上,往往采用增大容易取得的或成本較低的在生產(chǎn)上,往往采用增大容易取得的或成本較低的反應(yīng)物濃度的方法,使成本較高的原料得到充分利用。反應(yīng)物濃度的方法,使成本較高的原料得到充分利用。2SO2 +O2 2SO3增大反應(yīng)物的濃度
11、增大反應(yīng)物的濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響對(duì)化學(xué)平衡的影響2、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響材料材料分析分析N2 +3H2 2NH3450時(shí)時(shí)N2與與H2反應(yīng)生成反應(yīng)生成NH3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)壓強(qiáng)壓強(qiáng)/MPaNH3/%12.059.21016.43035.56053.610069.4結(jié)論結(jié)論 在其它條件不變的情況下在其它條件不變的情況下,增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng),會(huì)使化學(xué)平衡向會(huì)使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動(dòng)著氣體體積縮小的方向移動(dòng);減小壓強(qiáng)減小壓強(qiáng),會(huì)使平衡向著氣會(huì)使平衡向著氣體體積增大的方向移動(dòng)體體積增大的方向移動(dòng).注意注意1、反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積沒有變化的可逆反應(yīng),、反應(yīng)前后氣態(tài)
12、物質(zhì)的總體積沒有變化的可逆反應(yīng),增大或減小壓強(qiáng)不能使化學(xué)平衡移動(dòng)。例:增大或減小壓強(qiáng)不能使化學(xué)平衡移動(dòng)。例:2HI(g)H2(g)+I2(g)2、沒有氣體參與的反應(yīng),壓強(qiáng)、沒有氣體參與的反應(yīng),壓強(qiáng)改變,濃度不變,平衡不移動(dòng)。改變,濃度不變,平衡不移動(dòng)。增大壓強(qiáng),體積增大壓強(qiáng),體積減小,濃度同等程度減小,濃度同等程度增大,顏色變深,但增大,顏色變深,但平衡不移動(dòng)。平衡不移動(dòng)。增大壓強(qiáng)對(duì)下列兩個(gè)化學(xué)平衡的影響圖象分析增大壓強(qiáng)對(duì)下列兩個(gè)化學(xué)平衡的影響圖象分析t1t2t3t2N2 +3H2 2NH32HI(g)H2(g)+I2(g)3、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響 化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)
13、鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,所以化化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,所以化學(xué)反應(yīng)總是伴隨著能量的變化,吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng)。學(xué)反應(yīng)總是伴隨著能量的變化,吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng)。例如:例如:2NO2 4N2O2 +Q 為放熱反應(yīng)為放熱反應(yīng) 紅紅棕色棕色無色無色結(jié)論結(jié)論:其它:其它條件不變的條件不變的情況下,溫情況下,溫度度升高升高,平,平衡向衡向吸熱吸熱反反應(yīng)方向移動(dòng);應(yīng)方向移動(dòng);溫度溫度降低降低,平衡向平衡向放熱放熱反應(yīng)方向移反應(yīng)方向移動(dòng)。動(dòng)。第三課時(shí)第三課時(shí)平衡移動(dòng)原理平衡移動(dòng)原理 勒夏特列原理勒夏特列原理如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、壓強(qiáng)、溫如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、
14、壓強(qiáng)、溫度等),平衡就度等),平衡就向能夠減弱這種改變向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。的方向移動(dòng)。催化劑催化劑:能夠同等程度地增加正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率,因能夠同等程度地增加正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率,因此它對(duì)化學(xué)平衡和移動(dòng)沒有影響。但能縮短到達(dá)平衡所需的此它對(duì)化學(xué)平衡和移動(dòng)沒有影響。但能縮短到達(dá)平衡所需的時(shí)間。時(shí)間。t1t2反應(yīng)速率時(shí)間討論討論 下列反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí):下列反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q(正正反應(yīng)為放熱反應(yīng))如果其它條件不變時(shí),分別反應(yīng)為放熱反應(yīng))如果其它條件不變時(shí),分別改變下列條件,將對(duì)化學(xué)平衡有何影響?改變下列條件,將對(duì)化學(xué)平衡有何影響?增大增
15、大O2的濃度的濃度增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)減少減少SO3的濃度的濃度升高溫度升高溫度使用催化劑使用催化劑右移右移右移右移右移右移左移左移不移動(dòng)不移動(dòng)三、化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算三、化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算程序法程序法第四課時(shí)第四課時(shí)1、建立解題程序模式、建立解題程序模式mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始濃度或物質(zhì)的量起始濃度或物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化濃度或物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化濃度或物質(zhì)的量平衡濃度或物質(zhì)的量平衡濃度或物質(zhì)的量2、確定關(guān)系、確定關(guān)系(1)確定轉(zhuǎn)化濃度或物質(zhì)的量是解題的關(guān)鍵確定轉(zhuǎn)化濃度或物質(zhì)的量是解題的關(guān)鍵(2)反應(yīng)物反應(yīng)物:平衡濃度平衡濃度=起始濃度起始濃度-轉(zhuǎn)化濃度轉(zhuǎn)化濃度 生成物生成物:平衡濃度平衡濃
16、度=起始濃度起始濃度+轉(zhuǎn)化濃度轉(zhuǎn)化濃度(3)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率數(shù)值之比等于數(shù)值之比等于方程式中相應(yīng)方程式中相應(yīng)物質(zhì)系數(shù)之比。物質(zhì)系數(shù)之比。3、依照題意,列式求解、依照題意,列式求解解題的突破點(diǎn)解題的突破點(diǎn) 由方程式系數(shù)求出由方程式系數(shù)求出 n平平(生成物生成物)=n轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(生成物生成物)n轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(反應(yīng)物反應(yīng)物)n平平(反應(yīng)物反應(yīng)物)4、有關(guān)計(jì)算關(guān)系、有關(guān)計(jì)算關(guān)系(1)如果保持P、T不變:則氣體的體積比等于物質(zhì)的量之比,即(2)如果保持V、T不變:則氣體的壓強(qiáng)比等于氣體物質(zhì)的量之比,即將等物質(zhì)的量的將等物質(zhì)的量的A,B混合于混合于2L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)3A(氣)氣
17、)B(氣)氣)=aC(氣)氣)2D(氣)氣)經(jīng)經(jīng)5min后達(dá)到平衡后達(dá)到平衡時(shí),測(cè)知時(shí),測(cè)知D的濃度為的濃度為0.5mol/L,A:B=3 5,C的平均反應(yīng)速率的平均反應(yīng)速率為為0.1mol/Lmin。試求(試求(1)A的平衡濃度是多少?(的平衡濃度是多少?(2)B的平均的平均反應(yīng)速率?(反應(yīng)速率?(3)a?例題例題根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)方程式系數(shù)成比例的規(guī)律根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)方程式系數(shù)成比例的規(guī)律,不難得到不難得到(2)vB=vD/2=0.05mol/(Lmin);(3)vC=vD,a=2設(shè)設(shè):A的起始濃度為的起始濃度為Xmol/L;B的平均反應(yīng)速度為的平均反應(yīng)速度為VB3A(氣氣)B(氣氣)aC(氣氣)2D(氣氣)起始濃度起始濃度(mol/L)變化濃度變化濃度(mol/L)平衡濃度平衡濃度(mol/L)XX000.5+0.5+0.25a-0.75-0.25X-0.75 X-0.250.25a(1)由由(x-0.75):(x-0.25)=3:5,得,得x=1.5(mol/L)A的平衡濃度為的平衡濃度為1.5-0.75=0.75mol/L