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歡迎進入化學(xué)課堂 化學(xué)平衡 第二節(jié) 復(fù)習(xí) 影響反應(yīng)速率的因素 主要因素是反應(yīng)本身 內(nèi)因 外界條件對反應(yīng)速率有重要影響 濃度 提高反應(yīng)物的濃度反應(yīng)速率加快 壓強 壓強增大若引起氣體縮小 則反應(yīng)速率增大 對固體或液體體積變化不大反應(yīng)速率幾乎沒有變 壓強對速率的改變本質(zhì)是引起了濃度的變化 溫度 升高體系的溫度 反應(yīng)速率加快 加入正催化劑可以提高反應(yīng)速率 除此以外 還有光 超聲波 激光 放射線 電磁波 顆粒的大小等 一是化學(xué)反應(yīng)速率問題如何在單位時間內(nèi)提高合成氨的產(chǎn)量 如何使H2和N2盡可能多轉(zhuǎn)化為NH3 即反應(yīng)進行程度 二是化學(xué)反應(yīng)平衡研究問題 化工生產(chǎn)要解決的兩個問題 對于N2 3H22NH3反應(yīng)在哪些條件下可加快反應(yīng)速率 思考 熟悉的平衡 物理學(xué)中 力平衡作用于同一物體的兩個力大小相等方向相反 合力為零 生物學(xué)中 生態(tài)平衡出生率 死亡率平衡研究的對象是雙方面或雙方面以上 化學(xué)中 溶解平衡 1 什么是可逆反應(yīng) 在同一條件下 既能向正反應(yīng)方向進行 同時又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng) 叫做可逆反應(yīng) 注意 可逆反應(yīng)總是不能進行到底 得到的總是反應(yīng)物與生成物的混合物 反應(yīng)混合物 可逆反應(yīng)的特征 不能向一個方向完全進行到底 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不能達到100 一 化學(xué)平衡的研究對象 可逆反應(yīng) 2 什么是飽和溶液 在一定溫度下 在一定量的溶劑里 不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液 叫做這種溶質(zhì)的飽和溶液 飽和溶液中溶質(zhì)的溶解過程完全停止了嗎 沒有 以蔗糖溶解于水為例 蔗糖分子離開蔗糖表面擴散到水中的速率與溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成為晶體的速率相等 即 溶解速率 結(jié)晶速率達到了溶解的平衡狀態(tài) 一種動態(tài)平衡 那么 可逆反應(yīng)的情況又怎樣呢 且正反應(yīng)速率 逆反應(yīng)速率 正反應(yīng)速率 逆反應(yīng)速率 相等 時間 速率 這時 CO H2O的消耗量等于CO2 H2反應(yīng)生成的CO H2O的量 反應(yīng)仍在進行 但是四種物質(zhì)的濃度均保持不變 達到動態(tài)平衡 這就是我們今天要重點研究的重要概念 化學(xué)平衡狀態(tài) 二化學(xué)平衡 開始時c CO c H2O 最大 c CO2 c H2 0 隨著反應(yīng)的進行 c CO c H2O 逐漸減小 c CO2 c H2 逐漸增大 所以 正反應(yīng)速率逐漸減小 逆反應(yīng)速率逐漸增大 進行到一定程度 總有那么一刻 正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的大小不再變化 1 定義 化學(xué)平衡狀態(tài) 就是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里 正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 反應(yīng)混合物中各組分的濃度 或百分含量 保持不變的狀態(tài) 強調(diào)三點 前提條件 可逆反應(yīng) 實質(zhì) 正反應(yīng)速率 逆反應(yīng)速率 0 同一物質(zhì) 標(biāo)志 反應(yīng)混合物中各組分的濃度 或百分含量 保持不變的狀態(tài) 2 化學(xué)平衡狀態(tài)特征 逆等動定變 可逆反應(yīng) 或可逆過程 V正 V逆 0 不同的平衡對應(yīng)不同的速率 平衡時正逆反應(yīng)均未停止 只是速率相等 平衡時 各組分含量保持恒定 條件改變 平衡移動 化學(xué)平衡的研究對象是可逆反應(yīng) 而化學(xué)反應(yīng)速率可以針對任意化學(xué)反應(yīng) 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 例 在一定溫度下 可逆反應(yīng)A 氣 3B 氣 2C 氣 達到平衡的標(biāo)志是 A C的生成速率與C分解的速率相等B 單位時間內(nèi)生成nmolA 同時生成3nmolBC A B C的濃度不再變化D A B C的分子數(shù)比為1 3 2 AC 例2 下列說法中可以充分說明反應(yīng) P 氣 Q 氣 R 氣 S 氣 在恒溫下已達平衡狀態(tài)的是 A 反應(yīng)容器內(nèi)壓強不隨時間變化B P和S的生成速率相等C 反應(yīng)容器內(nèi)P Q R S四者共存D 反應(yīng)容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時間而變化 B 例3 下列說法可以證明反應(yīng)N2 3H22NH3已達平衡狀態(tài)的是 A 1個N N鍵斷裂的同時 有3個H H鍵形成B 1個N N鍵斷裂的同時 有3個H H鍵斷裂C 1個N N鍵斷裂的同時 有6個N H鍵斷裂D 1個N N鍵斷裂的同時 有6個N H鍵形成 AC 可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志 可逆反應(yīng)達到平衡時 V正 V逆 即單位時間內(nèi)任一物質(zhì)生成多少 就消耗多少 表現(xiàn)在外部的特點是 各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變 總物質(zhì)的量也不變 每一種物質(zhì)的物質(zhì)的量的百分含量也不變 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量也不變 每種物質(zhì)的濃度也不變 如溫度 體積固定 反應(yīng)容器內(nèi)的總壓 也不隨時間的變化而變 但對反應(yīng)前后氣體物質(zhì)分子數(shù)相等的可逆反應(yīng) 就不能用總壓 平均分子質(zhì)量是否隨時間變化來判斷是否達到了平衡 例4 在一定溫度下的恒容容器中 當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時 表明反應(yīng) A 固 3B 氣 2C 氣 D 氣 已達平衡狀態(tài)的是 A 混合氣體的壓強B 混合氣體的密度C B的物質(zhì)的量濃度D 氣體的總物質(zhì)的量 BC 例5 在一定溫度下 下列敘述不是可逆反應(yīng)A 氣 3B 氣 2C 氣 2D 固 達到平衡的標(biāo)志的是 C的生成速率與C的分解速率相等 單位時間內(nèi)生成amolA 同時生成3amolB A B C的濃度不再變化 A B C的分壓強不再變化 混合氣體的總壓強不再變化 混合氣體的物質(zhì)的量不再變化 單位時間內(nèi)消耗amolA 同時生成3amolB A B C D的分子數(shù)之比為1 3 2 2A B C D A ASO2的消耗速率等于SO3的生成速率BSO2的生成速率等于SO3的生成速率CSO2的消耗速率等于O2消耗速率的2倍DSO3的生成速率等于O2生成速率的2倍 復(fù)習(xí)引入 1 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些 如何影響 2 化學(xué)反應(yīng)達平衡的標(biāo)志是什么 平衡特征 3 V正 V逆在外界條件的作用下能否被改變 哪些條件能改變 如何改變 4 濃度 溫度等外界條件的改變后 V正 V逆還一定成立嗎 5 當(dāng)V正 V逆時 化學(xué)反應(yīng)還處于平衡狀態(tài)嗎 反應(yīng)會如何進行 定義 可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的破壞 新化學(xué)平衡的建立過程 稱為化學(xué)平衡的移動 三影響化學(xué)平衡的條件 V正 V逆 V正 V逆 V正 V逆 開始不平衡平衡1不平衡平衡2 根據(jù)平衡移動發(fā)生的過程分析平衡移動發(fā)生的本質(zhì)原因是什么 哪些因素的改變可能會引起平衡移動 V正 V逆 1濃度對化學(xué)平衡的影響 實驗 FeCl3與KSCN反應(yīng) 實驗原理 FeCl3 3KSCNFe SCN 3 3KCl 根據(jù)實驗原理分析當(dāng)加入FeCl3或KSCN溶液后 試管中溶液顏色有什么變化 反應(yīng)朝哪邊進行 為什么增加任一反應(yīng)物的濃度都能促進平衡朝正反應(yīng)方向進行 試從濃度的變化如何影響V正 V逆的速率來解釋原因 能否用v t 速率 時間 圖象來表示這個過程 若用減少生成物濃度 減少反應(yīng)物濃度 增加生成物濃度來代替增加反應(yīng)物濃度 上面這些問題分別有何不同 圖象 平衡移動過程 用速率 時間圖象表示如下 條件改變平衡移動方向原因結(jié)果 增大反應(yīng)物濃度正反應(yīng)方向 正 逆 消耗反應(yīng)物 減小生成物濃度正反應(yīng)方向 正 逆 補充生成物 增大生成物濃度逆反應(yīng)方向 正 逆 消耗生成物 減小反應(yīng)物濃度逆反應(yīng)方向 正 逆 補充反應(yīng)物 小結(jié) 1 誰增耗誰 誰減補誰 但不能將外加條件削減為0 2 此規(guī)律只適用于氣態(tài) 溶液中的平衡混合物 對于固體純液體來說 它們的濃度是常數(shù) 改變它們的量 平衡不移動 總結(jié)濃度變化引起平衡移動的規(guī)律 應(yīng)用 硫酸工業(yè)中 常鼓入過量的空氣與SO2反應(yīng)原因 A 加入氫氧化鈉發(fā)生什么反應(yīng) B 久置氯水的成分是什么 為什么 C 反應(yīng)中增加HCl的濃度怎么反應(yīng) D 為什么氯氣不溶于飽和食鹽水 E 加入NaHCO3固體 HClO 變化 Cl2 H2OHCl HClO達平衡后 在其他條件不變的情況下 增大反應(yīng)物的濃度 或減少生成物的濃度 都可以使平衡向正反應(yīng)方向移動 反之亦然 在密閉容器中進行CaCO3CaO CO2 達平衡A 為什么在密閉容器中該反應(yīng)才是可逆反應(yīng) B 加入CaCO3平衡如何移動 C 體積不變 充入CO2平衡怎么移動 對可逆反應(yīng)N2 3H22NH3 Q達到平衡 填寫下列空白 溫度 體積不變 往其中通入N2 開始時V正 V逆 平衡向 反應(yīng)方向移動 增大 增大 正 例 在一定條件下 對于密閉容器中進行的反應(yīng)P g Q g R g S s 下列說法中可以充分說明這一反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是 A P Q R S的濃度相等B P Q R S在密閉容器中共存C P Q R S的濃度不再變化D 用P的濃度表示的化學(xué)反應(yīng)速率與用Q的濃度表示的化學(xué)反應(yīng)速率相等 C 2壓強對化學(xué)平衡的影響 適用范圍 反應(yīng)中只要有氣體物質(zhì)存在 無論是發(fā)應(yīng)物還是生成物 對反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的化學(xué)反應(yīng) 在其他條件不變的情況下 增大壓強 會使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動 減小壓強 會使化學(xué)平衡向著氣體體積增大的方向移動 例 在可逆反應(yīng)2SO2 O22SO3的平衡體系中 增大體系壓強時 v正 v逆 平衡向 移動 SO2的轉(zhuǎn)化率 增大 增大 正反應(yīng) 提高 注 對反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積沒有變化的可逆反應(yīng) 增大或減小壓強都不能使化學(xué)平衡移動 如H2 g I2 g 2HI g 增大壓強 對已達到平衡的下列反應(yīng)3X g Y g 2Z g 2Q s 產(chǎn)生的影響是 A 正反應(yīng)速率增大 逆反應(yīng)速率減小 平衡向正反應(yīng)方向移動B 正反應(yīng)速率減小 逆反應(yīng)速率增大 平衡向逆反應(yīng)方向移動C 正 逆反應(yīng)速率都增大 平衡向正反應(yīng)方向移動D 正 逆反應(yīng)速率都沒有變化 平衡不發(fā)生移動 C 練習(xí) 分析下列兩個可逆反應(yīng)達到平衡后 當(dāng)改變壓強平衡否移動 怎樣移動 H2 I2 氣 2HI CO2 C 固 2CO 注 平衡混合物都是固體或純液體 改變壓強對化學(xué)平衡無影響 判斷壓強引起平衡移動的思路 壓強變化是否引起體積變化 若體積變化則濃度發(fā)生改變濃度改變則引起速率的變化速率變化后 若導(dǎo)致V正 V逆時平衡移動若V正 V逆時 則平衡不移動 例 已知N2 3H22NH3在一密閉容器中反應(yīng)達平衡后 向容器中充入一定量的稀有氣體使容器內(nèi)的壓強增大 平衡是否移動 不移動 體系壓強沒有改變 體積沒有改變 濃度也沒變 溫度對化學(xué)平衡的影響 實驗 2NO2N2O4 紅棕色 無色 正反應(yīng)放熱反應(yīng) 達到平衡的混合氣體 放入熱水中 顏色加深 NO2濃度增大 平衡向逆向移動 放入冷水中 顏色變淺 N2O4濃度增大 平衡向正向移動 放熱方向 吸熱方向 在其他條件不變的情況下 溫度升高 會使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動 溫度降低會使平衡向著放熱反應(yīng)方向移動 結(jié)合速率 時間圖象分析升溫后該反應(yīng)的正 逆速率怎么變 平衡為什么向逆反應(yīng)方向移動 升溫對化學(xué)平衡的影響 平衡狀態(tài) 練習(xí) 如果對該反應(yīng)采取溫度降低措施 圖像如何畫呢 V正 V逆 0 t1 t2 V正 V逆 t3 V正 V逆 降溫對化學(xué)平衡的影響 平衡狀態(tài) 平衡狀態(tài) 例題 下列反應(yīng)在密閉容器中進行 并達平衡 減小壓強 平衡逆向移動的是 升高溫度 平衡正向移動的是 ACO NO2CO2 NO QBN2 3H22NH3 QC3O22O3 QDPCl3 g Cl2PCl5 g Q BCD C 壓強對化學(xué)平衡的影響 思考 用V t圖像分析 加壓對化學(xué)平衡的影響 平衡狀態(tài) 2NO2 氣 N2O4 氣 壓強對化學(xué)平衡的影響 練習(xí) 用V t圖像分析 V正 V逆 0 t1 t2 V正 V逆 t3 V正 V逆 減壓對化學(xué)平衡的影響 平衡狀態(tài) 平衡狀態(tài) 2NO2 氣 N2O4 氣 例題 1 在高溫下 下列反應(yīng)達到平衡 C s H2OCO g H2 正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 如果溫度升高 平衡向 移動 減小壓強 平衡向 移動 正反應(yīng)方向 正反應(yīng)方向 2 對于任何一個平衡體系 采取下列措施一定會引起平衡移動的是 A 加入一種反應(yīng)物B 增加體系的壓強C 升高溫度D 使用催化劑 C 催化劑對化學(xué)平衡的影響 催化劑對化學(xué)平衡無影響 同等程度的加快或減慢正 逆反應(yīng)速率 V正 V逆 對化學(xué)平衡無影響 催化劑能縮短平衡到達的時間 A E 2 在高溫下 反應(yīng)2HBrH2 g Br2 g 正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 達到平衡時 要使混合氣體顏色加深 可采取的方法是 A 減小壓強B 縮小體積C 升高溫度D 增大H2濃度 BC 3 溫度為25 反應(yīng)2NO2N2O4達到平衡時 c NO2 0 0125mol L c N2O4 0 0321mol L 求 NO2的起始濃度是多少 NO2的轉(zhuǎn)化率是多少 0 0767mol L83 7 化學(xué)反應(yīng)速率變化 反應(yīng)物濃度 反應(yīng)物濃度 生成物濃度 生成物濃度 增大壓強減小壓強 升高溫度降低溫度 使用合適的催化劑 條件改變 化學(xué)平衡移動 平衡移動的結(jié)果 總結(jié)填表 得出規(guī)律 反應(yīng)物濃度 反應(yīng)物濃度 生成物濃度 生成物濃度 氣體分子數(shù)減小氣體分子數(shù)增大 壓強減小壓強增大 吸熱方向放熱方向 無影響 溫度降低溫度升高 大大加快 平衡移動原理 勒夏特列原理 對于已達平衡的可逆反應(yīng) 如果改變影響平衡的一個條件 平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動 注意 是 減弱 這種改變 不是 消除 這種改變 只有一個條件改變 才能應(yīng)用 多個條件改變就要具體問題具體分析 勒沙特列原理適用于任何動態(tài)平衡體系 如 溶解平衡 電離平衡等 未平衡狀態(tài)不能用此來分析 本節(jié)小節(jié) 1 化學(xué)平衡的研究對象 可逆反應(yīng) 2 化學(xué)平衡狀態(tài) 定義 特征 逆等動定變 3 影響化學(xué)平衡的條件 濃度壓強溫度催化劑 4 平衡移動原理 勒夏特列原理 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全