高中化學 第2章 化學反應速率和化學平衡 第3節(jié) 化學平衡(第1課時)化學平衡狀態(tài)課件 新人教版選修4.ppt
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成才之路 化學,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修,化學反應速率和化學平衡,第二章,第三節(jié) 化學平衡,第二章,第1課時 化學平衡狀態(tài),新知導學,相同條件,正反應,逆反應,正反應,逆反應,相同,不能,不能,共存,幾乎完全進行,=,最大,零,減小,變小,零,增大,v(正)v(逆),不再發(fā)生變化,以上過程可用下圖表示:,相等,質(zhì)量,濃度,5化學平衡特征,可逆,動態(tài),相等,不變,發(fā)生移動,1很久以前,人們發(fā)現(xiàn)高爐煉鐵時總有一部分CO沒有被充分利用,就設想利用增加煙筒高度的方法來解決這個問題,但是沒有成功,你知道為什么嗎?,自主探究,提示:因為可逆反應中反應物的轉(zhuǎn)化率達不到100%,所以1 mol N2和3 mol H2不能完全反應,故放出的熱量小于92.3 kJ。,3達到化學平衡狀態(tài)時,各組分的濃度不再變化,濃度相等嗎?各組分的百分含量也不再變化嗎? 提示:濃度不再變化,不代表濃度相等,但百分含量不再變化。,可逆反應,教材點撥,下列關(guān)于可逆反應的說法中正確的是( ) A可逆反應就是既能向正反應方向進行,又能向逆反應方向進行的化學反應 B在催化劑的作用下,二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫的同時,三氧化硫又分解生成二氧化硫和氧氣,因此該反應是可逆反應 C對于合成氨的反應,如果調(diào)控好反應條件,可使一種反應物的轉(zhuǎn)化率達到100% D碳酸鈣在高溫下分解生成氧化鈣和二氧化碳,氧化鈣和二氧化碳在常溫下生成碳酸鈣,因此這兩個反應是可逆反應,典例透析,【解析】 可逆反應是指在相同條件下,能同時向正、逆反應方向進行的反應??赡娣磻獜娬{(diào)兩點:相同條件和同時雙向進行,B正確;A項中沒有說明相同條件和同時進行;C項,由于是可逆反應,所以其反應物的轉(zhuǎn)化率不可能達到100%;D項中的兩組反應,由于反應條件不同,不能稱為可逆反應,錯誤。 【答案】 B,變式訓練,解析:假設反應由正反應方向開始進行,由于Y2(g)過量,則完全轉(zhuǎn)化時,Z(g)的濃度為0.4 molL1;假設反應由逆反應方向開始進行,則完全轉(zhuǎn)化時,X2(g)、Y2(g)的濃度分別為0.2 molL1、0.4 molL1。由題意知,該反應為可逆反應,反應物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物,生成物也不可能完全轉(zhuǎn)化為反應物,故A項正確,B、C項錯誤;又該反應是總體積不變的反應,反應達到平衡時,不論X2、Y2、Z怎么變化,總物質(zhì)的量不會改變,物質(zhì)的總濃度也不會改變,即c(X2)c(Y2)c(Z)0.6 molL1,D項錯誤。 答案:A,1化學平衡研究的對象是可逆反應。 2可逆反應達到平衡時的特征 (1)等:同一物質(zhì)的正逆反應速率相等。(不同物質(zhì)不一定相等) (2)動:動態(tài)平衡v(正)v(逆)0 (3)定:各組分含量保持一定。 (4)變:外界條件改變,平衡狀態(tài)發(fā)生改變。,化學平衡狀態(tài),教材點撥,3化學平衡狀態(tài)的判斷 (1)v(正)v(逆)0 同一物質(zhì):正、逆反應速率相同。 不同物質(zhì):反應速率的方向相反、大小符合化學計量數(shù)之比。 誤區(qū):反應速率之比等于化學計量數(shù)之比(); 解釋:只要反應進行,該關(guān)系就成立。 同一物質(zhì)的消耗速度與生成速度相等,溫馨提示:可逆反應達到平衡狀態(tài)時有兩個核心判斷依據(jù): (1)正反應速率和逆反應速率相等。 (2)反應混合物中各組成成分的百分含量保持不變。 依據(jù)其他有關(guān)的量判斷可逆反應是否達到平衡狀態(tài)時,最終都要回歸到這兩個核心依據(jù)上來。,(2015湖北五校聯(lián)考)在某容積不變的密閉容器內(nèi),注滿NO2和N2O4的混合氣體,298 K時發(fā)生反應:,典例透析,【解析】 假設反應由正反應方向開始進行,由于在密閉容器中進行反應,所以由質(zhì)量守恒定律可知,此反應是否達到平衡質(zhì)量均不變化。此項不可作為平衡的判斷依據(jù);兩種物質(zhì)中只有NO2為紅棕色,因此,如果沒有達到平衡,則NO2的濃度在改變,從外觀看,則是顏色一直在改變,此項可作為平衡的一個判斷依據(jù);平均摩爾質(zhì)量等于混合氣體總質(zhì)量除以氣體總物質(zhì)的量,該反應的物質(zhì)的量兩邊不相等,如果達到了平衡狀態(tài),平均摩爾質(zhì)量應不變,否則,若平衡正向移動,則平均摩爾質(zhì)量變大,逆向移動則變小,此項可作為平衡的一個判斷依據(jù);,密度由總體積和總質(zhì)量決定,由于容器的體積不變。反應物與生成物的總質(zhì)量也不變,所以密度不變,此項不可作為平衡的判斷的依據(jù);熱量可以作為平衡的一個判斷依據(jù)。 【答案】 B,變式訓練,解析:在恒容條件,此反應為前后氣體體積相等的反應,在達到平衡狀態(tài)前后體系的壓強不變,不能作為平衡狀態(tài)的判斷標志;容積固定,因為此反應有固體參與,氣體密度不變說明氣體總質(zhì)量不變,說明此反應達到平衡狀態(tài),可作為平衡狀態(tài)的判斷標志;C(g)的濃度不變說明生成C(g)和消耗C(g)的量相等,說明反應達到平衡狀態(tài),能作為平衡狀態(tài)的判斷標志;反應達到平衡狀態(tài),A、C、D三種氣體濃度不變,并非等于化學計量數(shù)之比,,不能作為平衡狀態(tài)的判斷標志;單位時間內(nèi)生成C,同時生成D都是正反應方向,故不能作為平衡狀態(tài)的判斷標志;單位時間內(nèi)生成n mol D,同時生成2n mol A,說明反應同時向正、逆反應方向進行,生成D和A又符合化學計量數(shù)之比,能作為平衡狀態(tài)的判斷標志。由以上分析知C項正確。 答案:C,解析:反應開始時,反應物濃度最大,正反應速率最大,生成物濃度為零,逆反應速率為零,A正確;隨著反應的進行,反應物濃度逐漸減小,正反應速率逐漸減小,生成物的濃度逐漸增大,逆反應速率逐漸增大,但可逆反應不能進行到底,故反應速率不能為零,B錯誤,C正確;可逆反應達到平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等,D錯誤。 答案:BD,解析:因為此反應是可逆反應,在一定條件下可同時向正、逆反應方向進行,向正反應方向進行時使SO3中含18O,向逆反應方向(含有18O的SO3分解)就可能使SO2中含有18O,所以D正確。 答案:D,答案:BC,解析:催化劑不能提高產(chǎn)率,但能縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)效率,A項正確;可逆反應中哪種物質(zhì)也不可能100%全部轉(zhuǎn)化,B項正確;達到平衡時,SO2和SO3的濃度不變,但不一定相等,C項不正確;提高O2的濃度,平衡向右進行,SO2的轉(zhuǎn)化率提高,D項正確。 答案:C,(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),反應開始至達到平衡時,CO的化學反應速率為_,反應達到平衡時c(H2)_。 (2)判斷該反應達到平衡的依據(jù)是_(填序號)。 CO減少的速率和CO2減少的速率相等 CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等 CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化 該條件下正、逆反應速率都為零 答案:(1)0.003 molL1min1 0.03 molL1 (2),法國科學家勒夏特列簡介 勒夏特列是一位精力旺盛的法國科學家,他研究過水泥的煅燒和凝固、陶器和玻璃器皿的退火、磨蝕劑的制造以及燃料、玻璃和炸藥的發(fā)展等問題。從他研究的內(nèi)容也可看出他對科學和工業(yè)之間的關(guān)系特別感興趣。此外,他對乙炔進行了研究,并發(fā)明了氧炔焰發(fā)生器,迄今還用于金屬的切割和焊接。勒夏特列對水泥、陶瓷和玻璃的化學原理很感興趣,也為防止礦井爆炸而研究過火焰的物化原理。這就使得他要去研究熱和熱的測量。,1877年他提出用熱電偶測量高溫。它是由兩根金屬絲組成的,一根是鉑,另一根是鉑銠合金,兩端用導線相接,一端受熱時,即有一微弱電流通過導線,電流強度與溫度成正比。他還利用熱體會發(fā)射光線的原理發(fā)明了一種測量高溫的光學高溫計。這種熱電偶和光學高溫計可順利地測定3 000以上的高溫。,勒夏特列在1888年宣布了一條遐邇聞名的定律,那就是勒夏特列原理。勒夏特列原理的應用可以使某些工業(yè)生產(chǎn)過程的轉(zhuǎn)化率達到或接近理論值,同時也可以避免一些并無實效的方案(如高爐加高的方案),其應用非常廣泛。這個原理可以表達為:“把平衡狀態(tài)的某一因素加以改變之后,將使平衡狀態(tài)向抵消原來因素改變的效果的方向移動。”換句話說,如果把一個處于平衡狀態(tài)的體系置于一個壓力會增加的環(huán)境中,這個體系就會盡量縮小體積,重新達到平衡。由于這個緣故,這時壓力就不會增加得像本來應該增加的那樣多。又例如,如果把這個體系置于一個會正常增加溫度的環(huán)境里,這個體系就會發(fā)生某種變化,額外吸收一部分熱量。因此,溫度的升高也不會像預計的那樣大。,勒夏特列原理因可預測特定變化條件下化學反應的方向,所以有助于化學工業(yè)的合理化安排和指導化學家們最大限度地減少浪費,生產(chǎn)所希望的產(chǎn)品。例如哈伯借助于這個原理設計出他的從大氣氮中生產(chǎn)氨的反應,這是個關(guān)系到戰(zhàn)爭與和平的重大發(fā)明,也是勒夏特列本人差不多比哈伯早二十年就曾預料過的發(fā)明。,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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