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第三節(jié)化學(xué)平衡第四課時(shí)——影響化學(xué)平衡的因素選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡(復(fù)習(xí)回憶)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征(1)逆:可逆反應(yīng)(2)等:正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率(3)動(dòng):動(dòng)態(tài)平衡(4)定:反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變,各組分的含量一定。√√V正≠V逆V正=V逆條件改變平衡1
不平衡平衡2建立新平衡破壞舊平衡V'正=V'逆≠0一定時(shí)間(5)變:條件改變,原平衡被破壞,在新的條件下建立新的平衡??梢?,化學(xué)平衡只有在一定的條件下才能保持。當(dāng)外界條件改變,舊的化學(xué)平衡將被破壞,并建立起新的平衡狀態(tài)。一、化學(xué)平衡的移動(dòng)(平衡移動(dòng))1、定義:一定條件下的可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后,如果改變影響平衡的條件(如:濃度、壓強(qiáng)、溫度等),原平衡被破壞(V正≠V逆),直至V正、V逆再次相等,在新的條件下建立新的化學(xué)平衡狀態(tài)。V正>V逆平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)V正=V逆平衡不移動(dòng)V正<V逆平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)3、化學(xué)平衡移動(dòng)的方向:由V正、V逆
的相對(duì)大小決定外界條件發(fā)生變化,導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率不相等。2、移動(dòng)的原因:1、濃度的變化對(duì)化學(xué)平衡的影響(
P26實(shí)驗(yàn)2-5)二.影響化學(xué)平衡狀態(tài)的因素滴加3~10滴濃硫酸滴加10~20滴NaOHCr2O72-(橙色)+H2OCrO42-(黃色)+2H+編號(hào)步驟K2Cr2O7溶液12滴加3~10滴濃H2SO4滴加10~20滴濃6mol/LNaOH溶液橙色加深溶液黃色加深結(jié)論:增大生成物濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
減小生成物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。編號(hào)FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl(血紅色)(黃色)步驟1步驟2現(xiàn)象現(xiàn)象12滴加飽和FeCl3溶液滴加1mol/LKSCN溶液滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液溶液紅色加深溶液紅色加深有紅褐色沉淀生成,溶液紅色變淺二.影響化學(xué)平衡狀態(tài)的因素(一)濃度的變化對(duì)化學(xué)平衡的影響(
P27實(shí)驗(yàn)2-6)結(jié)論:增大反應(yīng)物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
減小反應(yīng)物濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。
1、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律:
在其他條件不變的情況下:增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度
化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)1.當(dāng)反應(yīng)FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl達(dá)到平衡時(shí),加入下列物質(zhì),化學(xué)平衡如何移動(dòng):①加入Fe(NO3)3 ②加入NH4SCN平衡正向移動(dòng)平衡正向移動(dòng)思考:某溫度下,反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)達(dá)到平衡后,增加或移去一部分碳固體,化學(xué)平衡移動(dòng)嗎?為什么?結(jié)論:平衡不移動(dòng),因?yàn)楣腆w或純液體的濃度是常數(shù),其用量的改變不會(huì)影響v正和v逆,化學(xué)平衡不移動(dòng)注:固態(tài)或純液態(tài)的濃度是常數(shù),改變固態(tài)或純液態(tài)的用量,濃度不變(則反應(yīng)速率不變),平衡不移動(dòng)1.可逆反應(yīng)H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài),改變下列條件,能否引起平衡移動(dòng)?CO的濃度有何變化?①增大水蒸氣濃度②加入更多的碳③增加H2濃度①平衡正向移動(dòng),CO濃度增大②平衡不移動(dòng),C是固體③平衡逆向移動(dòng),CO濃度減小2.FeCl2中存在Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+的平衡,請(qǐng)問往該溶液中滴加濃鹽酸,發(fā)生的變化是()(多選)(A)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
(B)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
(C)溶液由淺綠色變成黃色
(D)溶液由淺綠色變?yōu)樯罹G色4.把氧化鈣放入蒸餾水中,一定時(shí)間后達(dá)到如下平衡:Ca(OH)2(s)Ca2++2OH-。加入以下物質(zhì)可使c(Ca2+)減少,而使c(OH-)增大的是()(多選)A.加入少量MgCl2固體B.加入少量Na2CO3固體C.加入少量NaOH固體D.加入少量KCl晶體提升題已知在氨水中存在下列平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
(1)、向氨水中加入MgCl2固體,平衡向
移動(dòng),
OH-濃度
,NH4+濃度
。(2)、向氨水中加入濃鹽酸,平衡向
移動(dòng),此時(shí)溶液中OH-濃度
。(3)、向氨水中加入少量NaOH固體,平衡向
移動(dòng),此時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象是
。正反應(yīng)方向減小增大正反應(yīng)方向減小逆反應(yīng)有氣體放出原理:反應(yīng)物濃度瞬間↑,V﹝正﹞↑,V﹝逆﹞不變,V﹝正﹞>V﹝逆﹞,平衡正向移動(dòng)增大反應(yīng)物濃度V(正)V(逆)V`(正)vt0V`(逆)速率—時(shí)間圖像1.增加反應(yīng)物的濃度,平衡正向移動(dòng)。2.增大生成物濃度,平衡向逆向移動(dòng)原理:生成物濃度瞬間↑,V﹝正﹞不變,V﹝逆﹞↑,V﹝正﹞<V﹝逆﹞,平衡逆向移動(dòng).增大生成物濃度V(逆)vt0V(正)V`(逆)V`(正)只要是增大濃度,不論增大的是反應(yīng)物濃度,還是生成物濃度,新平衡狀態(tài)下的反應(yīng)速率一定大于原平衡狀態(tài);3.減小反應(yīng)物濃度,平衡向逆向移動(dòng)原理:反應(yīng)物的濃度瞬間↓,V﹝正﹞↓,V﹝逆﹞不變,V﹝正﹞<
V﹝逆﹞,平衡逆向移動(dòng).減小反應(yīng)物濃度V(正)V(逆)v0V`(逆)V`(正)t4.減小生成物濃度,平衡正向移動(dòng)
原理:生成物的濃度瞬間↓,V﹝逆﹞↓,V﹝正﹞
不變,V﹝正﹞>V﹝逆﹞,平衡正向移動(dòng).減小生成物濃度v0V(正)V(逆)V`(正)V`(逆)t只要是減小濃度,不論減小的是反應(yīng)物濃度,還是生成物濃度,新平衡狀態(tài)下的反應(yīng)速率一定小于原平衡狀態(tài)。應(yīng)用:在硫酸工業(yè)中,通過下列反應(yīng)使SO2氧化為SO3:2SO2+O22SO3△H<0,試回答下列問題:生產(chǎn)過程中常常通入過量的空氣,你認(rèn)為其原因是什么?催化劑小結(jié):反應(yīng)物有兩種或兩種以上,增加一種物質(zhì)的濃度,這種物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率降低,而其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率提高。所以在工業(yè)生產(chǎn)中適當(dāng)增大廉價(jià)反應(yīng)物的濃度,使平衡正向移動(dòng),以提高價(jià)格高的原料的轉(zhuǎn)化率,從而降低生產(chǎn)成本。濃度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的幾個(gè)注意點(diǎn)①對(duì)平衡體系中的固態(tài)和純液體物質(zhì),其濃度可看作一個(gè)常數(shù),改變固態(tài)或純液體的量并不影響V正、V逆的大小,所以化學(xué)平衡不移動(dòng)。③只要是增大濃度,不論增大的是反應(yīng)物濃度,還是生成物濃度,新平衡狀態(tài)下的反應(yīng)速率一定大于原平衡狀態(tài);減小濃度,新平衡狀態(tài)下的速率一定小于原平衡狀態(tài)。②反應(yīng)物有兩種或兩種以上,增加一種物質(zhì)的濃度,這種物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率降低,而其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率提高。
指示劑酚酞溶液的顏色變化,就是存在著化學(xué)平衡,如果用HZ表示酚酞分子,它存在如下平衡:HZ(無色)H++Z-(紅色)能從濃度的變化解釋,酚酞溶液在堿性溶液中顯紅色,在酸性溶液中顯無色的原因嗎?【知識(shí)應(yīng)用】酚酞變色的原理N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應(yīng)中,壓強(qiáng)變化和NH3含量的關(guān)系壓強(qiáng)(MPaH3%2.09.216.435.553.669.4壓強(qiáng)增大,NH3%增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。增大壓強(qiáng),平衡向氣體分子數(shù)減小方向移動(dòng);減小壓強(qiáng),平衡向氣體分子數(shù)增大方向移動(dòng)。2、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響結(jié)論:對(duì)于有氣體參與的反應(yīng),其他條件不變時(shí),練習(xí)1.下列反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),增大壓強(qiáng),平衡是否移動(dòng)?向哪個(gè)方向移動(dòng)?①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
②CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)③H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)
④H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)
⑤H2S(g)H2(g)+S(s)平衡正向移動(dòng)平衡逆向移動(dòng)平衡逆向移動(dòng)平衡不移動(dòng)平衡不移動(dòng)增大壓強(qiáng),平衡向氣體分子數(shù)減小方向移動(dòng)。A(s)+B(l)C(s)⑥平衡不移動(dòng)增大壓強(qiáng)V分子數(shù)小vtV正V逆V分子數(shù)大結(jié)論:增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)。速率—時(shí)間圖像減小壓強(qiáng)V分子數(shù)大vtV正V逆V分子數(shù)小結(jié)論:減小壓強(qiáng),化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)。速率—時(shí)間圖像2、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響思考對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),壓強(qiáng)改變將怎樣影響化學(xué)平衡?例在反應(yīng)I2(g)+H2(g)
2HI(g)中增大壓強(qiáng)結(jié)論:由于改變壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)速率可同等程度的改變,v’正=v’逆,化學(xué)平衡不移動(dòng),但反應(yīng)速率改變。2、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響討論:增加壓強(qiáng),下列反應(yīng)平衡怎樣移動(dòng),為什么?結(jié)論:無氣體參加的反應(yīng),改變壓強(qiáng),平衡不移動(dòng)思考A(s)+B(l)C(s)思考:恒溫恒容時(shí),充入稀有氣體,平衡如何移動(dòng)?恒溫恒壓時(shí),充入稀有氣體,平衡如何移動(dòng)?平衡不移動(dòng)平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)1、總結(jié)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡影響的規(guī)律2、畫出2NO(g)+O2(g)2NO2(g),改變壓強(qiáng),平衡移動(dòng)的速率—時(shí)間圖像。3、下列反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),增大壓強(qiáng),平衡是否移動(dòng)?向哪個(gè)方向移動(dòng)?①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
②CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)③H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)
④H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)
⑤H2S(g)H2(g)+S(s)A(s)+B(l)C(s)⑥
作業(yè)2、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響提升題:實(shí)驗(yàn)探究
2NO2(氣)N2O4(氣)現(xiàn)象:(2分子,紅棕色)(1分子,無色)A.加壓混和氣體顏色先深后淺;B.減壓混和氣體顏色先淺后深。壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響2NO2(氣)N2O4(氣)(2分子,紅棕色)(1分子,無色)[討論]A:當(dāng)加壓氣體體積縮小時(shí),混和氣體顏色先變深是由于①
,后又逐漸變淺是由于②
;
B:當(dāng)減壓氣體體積增大時(shí),混和氣體顏色先變淺是由于①
,后又逐漸變深是由于
。
NO2濃度增大
NO2濃度減小
平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)2.恒溫下,反應(yīng)aX(g)bY(g)+cZ(g)達(dá)到平衡后,把容器體積壓縮到原來的一半且達(dá)到新平衡時(shí),X的物質(zhì)的量濃度由0.1mol/L增大到0.19mol/L,下列判斷正確的是:
A.a>b+cB.a<b+c
C.a=b+cD.a=b=c
A
一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):
mA(g)+nB(g)pC(g)達(dá)到平衡后,溫度不變,將氣體體積縮小到原來的1/2但達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為原來的1.8倍,則下列說法正確的是A、m+n>pB、A的轉(zhuǎn)化率降低C、平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D、C的體積分?jǐn)?shù)增加(B)練習(xí)3、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響(紅棕色)(無色)[討論]A:混和氣體受熱顏色變深,說明①
;②
。
B:混和氣體遇冷顏色變淺,說明①
;②
。NO2濃度增大
平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)NO2濃度減小
平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)2NO2N2O4△H=-56.9kJ/mol總結(jié):其他條件不變時(shí),升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);降低溫度,化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。(三)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響規(guī)律:[分析]A:混合物受熱時(shí),速率均增大,但V(吸)>V(放)
,故平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);B:混合物遇冷,速率均減少,但V(吸)<V(放)
,故平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng);升高溫度V吸vtV正V逆V放結(jié)論:升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱的方向移動(dòng)。2.速率時(shí)間關(guān)系圖像:降低溫度V放vtV正V逆V吸結(jié)論:降低溫度,化學(xué)平衡向放熱的方向移動(dòng)。2.速率時(shí)間關(guān)系圖像:溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響升溫對(duì)吸熱反應(yīng)有利、降溫對(duì)放熱反應(yīng)有利
1.已知反應(yīng)A2(g)+2B2(g)2AB2(g)△H<0(放熱),下列說法正確的()A.升高溫度,正向反應(yīng)速率增加,逆向反應(yīng)速率減小
B.升高溫度有利于反應(yīng)速率增加,從而縮短達(dá)到平衡的時(shí)間
C.達(dá)到平衡后,升高溫度或增大壓強(qiáng)都有利于該反應(yīng)平衡正向移動(dòng)
D.達(dá)到平衡后,降低溫度或減小壓強(qiáng)都有利于該反應(yīng)平衡正向移動(dòng)
B課堂練習(xí)2A2B+C(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))達(dá)到平衡時(shí),要使正反應(yīng)速率下降,A的濃度增大,應(yīng)采用的措施是()A、加壓B、減壓C、減小C的濃度D、降溫D2、反應(yīng)(各物質(zhì)為氣體)3、反應(yīng)(各物質(zhì)為氣體)2A2B+C(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))達(dá)到平衡時(shí),要使反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng),應(yīng)采用的措施是()A、加壓B、減壓C、降溫D、升溫BD雙選2NO2N2O4
(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))4、已知NO2能形成二聚分子現(xiàn)在要測(cè)定NO2的相對(duì)分子質(zhì)量,應(yīng)采用的適宜條件為()A、高溫低壓B、低溫高壓C、低溫低壓D、高溫高壓A練習(xí)在高溫下,反應(yīng)2HBr(g)H2(g)+Br2(g)(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))要使混合氣體顏色加深,可采取的方法是A、減小壓強(qiáng)B、縮小體積C、升高溫度D、增大H2濃度(BC)練習(xí)4.已建立化學(xué)平衡的某可逆反應(yīng),當(dāng)改變條件使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)時(shí),下列有關(guān)敘述正確的是①生成物的百分含量一定增加②生成物的產(chǎn)量一定增加③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大④反應(yīng)物濃度一定降低⑤正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率⑥使用了合適的催化劑
A①②(B)②⑤(C)③⑤(D)④⑥B思考:(四)催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響1.催化劑怎樣改變化學(xué)反應(yīng)速率?2.催化劑對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)的正逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率有何影響?小結(jié):催化劑可以同等程度的改變v正和v逆(四)催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響3.催化劑對(duì)于可逆反應(yīng)化學(xué)平衡有何影響?結(jié)論:使用催化劑,化學(xué)平衡不移動(dòng);但可以改變達(dá)到平衡所需的時(shí)間。V’正=V’逆V正=V逆t1T(s)0V加入正催化劑VV正=V逆t1T(s)0V’正=V’逆加入負(fù)催化劑
1
:圖中a曲線表示一定條件下可逆反應(yīng)
N2(g)十3H2(g)
2NH3(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))的反應(yīng)過程。若使a曲線變?yōu)閎曲線,可采取的措施是
A.加入催化劑B.降低溫度C.增大體系壓強(qiáng)D.增大N2的濃度A課堂練習(xí)2、反應(yīng)(各物質(zhì)為氣體)2A2B+C(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))達(dá)到平衡時(shí),要使反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng),應(yīng)采用的措施是()A、加壓B、減壓C、加入正催化劑D、升溫BD
2A2B+C(正反應(yīng)為吸熱反應(yīng))達(dá)到平衡時(shí),要使正反應(yīng)速率下降,A的濃度增大,應(yīng)采用的措施是()A、加壓B、減壓C、減小C的濃度D、降溫D3、反應(yīng)(各物質(zhì)為氣體)改變的條件平衡移動(dòng)的方向平衡移動(dòng)的結(jié)果增大反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)物濃度增大生成物濃度減小生成物濃度增大體系壓強(qiáng)減小體系壓強(qiáng)升高體系溫度降低體系溫度小結(jié):
正反應(yīng)方向
使反應(yīng)物濃度減小逆反應(yīng)方向
使反應(yīng)物濃度增大逆反應(yīng)方向
使生成物濃度減小
正反應(yīng)方向
使生成物濃度增大2A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)△H<0
正反應(yīng)方向
體系壓強(qiáng)減小逆反應(yīng)方向
體系壓強(qiáng)增大逆反應(yīng)方向
體系溫度降低
正反應(yīng)方向
體系溫度升高
如果改變影響平衡的一個(gè)條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)等),平衡就向著能夠這種改變的方向移動(dòng)。減弱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)或溫度等),平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng),這個(gè)規(guī)律叫勒夏特列原理,也叫化學(xué)平衡移動(dòng)原理。勒夏特列原理其中包含:①平衡移動(dòng)只能減弱某種改變,不能抵消某種改變。1.恒溫下,反應(yīng)aX(g)bY(g)+cZ(g)達(dá)到平衡后,把容器體積壓縮到原來的一半且達(dá)到新平衡時(shí),X的物質(zhì)的量濃度由0.1mol/L增大到0.19mol/L,下列判斷正確的是:
A.a>b+cB.a<b+c
C.a=b+cD.a=b=c
A創(chuàng)新教程2、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響提升題:實(shí)驗(yàn)探究
2NO2(氣)N2O4(氣)現(xiàn)象:(2分子,紅棕色)(1分子,無色)A.加壓混和氣體顏色先深后淺;B.減壓混和氣體顏色先淺后深。壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響2NO2(氣)N2O4(氣)(2分子,紅棕色)(1分子,無色)[討論]A:當(dāng)加壓氣體體積縮小時(shí),混和氣體顏色先變深是由于①
,后又逐漸變淺是由于②
;
B:當(dāng)減壓氣體體積增大時(shí),混和氣體顏色先變淺是由于①
,后又逐漸變深是由于
。
NO2濃度增大
NO2濃度減小
平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)勒夏特列原理其中包含:①平衡移動(dòng)的結(jié)果只能減弱(不可能抵消)外界條件的變化。
②影響平衡的因素只有濃度、壓強(qiáng)、溫度三種;③原理的適用范圍是只有一項(xiàng)條件變化的情況(溫度或壓強(qiáng)或一種物質(zhì)的濃度),當(dāng)多項(xiàng)條件同時(shí)發(fā)生變化時(shí),情況比較復(fù)雜;④化學(xué)平衡的本質(zhì)特征是V正=V逆,那么平衡移動(dòng)的根本原因是V正≠
V逆,凡是導(dǎo)致V正≠
V逆的變化都能使平衡發(fā)生移動(dòng)。課堂練習(xí)1、下列事實(shí)中不能用平衡移動(dòng)原理解釋的是
(A)密閉、低溫是存放氨水的必要條件(B)實(shí)驗(yàn)室用排飽和食鹽水法收集氯氣(C)硝酸工業(yè)生產(chǎn)中,使用過量空氣以提高NH3的利用率
(D)在FeSO4溶液中,加入鐵粉以防止氧化D2、對(duì)任何一個(gè)平衡體系,采取下列措施一定引起平衡移動(dòng)的是A、加入一種反應(yīng)物B、增加體系的壓強(qiáng)C、升高溫度D、使用催化劑(C)練習(xí)思考3、在反應(yīng),為充分利用二氧化硫,可采用的方法有()
2SO2+O22SO3催化劑高溫△H<0
A.增加壓強(qiáng)
B.使用催化劑
C.增加二氧化硫濃度
D.增加氧氣
E.降低溫度ADE練習(xí)m+n<p
固態(tài)或液態(tài)
逆吸容積固定的密閉容器中存在已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)2A(g)2B+C(△H>0),若隨著溫度升高,氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量減小,則下列判斷正確的是()A、B和C可能都是液體B、B和C肯定都是氣體C、B和C可能都是固體D、若C為固體,則B一定是氣體D練習(xí)練習(xí)CD升新課標(biāo)人教版選修四05二月2023第三節(jié)化學(xué)平衡(第四課時(shí)----化學(xué)平衡常數(shù))復(fù)習(xí)回憶平衡移動(dòng)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)、或溫度)等,平衡就向能減弱這種改變的方向移動(dòng)。平衡常數(shù)的推導(dǎo)序號(hào)起始時(shí)濃度mol/L698.6K平衡時(shí)濃度mol/L698.6K平衡時(shí)c(H2)c(I2)c(HI)C(H2)C(I2)C(HI)10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.4554.33根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計(jì)算出平衡時(shí)的值,并分析其中規(guī)律。c(HI)2c(H2)·c(I2)2c(HI)c(H2)·c(I2)1、定義:在一定溫度下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)。這個(gè)常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(簡(jiǎn)稱平衡常數(shù))2、表達(dá)式:七、化學(xué)平衡常數(shù)(1)K值越大,表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大。3、化學(xué)平衡常數(shù)的意義:定量的衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度(2)一般當(dāng)K>105時(shí),該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全。4、判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡及反應(yīng)向何方向進(jìn)行對(duì)于可逆反應(yīng),在一定的溫度的任意時(shí)刻,反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度有如下關(guān)系:叫該反應(yīng)的濃度商(1)QC<K,反應(yīng)向正方向進(jìn)行(2)QC=K,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)(3)QC>K,反應(yīng)向逆方向進(jìn)行5、利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)(1)若升高溫度,K值增大,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)(2)若升高溫度,K值減小,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)例如:不同溫度時(shí),反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g),的濃度平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下:△溫度623K698K763K濃度平衡常數(shù)66.954.445.9通過改變溫度,平衡常數(shù)大小的變化趨勢(shì)可以判斷上面可逆反應(yīng)的正方向是放熱反應(yīng).6、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的幾個(gè)問題:(2)在平衡常數(shù)表達(dá)式中:水(l)的濃度、固體物質(zhì)的濃度不寫(3)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫有關(guān)例如:N2+3H22NH3的K1值與1/2N2+3/2H2NH3的K2值不一樣(1)化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(l)K=c(CO2)K=c(CO)/[c(CO2)·c(H2)]K1=K226、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的幾個(gè)問題:(4)同一條件下,正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互成倒數(shù)關(guān)系。例如:N2+3H22NH3的K1值與N2+3H2的K2值關(guān)系
2NH3K1=1/K2概念理解:平衡轉(zhuǎn)化率用平衡常數(shù)來表示反應(yīng)的限度有時(shí)不夠直觀,常用平衡轉(zhuǎn)化率α來表示反應(yīng)限度。對(duì)于可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率(該條件最大轉(zhuǎn)化率)可表示:①③②④⑤⑥⑦⑧①③②④⑤1、已知一氧化碳與水蒸氣的反應(yīng)為CO+H2O(g)CO2+H2催化劑高溫在427℃時(shí)的平衡常數(shù)是9.4。如果反應(yīng)開始時(shí),一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.01mol/L,計(jì)算一氧化碳在此反應(yīng)條件下的轉(zhuǎn)化率。2、現(xiàn)有一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng):2SO2+O22SO3已知C(SO2)始=0.4mol/L,C(O2)始=1mol/L經(jīng)測(cè)定該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K≈19,試判斷,(1)當(dāng)SO2轉(zhuǎn)化率為50%時(shí),該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),若未達(dá)到,哪個(gè)方向進(jìn)行?(2)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)為多少?課堂練習(xí)3、(2000天津高考)在某溫度下,可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常數(shù)為K,下列說法正確的是()A.K越大,達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)進(jìn)行的程度越大.B.K越小,達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大.C.K隨反應(yīng)物濃度改變而改變.D.K隨溫度改變而改變.AD課堂練習(xí)4、(上海高考)在一定體積密閉容器中,進(jìn)行如下反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下:(1)k的表達(dá)式為:
(2)該反應(yīng)為
反應(yīng)(“吸熱”或“放熱”)(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)()A.容器中壓強(qiáng)不變B.混合氣體中CO濃度不變C.v(H2)正=v(H2O)逆
D.c(CO2)=c(CO)
(4)若c(CO2).c(H2)=c(CO).c(H2O),此時(shí)溫度為
.
t/oC70080083010001200k0.60.91.01.72.6例題:高爐煉鐵中發(fā)生的反應(yīng)有:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g);△H<0(1)該反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)表達(dá)式Kc=____________;(2)已知1100℃時(shí),Kc=0.263.溫度升高,化學(xué)平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡,平衡常數(shù)Kc________(增大,減少或不變).(3)1100℃時(shí),測(cè)得高爐中c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在這種情況下,該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)________(填是或否),此時(shí)反應(yīng)速率是v正________v逆(填>,<,=).注意:多重平衡規(guī)則若干方程式相加(減),則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)例1:2NO(g)+O2(g)2NO2
K1
2NO2(g)N2O4
K2
2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K1K2
(1)已知初始濃度和平衡濃度求平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率例1:對(duì)于反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若在一定溫度下,將0.1mol的SO2(g)和0.06molO2(g)注入一體積為2L的密閉容器中,當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),測(cè)得容器中有0.088mol的SO3(g)試求在該溫度下(1)此反應(yīng)的平衡常數(shù)。(2)求SO2(g)和O2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率。注:溫度一定時(shí),對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng),平衡常數(shù)雖然一定,但不同的反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率可能不同。不能脫離具體的反應(yīng)物談平衡轉(zhuǎn)化率。(2)已知平衡轉(zhuǎn)化率和初始濃度求平衡常數(shù)例2:反應(yīng)SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),若在一定溫度下,將物質(zhì)的量濃度均為2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密閉容器中,當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),測(cè)得容器中SO2(g)的轉(zhuǎn)化率為60%,試求:在該溫度下。(1)此反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)。(2)若SO2(g)的初始濃度增大到3mol/L,則它們的轉(zhuǎn)化率變?yōu)槎嗌???)知平衡常數(shù)和初始濃度求平衡濃度及轉(zhuǎn)化率。例3、在1200℃時(shí)測(cè)得下列反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),kc=2.25.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。若反應(yīng)從CO2(g)和H2(g)開始,且CO2(g)和H2(g)的初始濃度分別為A、B、C三種情況。試計(jì)算A情況下各物質(zhì)的平衡濃度及CO2(g)和H2(g)平衡轉(zhuǎn)化率。初始濃度ABCCo(H2)mol/L0.01000.01200.0080Co(CO2)mol/L0.01000.01000.0100將根據(jù)B、C組數(shù)據(jù)計(jì)算各物質(zhì)的平衡濃度和平衡轉(zhuǎn)化率(α),分析結(jié)果,得出什么結(jié)論?新課標(biāo)人教版選修四05二月2023第三節(jié)化學(xué)平衡(第五課時(shí)----等效平衡)六、等效平衡對(duì)于同一可逆反應(yīng),當(dāng)外界條件一定時(shí),該反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,或是從中間狀態(tài)(既有反應(yīng)物又有生成物的狀態(tài))開始,只要達(dá)到平衡時(shí)條件保持不變,加入的物質(zhì)的量相當(dāng),則可達(dá)到相同的平衡狀態(tài),這便稱為等效平衡。概念的理解:(1)相同的條件:通常指:①同T同V,②同T同P(2)相同的平衡狀態(tài):通常是指平衡混合物各組分的百分含量(指質(zhì)量、體積、物質(zhì)的量等)相同,但各組分的物質(zhì)的量、濃度可能不同。(3)建立平衡狀態(tài)的途徑:①可加入反應(yīng)物,從正反應(yīng)方向開始②可加入生成物,從逆反應(yīng)方向開始③也可從加入反應(yīng)物和生成物,從正、逆反應(yīng)方向同時(shí)開始1、等效平衡的分類和判斷方法1)、定溫、定容條件下的等效平衡判斷方法:若改變起始加入情況,只要通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量,若與原平衡相同,則二平衡等效。(1)對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)發(fā)生變化的可逆反應(yīng)例:對(duì)于合成氨反應(yīng),按A─C三種情況加入物質(zhì)(恒容、恒溫下)
N2
+3H2
2NH3A1mol3mol0molB0mol0mol2molC0.5mol1.5mol1mol例題1、在一個(gè)1L的密閉容器中,加入2molA和1molB,發(fā)生下述反應(yīng):
達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為1.2mol/L,C的體積分?jǐn)?shù)為a%。(1)維持容器的體積和溫度不變,按下列配比作為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的濃度仍是1.2mol/L的是()A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBA、B(2)對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)判斷方法:若改變起始加入情況,只要通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量,只要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的比與原平衡相同,則二平衡等效。例:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)A2mol2mol0mol0molB0mol0mol4mol4molC1mol1mol1mol1molD4mol4mol2mol2mol
2、定溫、定壓條件下的等效平衡判斷方法:在定溫定壓下,改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量,若物質(zhì)的量的比與原平衡相同,則達(dá)到平衡后與原平衡等效。
N2
+3H2
2NH3A1mol3mol0molB0mol0mol1molC0.5mol1.5mol2mol例:對(duì)于合成氨反應(yīng),按A─C三種情況加入物質(zhì)(定溫定壓下)1、恒溫、恒容下對(duì)于氣態(tài)物質(zhì)反應(yīng)前后分子數(shù)變化的可逆反應(yīng)等效平衡的判斷方法是:
使用極限轉(zhuǎn)化的方法將各種情況變換成同一反應(yīng)物或生成物,然后觀察有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量是否對(duì)應(yīng)相等。等效平衡的建成條件、判斷方法及產(chǎn)生結(jié)果:歸納總結(jié)產(chǎn)生結(jié)果:各組分百分量、n、c均相同2、恒溫、恒容下對(duì)于氣態(tài)物質(zhì)反應(yīng)前后分子數(shù)不變化的可逆反應(yīng)等效平衡的判斷方法是:
使用極限轉(zhuǎn)化的方法將各種情況變換成同一反應(yīng)物或生成物,然后觀察有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量比是否相等。產(chǎn)生結(jié)果:各組分百分量相同,n、c同比例變化
與可逆反應(yīng)氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)無關(guān),使用極限轉(zhuǎn)化的方法將各種情況變換成同一反應(yīng)物或生成物,然后觀察有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量比是否相等。3、恒溫、恒壓下等效平衡的判斷方法是:
產(chǎn)生結(jié)果:各組分百分量、c相同,n同比例變化
練習(xí)1:在一個(gè)1L的密閉容器中,加入2molA和1molB,發(fā)生下述反應(yīng):
達(dá)到平衡時(shí),C的體積分?jǐn)?shù)為a%。維持容器的體積和溫度不變,按下列配比作為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)為a%是
A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBA、B練習(xí)2、某溫度下,向某密閉容器中加入1molN2和3molH2,使之反應(yīng)合成NH3,平衡后測(cè)得NH3的體積分?jǐn)?shù)為m。若T不變,只改變起始加入量,使之反應(yīng)平衡后NH3的體積分?jǐn)?shù)仍為m,若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示應(yīng)滿足:(1)恒定T、V:
[1]若X=0,Y=0,則Z=-----------。
[2]若X=0.75,Y=----------,Z=----------。
[3]X、Y、Z應(yīng)滿足的一般條件是---------------。2mol2.25mol0.5molX+Z/2=1,Y+3Z/2=3練習(xí)3:對(duì)于H2+I2(g)2HI,在恒溫、恒容下,按下列不同量反應(yīng)等效的有
。編號(hào)H2I2HI1起始物質(zhì)的量1402起始物質(zhì)的量01.513起始物質(zhì)的量1124起始物質(zhì)的量0.10.11.85起始物質(zhì)的量00a1、2是等效3、4、5是等效練習(xí)4、在固定體積的密閉容器內(nèi),加入2molA、1molB,發(fā)生反應(yīng):
A(氣)+B(氣)2C(氣)達(dá)到平衡時(shí),C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為W。在相同(T、V)條件下,按下列情況充入物質(zhì)達(dá)到平衡時(shí)C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍為W的是A.2molCB.3molCC.4molA、2molBD.1molA、2molCCD練習(xí)5:在一個(gè)1L的密閉容器中,加入2molA和1molB,發(fā)生下述反應(yīng):
達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為1.2mol/L
。維持容器的體積和溫度不變,按下列配比作為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的濃度仍為1.2mol/L的是
A、0.3molC+0.1molD
B、1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molD
C、3molC+1molD+1molBD、4molA+2molBB練習(xí)6、在一個(gè)1L的密閉容器中,加2molA1molB,發(fā)生下述反應(yīng):達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為1.2mol/L,C的體積分?jǐn)?shù)為a%。維持容器的壓強(qiáng)和溫度不變,按下列配比作為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的濃度仍是1.2mol/L(或C的體積分?jǐn)?shù)仍是a%)的是A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBABD練習(xí)7、在恒溫、恒壓的條件下,向可變?nèi)莘e的密閉容器中充入3LA和2LB,發(fā)生如下反應(yīng):
3A(氣)+2B(氣)xC(氣)+yD(氣)達(dá)到平衡時(shí),C的體積分?jǐn)?shù)為m%。若維持溫度壓強(qiáng)不變,將0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作為起始物質(zhì)充入密閉容器中,達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)仍為m%,則
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