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高中化學(xué)化學(xué)平衡第1頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四
化學(xué)平衡狀態(tài),就是在一定條件下可逆反應(yīng)里,當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí),反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量保持不變的狀態(tài)。1、定義:強(qiáng)調(diào)四點(diǎn)條件:一定條件(溫度、濃度與壓強(qiáng))本質(zhì):正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率現(xiàn)象:各組分百分含量(或質(zhì)量)、濃度(或體積分?jǐn)?shù))等保持不變對(duì)象:可逆反應(yīng)一、化學(xué)平衡狀態(tài)的概念與特征第2頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四2、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征(2)動(dòng):動(dòng)態(tài)平衡(正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行)(3)等:正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率≠0(4)定:反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變,各組分的百分含量一定。(5)變:條件變化,化學(xué)平衡狀態(tài)將被破壞,直到在新的條件下建立新的平衡。(1)逆:研究對(duì)象可逆反應(yīng)。第3頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四1.定義:在一定溫度下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),生成物平衡濃度的冪之積與反應(yīng)物平衡濃度的冪之積的比值是一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)稱是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)),用符號(hào)K表示。由于該常數(shù)是以濃度冪之積的比值表示,故又稱濃度平衡常數(shù),用KC表示。二、化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率
對(duì)于反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)
平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式K=2.數(shù)學(xué)表達(dá)式:第4頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四1)如果反應(yīng)中有固體和純液體參加,它們的濃度不應(yīng)寫在平衡關(guān)系式中,因?yàn)樗鼈兊臐舛仁枪潭ú蛔兊?,化學(xué)平衡關(guān)系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。
如:CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(l)注意:書(shū)寫平衡常數(shù)關(guān)系式的規(guī)則K=c(CO2)K=c(CO)/[c(CO2)·c(H2)]
再如:
稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng),如有水參加,水的濃度也不必寫在平衡關(guān)系式中,如:Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)又如:非水溶液中的反應(yīng),如有水生成或有水參加反應(yīng),此時(shí)水的濃度不可視為常數(shù),必須表示在平衡關(guān)系式中。如酒精和醋酸的液相反應(yīng)C2H5OH+CH3COOH
CH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/(c[C2H5OH]c[CH3COOH])第5頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四例
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
K1=1.601051/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)
K2=3.87102
K1
K2
,
K1=K222)同一化學(xué)反應(yīng),可以用不同的化學(xué)反應(yīng)式來(lái)表示,用不同的化學(xué)反應(yīng)方程式表示時(shí),其對(duì)的平衡常數(shù)的表達(dá)式亦不同,但它們之間相互關(guān)聯(lián)。第6頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四3)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)例題:
2NO(g)+O2(g)2NO2
2NO2(g)N2O4
2NO(g)+O2(g)N2O4(g)第7頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四平衡常數(shù)的單位濃度的單位為mol·L-1K的單位為(mol·L-1)n;
對(duì)于反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)
平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式K=3.平衡常數(shù)的單位第8頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四(1)平衡常數(shù)K與溫度有關(guān),與濃度無(wú)關(guān),由K隨溫度的變化可推斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱。若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,K增大;若正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,K減少;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(guò)改變溫度,平衡常數(shù)大小的變化趨勢(shì)可以判斷上可逆反應(yīng)的正方向是放熱反應(yīng).4、影響平衡常數(shù)的因素及平衡常數(shù)的意義第9頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四(2)平衡常數(shù)K值的大小,可推斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。
K值越大,表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大;K值越小,表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小。(3)反應(yīng)的平衡常數(shù)與反應(yīng)可能進(jìn)行的程度。一般來(lái)說(shuō),反應(yīng)的平衡常數(shù)K≥105,認(rèn)為正反應(yīng)進(jìn)行得基本完全;K≤10-5則認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)的正反應(yīng)很難進(jìn)行(逆反應(yīng)較完全)。第10頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四達(dá)到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系,在計(jì)算中注意。(2)生成物:平衡濃度=初始濃度+轉(zhuǎn)化濃度生成物D:c平(D)=c0(D)+△c(D)(3)各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比?!鱟(A):△c(D)=a:d(1)反應(yīng)物:平衡濃度=初始濃度-轉(zhuǎn)化濃度;反應(yīng)物A:c平(A)=c0(A)-△c(A)5、有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算
對(duì)于反應(yīng):aA+bBcC+dD第11頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四例:在某溫度下,將H2(g)和I2(g)各0.10mol混合物充入10L的密閉容器中,充分反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(H2)=0.0080mol/L,求:(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)(2)其它條件不變,充入的H2(g)和I2(g)各0.20mol,求達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度。方法:三段式答案:(1)H2+I22HIK=0.25(2)0.016mol/L、0.016mol/L、0.008mol/L第12頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四
用平衡常數(shù)來(lái)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(lái)表示反應(yīng)限度。對(duì)于可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)6、轉(zhuǎn)化率與平衡轉(zhuǎn)化率(α)轉(zhuǎn)化率α:反應(yīng)進(jìn)行的過(guò)程中已反應(yīng)掉了的反應(yīng)物占反應(yīng)物總量的百分比。第13頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四注意:1、反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率是該條件最大轉(zhuǎn)化率。2、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率可以用于表一個(gè)反應(yīng)的進(jìn)行程度。3、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率受外界條件(溫度和濃度)的影響。4、當(dāng)反應(yīng)物以反應(yīng)方程式前的計(jì)量數(shù)的比例加入時(shí),該反應(yīng)的各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等。第14頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四例:一定條件下,將X和Y兩種物質(zhì)按不同比例放入密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡后,測(cè)得X、Y轉(zhuǎn)化率與起始時(shí)兩種物質(zhì)的量之比[n(X)/n(Y)]的關(guān)系如下圖,則X和Y反應(yīng)的方程式可表示為()
A.X+3Y2Z
B.3X+Y2Z
C.3X+2YZ
D.2X+3Y2ZB1234第15頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四標(biāo)志:(1)、比正逆。v正=v逆≠0;(2)、比前后。反應(yīng)混合物中各組分的體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化;(3)、比K、Qc三、化學(xué)平衡的標(biāo)志第16頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四
對(duì)于可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)QC>k,未達(dá)平衡,逆向進(jìn)行。QC=k,
達(dá)平衡,平衡不移動(dòng)。QC<k,未達(dá)平衡,正向移動(dòng)。第17頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四【例1】在一定溫度下,反應(yīng)A2(g)+B2(g)2AB(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()A.單位時(shí)間生成nmol的A2同時(shí)生成nmol的ABB.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化C.單位時(shí)間生成2nmol的AB同時(shí)生成nmol的B2D.單位時(shí)間生成nmol的A2同時(shí)生成nmol的B2C第18頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四例2化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷:舉例反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
混合物體系中各成分的含量①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定④總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量一定正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA同時(shí)生成mmolA,即
v正=v逆②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB同時(shí)生成pmolC,均指v正③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,v正不一定等于v逆④在單位時(shí)間內(nèi)生成了nmolB,同時(shí)消耗qmolD,因均指v逆平衡平衡平衡不一定平衡不一定不一定不一定第19頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四舉例反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
壓強(qiáng)(恒容)①m+n≠p+q時(shí),總壓強(qiáng)一定(其他條件一定)②m+n=p+q時(shí),總壓強(qiáng)一定(其他條件一定)混合氣體的平均分子量
①一定時(shí),只有當(dāng)m+n≠p+q時(shí),②一定,但m+n=p+q時(shí)溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化,在其他條件不變的條件下,體系溫度一定時(shí)體系的密度
ρ密度一定平衡不一定平衡不一定平衡不一定第20頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四【例3】能夠說(shuō)明N2+3H2
2NH3反應(yīng)在密閉容器中已達(dá)到平衡狀態(tài)的是:①容器內(nèi)N2、H2、NH3三者共存②容器內(nèi)N2、H2、NH3三者濃度相等③容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度比恰為1:3:2④tmin內(nèi)生成1molNH3同時(shí)消耗0.5molN2⑤tmin內(nèi),生成1molN2同時(shí)消耗3molH2⑥某時(shí)間內(nèi)斷裂3molH-H鍵的同時(shí),斷裂6molN-H鍵⑦容器內(nèi)質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化⑧容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化⑨容器內(nèi)密度不再發(fā)生變化⑩容器內(nèi)的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再發(fā)生變化⑤⑥⑧⑩第21頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四在一定溫度下,向aL的密閉容器中加入1molX氣體和2molY氣體,發(fā)生如下反應(yīng):
X(g)+2Y(g)2Z(g),此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是A、容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B、容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化C、容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1:2:2D、單位時(shí)間內(nèi)消耗0.1molX同時(shí)生成0.2molZAB【練習(xí)】第22頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四2、一定溫度下在容積恒定的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)A(s)+2B(g)
C(g)+D(g),當(dāng)下列物理量不發(fā)生變化時(shí),能表明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是:①混合氣體的密度②容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)③混合氣體總物質(zhì)的量④B的物質(zhì)的量濃度A、①④B、②③C、②③④D、只能④A第23頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四3、在一定溫度下,向aL的密閉容器中加入2molNO2(g)發(fā)生如下反應(yīng):2NO2(g)2NO
(g)+O2(g),不能作為此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志的是A、混合氣體的密度不再變化B、混合氣體的顏色不再變化C、混合氣體的相對(duì)分子質(zhì)量不再變化D、容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化A第24頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四四、等效平衡狀態(tài)
1、等效平衡狀態(tài)涵義:某一可逆反應(yīng),在一定條件(T、c、p)下,經(jīng)過(guò)不同的途徑建立平衡時(shí),各組分的百分含量(質(zhì)量百分含量、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))對(duì)應(yīng)相等的狀態(tài)互稱為等效平衡狀態(tài)(簡(jiǎn)稱等效平衡)。2、等效平衡的類型及判斷等同平衡(T、V、量相等)
等效平衡(T、P、量倍比)第25頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四等同、效平衡的判斷
等效平衡:同一可逆反應(yīng)若從反應(yīng)開(kāi)始,雖然中間反應(yīng)狀態(tài)或反應(yīng)途徑不同,但到達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),平衡體系中各成分的百分含量都相等,這樣建立的不同的平衡就稱之為等效平衡。等同平衡:不僅平衡體系中各成分的百分含量都相等,而且各物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度亦相同的平衡,即完全一致,稱為等同平衡。第26頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四在恒溫、恒容下,從不同的物質(zhì)作起始物或起始物的量配比不同時(shí),但只要物質(zhì)的總量相當(dāng),則達(dá)到平衡時(shí),物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)均相等,平衡為等同平衡。恒容建立起等同平衡恒壓建立起等效平衡1、恒容等同平衡條件1第27頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四例1:在等溫等容積的條件下,可逆反應(yīng):2SO2+O2=2SO3由以下三種情況建立平衡:①2摩SO2+1摩O2→平衡Ⅰ②2摩SO3→平衡Ⅱ③a摩SO2+b摩O2+c摩SO3→平衡Ⅲ問(wèn):[1]前兩種反應(yīng)①和②達(dá)到平衡時(shí),體系中各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)是否相等?[2]若③達(dá)到平衡時(shí),體系中各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)與①相同,則a,b,c應(yīng)滿足什么條件?答案:相同答案:a+c=2;b+c/2=1第28頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四例2:一定溫度下,將1molN2和3molH2通入一個(gè)一定容積的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):N2+3H2==2NH3。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得NH3的物質(zhì)的量為amol?,F(xiàn)在該容器中,維持溫度不變,按以下幾種方式加入反應(yīng)物。最終達(dá)平衡時(shí),NH3的物質(zhì)的量不為amol的是()(A)先加入1molN2和2molH2,達(dá)平衡后,再加入1molH2(B)先加入2molN2和3molH2,達(dá)平衡后,再取出1molN2(C)先加入2molN2和6molH2,達(dá)平衡后,再取出2molNH3(D)先加入2molN2和4molH2,達(dá)平衡后,再取出2molNH3
答案:D第29頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四在恒溫恒壓下,對(duì)氣體物質(zhì)參加的反應(yīng),只要起始反應(yīng)物之間物質(zhì)的量之比相等,達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)在體系中的體積百分?jǐn)?shù)相等,即平衡為等效平衡。2、恒壓等效平衡第30頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四例3:在恒壓容器中,當(dāng)溫度一定時(shí),充入氫氣和氮?dú)?,發(fā)生如下反應(yīng):N2+3H2==2NH3。在溫度和壓強(qiáng)相同的條件下,分別往該容器中充入①3molH2和1molN2②6molH2和2molN2充分反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),這兩種情形下,氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率是否一樣?答案:一樣第31頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四思考:對(duì)于反應(yīng)前后氣體相同的可逆反應(yīng),如H2+I2=2HI,其等同平衡與等效平衡的變化。總論:恒容建立起等同平衡恒壓建立起等效平衡注意特殊情況:前后氣體體積相等可逆反應(yīng),等容也可以等效。1molH2
2molI22molH2
4molI22molH2
4molI2恒溫恒容平衡1恒溫恒壓平衡2恒溫恒容平衡3第32頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四練1.一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):
2A(g)+B(g)3C(g),若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)充入2molA和2molB,達(dá)平衡后A的體積分?jǐn)?shù)為a%。其他條件不變時(shí),若按下列配比作為起始物質(zhì),平衡后A的體積分?jǐn)?shù)等于a%的是(),平衡后A的體積分?jǐn)?shù)大于a%的是()
A.2molCB.1molB和3molCC.2molA、1molB和1molHe(不參加反應(yīng))D.1molB和1molCE.1molA、1.5molB和1.5molCA、CB、E小于a%第33頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四2、在一個(gè)1L的密閉容器中,加入2molA和1mo1B,發(fā)生下述反應(yīng):2A(g)+B(g)
3C(g)+D(s),達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為1.2mol/L,C的體積分?jǐn)?shù)為a%。維持容器的容積和溫度不變,按下列配比加入起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的濃度不是1.2mol/L的是
A、3molC+xmolD(x>0.6)B、lmolA+0.5molB+1.5mo1C+xmolD(x>0.1)C.2molA+1molB+xmolD(x≥0)D.lmolA+0.5molB+4.5mo1C+xmolD(x>0.7)D第34頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四3、對(duì)于平衡體系mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)⊿H<0。有下列判斷,其中正確的是
A、若溫度不變,將容器的體積增大為原來(lái)的兩倍,此時(shí)A物質(zhì)的濃度變?yōu)樵瓉?lái)的0.48倍,則m+n<p+q
B、若平衡時(shí)A、B的轉(zhuǎn)化率相等,說(shuō)明反應(yīng)開(kāi)始時(shí)A、B的物的量之比為n:m;
C、若溫度不變而壓強(qiáng)增大為原來(lái)的兩倍,則達(dá)到新的平衡時(shí)平衡混合物的體積小于原體積的1/2
D、若平衡體系共有amol氣體,再向其中加入bmolB,當(dāng)達(dá)到新平衡時(shí)共有(a+b)mol氣體,則m+n=p+qAD第35頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四00.52a2(n-2m)(n-m)a4.在一個(gè)固定體積的密閉容器中,保持一定溫度,進(jìn)行以下反應(yīng):H2(g)+Br2(g)
2HBr(g)。已知加入1molH2和2molBr2時(shí),達(dá)到平衡后生成amolHBr(見(jiàn)下表“已知”項(xiàng))。在相同條件下,且保持平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變,對(duì)下列編號(hào)(1)~(3)的狀態(tài),填寫表中的空白:
編號(hào)起始狀態(tài)(mol)平衡時(shí)HBr物質(zhì)的量(mol)H2Br2HBr已知120a⑴240
⑵
10.5a⑶mn(n≥2m)
改為恒壓條件?第36頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四五、化學(xué)學(xué)平衡移動(dòng)
當(dāng)改變已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的可逆反應(yīng)的條件時(shí),平衡狀態(tài)被破壞,隨反應(yīng)的進(jìn)行重新達(dá)到新平衡的過(guò)程叫做化學(xué)平衡移動(dòng)。勒夏持列原理:如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、壓強(qiáng)和溫度等),平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。其中包含:①影響平衡的因素:濃度、壓強(qiáng)、溫度三種;②原理的適用范圍:只適用于一項(xiàng)條件發(fā)生變化的情況(即溫度或壓強(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;③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。⑵、平衡移動(dòng):是一個(gè)“平衡狀態(tài)→不平衡狀態(tài)→新的平衡狀態(tài)”的過(guò)程。一定條件下的平衡體系,條件改變后,可能發(fā)生平衡移動(dòng)。
1.化學(xué)平衡移動(dòng)的概念第37頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四平衡移動(dòng)原理(只改變一個(gè)條件)化學(xué)平衡狀態(tài)υ正=υ逆外界條件改變引起速率變化υ正≠υ逆υ正=υ逆υ正>υ逆υ正<υ逆向右移動(dòng)不移動(dòng)向左移動(dòng)原因方向結(jié)果過(guò)程分析結(jié)果分析2.從正、逆反應(yīng)速度是否相等判斷:第38頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四3.從濃度商和平衡常數(shù)分析:
對(duì)于一個(gè)一般的可逆反應(yīng):mA+nB
pC+qD,在平衡狀態(tài)時(shí),平衡常數(shù)K大于105時(shí),反應(yīng)基本完全。
非平衡狀態(tài)時(shí)有濃度商當(dāng)Q=K時(shí),平衡;當(dāng)Q<K時(shí),正移;當(dāng)Q>K時(shí),逆移。欲破壞化學(xué)平衡狀態(tài),必須使Q≠K,
第39頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四【例】現(xiàn)有反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);△H<0。在850℃時(shí),K=1。(1)若升高溫度到950℃時(shí),達(dá)到平衡時(shí)K
1(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)850℃時(shí),若向一容積可變的密閉容器中同時(shí)充入1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2,則:①當(dāng)x=5.0時(shí),上述平衡向
方向移動(dòng)。②若要使上述反應(yīng)開(kāi)始時(shí)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則x應(yīng)滿足的條件是
。(3)在850℃時(shí),若設(shè)x=5.0和x=6.0,其他物質(zhì)的投料不變,當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,測(cè)得H2的體積分?jǐn)?shù)分別為a%、b%,則a
b(填“大于”“小于”或“等于”)。小于
逆反應(yīng)
0﹤x<3.0
小于第40頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)①起始只有C(s)和H2O(g),當(dāng)氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí),是否處于平衡狀態(tài)?②起始有C(s)、H2O(g)、CO(g)和H2(g),且氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量為12,當(dāng)氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí),是否處于平衡狀態(tài)?小結(jié):若有非氣體參加的反應(yīng),當(dāng)起始只有反應(yīng)物時(shí),Mr一定,--平衡不一定平衡第41頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四4.影響化學(xué)平衡的條件
濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等。第42頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四c(反應(yīng)物)增大,v正突增為v’正,v逆不變,出現(xiàn)v’正>v’逆,平衡正移,使v’正漸減,v’逆漸增,直至v’正=v’逆時(shí)平衡,且此時(shí)有v’正=v’逆>v正=v逆。轉(zhuǎn)化率:對(duì)于反應(yīng)
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)若增大的是c(A),則A的轉(zhuǎn)化率減小,B的轉(zhuǎn)化率增大(1)、濃度第43頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四t2V”正=V”逆V’逆V,正t3V正=V逆V正V逆t1t(s)
V(molL-1S-1)0
平衡狀態(tài)Ⅰ平衡狀態(tài)Ⅱ增大反應(yīng)物濃度速率-時(shí)間關(guān)系圖:原因分析:增加反應(yīng)物的濃度,V正>V逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);第44頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四結(jié)論:在其他條件不變,增大反應(yīng)物濃度,平衡朝正反應(yīng)方向移動(dòng);減小反應(yīng)物濃度,平衡朝逆反應(yīng)方向移動(dòng)。
在其他條件不變,減小生成物濃度,平衡朝正反應(yīng)方向移動(dòng);增大生成物濃度,平衡朝逆反應(yīng)方向移動(dòng)。注意:⑴影響化學(xué)平衡移動(dòng)的濃度,而不是質(zhì)量、物質(zhì)的量或體積;⑵對(duì)于溶液中進(jìn)行的離子反應(yīng),改變不參加反應(yīng)的離子濃度,化學(xué)平衡一般不移動(dòng);⑶濃度的改變不一定會(huì)引起化學(xué)平衡的移動(dòng);如:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,增加c(K+)或c(Cl-),不會(huì)影響化學(xué)平衡。如:對(duì)氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),同等程度地增大或減小各物質(zhì)的濃度,化學(xué)平衡不移動(dòng)。第45頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四注意:增加固體或純液體的量不能改變其濃度,也不能改變速率,所以V(正)仍等于V(逆),平衡不移動(dòng)。例:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)起始時(shí)各加入1mol的CO(g)和H2O(g),平衡時(shí),四種物質(zhì)的物質(zhì)的量相等,①求平衡常數(shù)K和CO(g)、H2O(g)的轉(zhuǎn)化率②若再加入2molH2O(g),求平衡后CO(g)、H2O(g)的轉(zhuǎn)化率。第46頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四速率-時(shí)間關(guān)系圖:小結(jié):正在上向向正移動(dòng),逆在上向逆向移動(dòng)。圖象連續(xù)?為什么?增大反應(yīng)物減少生成物減少反應(yīng)物增大生成物第47頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四(2)、壓強(qiáng)
其他條件不變,增大壓強(qiáng),平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng);減小壓強(qiáng),平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。⑴只有壓強(qiáng)的變化引起反應(yīng)物質(zhì)的濃度變化時(shí),化學(xué)平衡才有可能移動(dòng);⑵平衡移動(dòng)過(guò)程中速率的變化情況(結(jié)合平衡移動(dòng)方向分析)⑶對(duì)于某些物質(zhì),壓強(qiáng)的變化可能改變其聚集狀態(tài);第48頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響aA(g)+bB(g)cC(g)速率-時(shí)間關(guān)系圖第49頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響[注意]①對(duì)于反應(yīng)前后氣體總體積相等的反應(yīng),改變壓強(qiáng)對(duì)平衡無(wú)影響;例:對(duì)如下平衡
A(氣)
+B(氣)2C(氣)
+D(固)
V正V逆0t1t2V正′=V逆′t3加壓對(duì)化學(xué)平衡的影響V正V逆0t1t2V正′=V逆′t3減壓對(duì)化學(xué)平衡的影響第50頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響[注意]①對(duì)于反應(yīng)前后氣體總體積相等的反應(yīng),改變壓強(qiáng)對(duì)平衡無(wú)影響;②平衡混合物都是固體或液體的,改變壓強(qiáng)不能使平衡移動(dòng);③壓強(qiáng)的變化必須改變混合物濃度(即容器體積有變化)才能使平衡移動(dòng)。第51頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四(3)、溫度注:升高溫度同時(shí)加快正逆反應(yīng)速率,但吸熱反應(yīng)的速率增加的更多,故升溫使可逆反應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。即溫度對(duì)吸熱反應(yīng)的速率影響更大。2NO2
(g)N2O4(g)△H<0升高溫度,平衡向吸熱方向移動(dòng);降低溫度,平衡向放熱方向移動(dòng)。第52頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響:速率-時(shí)間關(guān)系圖第53頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四催化劑同等程度改變化學(xué)反應(yīng)速率,V’正=V’逆,只改變反應(yīng)到達(dá)平衡所需要的時(shí)間,而不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)。例:對(duì)如下平衡
A(氣)
+B(氣)2C(氣)
+D(固)
V正V逆0t1t2V正′=V逆′t3正的對(duì)化學(xué)平衡的影響V正V逆0t1t2V正′=V逆′t3負(fù)的對(duì)化學(xué)平衡的影響(4)催化劑第54頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的影響
可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)△H=+QkJ·mol-1條件變化反應(yīng)特征化學(xué)反應(yīng)速率υ正與υ逆的關(guān)系平衡移動(dòng)方向υ正υ逆增大c(A)可逆反應(yīng)增大c(C)減小c(A)可逆反應(yīng)減小c(C)增大壓強(qiáng)m+n>p+qm+n=p+qm+n<p+q加快加快加快加快正反應(yīng)方向加快加快加快加快加快加快減慢減慢減慢減慢逆反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向平衡不移動(dòng)正反應(yīng)方向正反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向υ正>υ逆υ正<
υ逆υ正<υ逆υ正>υ逆υ正>υ逆υ正=υ逆υ正<υ逆第55頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的影響條件變化反應(yīng)特征化學(xué)反應(yīng)速率υ正與υ逆的關(guān)系平衡移動(dòng)方向υ正υ逆減小壓強(qiáng)m+n>p+qm+n=p+qm+n<p+q升高溫度△H<0△H
>0降低溫度△H
<0△H
>0
可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)△H=QkJ·mol-1減慢減慢減慢減慢逆反應(yīng)方向加快加快減慢減慢減慢減慢減慢加快減慢加快平衡不移動(dòng)正反應(yīng)方向正反應(yīng)方向正反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向υ正<υ逆υ正=υ逆υ正>υ逆υ正<υ逆υ正>υ逆υ正>υ逆υ正<υ逆第56頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四5、難點(diǎn)分析⒉如果平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率一定會(huì)增大嗎?不一定。這要看平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)是由什么條件引起的。如果是通過(guò)改變溫度、壓強(qiáng)或減小生成物濃度引起的平衡右移,則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大。如果是向體系中增加某種反應(yīng)物的量,造成平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則轉(zhuǎn)化率的變化要具體分析:⒈如果平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),υ正一定增大嗎?不一定。因?yàn)槠胶庀蛘磻?yīng)方向移動(dòng)的原因是:υ正>υ逆,盡管υ正減小,但只要滿足υ正>υ逆平衡就向正反應(yīng)方向移動(dòng)。第57頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四轉(zhuǎn)化率變化具體分析條件特點(diǎn)A的轉(zhuǎn)化率B的轉(zhuǎn)化率增加A的量可逆反應(yīng)減小增大按原比例同時(shí)增加A、B的物質(zhì)的量a+b>c+d增大增大a+b=c+d不變不變a+b<c+d減小減小(恒容)反應(yīng)物只有一種:aA(g)bB(g)+cC(g)反應(yīng)物不止一種:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)條件特點(diǎn)A的轉(zhuǎn)化率增加A的量a>b+c增大a=b+c不變a<b+c減小第58頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四若m+n=p+q,則化學(xué)平衡不受壓強(qiáng)影響,上述恒溫恒壓、恒溫恒容兩情況都不會(huì)使化學(xué)平衡移動(dòng)
⒊對(duì)于一個(gè)已達(dá)到平衡的可逆反應(yīng),向其反應(yīng)體系中充入惰性氣體,平衡發(fā)生移動(dòng)嗎?⑴恒溫恒容條件下,充入惰性氣體,壓強(qiáng)雖然增大,但各物質(zhì)的濃度均不變,故平衡不移動(dòng);⑵恒溫恒壓條件下,充入惰性氣體,壓強(qiáng)雖然不變,但體積增大,各物質(zhì)的濃度減小,平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。第59頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四例題1、相同容器的四個(gè)密閉容器中,進(jìn)行同樣的可逆反應(yīng):2A(g)+B(g)
3C(g)+2D(g)起始時(shí)四個(gè)容器所裝A、B的量分別為:
A:2molA:1molA:2molA:1molB:1molB:1molB:2molB:2mol在相同溫度下建立平衡時(shí),A或B的轉(zhuǎn)化率大小關(guān)系為:A、A的轉(zhuǎn)化率:甲<丙<丁<乙B、A的轉(zhuǎn)化率:甲<丙<乙<丁C、B的轉(zhuǎn)化率:甲>乙>丙>丁D、B的轉(zhuǎn)化率:?。疽遥颈炯准祝遥。馕觯阂砸?、丙為基準(zhǔn),先比較它們兩組A、B轉(zhuǎn)化率的大小,再與甲、丁兩組比較。丙組的A、B都為乙組的兩倍,兩容器的體積相等,所丙容器壓強(qiáng)比乙容器的大,此反應(yīng)正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),壓強(qiáng)增大平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以丙組A、B的轉(zhuǎn)化率都比乙組的小。A的轉(zhuǎn)化率:乙>丙B的轉(zhuǎn)化率:乙>丙甲、乙相比:B相同,甲中A比乙中多1mol,A的轉(zhuǎn)化率:乙>甲;B的轉(zhuǎn)化率:甲>乙;甲、丙相比:A相同,甲中B比丙中少1mol,A的轉(zhuǎn)化率:丙>甲;B的轉(zhuǎn)化率:甲>丙;乙、丁相比:A相同,丁中B比乙中多1mol,A的轉(zhuǎn)化率:?。疽?;B的轉(zhuǎn)化率:乙>??;丙、丁相比:B相同,丙中A比丁中多1mol,A的轉(zhuǎn)化率:?。颈籅的轉(zhuǎn)化率:丙>??;A的轉(zhuǎn)化率:?。疽遥颈炯祝籅的轉(zhuǎn)化率:甲>乙>丙>丁BC第60頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四2、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)④⑥√注:化學(xué)平衡移動(dòng)的方向與平衡后的結(jié)果無(wú)必然聯(lián)系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(guò)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√練習(xí)第61頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四3、對(duì)已達(dá)化學(xué)平衡的反應(yīng)2X(g)+Y(g)2Z(g),減小壓強(qiáng)時(shí),對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生的影響是
A、逆反應(yīng)速率增大,正反應(yīng)速率減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
B、逆反應(yīng)速率減小,正反應(yīng)速率增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
C、正、逆反應(yīng)速率都減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
D、正、逆反應(yīng)速率都增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C第62頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四4、體積相同的甲、乙兩個(gè)容器中,分別都充有等物質(zhì)的量的SO2和O2,在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)2SO2+O2
2SO3,并達(dá)到平衡,在此過(guò)程中,甲容器保持體積不變,乙容器保持壓強(qiáng)不變。若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為p%,則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率()A.等于p%B.大于p%C.小于p%D.無(wú)法判斷B5、反應(yīng)FeCl3+3NH4SCN
Fe(SCN)3+3NH4C1達(dá)到平衡后,可使其顏色變深的措施是
A、滴入少量飽和FeCl3溶液B.加大壓強(qiáng)
C、滴入少量較濃的NH4SCN溶液
D、加入NH4Cl晶體AC第63頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四6、一定條件下,向一個(gè)帶活塞的密閉容器中充入2molSO2和lmolO2,發(fā)生下列反應(yīng):
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
達(dá)到平衡后改變下述條件,SO3氣體平衡濃度不改變的是()A、保持溫度和容器體積不變,充入1molSO2(g)B、保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入lmolSO3(g)C、保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入lmolO2(g)D、保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1molAr(g)B第64頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四7.下述實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到預(yù)期目的的是編號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁將SO2通入酸性KMnO4溶液中證明SO2具有氧化性B將Cl2通入NaBr溶液中比較氯與溴的氧化性強(qiáng)弱C將銅與濃硝酸反應(yīng)生成的氣體收集后用冰水混合物冷卻降溫研究溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響D分別向2支試管中加入相同體積不同濃度的H2O2溶液,再向其中1支加入少量MnO2研究催化劑對(duì)H2O2分解速率的影響B(tài)C第65頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四8.“碘鐘”實(shí)驗(yàn)中,3I-+S2O82-=I3-+2SO42-的反應(yīng)速率可以用I3-與加入的淀粉溶液顯藍(lán)色的時(shí)間t來(lái)度量,t越小,反應(yīng)速率越大。某探究性學(xué)習(xí)小組在20℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到的數(shù)據(jù)如下表:回答下列問(wèn)題:(1)該實(shí)驗(yàn)的目的是
。(2)顯色時(shí)間t2=
。實(shí)驗(yàn)編號(hào)①②③④⑤c(I-)/mol·L-10.0400.0800.0800.1600.120c(S2O82-
)/mol·L-10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t2研究反應(yīng)物I-與S2O82-的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響29.3s第66頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四實(shí)驗(yàn)編號(hào)①②③④⑤c(I-)/mol·L-10.0400.0800.0800.1600.120c(SO42-)/mol·L-10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t2(3)溫度對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響符合一般規(guī)律,若在40℃下進(jìn)行編號(hào)③對(duì)應(yīng)濃度的實(shí)驗(yàn),顯色時(shí)間t2的范圍為
(填字母)
A<22.0sB22.0~44.0sC>44.0sD數(shù)據(jù)不足,無(wú)法判斷(4)通過(guò)分析比較上表數(shù)據(jù),得到的結(jié)論是
。A反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比(或顯色時(shí)間與反應(yīng)物起始濃度乘積成反比)第67頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四化學(xué)平衡中的圖像問(wèn)題第68頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四化學(xué)平衡中的常見(jiàn)圖像濃度-時(shí)間圖速率-時(shí)間圖某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-時(shí)間-溫度(或壓強(qiáng))圖某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-溫度-壓強(qiáng)圖六、化學(xué)學(xué)平衡中的圖像題第69頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四⒈五看圖像⑴一看面:即明確橫縱坐標(biāo)的意義(有幾個(gè)變量);⑵二看線:了解線的走向和變化趨勢(shì);⑶三看點(diǎn):即起點(diǎn)、交點(diǎn)、終點(diǎn)、拐點(diǎn)與極值點(diǎn)‘等;⑷四看輔助線:如等溫線、等壓線、平衡線等;⑸五看量的變化:如濃度、溫度、壓強(qiáng)的變化等。⒉分析判斷⑴根據(jù)到達(dá)平衡的時(shí)間長(zhǎng)短,結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率理論判斷溫度的高低或壓強(qiáng)的大?。虎聘鶕?jù)圖像中量的變化判斷平衡移動(dòng)的方向,結(jié)合平衡移動(dòng)原理,分析可逆反應(yīng)的特點(diǎn)(是氣體分子數(shù)增大還是減小的反應(yīng);或是吸熱還是放熱反應(yīng));⑶定一議二:若圖像中有三個(gè)量,要先固定一個(gè)自變量,再討論另外兩個(gè)量之間的關(guān)系;思維要全面,要注意變換定量與變量,最后下綜合結(jié)論。
圖像題是化學(xué)平衡中的常見(jiàn)題型,這類題目是考查自變量(如時(shí)間、溫度、壓強(qiáng)等)與因變量(如物質(zhì)的量、濃度、百分含量、轉(zhuǎn)化率)之間的定量或定性關(guān)系。第70頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四1、濃度-時(shí)間圖:
可用于:1)寫出化學(xué)反應(yīng)方程式:2)求反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率:A+2B3CA的轉(zhuǎn)化率=33.3%B的轉(zhuǎn)化率=66.7%1)寫出化學(xué)反應(yīng)方程式:2)求反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率:例:練:5A3B+2CA的轉(zhuǎn)化率=62.5%tcCAB0ABCtc0.40.30.20.10第71頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四濃度-時(shí)間圖的關(guān)鍵:①寫出反應(yīng)方程式A、何為反應(yīng)物、生成物B、反應(yīng)物、生成物計(jì)量數(shù)關(guān)系C、是否為可逆反應(yīng)②計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率③計(jì)算某物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率第72頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四A(g)+2B(g)2C(g)?引起平衡移動(dòng)的因素是
,平衡將向
方向移動(dòng)。2、速度-時(shí)間圖:
可用于:1)表示反應(yīng)速率的變化和化學(xué)平衡的移動(dòng)。2)(已知反應(yīng))判斷引起平衡移動(dòng)的因素。增大反應(yīng)物濃度正?引起平衡移動(dòng)的因素是
,平衡將向
方向移動(dòng)。減小生成物濃度正tvv正v逆t1t20tvv正v逆t1t20第73頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四已知對(duì)某一平衡改變溫度時(shí)有如下圖變化,則溫度的變化是
(升高或降低),平衡向
反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)是
熱反應(yīng)。升高正吸t1t2tvv正v逆0第74頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四?對(duì)于mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),改變壓強(qiáng)時(shí)有如下圖變化,則壓強(qiáng)變化是
(增大或減小),平衡向
反應(yīng)方向移動(dòng),m+n
(>、<、=)p+q。增大逆<v逆t1t2tvv正0第75頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四?對(duì)于反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)(正反應(yīng)放熱)有如下圖所示的變化,請(qǐng)分析引起平衡移動(dòng)的因素可能是什么?并說(shuō)明理由。
?由于v正、v逆均有不同程度的增大,引起平衡移動(dòng)的因素可能是
a.升高溫度
b.增大壓強(qiáng)。根據(jù)反應(yīng)方程式,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),與圖示相符;增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),與圖示不相符。故此題中引起平衡移動(dòng)的因素是升高溫度。v逆t1t2tvv正0第76頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四?對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)有如下圖所示的變化,請(qǐng)分析t1時(shí)的改變因素可能是什么?并說(shuō)明理由。
?由于v正、v逆相同程度的增大,t1時(shí)的改變因素可能是
a.加入(正)催化劑
b.當(dāng)m+n=p+q時(shí)增大壓強(qiáng)。平衡沒(méi)有移動(dòng)。v逆t1
tvv正0第77頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四速率-時(shí)間圖的關(guān)鍵:①看出反應(yīng)速率的變化②判斷化學(xué)平衡的移動(dòng)方向③判斷影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素第78頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四3、某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-時(shí)間-溫度(或壓強(qiáng))圖:?對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)T1>T2;tA的轉(zhuǎn)化率T1T20P1<P2;tB的轉(zhuǎn)化率P1P20正反應(yīng)吸熱m+n<p+q第79頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四?對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)P1>P2C%tP1P20m+n=p+q第80頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四?對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)P1<P2;T1>T2;tB%T2P2T1P2T1P10m+n<p+q正反應(yīng)吸熱第81頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-時(shí)間-溫度(或壓強(qiáng))圖的關(guān)鍵:①判斷溫度(或壓強(qiáng))的大小②學(xué)會(huì)“定一議二”法。第82頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四4、某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-溫度-壓強(qiáng)圖:?對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)?正反應(yīng)放熱?正反應(yīng)吸熱TA的轉(zhuǎn)化率1.01*107Pa1.01*106Pa1.01*105Pa0PC的濃度500℃200℃0m+n>p+qm+n>p+q第83頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四在以密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)?m+n=p+qPA%300℃200℃0正反應(yīng)吸熱第84頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四?對(duì)于2A(g)+B(g)C(g)+3D(g)(正反應(yīng)吸熱)有如下圖所示的變化,圖中Y軸可能表示:
A、B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率
B、正反應(yīng)的速率
C、平衡體系中的A%D、平衡體系中的C%A、DPY100℃200℃300℃0第85頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-溫度-壓強(qiáng)圖的關(guān)鍵:學(xué)會(huì)“定一議二”法,找出條件改變對(duì)平衡的影響。第86頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四Tρ0在一固定體積的容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)A(s)+2B(g)2C(?)。且達(dá)到化學(xué)平衡。當(dāng)升高溫度時(shí),容器內(nèi)氣體的密度隨溫度的變化如圖所示A.若C是氣體,正反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.若C是氣體,正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C.若C是非氣體,正反應(yīng)是放熱反應(yīng)D.若C是非氣體,正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)√√第87頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四5、其它:?正反應(yīng)吸熱?正反應(yīng)吸熱?正反應(yīng)放熱?m+n<p+q對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)Tvv逆v正T1T20Tvv正v逆0TC%450℃0PA%P10第88頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四在容積固定的密閉容器中存在如下反應(yīng):A(g)+3B(g)2C(g);△H<0某研究小組研究了其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)上述反應(yīng)的影響,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出下列關(guān)系圖:
下列判斷一定錯(cuò)誤的是A.圖I研究的是不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,且乙使用的催化劑效率較高B.圖Ⅱ研究的是壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且甲的壓強(qiáng)較高C.圖Ⅱ研究的是溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且甲的溫度較高D.圖Ⅲ研究的是不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,且甲使用的催化劑效率較高
AB第89頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四人工固氮技術(shù)—合成氨反應(yīng)的特點(diǎn):正反應(yīng)體積縮小,放熱反應(yīng)N2+3H22NH3△H=-92kJ/mol工業(yè)生產(chǎn)中的基本問(wèn)題一、根據(jù)反應(yīng)原理確定生產(chǎn)過(guò)程二、生產(chǎn)中原料的選擇三、反應(yīng)條件的選擇四、生產(chǎn)中三廢處理選修1《化學(xué)與技術(shù)》P10第90頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四壓強(qiáng)氨含量溫度0.1MPa10MPa20MPa30MPa60MPa200°C15.381.586.489.995.4300°C2.252.064.271.084.2400°C0.425.138.247.065.2500°C0.110.619.1*26.4*42.2600°C0.054.59.113.823.1達(dá)到平衡時(shí)混合氣中氨的含量(體積百分含量)
氮?dú)夂蜌錃獾捏w積比1:3升溫氨的含量降低
升壓氨的含量增大第91頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四一選擇合成氨的適宜條件壓強(qiáng):10—30MPa溫度:400~500°C催化劑:鐵觸媒循環(huán)操作過(guò)程(N2與H2濃度比為1∶3)第92頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四
二合成氨工業(yè)簡(jiǎn)述:
1.原料氣的制備,凈化和壓縮:
A、制備:液化,蒸發(fā)N2
N2:空氣
O2+CCO2N2H2:水,燃料(煤,石油,天然氣)
C+H2O(g)=CO+H2
CO+H2O(g)=CO2+H2
CH4+H2O(g)=CO+3H2
CH4+2H2O(g)=CO2+4H2
B、凈化:清除雜質(zhì),防止催化劑“中毒”C、壓縮2.氨的合成3.氨的分離第93頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四合成氨簡(jiǎn)要流程示意圖液氨合成塔氨分離器N2+H2(1:3)干燥凈化壓縮機(jī)循環(huán)壓縮機(jī)水冷器N2+H2N2+H2N2+H2N2+H2+NH3第94頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四氮的固定
1.定義:將游離的氮(N2)轉(zhuǎn)變?yōu)榈幕衔锏倪^(guò)程
2.方法:(1)自然固氮(2)工業(yè)固氮雷雨固氮生物固氮(豆科植物的根瘤菌)合成氨工業(yè)等第95頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四25%1、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,某混合氣中含有N2和H2,其密度為0.554g/L,取0.5mol此混合氣體在體積固定的容器中發(fā)生反應(yīng)N2+3H2NH3。達(dá)平衡時(shí),容器中的壓強(qiáng)是同溫度時(shí)反應(yīng)前壓強(qiáng)的0.8倍,則此平衡混合氣中NH3的體積分?jǐn)?shù)為
。第96頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四2、把氮?dú)夂蜌錃庖晕镔|(zhì)的量比1:1混勻后分成四等份,分別同時(shí)充人A、B、C、D四個(gè)裝有催化劑的真空容器中(容器的容積固定),在保持相同溫度的條件下,四個(gè)容器中的合成氨反應(yīng)相繼達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。分析下表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后回答問(wèn)題(用A、B、C、D填空)。
(1)都達(dá)到平衡時(shí),
容器中NH3的物質(zhì)的量所占的比例最大。
(2)達(dá)到平衡時(shí)所需時(shí)間最長(zhǎng)的容器是
。
(3)四個(gè)容器容積由小到大的排列次序是
.ACA<D<B<C容器代號(hào)ABCD平衡時(shí)混合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量1617平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率20%平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率30%第97頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四3、在容積相同的不同密閉容器中,分別充入等量的N2和H2,在不同溫度下,任其發(fā)生反應(yīng)N2+3H2
2NH3,并分別在ts時(shí)測(cè)定其中NH3的體積分?jǐn)?shù)并繪成如圖曲線。
(1)A、B、C、D、E五點(diǎn)中,尚未到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的點(diǎn)是
(2)此可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是
反應(yīng)。(填“放熱”或“吸熱”)(3)A~C段曲線是增函數(shù)曲線.C~E段曲線是減函數(shù)曲線。試從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的角度說(shuō)明理由
A、B放熱N2與H2反應(yīng)時(shí),隨著溫度升高,反應(yīng)速率加快,NH3%隨之增大,到C點(diǎn)達(dá)到最高值,說(shuō)明此溫度時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡。溫度繼續(xù)升高后,平衡時(shí)NH3%反而減小,說(shuō)明此反應(yīng)為放熱反應(yīng)。升高溫度,平衡向逆方向移動(dòng),導(dǎo)致NH3%減小。第98頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四1、反應(yīng)3A(g)
3B(?)+C(?);△H<0,隨著溫度的升高,氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量有變小趨勢(shì),則下列判斷正確的是A.
B和C可能都是固體B.
B和C一定都是氣體C.若C為固體,則B一定是氣體D.
B和C可能都是氣體2、在一個(gè)固定容積的密閉容器中充入2molNO2,一定溫度下建立如下平衡:2NO2
N2O4,此時(shí)平衡混合氣中NO2的體積分?jǐn)?shù)為x%,若再充入1molN2O4,在溫度不變的情況下,達(dá)到新的平衡時(shí),測(cè)得NO2的體積分?jǐn)?shù)為y%,則x和y的大小關(guān)系正確的是A.x>yB.x<yC.x=yD.不能確定
CDA常見(jiàn)易錯(cuò)題講解第99頁(yè),共105頁(yè),2023年,2月20日,星期四3、反應(yīng)NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某溫度下達(dá)到平衡。下列各種情況下,不能使平衡發(fā)生移動(dòng)的是
A.恒溫、恒容時(shí)通入SO2氣體
B.移走一部分NH4HS固體
C
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