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文檔簡介

第二節

化學平衡目錄CONTENTS01化學平衡狀態02化學平衡常數03影響化學平衡的因素04化學平衡圖像05轉化率問題06等效平衡01化學平衡狀態合成氨是人類科學技術發展史上的一項重大成就,在很大程度上解決了地球上因糧食不足而導致的饑餓問題,原理如下:2NH3

N2

+3H2

催化劑高溫、高壓

在實際化工生產中除了考慮使原料盡可能快地轉化為產品外,還要考慮使原料盡可能多地轉化為產品。化學平衡狀態示例分析各物質的起始量/mol充分反應后各物質的量/molN2H2NH3

N2H2NH3

5150394

某溫度下,在容積不變的密閉容器中N2與H2反應足夠長時間后各物質的量不再改變,數據如下:2NH3

N2

+3H2

催化劑高溫、高壓合成氨反應有限度,原料無法完全轉化只考慮化學反應速率不夠,還需考慮如何盡可能多地將原料轉化為產品化學平衡狀態合成氨反應中有關物質的濃度隨時間變化示意圖濃度時間(t)NH3N2H2

正向:N2+3H22NH3隨著反應的進行,體系中NH3的濃度逐漸增大,而N2與H2的濃度逐漸減小。從某一時刻開始,它們的濃度均不再改變化學平衡狀態合成氨反應中有關物質的濃度隨時間變化示意圖逆向:2NH3

N2+3H2NH3N2H2

濃度時間(t)隨著反應的進行,體系中N2與H2的濃度逐漸增大,而NH3的濃度逐漸減小。從某一時刻開始,它們的濃度均不再改變化學平衡狀態v(正)>v(逆)用速率變化圖像表示化學平衡狀態的建立理論分析v(正)v(逆)反應速率時間(t)反應處于平衡狀態t1v(正)=v(逆)當正、逆反應速率相等時,達到看似不變的“表面靜止”狀態,但實際反應并未停止,一直在進行中化學平衡狀態化學平衡狀態1.定義在一定條件下,在可逆反應體系中,____________與____________相等,反應物的濃度與生成物的濃度____________,即體系的組成不隨時間而改變,這表明該反應中物質的轉化達到了“限度”,這時的狀態我們稱之為化學平衡狀態,簡稱化學平衡。正反應速率逆反應速率均保持不變2.特征動態平衡平衡時,各組分的濃度保持一定當外界條件改變,原平衡發生移動研究的對象是可逆反應逆v(正)=v(逆)≠0(本質)等動定變化學平衡狀態化學平衡狀態是可逆反應的一種特殊狀態,是在給定條件下化學反應所能達到或完成的最大程度。轉化率(α)=轉化的量起始的量×100%量:質量、物質的量、體積、物質的量濃度等化學反應的限度化學反應的限度決定了反應物在該條件下的最大轉化率同一可逆反應,改變條件可以在一定程度上改變一個化學反應的限度化學平衡狀態a.同一物質的生成速率等于其消耗速率(1)直接標志——“正逆反應速率相等”c.在化學方程式同一邊的不同物質,一種物質的生成速率與另一種物質的消耗速率之比等于化學計量數之比b.在化學方程式兩邊的不同物質的生成(或消耗)速率之比等化學計量數之比(1)直接標志——“各組分的濃度保持一定”a.各組分的濃度不隨時間的改變而改變b.各組分的質量分數、物質的量分數、體積分數不隨時間的改變而改變注意:速率必須一個是正反應速率,一個是逆反應速率,且經過換算后同一物質的消耗速率和生成速率相等化學平衡狀態3.反應達到化學平衡的標志(6)N2濃度與NH3濃度相等且不再發生變化()(1)3v(N2)=v(H2)

()(2)2v正(N2)=v逆(NH3)()(3)消耗1molN2的同時,生成2molNH3()(4)1molH-H鍵斷裂的同時,2molN-H鍵斷裂()(5)NH3的濃度是N2濃度的兩倍()【例1】,請根據所學:判斷下列描述的反應狀態是否達到平衡。N2+3H22NH3(2)間接標志——“變量不變”3.反應達到化學平衡的標志化學平衡狀態①各組分的百分含量不隨時間改變而改變②各物質的物質的量(濃度)不隨時間改變而改變③氣體的總壓強不隨時間改變而改變(前后體積不等)④氣體的顏色不隨時間改變而改變⑤氣體的密度或平均相對分子質量不隨時間改變而改變(前后體積不等)⑥絕熱條件下體系溫度不隨時間改變而改變【練習1】在一定溫度下的定容容器中,當下列物理量不再發生變化時:①混合氣體的壓強;②混合氣體的密度;③混合氣體的總物質的量;④混合氣體的平均相對分子質量;⑤混合氣體的顏色;⑥各反應物或生成物的濃度之比等于化學計量數之比;⑦某種氣體的百分含量。(1)能說明2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)達到平衡狀態的是_________(2)能說明I2(g)+H2(g)2HI(g)達到平衡狀態的是_________(3)能說明2NO2(g)N2O4(g)達到平衡狀態的是___________(4)能說明C(s)+CO2(g)2CO(g)達到平衡狀態的是________(5)能說明A(s)+2B(g)C(g)+D(g)達到平衡狀態的是_____(6)能說明NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)達到平衡狀態的是___(7)能說明5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)達到平衡狀態的是_____________

1347571345712347247123247【練習2】在一定溫度下的恒壓容器中,當下列物理量不再發生變化時:①混合氣體的壓強;②混合氣體的密度;③混合氣體的總物質的量;④混合氣體的平均相對分子質量;⑤混合氣體的顏色;⑥各反應物或生成物的濃度之比等于化學計量數之比;⑦某種氣體的百分含量。(1)能說明2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)達到平衡狀態的是_________(2)能說明I2(g)+H2(g)2HI(g)達到平衡狀態的是________(3)能說明2NO2(g)N2O4(g)達到平衡狀態的是__________(4)能說明C(s)+CO2(g)2CO(g)達到平衡狀態的是_______(5)能說明A(s)+2B(g)C(g)+D(g)達到平衡狀態的是______(6)能說明NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)達到平衡狀態的是__(7)能說明5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)達到平衡狀態的是____________

234757234572347247324702化學平衡常數序號起始時的濃度(×10-3mol·L-1)平衡時的濃度(×10-3mol·L-1)平衡時c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)111.976.94405.6170.59412.70212.289.96403.8411.52416.87312.018.40304.5800.97314.8640015.201.6961.69611.8150012.871.4331.43310.0060037.774.2134.21329.34示例分析H2(g)+I2(g)2HI(g)示例:457.6℃,在容積不變的密閉容器中發生反應:48.3748.6249.5448.4948.7048.50化學平衡常數以氫氣和碘蒸氣的反應為例,分析課本33頁表中的數據,然后得出結論。通過分析實驗數據得出:(1)_______________________________________(2)____________________________________________(3)_______________________________________________________________溫度不變時,為常數c(H2)·c(I2)c2(HI)常數與反應的起始濃度大小無關常數與正向建立還是逆向建立平衡無關即與平衡建立的過程無關。科學家們通過大量數據驗證,證明了上述結論成立,計算得出的定值稱為化學平衡常數,用K來表示。化學平衡常數1.定義:在一定溫度下,當一個可逆反應達到平衡時,生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個___________,該常數就是該反應的化學平衡常數(簡稱平衡常數),用符號_______表示。常數K2.表達式:cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)K=

對于反應:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)書寫平衡常數表達式的注意事項(注意:若化學反應為離子反應,書寫其化學平衡常數時應先改寫成離子方程式再進行書寫)(1)表達式中的各物質的濃度必須為平衡濃度(2)平衡常數表達式與化學方程式的書寫一一對應(注意:非水溶液中發生的反應,若有水參加或生成,則此時水的濃度不可視為常數,應寫進平衡常數的表達式中)(3)固體、液體純物質的濃度視為常數,在表達式中不出現(4)有氣體參與的反應,也可以用平衡分壓(總壓乘以各物質的物質的量分數)表示平衡常數化學平衡常數【例2】寫出下列可逆反應的平衡常數表達式。c2(NH3)K1=c(N2)?c3(H2)

N2(g)

+3H2(g)2NH3(g)2NH3(g)N2(g)

+3H2(g)反應1反應2N2(g)+H2(g)

NH3(g)1232反應3c2(NH3)K2=c(N2)?c3(H2)

c(NH3)K3=c1/2(N2)?c3/2(H2)

以上所求的平衡常數K1和K2、K3之間存在什么關系呢?K1=K21=

K32化學平衡常數3.平衡常數的換算同一化學反應,可以用不同的化學反應式來表示,每個化學方程式都有自己的平衡常數關系式及相應的平衡常數。(1)相同溫度下,正、逆反應的平衡常數__________________互為倒數(2)化學方程式兩邊物質同乘系數n,則平衡常數由K變為____Kn如:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K12NO2(g)N2O4(g)K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)KK1K2

則K=__________(3)若干方程式相加(減),則總反應的平衡常數等于分步平衡常數之乘積(商)化學平衡常數化學平衡常數4.K的意義及影響因素(1)平衡常數K值的大小,可推斷反應進行的程度。K值越大,表示反應進行的程度越大,反應物的轉化率越大;K值越小,表示反應進行的程度越小,反應物的轉化率越小。一般來說,當K__________,該反應就進行得基本完全了。>105時(2)平衡常數K與溫度有關,與濃度無關,由K隨溫度的變化可推斷正反應是吸熱反應還是放熱。若正反應是吸熱反應,升高溫度,K_______;若正反應是放熱反應,升高溫度,K___________。增大減小化學平衡常數例如:不同溫度時,反應:H2(g)+I2(g)2HI(g)的濃度平衡常數與溫度的關系如下:上述可逆反應的正方向是______反應.溫度623K698K763K平衡常數66.954.445.9放熱注意:K只反映反應進行的程度,不表示化學反應速率。即K值大,反應進行的程度大,化學反應速率不一定快。化學平衡常數5.K的應用K<10—510—5~105>105反應程度很難進行可逆反應進行得較完全(1)判斷可逆反應進行的限度K

=cp(C)?

cq(D)

cm(A)?

cn(B)m

A(g)+n

B(g)p

C(g)+q

D(g)結合平衡常數的表達式思考,K的大小表示什么含義?C化學平衡常數pC(g)+qD(g)的任意時刻,反應中各物質的濃度冪之積的比值Q=__________________(2)判斷指定條件下可逆反應進行的方向對于可逆反應:mA(g)+nB(g)若Q>K,則反應____________________________若Q=K,則反應____________________________若Q<K,則反應____________________________cp(C)·cq(D)

cm(A)·cn(B)向逆反應方向進行達到平衡狀態向正反應方向進行濃度商化學平衡常數一定條件下,反應FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常數為0.5,在容積為2L的容器中充入0.5molCO(g)、0.1molCO2(g)發生該反應直至達到平衡,下列說法正確的是(

)A.該反應的平衡常數表達式為B.CO的平衡轉化率為80%C.達到平衡時再充入CO(g)、CO2(g)各0.4mol,平衡正向移動D.保持溫度不變,將容器容積壓縮,正逆反應速率均加快而反應限度不變c(CO2)·c(Fe)c(CO)·c(FeO)D化學平衡常數(3)判斷可逆反應的熱效應①升高溫度,K增大→正反應為_________反應;

K減小→正反應為_________反應。①降低溫度,K增大→正反應為_________反應;

K減小→正反應為_________反應。吸熱放熱放熱吸熱化學平衡常數D化學平衡常數(4)利用平衡常數進行相關計算【練習3】在某溫度下,將含有H2和I2各0.1mol的氣態混合物充入容積為10L的密閉容器中,充分反應并達到平衡后,測得c(H2)=0.0080mol/L,(1)計算該反應的平衡常數(2)在上述溫度下,若起始時向該容器中通入H2和I2(g)各0.20mol,試求達到化學平衡時各物質的濃度。化學平衡常數CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)【練習4】在容積不變的密閉容器中,將2.0molCO與10molH2O混合加熱到830℃,達到下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),此時該反應的K為1.0。求達到平衡時CO轉化為CO2的轉化率。

化學平衡常數起始/mol21000轉化/molxxxx平衡/mol2-x10-xxxc(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)K==x2(2-x)(10-x)=1.0x=5/3【練習5】在一定溫度下,反應H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常數為10,若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的密閉容器中,在該溫度時HX(g)的最大分解率接近于()A、5%B、17%C、25%D、33%B化學平衡常數【練習6】在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學平衡常數K和溫度t的關系如下表所示:70080083010001200K0.60.91.01.72.6t/℃回答下列問題:(1)該反應為______反應(填“吸熱”或“放熱”)(2)某溫度下,平衡濃度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),試判斷此時的溫度________。吸熱830℃化學平衡常數【練習7】已知反應2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)在某溫度下達到平衡時,各物質的濃度是c(SO2)=0.1mol/L、c(O2)=0.05mol/L、c(SO3)=0.9mol/L。如果體系溫度保持不變,而將體積減少到原來的一半,試通過計算說明平衡移動的方向。解:2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)平衡時:0.1mol/L0.05mol/L0.9mol/L體積減小一半:0.2mol/L0.1mol/L1.8mol/LK=0.92/0.12×0.05=1620Q=1.82/0.22×0.1=810<K所以平衡正向移動。化學平衡常數各物質的起始量/mol化學平衡時各物質的量/mol平衡時H2的轉化率N2H2NH3

N2H2NH3

40%5150394

某溫度下,在容積不變的密閉容器中N2與H2反應達到化學平衡,各物質的相關數據如下。平衡時原料的轉化率不高,如何提高呢?03影響化學平衡的因素Q

=

KQ≠KQ=K改變條件

如何改變化學平衡狀態呢?平衡改變一段時間化學平衡化學平衡原平衡狀態新平衡狀態化學平衡的移動影響化學平衡的因素v(正)=v(逆)v(正)=v(逆)v(正)=v(逆)1.化學平衡的移動(1)概念:在一定條件下,當可逆反應達到平衡狀態后,如果改變反應條件,平衡狀態被破壞,平衡體系的物質組成也會隨之改變,直到達到新的平衡狀態。這種由原有的平衡狀態達到新的平衡狀態的過程叫作化學平衡的移動。影響化學平衡的因素v(正)=v(逆)改變哪些反應條件可使

、Q≠K,從而改變化學平衡狀態?

若Q<K,平衡向________方向移動外界條件改變若Q=K,平衡不移動

若Q>K,平衡向________方向移動

若v正

=v逆,平衡不移動外界條件改變若v正>v逆,平衡向__________方向移動若v正<v逆,平衡向__________方向移動(2)化學平衡移動方向的判斷:①根據v正和v逆的關系正反應逆反應②根據濃度商Q和K的關系正反應逆反應影響化學平衡的因素注意:①改變溫度瞬時,Q_________,K______________,則Q和K不再相等,平衡______移動。

②改變濃度或壓強瞬時,Q____________,K___________,則Q和K______________,平衡__________移動。可能變化一定變化一定不變不變可能不相等可能影響化學平衡的因素實驗原理

實驗操作

現象與結論b中溶液顏色_________,平衡向________方向移動c中溶液顏色__________,平衡向_________方向移動(1)濃度對化學平衡的影響【實驗2—1】變淺逆反應變深正反應Fe3++3SCN—Fe(SCN)32.影響化學平衡的因素影響化學平衡的因素從反應速率角度理解:體系濃度改變圖像速率變化增大反應物濃度增大生成物濃度減小反應物濃度減小生成物濃度v(正)先增大后減小,v(逆)逐漸增大且v'(正)>v'(逆)v(逆)先增大后減小,v(正)逐漸增大且v'(逆)>v'(正)v(正)先減小后增大,v(逆)逐漸減小且v'(逆)>v'(正)v(逆)先減小后增大,v(正)逐漸減小且v'(正)>v'(逆)v(正)v(逆)vtv'(正)v'(逆)v(正)v(逆)vtv'(逆)v'(正)v(正)v(逆)vtv'(正)v'(逆)v(正)v(逆)vtv'(逆)v'(正)影響化學平衡的因素正向移動逆向移動從濃度商角度理解:濃度變化Q值變化Q與K關系平衡移動方向反應物濃度增大

生成物濃度減小反應物濃度減小

生成物濃度增大減小正向移動Q<K增大Q>K逆向移動影響化學平衡的因素cp(C)·cq(D)

cm(A)·cn(B)Q=結論:其他條件不變時,增大反應物濃度或減小生成物濃度,_________________________增大生成物濃度或減小反應物濃度,_____________________________注意:①固體或純液體用量增減,________________。②反應物多種時,增大一種反應物的濃度,可以提高其它反應物的_________,自身轉化率______。③反應物按照計量數比充入時,反應物的轉化率_______,生成物的百分含量達到_____________。平衡均正向移動平衡均逆向移動平衡不移動轉化率降低相等最大影響化學平衡的因素

【練習8】在體積不變的密閉容器中,有如下平衡:2SO2+O22SO3,在其它不變的情況下,若只通入O2,當達到新平衡,一

定大于原平衡的是()(1)SO2的轉化率(2)SO3濃度(3)O2濃度(4)O2的轉化率(5)SO2的百分含量A.(1)(2)(3)B.(1)(2)(5)C.(2)(4)(5)D.(1)(3)(5)A影響化學平衡的因素(2)壓強對化學平衡的影響壓強的改變,可能影響反應體系中多種物質的濃度。如果增大壓強(縮小容積)以下反應各物質的濃度會如何變化?濃度商會如何變化?通過計算Q2=K/2,

即Q2<

K向正反應方移動同溫度下壓強各物質濃度(mol·L-1)濃度商(Q)NO2N2O4容器容積:V達平衡時p1ab壓縮容積至V/2瞬間(紅棕色)(無色)2NO2(g)N2O4(g)ba2=

KQ1=2p12a2b2b(2a)2b2a2Q2==影響化學平衡的因素實驗原理

實驗步驟實驗現象混合氣體的顏色先________又逐漸________混合氣體的顏色先________又逐漸_______實驗結論活塞往里推,體積減小,壓強________,瞬間c(NO2)增大,顏色變深,但顏色又變淺,說明平衡向___________方向移動,導致c(NO2)減小。活塞往外拉,體積增大,壓強________,瞬間c(NO2)減小,顏色變淺,但氣體顏色又變深,說明平衡向___________方向移動,導致c(NO2)增大,2、壓強對化學平衡的影響【實驗2—2】2NO2N2O4變深變淺變淺變深增大正反應減小逆反應但比原來深但比原來淺影響化學平衡的因素是否所有有氣體參加的可逆反應都有這樣的規律呢?該反應中反應前后氣體的物質的量有什么變化特點?(紅棕色)(無色)2NO2(g)N2O4(g)影響化學平衡的因素減壓逆向移動加壓正向移動mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)若m+n>p+q從Q角度理解體積V壓強P平衡時abcd體積V/2壓強P平衡時2a2b2c2dK=cp·dqam·bnQ=(2c)p·(2d)q(2a)m·(2b)nK·2(p+q)-(m+n)=<K即:加壓平衡向氣體計量數(體積)減小的方向移動是否所有有氣體參加的可逆反應都有這樣的規律呢?該反應中反應前后氣體的物質的量有什么變化特點?(紅棕色)(無色)2NO2(g)N2O4(g)影響化學平衡的因素減壓逆向移動加壓正向移動mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)若m+n>p+q從Q角度理解體積V壓強P平衡時abcd體積2V壓強P平衡時a/2b/2c/2d/2K=cp·dqam·bnQ=(c/2)p·(d/2)q(a/2)m·(b/2)nK·2(m+n)-(p+q)=>K即:減壓平衡向氣體計量數(體積)增大的方向移動方程式中氣態物質系數變化壓強變化Q值變化Q與K關系平衡移動方向增大增大

減小

減小增大

減小

不變增大或減小

增大減小減小增大不變Q>KQ>KQ=KQ<KQ<K逆向移動逆向移動正向移動正向移動不移動影響化學平衡的因素從濃度商角度理解:結論:對于有氣體參加的可逆反應,增大壓強,____________________________________________降低壓強,__________________________________________。反應后氣體的總體積沒有變化的可逆反應,增大或減小壓強___________。平衡向氣體體積縮小的方向移動平衡向氣體體積增大的方向移動平衡不移動影響化學平衡的因素當平衡混合物中都是固態或液態物質時,改變壓強后化學平衡一般不移動壓強改變圖像速率變化加壓加壓減壓減壓v(正)、v(逆)均增大,

且v'(正)>v'(逆)

Vg

Vg<0

Vg>0

Vg>0

Vg<0

Vg=0加壓或減壓v(正)、v(逆)均增大,且v'(正)<v'(逆)v(正)、v(逆)均減小,且v'(正)>v'(逆)v(正)、v(逆)均減小,且v'(正)<v'(逆)v(正)、v(逆)均同等程度增大或減小v(正)v(逆)vtv'(正)v'(逆)v(正)v(逆)vtv'(逆)v'(正)v(正)v(逆)vtv(正)v(逆)vtv'(逆)v'(正)v'(正)v'(逆)v(正)v(逆)vt加壓減壓影響化學平衡的因素從反應速率角度理解:注意:①壓強變化是指平衡混合物濃度變化而引起的總壓變化。②壓強只影響有氣體參加且反應前后氣體總量發生變化的反應的化學平衡;若反應前后氣體體積無變化,改變壓強,能同時改變正、逆反應速率(V正=V逆),平衡不移動。③恒容時,通入稀有氣體,壓強增大,但濃度______,平衡_________;恒壓時,通入稀有氣體,壓強不變,但容積增大,濃度____________,平衡__________________________。④同等倍數改變反應混合物各物質的濃度時,視為壓強影響不變不移動移動(相當于減壓)減小影響化學平衡的因素【練習9】可逆反應aA(g)bB(g)+cC(g)達平衡后,保持溫度不變減小壓強,使體積增大一倍,達新平衡后,發現B的濃度為原來的60%。請判斷平衡向哪個方向移動?a與b+c的關系如何?平衡正向移動,a<b+c影響化學平衡的因素改變條件v正v逆平衡移動方向恒溫恒容充入氬氣充入氮氣充入N2:H2:NH3=1:3:2恒溫恒壓充入氬氣充入N2:H2:NH3=1:3:2【練習10】可逆反應:N2+3H22NH3以N2:H2:NH3=1:3:2初始條件達到了平衡,在該平衡體系中改變下列條件,請填表。不移動不變正向增大不變減小減小逆向不變不變不移動不變增大增大正向影響化學平衡的因素實驗原理

實驗步驟實驗現象

熱水中混合氣體顏色_________;冰水中混合氣體顏色_______實驗結論混合氣體受熱時顏色__________,說明NO2濃度_________,即平衡向_________方向移動;混合氣體被冷卻時顏色_________,說明NO2濃度_________,即平衡向_________方向移動(3)溫度對化學平衡的影響【實驗2—3】2NO2(g)N2O4(g)△H=-56.9kJ/mol

變深變淺變深變大逆反應變淺變小正反應影響化學平衡的因素結論:在其它條件不變時,升高溫度,______________________降低溫度,_______________________________________________。注意:升溫可同時增加正逆反應速率,但吸熱反應方向的速率增加的更多,則升溫使可逆反應向吸熱方向移動。降溫可同時降低正逆反應速率,但吸熱反應方向的速率降低的更多,則降溫使可逆反應向放熱方向移動。平衡向吸熱反應方向移動平衡向放熱反應方向移動影響化學平衡的因素溫度改變圖像速率變化升高溫度熱效應正反應放熱正反應放熱正反應吸熱正反應吸熱降低溫度升高溫度降低溫度v(正)、v(逆)均增大,

且v'(逆)>v'(正)v(正)、v(逆)均增大,且v'(正)>v'(逆)v(正)、v(逆)均減小,且v'(正)>v'(逆)v(正)、v(逆)均減小,且v'(逆)>v'(正)v(正)v(逆)vtv'(正)v'(逆)v(正)v(逆)vtv'(逆)v'(正)v(正)v(逆)vtv(正)v(逆)vtv'(逆)v'(正)v'(正)v'(逆)影響化學平衡的因素從反應速率角度理解:反應類型溫度變化K值變化Q與K關系平衡移動方向放熱反應升溫

降溫

吸熱反應升溫

降溫

減小減小增大增大Q>KQ>KQ<KQ<K逆向移動逆向移動正向移動正向移動影響化學平衡的因素從濃度商角度理解:催化劑可以同等程度地改變正、逆反應速率,因此對化學平衡的移動沒有影響,但可以改變反應達到平衡所需的時間。加入催化劑會使化學平衡發生移動嗎?影響化學平衡的因素阿倫尼烏斯公式(4)催化劑對化學平衡的影響結論:催化劑同等程度地改變正逆反應速率,因此,它對化學平衡的移動_______,但是,使用催化劑能改變反應達到平衡_________________。無影響所需要的時間影響化學平衡的因素v'(正)=v'(逆)v'(正)=v'(逆)正催化劑負催化劑影響化學平衡的因素從反應速率角度理解:3.化學平衡移動原理——勒夏特列原理原理內容:如果改變影響________的_________因素(如濃度、溫度、或壓強等),平衡就向著能夠_________這種改變的方向移動。注意:①平衡移動的結果是要減弱外界條件的影響,是“減弱”這種改變(而不是抵消!不是“消除”這種改變)②只有單個條件改變,才能應用(多個條件改變就要具體問題具體分析)③勒夏特列原理適用于一切可逆過程(物理的或化學的)所達到的任何動態平衡體系(如:溶解平衡、電離平衡等),未平衡狀態不能用此來分析.平衡一個減弱影響化學平衡的因素【例1】下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是(

)A.溴水中有化學平衡Br2+H2OHBr+HBrO,當加入硝酸銀溶液后,溶液顏色變淺B.工業合成氨反應為放熱反應,為提高氨的產率,理論上應采取降低溫度的措施C.恒容密閉容器中,發生反應CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)

ΔH<0,平衡后,升高溫度體系顏色變深D.對于2HI(g)H2(g)+I2(g),達到平衡后,縮小容器容積可使體系顏色變深D影響化學平衡的因素【例2】在一個密閉容器中發生反應N2+3H22NH3?H<0,達到平衡后,只改變某一個條件時,反應速率與反應時間的關系如圖(1)試判斷t1、t3、t4時刻分別改變的一個條件是___________、____________、______________。(2)依據(1)中的結論,下列時間段中,氨的百分含量最高的是____A.t0~t1B.t1~t2C.t3~t4D.t5~t6升高溫度使用催化劑減小壓強A影響化學平衡的因素改變的條件V正變化V逆變化平衡移動方向SO2的轉化率增大O2濃度減小SO3濃度同等倍數增大各物質的濃度升高溫度體積不變,充入氦氣【練習11】在500℃時,2SO2+O22SO3(正反應為放熱反應)的平衡體系里,若只改變下列條件,請把影響結果填入表中:增大不變正向移動增大不變減小正向移動增大增大增大正向移動增大增大逆向移動減小不變不變不變不移動增大影響化學平衡的因素【練習12】在一定條件下,反應xA+yBzC達到平衡:(1)若A、B、C均為氣體,減壓后平衡向逆反應方向移動,則x、y、z間的關系是________;(2)已知C是氣體,且x+y=z,在增大壓強時,若平衡發生移動,則一定向

反應方向移動;(3)已知B、C是氣體,當其他條件不變時,增大A的物質的量,平衡不移動,則A為________態;(4)加熱后C的質量分數減少,則正反應是_____反應。x+y>z逆固或液放熱影響化學平衡的因素【練習13】把物質A、B按一定比例充入一個容積為2L的容器中,使壓強為P,然后將整個容器用加熱器加熱到t℃時,發生如下反應:2A(g)+B(g)2C(g);△H=-180kJ/mol反應過程中A(g)、B(g)、C(g)物質的量變化如圖所示,根據圖中所示判斷下列說法正確的是(雙選)A.10~15min可能是加入催化劑B.10~15min可能是降低了溫度C.20min時可能是縮小了體積D.20min時可能是增加了B的量AD影響化學平衡的因素【練習14】向起始容積相同的甲、乙兩個容器中分別充入2molSO2和1molO2,發生反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),實驗條件及數據如下:BC影響化學平衡的因素容器甲乙反應條件恒溫恒容恒溫恒壓平衡時SO3的百分含量w1w2SO2的平衡轉化率α1α2達到平衡所用時間t1t2氣體平均摩爾質量M1M2下列大小比較正確的是(

)A.w1

>

w2B.α1<

α2C.t1>

t2D.M1>

M2

04化學平衡圖像看圖像:一看面:看縱、橫坐標代表的含義;

二看線:看線的走向、變化的趨勢

三看點:看線的原點、交點、拐點、終點;

四看量:如濃度變化、溫度變化等

五看輔助線:如等溫線、等壓線、平衡線等找規律:解題方法:①先拐先平,數值大;②定一議二.化學平衡圖像聯想外界條件的改變對化學反應速率和化學平衡的影響規律根據圖像中表現的關系與所學規律,作出符合題目要求的判斷作判斷:【例1】對達到平衡狀態的可逆反應X+Y

Z+W,在其他條件不變的情況下,增大壓強,反應速率變化圖象如圖1所示,則圖象中關于X、Y、Z、W四種物質的聚集狀態為(

A.Z、W均為氣體,X、Y中有一種是氣體

B.Z、W中有一種是氣體,X、Y皆非氣體

C.X、Y、Z、W皆非氣體

D.X、Y均為氣體,Z、W中有一種為氣體

1、速率——時間圖A化學平衡圖像【例2】圖2表示800℃時A、B、C三種氣體物質的濃度隨時間的變化情況,t1是到達平衡狀態的時間.試回答:(1)該反應的反應物是______;(2)反應物的轉化率是______;(3)該反應的化學方程式為_____________.

A40%2AB+3C2、濃度——時間圖化學平衡圖像【練習】已知NO2和N2O4可以相互轉化:N2O4(g)2NO2(g)?H>0。現將一定量NO2和N2O4

的混合氣體通入體積為1L的恒容密閉容器中,反應物濃度隨時間變化關系如圖。下列說法正確的是()

A.10min

前反應向?H<0的方向進行B.曲線X表示N2O4濃度隨時間的變化C.第二次達到平衡時,平衡常數的值大于0.9D.反應進行至25min

時,曲線發生變化的原因是加入0.4molNO2化學平衡圖像D3、含量—時間—溫度(壓強)圖【例3】同壓、不同溫度下的反應:A(g)+B(g)

C(g)△H=Q

A的含量和溫度的關系如圖3所示,下列結論正確的是()

A.T1>T2,Q<0

B.T1<T2,Q<0

C.T1>T2,Q>0

D.T1<T2,Q>0A先拐先平,數值大T1>T2化學平衡圖像【例4】對于反應2A(g)+B(g)

2C(g)△H<0,下列圖象正確的是()

AD4、恒壓(溫)線定一議二化學平衡圖像在容積一定的密閉容器中給定物質A、B、C的量,在一定條件下發生反應建立化學平衡:aA(g)+bB(g)

xC(g),符合下圖所示的關系(C%表示平衡混合氣中產物C的百分含量,T表示溫度,p表示壓強)。在圖中,Y軸是指(

)A.反應物A的轉化率B.平衡混合氣中物質B的百分含量C.平衡混合氣體的物質的量D.平衡混合氣的平均摩爾質量化學平衡圖像AD5、速率——溫度(壓強)圖【例5】對于可逆反應:A2(g)+3B2(g)

2AB3(g)△H<0下列圖象中正確的是()AB化學平衡圖像6、轉化率—時間曲線【例6】對于反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),根據圖象填空:正反應為_____反應m+n___p+qm+n___p+qm+n___p+q放熱><=化學平衡圖像7、幾種特殊的圖像(1)對于化學反應mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g),在不同溫度下反應相同時間,A、C的百分含量與溫度的關系曲線如圖。M點之前表示____________________________;M點為_____________________;M后之后為______________________。該反應的△H______0。從反應物開始建立平衡的過程剛達到平衡點平衡受溫度的影響情況<化學平衡圖像化學平衡圖像D(2)下圖是在其它條件一定時,反應2NO+O22NO2?H=Q<0中NO平衡時的百分含量與溫度的關系曲線。圖中坐標有A、B、C、D、E5點,其中表示未達平衡狀態且V正<V逆的點是______。0ABCEDTNO百分含量D點化學平衡圖像【練習15】在某容積一定的密閉容器中,可逆反應:A(g)+B(g)

xC(g)?H=Q,符合下列圖象(Ⅰ)所示關系.由此推斷對圖(Ⅱ)的正確說法是()A.p3>p4,Y軸表示A的轉化率

B.p3<p4,Y軸表示B的百分含量

C.p3>p4,Y軸表示混合氣體密度D.p3>p4,Y軸表示混合氣體平均相對分子質量ADT1>T2P2>P1?H<0化學平衡圖像【練習16】某化學科研小組研究在其他條件不變時,改變密閉容器中某一條件對A2(g)+3B2(g)

2AB3(g)化學平衡狀態的影響,得到如圖所示的曲線(圖中T表示溫度,n表示物質的量),下列判斷正確的是(

)A.若T2>T1,則正反應是放熱反應B.達到平衡時,A2的轉化率大小為b>a>cC.若T2>T1,達到平衡時b、d點的反應速率為vd>vbD.在T2和n(A2)不變時達到平衡,AB3的物質的量大小為c>b>a化學平衡圖像05轉化率問題1、由溫度或壓強引起的平衡正向移動,反應物轉化率必定增大。2、恒溫恒容,由增加反應物濃度引起的平衡正向移動,反應物轉化率有以下幾種情況:(1)反應物多種時:mA(氣)+nB(氣)pC(氣)+qD(氣)①只增大c(A),平衡正向移動,αA減小,αB增大。②按原比例同倍數增大反應物濃度,平衡正向移動:若m+n>p+q,αA、αB都增大。m+n=p+q,αA、αB不變。

m+n<p+q,αA、αB都減小。轉化率問題(2)反應物一種時:mA(氣)pC(氣)+qD(氣)增大c(A),平衡正向移動若m>p+q,αA增大。m=p+q,αA不變。

m<p+q,αA減小。轉化率問題【練習16】恒溫恒容的密閉容器中,反應2NO2N2O4達到平衡后再向容器中通入一定量的NO2,又達平衡時,NO2的體積分數()A、增大B、不變C、減小D、無法確定CC【練習17】恒溫恒容的密閉容器中,反應2NO2N2O4達到平衡后再向容器中通入一定量的N2O4,又達平衡時,NO2的體積分數()A、增大B、不變C、減小D、無法確定轉化率問題【練習18】恒溫恒壓的密閉容器中,反應2NO2N2O4達到平衡后再向容器中通入一定量的N2O4,又達平衡時,NO2的體積分數()A、增大B、不變C、減小D、無法確定B轉化率問題ADB06等效平衡1、等效平衡的定義一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應,起始加入的物質的量“相當”,達平衡時各對應組分的百分含量(體積分數、物質的量分數等)相同,則這幾種平衡狀態等效。等效平衡2、等效平衡的幾種常見類型(1)在等溫等容的條件下,對于同一可逆反應,將起始時的加入量換算到方程式某一邊后各物質的物質的量相同,則所達到的平衡狀態等效。(完全等效)例如:2SO2+O22SO3①3mol

1mol

0②1mol

0

2mol③2mol

___mol____mol④xmolymolzmolx、y、z應滿足的關系:x+z=3

y+z/2=10.51等溫等容,極值等量。等效平衡——全等平衡各平衡狀態比較各組分含量各組分物質的

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