高中化学公开课化学平衡精品课件.ppt
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1、对于对于 N2 + 3H2 2NH3 的可逆反应,应当考虑的可逆反应,应当考虑在哪些条件下,可能有利于生产在哪些条件下,可能有利于生产 ?一是化学反应速率问题:一是化学反应速率问题: 如何在单位时间内提高合成氨的产量。如何在单位时间内提高合成氨的产量。二是化学反应平衡研究问题:二是化学反应平衡研究问题: 如何使如何使H2和和N2 尽可能多转化为尽可能多转化为NH3,即反应进行程度。,即反应进行程度。溶解平衡:溶解平衡:以硫酸铜晶体溶于水为例分析溶解平衡的建立开始时:开始时: v (溶解溶解) v(结晶结晶); 平衡时:平衡时: v (溶解溶解) = v (结晶结晶)达到了溶解的平衡状态,一种达
2、到了溶解的平衡状态,一种 平衡;平衡;此时,溶液达到饱和,浓度不再改变。此时,溶液达到饱和,浓度不再改变。动态动态一、可逆反应与不可逆反应一、可逆反应与不可逆反应1.1. 可逆反应的定义:可逆反应的定义:在在 同一条件同一条件 下,能下,能 同时同时 向向 正逆反应正逆反应 方向进行的化学反应称为可逆反应。方向进行的化学反应称为可逆反应。2SO2 + O2 2SO32. 2. 注意:(注意:(1 1)同一条件下;)同一条件下; (2 2)可逆反应总是)可逆反应总是不能进行到底,不能进行到底, 得到的总是得到的总是 反应物与生成物的混合物反应物与生成物的混合物( (反应混合物反应混合物) )。
3、实例:实例:在在 1 L的容积的密闭容器里,加的容积的密闭容器里,加 1 mol CO和和 1 mol H2O (g) , 能发生什么反应?能发生什么反应?CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2 (g)开始阶段速率变化有什么特征?开始阶段速率变化有什么特征?瞬间后有什么特征?瞬间后有什么特征?开始时:开始时:c(CO) 、c(H2O)最大,最大,c(CO2) = c(H2) = 0随着反应的进行,随着反应的进行, c(CO) 、c(H2O)逐渐减小逐渐减小c(CO2) 、c(H2)逐渐增大逐渐增大以以CO为例为例, v正正为为CO的消耗速率的消耗速率; v逆逆为为CO的生成速率的
4、生成速率 (1)开始时,)开始时, v正正 ; v逆逆= 。(2)随着反应的进行,)随着反应的进行,v正正 ; v逆逆 . 反应进行到一定程度,到了某一时刻,正逆反应速率相等,且不再变化, v正 = v逆 0 CO的消耗浓度等于CO的生成浓度,CO浓度不再改变。 最大最大0减小减小增大增大其它物质也一样,其它物质也一样,浓度浓度保持不变保持不变,正逆反应速率相等正逆反应速率相等.反应仍在进行,但四种物质的浓度均保持不变,达到动态平衡反应仍在进行,但四种物质的浓度均保持不变,达到动态平衡速速率率时间时间正反应速率正反应速率逆反应速率逆反应速率相等相等这种状态就是这种状态就是-化学平衡状态化学平衡
5、状态二、化学平衡状态二、化学平衡状态2、定义:、定义:在一定条件下的在一定条件下的可逆反应里可逆反应里,正反应速率和逆反应速率正反应速率和逆反应速率相等相等,反应混合物中各组分的,反应混合物中各组分的浓度保持不变浓度保持不变的状态。的状态。讨论前提讨论前提:1、研究对象:、研究对象: 可逆反应可逆反应可逆反应可逆反应实实 质:质: v(正正) = v(逆逆) 0标标 志:志: 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态3、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征(1)动:动: 动态平衡(正逆反应仍在进行)动态平衡(正逆反应仍在进行)(2)等:等: v(正正) =
6、 v(逆逆) 0(3)定:定: 反应混合物中各组分的浓度保持不变,各组分的反应混合物中各组分的浓度保持不变,各组分的百分含量一定。百分含量一定。(4)变:变:条件改变,打破旧平衡,新条件下建立新的平衡。条件改变,打破旧平衡,新条件下建立新的平衡。怎样理解怎样理解 v(正正) = v(逆逆)? 【例例】 在一定温度下在一定温度下,可逆反应:可逆反应:A(g) + 3B(g) 2C(g) 达到平衡的标志是达到平衡的标志是 ( ) A. C的生成速率与的生成速率与 C分解的速率相等分解的速率相等 B. 单位时间生成单位时间生成 n mol A,同时生成,同时生成 3n mol B C. 单位时间生成
7、单位时间生成B的速率,与生成的速率,与生成C的速率相等(数值)的速率相等(数值) D. 单位时间生成单位时间生成 n mol A,同时生成,同时生成 2n mol CAD v正正、v逆逆是指同一化学反应中的是指同一化学反应中的同一种物质的消耗或生成同一种物质的消耗或生成,若给出,若给出不同物质的数值时,应转换成同一物质进行比较。不同物质的数值时,应转换成同一物质进行比较。BD1. 在在500、钒触媒的作用下、钒触媒的作用下,某密闭容器中反应:某密闭容器中反应: 2SO2O2 2SO3达到化学平衡状态时的标志是达到化学平衡状态时的标志是 A. SO2的消耗速率等于的消耗速率等于SO3的生成速率的
8、生成速率 B. SO2的生成速率等于的生成速率等于SO3的生成速率的生成速率 C. SO2的消耗速率等于的消耗速率等于O2消耗速率的消耗速率的 2 倍倍 D. SO3的生成速率等于的生成速率等于O2生成速率的生成速率的 2 倍倍2. 在一定温度下的恒容容器中在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时当下列物理量不再发生变化时, 表明反应表明反应: A(s) + 3B(g) 2C(g) + D(g)已达平衡状态的是已达平衡状态的是 A. 混合气体的压强混合气体的压强 B. 混合气体的密度混合气体的密度 C. B的物质的量浓度的物质的量浓度 D. 气体的总物质的量气体的总物质的量BC如果
9、如果A是气体呢?是气体呢?ACD3. 下列说法中可以充分说明反应下列说法中可以充分说明反应: P(g) + Q(g) R(g) + S(g) , 在恒温下已达平衡状态的是在恒温下已达平衡状态的是 A. 反应容器内压强不随时间变化反应容器内压强不随时间变化 B. P和和S的生成速率相等的生成速率相等 C.反应容器内反应容器内P、Q、R、S四者共存四者共存 D.反应容器内总物质的量不随时间而变化反应容器内总物质的量不随时间而变化B2P(g) + Q(g) R(g) + S(g) ?AD注意:对于不同类型的可逆反应,某一物理量不变是否可做为反注意:对于不同类型的可逆反应,某一物理量不变是否可做为反应
10、已达平衡的标志,取决于应已达平衡的标志,取决于该物理量该物理量在平衡达到前(反应过程中)在平衡达到前(反应过程中)是否变化是否变化,若是则可,否则,不行。,若是则可,否则,不行。 4. 在一定温度下在一定温度下, 可逆反应可逆反应A(g) + 3B(g) 2C(g) + 2D(s) 下列叙述下列叙述不是不是达到平衡的标志是达到平衡的标志是 C的生成的生成 速率与速率与C的分解速率相等的分解速率相等 单位时间内生成单位时间内生成 a mol A,同时生成同时生成 3a mol B A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 A、B、C的分压不再变化的分压不再变化 混合气体的总压强不再变化混合气体的总
11、压强不再变化 混合气体的物质的量不再变化混合气体的物质的量不再变化 单位时间内消耗单位时间内消耗 a mol A,同时生成同时生成 3a mol B A、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1 3 2 2 A. B. C. D.ABD5. 可逆反应可逆反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g),500时在时在 容积为容积为10 L 的密闭容器中进行,开始时加入的密闭容器中进行,开始时加入 2 mol N2 和和 2mol H2,则达到,则达到 平衡时,平衡时,NH3的浓度不可能达到的值是的浓度不可能达到的值是 ( ) A0.1 mol/L B0.2 mol/L C0.05 mol/L D0.
12、15 mol/L6. 密闭容器中进行如下反应:密闭容器中进行如下反应:X2(g)3Y2(g) 2Z(g),已知,已知 X2、Y2、Z的起始浓度分别为的起始浓度分别为 0.2 mol/L、0.6 mol/L、0.4 mol/L, 当平衡时,下列数据肯定不对的是当平衡时,下列数据肯定不对的是 ( ) AX2为为 0.4 mol/L,Y2为为 1.2 mol/L BY2为为 1.0 mol/L CX2为为 0.3 mol/L,Z为为 0.2 mol/L DZ为为 1.0 mol/LAD 【小结小结】一定条件下,一定条件下,可逆反应可逆反应里,里,正反应速率和逆反应速率正反应速率和逆反应速率相等相等,
13、反应混合物中,反应混合物中各组分的浓度保持不变各组分的浓度保持不变的状态。的状态。化学平衡的研究对象:化学平衡的研究对象: 可逆反应可逆反应v化学平衡的特征:化学平衡的特征:动动等等定定变变动态平衡动态平衡 ( v正正 = v逆逆 0) v正正 = v逆逆平衡时,各组分浓度保持不变平衡时,各组分浓度保持不变 条件改变,平衡发生改变条件改变,平衡发生改变 可逆反应中可逆反应中旧化学平衡的破坏旧化学平衡的破坏、 新化学平衡的建立新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。过程叫做化学平衡的移动。化学平衡移动的概念:研究对象:已建立平衡状态的体系已建立平衡状态的体系平衡移动的标志:反应混合物中各组分的百
14、分含量发生改变;反应混合物中各组分的百分含量发生改变; v正正 v逆。逆。影响化学平衡移动的因素影响化学平衡移动的因素 : 1. 浓度对化学平衡的影响:浓度对化学平衡的影响:P27 实验实验 26Fe3+ + 3SCN Fe(SCN)3(棕黄色棕黄色) (无色无色)(血红色血红色)(1)加少量饱和加少量饱和FeCl3溶液,溶液,红色加深红色加深;(2)加少量)加少量KSCN浓溶液,浓溶液,红色也加深红色也加深;(3)加少量)加少量NaOH溶液颜色有何变化?溶液颜色有何变化?有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅实验结论:实验结论:增大反应物或减小生成物的浓度,化学平衡向增
15、大反应物或减小生成物的浓度,化学平衡向正反应方向移动。移动。减小反应物或增大生成物的浓度,化学平衡向减小反应物或增大生成物的浓度,化学平衡向逆反应方向移动。移动。Fe3+ + 3SCN Fe(SCN)3在其他条件不变时,在其他条件不变时,原因分析原因分析:增加反应物的浓度增加反应物的浓度, v 正正 v 逆逆,平衡向正反,平衡向正反应方向移动;应方向移动;速率速率时间关系图:时间关系图:增增大大反反应应物物浓浓度度 v正正= v逆逆 v正正 v逆逆t1t(s)V(molL-1S-1)0 平衡状态平衡状态t2v/逆逆 v/正正t3v/ 正正 = v/ 逆逆平衡状态平衡状态讨论讨论增加生成物的浓度
16、增加生成物的浓度或或减小反应物浓度减小反应物浓度, ,正、逆反应速正、逆反应速率率如何改变?如何改变?平衡平衡如何移动?并画出相应的图象。如何移动?并画出相应的图象。小结:小结:浓度对化学平衡的影响:增大反应物浓度增大反应物浓度或或减小生成物浓度减小生成物浓度,平衡均向,平衡均向正反应方向正反应方向移动;移动;增大生成物浓度增大生成物浓度或或减小反应物浓度减小反应物浓度,平衡均,平衡均向逆反应方向向逆反应方向移动。移动。正在上正在上 向正向移动向正向移动逆在上逆在上 向逆向移动向逆向移动加压加压 减压减压 容器体积变小容器体积变小平衡向平衡向气体分子数减小气体分子数减小的方向移动的方向移动2.
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