就是化学反应进行的程度问题-—化学平衡可逆反应与不可逆课件.ppt
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- 就是 化学反应 进行 程度 问题 化学平衡 可逆反应 可逆 课件
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1、 化学反应速率讨论的是化学化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题,但是在实际中反应快慢的问题,但是在实际中只考虑化学反应进行的快慢是不只考虑化学反应进行的快慢是不够的,因为我们既希望反应物尽够的,因为我们既希望反应物尽可能快地转化为生成物,同时又可能快地转化为生成物,同时又希望反应物尽可能多地转化为生希望反应物尽可能多地转化为生成物,就是化学反应进行的程度成物,就是化学反应进行的程度问题问题化学平衡。化学平衡。一、可逆反应与不可逆反应一、可逆反应与不可逆反应 大家来考虑这样一个问题,在一个盛水大家来考虑这样一个问题,在一个盛水的水杯中逐渐加入蔗糖,当加入一定量之后,的水杯中逐渐加入蔗糖,当加入
2、一定量之后,凭大家的经验,你们觉得会怎么样呢?凭大家的经验,你们觉得会怎么样呢?分析开始加进去的很快就溶解了,加分析开始加进去的很快就溶解了,加到一定量之后就不溶了。到一定量之后就不溶了。问题不溶了是否就意味着停止溶解了问题不溶了是否就意味着停止溶解了呢?呢?分析回忆所学过的溶解原理,结论是分析回忆所学过的溶解原理,结论是没有停止。没有停止。分析当蔗糖溶于水时,一方分析当蔗糖溶于水时,一方面蔗糖分子不断地离开蔗糖表面,面蔗糖分子不断地离开蔗糖表面,扩散到水里去;另一方面溶解在水扩散到水里去;另一方面溶解在水中的蔗糖分子不断地在未溶解的蔗中的蔗糖分子不断地在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体,当这两个
3、相糖表面聚集成为晶体,当这两个相反的过程的速率相等时,蔗糖的溶反的过程的速率相等时,蔗糖的溶解达到了最大限度,形成蔗糖的饱解达到了最大限度,形成蔗糖的饱和溶液。和溶液。思考与交流思考与交流 为何在溶解初期是晶体减少呢?为何在溶解初期是晶体减少呢?饱和的溶液浓度为何不再变化,试从饱和的溶液浓度为何不再变化,试从反应速率的角度进行分析?反应速率的角度进行分析?结论结论在溶质溶解过程中,溶在溶质溶解过程中,溶解和结晶是可逆的,同时进行。溶解解和结晶是可逆的,同时进行。溶解的初期,溶解的速率大于结晶的速率,的初期,溶解的速率大于结晶的速率,晶体减少。达到饱和时,速率相等,晶体减少。达到饱和时,速率相等
4、,晶体的量不变。晶体的量不变。1、可逆反应、可逆反应 (1)定义:)定义:在同一条件下正向反应在同一条件下正向反应和逆向反应和逆向反应同时同时进行的化学反应,叫做进行的化学反应,叫做可逆反应。可逆反应。正向反应正向反应:把从左到右进行的反应称把从左到右进行的反应称为正向反应,简称正反应为正向反应,简称正反应;逆向反应逆向反应:把从右到左进行的反应称把从右到左进行的反应称为逆向反应,简称逆反应。为逆向反应,简称逆反应。(2)特点:可逆反应中正)特点:可逆反应中正反应和逆反应同时进行。反应和逆反应同时进行。【注意】【注意】书写可逆反应的方书写可逆反应的方程式时反应物和生成物要用可逆程式时反应物和生
5、成物要用可逆符号符号“”连接。连接。2、不可逆反应、不可逆反应 相对于可逆反应,正向反应和逆向相对于可逆反应,正向反应和逆向反应发生的条件不同,在同一条件下正反应发生的条件不同,在同一条件下正向反应和逆向反应不能同时进行的化学向反应和逆向反应不能同时进行的化学反应,称之为反应,称之为不可逆反应不可逆反应。定义:在同一条件下正向反应和逆定义:在同一条件下正向反应和逆向反应向反应不能同时不能同时进行的化学反应叫做不进行的化学反应叫做不可逆反应。可逆反应。【活学活用【活学活用】请同学们判断以下反应是否属于可请同学们判断以下反应是否属于可逆反应。逆反应。在一定条件下在一定条件下NO2反应生成反应生成N
6、2O4,同时同时N2O4分解生成分解生成NO2 NH4Cl受热分解生成受热分解生成NH3和和HCl,NH3和和HCl直接反应生成直接反应生成NH4Cl CO2和和H2O通过光合作用生成糖通过光合作用生成糖与糖在人体内氧化生成与糖在人体内氧化生成CO2和和H2O 二、化学平衡二、化学平衡 1.溶解平衡溶解平衡 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)结论:溶解平衡是一种动态平衡。结论:溶解平衡是一种动态平衡。我们以我们以1molCO和和1molH2O(g)的反的反应为例来说明化学平衡的建立过程。应为例来说明化学平衡的建立过程。当反应
7、开始时当反应开始时CO和和H2O(g)的浓度最的浓度最大,因而它们反应生成大,因而它们反应生成CO2和和H2的正反应的正反应速率最大;而速率最大;而CO2和和H2的起始浓度为零,的起始浓度为零,因而它们反应生成因而它们反应生成CO和和H2O(g)的逆反应的逆反应速率也为零。之后随着反应的进行,反速率也为零。之后随着反应的进行,反应物应物CO和和H2O(g)的浓度逐渐减小,正反的浓度逐渐减小,正反应速率就逐渐减小;生成物应速率就逐渐减小;生成物CO2和和H2的浓的浓度逐渐增大,逆反应速率就逐渐增大,度逐渐增大,逆反应速率就逐渐增大,最后二者相等了。最后二者相等了。2、化学平衡、化学平衡 (1 1
8、)定义:)定义:在一定条件下的可在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态,叫做化学平衡再发生变化的状态,叫做化学平衡状态,简称为化学平衡。状态,简称为化学平衡。化学平衡是一种动态平衡。化学平衡是一种动态平衡。(2)化学平衡的基本要求:)化学平衡的基本要求:可逆反应中反应物和所有产可逆反应中反应物和所有产物均处于同一反应体系中,反应条件物均处于同一反应体系中,反应条件保持不变。保持不变。化学反应达到化学平衡状态化学反应达到化学平衡状态时反应并未停止,故其是一种动态平时反应并未停止,故其
9、是一种动态平衡,达到平衡时反应混合物中各组分衡,达到平衡时反应混合物中各组分的浓度保持不变。的浓度保持不变。(3)特征:)特征:逆、等、动、定、变、大逆、等、动、定、变、大 逆逆可逆反应;可逆反应;等等正逆反应速率相等正逆反应速率相等 动动动态平衡动态平衡 定定各物质含量保持不变;各物质含量保持不变;变变条件改变,平衡移动。条件改变,平衡移动。大大化学反应在该条件下达到的最大限度,化学反应在该条件下达到的最大限度,转化率最高。转化率最高。化学平衡的建立与途径无关化学平衡的建立与途径无关 无论可逆反应从反应物方向开始,还是无论可逆反应从反应物方向开始,还是从生成物方向开始,只要条件不变,达到平衡
10、从生成物方向开始,只要条件不变,达到平衡状态时就是一样的,所以可以说化学平衡的建状态时就是一样的,所以可以说化学平衡的建立与化学反应途径无关。立与化学反应途径无关。理解:水池进水和出水速度相同的情况理解:水池进水和出水速度相同的情况下,不管水池原来是否有水,最终过一段时间,下,不管水池原来是否有水,最终过一段时间,均能达到平衡,且水量相等,所不同的是到达均能达到平衡,且水量相等,所不同的是到达平衡所需时间不同。平衡所需时间不同。(4)化学平衡的标志:)化学平衡的标志:v正正=v逆逆(用同一种物(用同一种物质表示的化学反应速率);质表示的化学反应速率);反应混合物中各组分反应混合物中各组分浓度(
11、或含量)保持不变。浓度(或含量)保持不变。课堂练习课堂练习 可逆反应可逆反应2NO2 2NO+O2在密闭容器中反应,在密闭容器中反应,达到平衡状态的是(达到平衡状态的是()单位时间内生成单位时间内生成n mol O2的同时生成的同时生成2n mol NO2;单位时间内生成单位时间内生成n mol O2的同时,生成的同时,生成2n mol NO;用用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为率的比为2 2 1的状态;的状态;混合气体的颜色不再改变的状态;混合气体的颜色不再改变的状态;混合气体的密度不再改变的状态;混合气体的密度不再改变的状态;混合气体的
12、平均相对分子质量不再改变的状态。混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态。A.B.C.D.解析解析表示表示v正正=v逆逆 正确。正确。不能不能表示表示v正正=v逆逆 不正确。不正确。只要发生反应只要发生反应v(NO2)v(NO)v(O2)=2 2 1错误。错误。混合气体颜色不变,说明各物质浓度不变,混合气体颜色不变,说明各物质浓度不变,正确。正确。因不知体积是否变化,因此混因不知体积是否变化,因此混合气体密度不变不能说明已达平衡。合气体密度不变不能说明已达平衡。混混合气体的平均相对分子质量不变,说明气合气体的平均相对分子质量不变,说明气体的总物质的量不变,说明已达平衡。体的总物质的量不变,说明
13、已达平衡。答案答案A 化学平衡只有在一定的条化学平衡只有在一定的条件下才能保持,当一个可逆反应件下才能保持,当一个可逆反应达到化学平衡状态后,如果改变达到化学平衡状态后,如果改变浓度、压强、温度等反应条件,浓度、压强、温度等反应条件,达到平衡的反应混合物里各组分达到平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变,从而达到的浓度也会随着改变,从而达到新的平衡状态。新的平衡状态。三、化学平衡的移动三、化学平衡的移动1、化学平衡的移动、化学平衡的移动(1)定义:)定义:对于一个化学平衡,如果改变影响化对于一个化学平衡,如果改变影响化学平衡的条件,使正、逆反应速率不相等,学平衡的条件,使正、逆反应速率不相
14、等,平衡混合物中各物质的百分含量(或浓度)平衡混合物中各物质的百分含量(或浓度)也随之改变,原来的化学平衡被破坏,建也随之改变,原来的化学平衡被破坏,建立一种新的化学平衡状态的过程,叫做立一种新的化学平衡状态的过程,叫做化化学平衡的移动学平衡的移动。(2)分类:)分类:正向移动:正向移动:当外界条件改变,使当外界条件改变,使正反应速率大于逆反应速率,反应物减正反应速率大于逆反应速率,反应物减少,生成物增多,化学平衡正向移动。少,生成物增多,化学平衡正向移动。逆向移动:逆向移动:当外界条件改变,使当外界条件改变,使正反应速率小于逆反应速率,反应物增正反应速率小于逆反应速率,反应物增多,生成物减少
15、,化学平衡逆向移动。多,生成物减少,化学平衡逆向移动。(3)标志:)标志:正向移动:反应物减少,正向移动:反应物减少,生成物增多;生成物增多;逆向移动:反应物增多,逆向移动:反应物增多,生成物减少。生成物减少。(4)判断方法:)判断方法:正向移动:正向移动:v正正v逆逆,反应物减,反应物减少,生成物增多,平衡正向移动;少,生成物增多,平衡正向移动;逆向移动:逆向移动:v正正v逆逆,反应物增,反应物增多,生成物减少,平衡逆向移动。多,生成物减少,平衡逆向移动。平衡不移动:平衡不移动:v正正=v逆逆,反应物,反应物和生成物不变,平衡不移动。和生成物不变,平衡不移动。实验探究实验探究1实验实验2-6
16、:浓度对三氯化铁:浓度对三氯化铁与硫氰化钾反应的影响。与硫氰化钾反应的影响。实验现象铁离子或硫氰酸根离子浓实验现象铁离子或硫氰酸根离子浓度增大,颜色加深。铁离子或硫氰酸根离子度增大,颜色加深。铁离子或硫氰酸根离子浓度减小,颜色变浅。浓度减小,颜色变浅。探究结论铁离子或硫氰酸根离子浓度探究结论铁离子或硫氰酸根离子浓度增大,化学平衡正移;铁离子或硫氰酸根离增大,化学平衡正移;铁离子或硫氰酸根离子浓度减小,化学平衡逆移。子浓度减小,化学平衡逆移。2、外界条件对化学平衡的影响、外界条件对化学平衡的影响 实验实验2-5:氢离子浓度对重铬酸钾溶液中:氢离子浓度对重铬酸钾溶液中的化学平衡的影响。的化学平衡的
17、影响。实验现象氢离子浓度增大,溶液颜色实验现象氢离子浓度增大,溶液颜色变橙色;氢离子浓度减小,溶液颜色变黄色。变橙色;氢离子浓度减小,溶液颜色变黄色。探究结论氢离子浓度增大,化学平探究结论氢离子浓度增大,化学平衡逆移;氢离子浓度减小,化学平衡正移。衡逆移;氢离子浓度减小,化学平衡正移。实验探究实验探究2思考与交流思考与交流 从以上实验探究,你对从以上实验探究,你对改变反应物和生成物的浓度对改变反应物和生成物的浓度对化学平衡的影响有何认识?化学平衡的影响有何认识?(1)浓度对化学平衡的影响)浓度对化学平衡的影响【图像分析【图像分析】增大反应物浓度对化学平衡的影响增大反应物浓度对化学平衡的影响 增
18、加反应物增加反应物浓度,正反应速率浓度,正反应速率大于大于逆反应速率,逆反应速率,化学平衡化学平衡正移正移。反。反应物减少,生成物应物减少,生成物增加。增加。【图像分析【图像分析】增大生成物浓度对化学平衡的影响增大生成物浓度对化学平衡的影响 增加生成物增加生成物浓度,正反应速率浓度,正反应速率小于小于逆反应速率,逆反应速率,化学平衡化学平衡逆移逆移。反。反应物增加,生成物应物增加,生成物减少。减少。【图像分析【图像分析】减小反应物浓度对化学平衡的影响减小反应物浓度对化学平衡的影响 减小生成物减小生成物浓度,正反应速率浓度,正反应速率小于小于逆反应速率,逆反应速率,化学平衡化学平衡逆移逆移。反。
19、反应物增加,生成物应物增加,生成物减少。减少。【图像分析【图像分析】减小生成物浓度对化学平衡的影响减小生成物浓度对化学平衡的影响 减小生成物减小生成物浓度,正反应速率浓度,正反应速率大于大于逆反应速率,逆反应速率,化学平衡化学平衡正移正移。反。反应物减少,生成物应物减少,生成物增加。增加。结结 论论 在其它条件不变的情况在其它条件不变的情况下:下:增大反应物的浓度增大反应物的浓度或或减少减少生成物的浓度生成物的浓度,都可使平衡向,都可使平衡向正向移动正向移动;增大生成物的浓度增大生成物的浓度或或减少反应物的浓度减少反应物的浓度,都可使,都可使平衡向平衡向逆向移动逆向移动。实际应用实际应用 在工
20、业实际中,可以利用在工业实际中,可以利用适当增大廉价的反应物的浓度,适当增大廉价的反应物的浓度,使平衡正移,提高价格高的原使平衡正移,提高价格高的原料的转化率,以降低生产成本。料的转化率,以降低生产成本。(2)压强对化学平衡的影响)压强对化学平衡的影响 【分析】固态、液态物质的体【分析】固态、液态物质的体积受压强影响很小,改变压强化学积受压强影响很小,改变压强化学反应速率不改变,压强不使平衡移反应速率不改变,压强不使平衡移动。对于有气体参加的反应中:增动。对于有气体参加的反应中:增大压强,体积减小,反应物和生成大压强,体积减小,反应物和生成物的浓度均增大,平衡向体积减小物的浓度均增大,平衡向体
21、积减小的方向移动,反之亦然。的方向移动,反之亦然。气体参加的化学反应的分类气体参加的化学反应的分类 气体分子数增加的反应:气体分子数增加的反应:2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)说明:说明:化学中称为气体体积增大的反应。化学中称为气体体积增大的反应。气体分子数减少的反应:气体分子数减少的反应:2A(g)+3B(g)C(g)+2D(g)说明:说明:化学中称为气体体积缩小的反应。化学中称为气体体积缩小的反应。气体分子数不变的反应:气体分子数不变的反应:A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)说明:说明:化学中称为气体体积不变的反应。化学中称为气体体积不变的反应。【图像分析【图像分析】增大
22、压强对气体体积增大的反应化学增大压强对气体体积增大的反应化学平衡的影响平衡的影响:2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)增大压强,增大压强,气体气体分子数多分子数多的反应速率的反应速率大于大于气体分子数少的气体分子数少的反应速率,化学平衡反应速率,化学平衡逆移逆移。思考与交流思考与交流 为什么增大压强分子为什么增大压强分子数多的反应增加的多?数多的反应增加的多?类别:投资时本钱越多,类别:投资时本钱越多,收益越多。收益越多。增大压强化学平衡一增大压强化学平衡一定逆移吗?定逆移吗?【图像分析【图像分析】增大压强对气体体积减少的反应化学平衡增大压强对气体体积减少的反应化学平衡的影响的影响:2A
23、(g)+3B(g)C(g)+2D(g)增大压强,增大压强,气体气体分子数多分子数多的反应速率的反应速率大于大于气体分子数少的气体分子数少的反应速率,化学平衡反应速率,化学平衡正移正移。【归纳【归纳】增大压强,增大压强,气体分子数多气体分子数多的反应速的反应速率率大于大于气体分子数少的气体分子数少的反应速率,化学平衡向反应速率,化学平衡向气体体积(分子数)减气体体积(分子数)减小的方向移动小的方向移动。【图像分析【图像分析】减小压强对气体体积增大的反应化学减小压强对气体体积增大的反应化学平衡的影响平衡的影响:2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)减小压强,减小压强,气体气体分子数多分子数多的
24、反应速率的反应速率小小于于气体分子数少的气体分子数少的反应反应速率,化学平衡向速率,化学平衡向正正向向移动移动。【图像分析【图像分析】减小压强对气体体积减少的反应化学减小压强对气体体积减少的反应化学平衡的影响平衡的影响:2A(g)+3B(g)C(g)+2D(g)减小压强,减小压强,气体气体分子数多分子数多的反应速率的反应速率小小于于气体分子数少的气体分子数少的反应反应速率,化学平衡向速率,化学平衡向逆逆向向移动移动。【归纳【归纳】减小压强,减小压强,气体分子数多气体分子数多的反应速的反应速率率小于小于气体分子数少的气体分子数少的反应速率,化学平衡向反应速率,化学平衡向气体体积(分子数)增气体体
25、积(分子数)增大的方向移动大的方向移动。【图像分析【图像分析】增大压强对气体体积不变的反应化学增大压强对气体体积不变的反应化学平衡的影响:平衡的影响:A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)对于对于气体体积气体体积不变的反应,正增不变的反应,正增大压强,逆反应速大压强,逆反应速率仍然率仍然相等相等,化学,化学平衡平衡不移动不移动。【图像分析【图像分析】减小压强对气体体积不变的反应化学减小压强对气体体积不变的反应化学平衡的影响:平衡的影响:A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)对于对于气体体积气体体积不变的反应,减小不变的反应,减小压强,正逆反应速压强,正逆反应速率仍然率仍然相等相等,化学
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