化学平衡ppt课件

新新课标人教版人教版选修四修四第三节化学平衡第三节化学平衡（第一课时）（第一课时）.化学反应原理新课标人教版选修四第二章化学反应速率和化学平衡第1一、什么是可逆反应？一、什么是可逆反应？在在同一条件同一条件下下,既能向正反应方向进既能向正反应方向进行行,同时又能向逆反应方向进行的反应同时又能向逆反应方向进行的反应,叫叫做可逆反应做可逆反应.NH3H2ONH3H2O 注意：可逆反应总是注意：可逆反应总是不能进行到底不能进行到底，得到的总是反应物与生成物的得到的总是反应物与生成物的混合物混合物.一、什么是可逆反应？在同一条件下,既能向正2开始开始:c(CO)、c(H2O)最大最大，c(CO2)、c(H2)=0 随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大应速率逐渐增大 进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速率进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速率和逆反应速率的大小不再变化和逆反应速率的大小不再变化 在容积为在容积为1L的密闭容器里，加的密闭容器里，加0.01molCO和和0.01molH2O(g),COH2O CO2H2c(CO2)、c(H2)增大增大c(CO)、c(H2O)减小减小变化变化:平衡平衡:c(CO)、c(H2O)一定一定，c(CO2)、c(H2)一定一定.开始:c(CO)、c(H2O)最大，c(CO2)3反应进行到一定程度反应进行到一定程度,且正反应速率且正反应速率=逆反应速率逆反应速率正反应速率正反应速率逆反应速率逆反应速率相等相等时间时间速速率率这时，这时，CO、H2O的消耗量等于的消耗量等于CO2、H2反应生反应生成的成的CO、H2O的量，的量，反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保持反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保持不变，达到动态平衡，这就是我们今天要重点不变，达到动态平衡，这就是我们今天要重点研究的重要概念研究的重要概念化学平衡状态化学平衡状态化学平衡化学平衡.反应进行到一定程度,且正反应速率=逆反应速率正反应速率逆反应4三、三、化学平衡状态化学平衡状态定义：定义：化学平衡状态化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆反应，就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度中各组分的浓度(百分含量百分含量)保持不变的状态。保持不变的状态。强强调调三三点点前提条件：可逆反应前提条件：可逆反应实质：正反应速率实质：正反应速率=逆反应速率逆反应速率0标志：反应混合物中各组分的浓度标志：反应混合物中各组分的浓度 保持不变的状态保持不变的状态.三、化学平衡状态定义：化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆5四、化学平衡状态的特征四、化学平衡状态的特征(2)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）(3)等等：正反应速率：正反应速率=逆反应速率逆反应速率(4)定定：反应混合物中各组分的浓度保持：反应混合物中各组分的浓度保持 不变，各组分的含量一定。不变，各组分的含量一定。(5)变变：条件改变，原平衡被破坏，在新：条件改变，原平衡被破坏，在新 的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。(1)逆逆：可：可逆反应逆反应.四、化学平衡状态的特征(2)动：动态平衡（正逆反应仍在进行）6速率：速率：v正正=v逆逆（即任何一种物质的生成速率等于（即任何一种物质的生成速率等于 其消耗速率）其消耗速率）各组分的浓度各组分的浓度(百分含量百分含量)保持不变保持不变直直接接以以xA(g)+yB(g)zC(g)为例，分析为例，分析化学反应达到平衡状态的标志：化学反应达到平衡状态的标志：.速率：v正=v逆直以xA(g)+yB(g)7混合气体的混合气体的总压总压、总体积总体积、总物质的量总物质的量、平均分子量、密平均分子量、密度度等不随时间的延长而改变等不随时间的延长而改变(x+yz)物物质的的颜色、色、质量等量等间间接接.混合气体的总压、总体积、总物质的量、平均分子量、密度等不随8【例例】在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(气气)+3B(气气)2C(气气)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.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,同时生成同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子数比为1:3:2AC判断可逆反应达到平衡状态？判断可逆反应达到平衡状态？重要题型：重要题型：.【例】在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气)AC判断9【例例2】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(气气)+Q(气气)R(气气)+S(气气),在恒温下已达平在恒温下已达平衡状态的是（）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.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B.【例2】下列说法中可以充分说明反应:P(气)+Q(气10【例例3】下列说法可以证明反应下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是()ACA.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键形成键形成B.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键断裂键断裂C.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键断裂键断裂D.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键形成键形成.【例3】下列说法可以证明反应N2+3H2 211注意注意（1）对于反应前后的气体物质的对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应分子总数不相等的可逆反应（如（如2SO2+O2 2SO3）来说，可利）来说，可利用混合气体的总压、总体积、总物质用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。断是否达到平衡。.注意（1）对于反应前后的气体物质的.12（2）对于反应前后气体物质的分子数）对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应：相等的可逆反应：（如（如H2+I2(g)2HI），不能用此标志），不能用此标志判断平衡是否到达，因为在此反应过判断平衡是否到达，因为在此反应过程中，气体的总压、总体积、总物质程中，气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。的量都不随时间的改变而改变。.（2）对于反应前后气体物质的分子数.13（3）对于不同类型的可逆反应，某）对于不同类型的可逆反应，某一物理量不变是否可作为平衡已到达一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志，的标志，变并定变并定：看其在反应过程中变不变，：看其在反应过程中变不变，如果是变化的，则当其一定就是达到如果是变化的，则当其一定就是达到平衡状态的标志平衡状态的标志.（3）对于不同类型的可逆反应，某变并定：看其在反应过程中变不14【练习一练习一】在一定温度下的恒容容器中在一定温度下的恒容容器中,当当下列物理量不再发生变化时下列物理量不再发生变化时,表明反应表明反应:A(固固)+3B(气气)2C(气气)+D(气气)已达平衡已达平衡状态的是状态的是 ()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.【练习一】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变15【练习二练习二】在一定温度下在一定温度下,下列叙述下列叙述不是不是可逆反应可逆反应A(气气)+3B(气气)2C(气气)+2D(固固)达到平衡的标志的是达到平衡的标志的是 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amolA,同时生成同时生成3amolB A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化A、B、C的分压强不再变化的分压强不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的总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amolA,同时生成同时生成 3amolBA、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.(A).【练习二】在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B16第三节化学平衡第三节化学平衡（第二课时（第二课时-平衡移动）平衡移动）.第三节化学平衡.17 可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。化学平衡移动的概念化学平衡移动的概念:研究对象：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：平衡移动的标志：1、反应混合物中各组分的浓度发生改变、反应混合物中各组分的浓度发生改变 2、V正正 V逆逆.可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立181.1.结论：结论：在其它条件不变的情况下，增加在其它条件不变的情况下，增加反应物的浓度反应物的浓度(或减少生成物的浓度或减少生成物的浓度)，平，平衡向正反应方向移动；衡向正反应方向移动；反之，增加生成物的浓度反之，增加生成物的浓度(或减少反应物的或减少反应物的浓度浓度 )，平衡向逆反应方向移动。，平衡向逆反应方向移动。增大成本较低的反应物的浓度，增大成本较低的反应物的浓度，提高成本较高的原料的转化率。提高成本较高的原料的转化率。一、浓度对化学平衡的影响：一、浓度对化学平衡的影响：2.意义：意义：.1.结论：在其它条件不变的情况下，增加反应物的浓度(或减少生193 3、浓度对化学平衡移动的几个注意点、浓度对化学平衡移动的几个注意点 改变固态和纯液态物质的量并不影响改变固态和纯液态物质的量并不影响V V正正、V V逆逆的的大小，所以化学平衡不移动。大小，所以化学平衡不移动。只要是增大浓度，新平衡状态下的反应速率一定只要是增大浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态；减小浓度，新平衡状态下的速率大于原平衡状态；减小浓度，新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态。一定小于原平衡状态。反应物有两种或两种以上反应物有两种或两种以上,增加一种物质的浓增加一种物质的浓度度,该物质的平衡转化率降低该物质的平衡转化率降低,而其他物质的转而其他物质的转化率提高。化率提高。.3、浓度对化学平衡移动的几个注意点 改变固态和纯液态物质的20二、压强对化学平衡的影响：N2 十十 3H2 2NH3NH3%随着压强的增大而增大，即平衡随着压强的增大而增大，即平衡向正反应的方向移动。向正反应的方向移动。实验实验数据：数据：解释：解释：说明：说明：增大压强增大压强,正逆反应速率均增大，但正逆反应速率均增大，但增大增大倍数不一样，平衡向着体积缩小的方向移动倍数不一样，平衡向着体积缩小的方向移动加压加压体积缩小体积缩小 浓度增大浓度增大正反应速率增大正反应速率增大 逆反应速率增大逆反应速率增大 V正正V逆逆平衡向正反应方向移动。平衡向正反应方向移动。压强压强(MPa)15103060100NH3%2.09.216.4 35.5 53.6 69.4.二、压强对化学平衡的影响：N2 十 3H2 211.前提条件：前提条件：2.结论：结论：反应体系中有反应体系中有气体气体参加且反应参加且反应 前后前后总体总体积发生改变积发生改变。aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+bc+d 对于反应前后对于反应前后气体体积发生变化气体体积发生变化的化的化学反应，在其它条件不变的情况下，增大压强，学反应，在其它条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动，减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。方向移动。体积缩小体积缩小：即气体分子数目减少即气体分子数目减少体积增大体积增大：即气体分子数目增多即气体分子数目增多说明说明:.1.前提条件：2.结论：反应体系中有气体参加且反应 前后22思考：思考：对于反应对于反应 H2O（g）+CO（g）H2（g）+CO2（g）如果增大压强如果增大压强,反应速率是否改变反应速率是否改变,平衡是否移动？平衡是否移动？高温高温催化剂催化剂速率速率-时间关系图：时间关系图：V(molL-1S-1)T(s)0V正正=V逆逆V正正=V逆逆增大压强增大压强,正逆反正逆反应速率均增大，应速率均增大，但但增大倍数一样，增大倍数一样，V V正正=V=V逆逆，平衡平衡不移动。不移动。t2.思考：对于反应 高温催化剂速率-时间关系图：V(molL-123三、温度对化学平衡的影响：2NO2 N2O4 H=57 KJKJ（红棕色）（红棕色）（无色）（无色）在其它条件不变的情况下，在其它条件不变的情况下，升高温度升高温度,平衡向吸热反应方向移动。平衡向吸热反应方向移动。降低温度降低温度,平衡向放热反应方向移动。平衡向放热反应方向移动。1.结论结论:2.原因分析原因分析:在其它条件不变的情况下在其它条件不变的情况下,升高温升高温度度,不管是吸热反应还是放热反应不管是吸热反应还是放热反应,反应速率都增反应速率都增大大,但吸热反应增大的但吸热反应增大的倍数倍数大于放热反应增大的大于放热反应增大的倍数倍数,故平衡向吸热反应的方向移动故平衡向吸热反应的方向移动.三、温度对化学平衡的影响：2NO2 24四、催化剂对化学平衡的影响：同等程度改变化学反同等程度改变化学反应速率，应速率，V正正=V逆逆，只改变反应到达平衡所需，只改变反应到达平衡所需要的时间，而不影响化学平衡的移动。要的时间，而不影响化学平衡的移动。V（molL-1S-1）V正正=V逆逆t1T(s)0V正正=V逆逆催化剂对可逆反应的影响：催化剂对可逆反应的影响：.四、催化剂对化学平衡的影响：25