外因对化学平衡影响ppt课件

化学反应原理,第二章化学反应速率和化学平衡,第三节 化学平衡,1,思考： 20时，将一块质量为40 g 的NaCl晶体投入到100 g 水中，充分搅拌，至固体不再溶解为止，静置。经过相当长的时间后，发现NaCl晶体质量不再发生变化，但NaCl晶体的形状可能发生改变，为什么？,2,什么是饱和溶液？,在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。,饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？,没有！以NaCl溶解于水为例，NaCl溶解的速率与溶解在水中的NaCl结晶析出晶体的速率相等。,3,v溶解 v结晶,v溶解 v结晶,v溶解 = v结晶,4,即：溶解速率 = 结晶速率 达到了溶解的平衡状态，一种动态平衡,那么，可逆反应的情况又怎样呢？,5,可逆反应,正反应：从左向右进行的反应。 逆反应：从右向左进行的反应。,在同一条件下向正反应方向进行的同时又向逆反应方向进行的反应. 用 表示。 例： H2+I2 2HI,可逆反应的特点:,同一条件下正逆反应同时进行 可逆反应通常不能进行到底,反应物的转化率不能达到100%,反应体系中得到的总是反应物与生成物的混合物。,6,单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加,单位时间反应物浓度的增加或生成物浓度的减少,决定于生成物浓度,决定于反应物浓度,正反应速率,逆反应速率,相等,时间,速率,7,1、定义,化学平衡状态，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，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。,注意三点,前提（适用范围）：可逆反应,内在本质：v(正)= v(逆) 0,外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变,8,如何判断可逆反应达到平衡状态？ 或达到平衡的标志,可逆反应,2、化学平衡状态的特征,（1）动：,动态平衡，v(正)= v(逆) 0,（2）等：,（3）定：,（5）逆：,（4）变：,v(正)= v(逆),反应混合物中各组分的浓度保持不变,条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡,9,v正=v逆 1、同一物质 2、消耗生成,含量保持不变： 1、物质的量 2、物质的量浓度 3、体积分数,1.不同物质 2.一正一逆 3.速率之比等于计量数之比,10,在500、钒触媒的作用下，某密闭容器中反应 2SO2 O2 2SO3 H 0 达到化学平衡状态时的标志是 ( ),A SO2的消耗速率等于SO3的生成速率 B SO2的生成速率等于SO2的消耗速率 C SO2的消耗速率等于O2消耗速率的2倍 D SO3的生成速率等于O2生成速率的 2倍,BD,11,在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（ ） A. C的生成速率与C的分解速率相等 B. 单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB C. 单位时间生成B的速率,与生成C的速率 相等 D. 单位时间生成nmolA,同时生成2nmolC,AD,12,下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是( ) A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成 B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂 C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂 D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成,AC,13,百分含量,质量分数：,某一组分的质量,总质量,物质的量分数：,某一组分的物质的量,总物质的量,体积分数：,某气体组分的体积,总体积,=物质的量分数,14,下列说法中可以充分说明反应: P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒温恒容下已达平衡状态的是（ ） (A) P、Q、R、S的浓度不再变化 (B) P、Q、R、S的分子数比为1:1:1:1 (C)反应容器内气体总物质的量不再变化 (D)混合气体的压强不再变化 （E）气体的平均分子量不再变化 （F）各组分的质量分数不再改变 （G）混合气体的密度不再变化,AF,15,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的标志，取决于该物理量在到达平衡前、后是否发生变化。若是则可；否则，不行。,16,下列说法中可以充分说明反应: 在恒温恒容下已达平衡状态的是（ ） (A) P、Q、R、S的浓度不再变化 (B) P、Q、R、S的分子数比为2:1:1:1 (C)反应容器内气体总物质的量不再变化 (D)混合气体的压强不再变化 （E）气体的平均分子量不再变化 （F）各组分的质量分数不再改变 （G）混合气体的密度不再变化,2P(g)+Q(g) R(g)+S(g),ACDEF,17,下列说法中可以充分说明反应: A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g) , 在恒温恒容下已达平衡状态的是（ ） (A)混合气体的压强不再改变 （B）气体的平均分子量不再改变 （C）各组分的质量分数不再改变 （D）混合气体的密度不再改变,BCD,18,下列说法中可以充分说明反应: A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g), 在恒温恒容下已达平衡状态的是（ ） (A)混合气体的压强不再改变 （B）气体的平均分子量不再改变 （C）各组分的质量分数不再改变 （D）混合气体的密度不再改变,ABC,19,下列说法中可以充分说明反应: A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g),在恒温恒容下已达平衡状态的是（ ） (A)混合气体的压强不再改变 （B）气体的平均分子量不再改变 （C）各组分的质量分数不再改变 （D）混合气体的密度不再改变,C,20,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,表明反应: A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是（其中只有B气体有颜色） ( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.气体的平均分子量 D.气体的颜色,BCD,A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g)?,A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)?,ACD,D,21,在一定温度下的固定体积的密闭容器中,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是 ( ) C的生成 速率与C的分解速率相等 单位时间内生成amolA,同时生成3amolB A、B、C的浓度不再变化 A、B、C的百分含量不再变化 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 单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A. B. C. D.,A,22,B,23,C,24,在恒温下，固定容积的密闭容器中，有可逆反应2SO3(g) 2SO2(g)O2(g)，可用来确定该反应已达到平衡状态的是（ ） A容器内压强不随时间改变而改变 BSO3的消耗速率与SO2的生成速率相等 C正反应生成SO2的速率与逆反应生成SO3的速率相等 D容器内混合气体的密度不再改变,AC,25,在一定温度下, 达到平衡的标志是（ ） A单位时间内生成nmol H2，同时生成nmol I2 B容器内总压强不再变化 C单位时间内生成2n molHI，同时生成n molH2 D当 时,C,26,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（ ） A. 反应容器内压强不再变化 B. P和S的生成速率相等 C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存 D. 反应容器内总物质的量不随时间变化而变化,B,27,复习： 1、可逆反应有哪些特点？ 2、什么叫“反应向正反应方向进行”？ 3、如何理解一个可逆反应中“v正v逆”？ 4、可逆反应进行方向与正逆反应速率有何联系？如何理解？,28,定义：可逆反应中，旧化学平衡被破坏，新化学平衡建立过程，叫做化学平衡的移动。,v正 v逆,v正=v逆0,条件改变,平衡1 不平衡 平衡2,建立新平衡,破坏旧平衡,v正 = v逆0,一定时间,二、化学平衡的移动,【思考与交流】,有哪些条件能改变化学平衡呢？,29,1、浓度对化学平衡的影响（P26）,溶液橙色加深,溶液黄色加深,30,现象分析: Cr2O72- + H2O 2CrO42-+2H+ 橙色 黄色,增大c(H+),橙色加深,c(Cr2O72-)增大,平衡逆向移动,平衡破坏,减小c(H+),黄色加深,平衡破坏,平衡正向移动,结论:增大生成物的浓度平衡向逆反应方向移动,结论:减小生成物的浓度平衡向正反应方向移动,溶液黄色加深,c(CrO42-)增大,溶液橙色加深,31,实验探究(P27实验26) FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl 现象：溶液变成红色,(红色),A.加少量FeCl3的红色加深；,B.加少量KSCN的红色也加深；,(无色),(黄色),(无色),思考加少量NaOH溶液颜色有何变化。,有红褐色沉淀生成，溶液红色变浅,32,实验结论：,在其他条件不变时， 增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 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,向右移动,向左移动,原因分析:,运用浓度对化学反应速率的影响以及化学平衡的建立等知识，解释浓度对化学平衡的影响,33,t2,v”正 = v”逆,v逆,v,正,t3,平衡状态,增大反应物浓度,速率-时间关系图：,原因分析:,增加反应物的浓度, v正 v逆，平衡向正反应方向移动；,34,当减小反应物的浓度时, 化学平衡将怎样移动?,速率-时间关系图：,讨论:,35,减小反应物浓度,v正= v逆,平衡逆向移动,v逆 v正,结论: 减小反应物的浓度, v正 v逆，平衡向逆反应方向移动；,36,减小生成物浓度,v正= v逆,平衡正向移动,v正 v逆,v正,37,增大生成物浓度,v正= v逆,平衡逆向移动,v逆 v正,38,图象连续？为什么？,39,浓度对化学平衡移动的几个注意点,对平衡体系中的固态和纯液态物质，其浓度可看作 一个常数，增加或减小固态或液态纯净物的量并不 影响v正、v逆的大小，所以化学平衡不移动。,只要是增大浓度，不论增大的是反应物浓度，还是 生成物浓度，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一定小 于原平衡状态。,反应物有两种或两种以上, 增加一种物质的浓度, 该 物质的平衡转化率降低, 而其他物质的转化率提高。,改变浓度后，速率时间图象是连续的。,对于离子反应，只有改变实际参加反应的离子的浓 度才能改变平衡。,40,应用：,在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可以提高价格较高原料的转化率，以降低生产成本,41,练习：可逆反应H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g)在一定条件下的恒容容器中达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？CO的浓度有何变化？,增大水蒸气浓度 加入更多的碳 增加H2浓度,平衡正向移动，CO浓度增大,平衡不移动，CO浓度不变,平衡逆向移动，CO浓度减小,小结：增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变速率，所以v(正)仍等于v(逆)，平衡不移动。,42,已知在氨水中存在下列平衡：,NH3 + H2O,NH3 H2O,NH4+ + OH-,(1)向氨水中加入MgCl2固体，平衡向 移动， OH-浓度 ，NH4+浓度 。,(2)向氨水中加入浓盐酸，平衡向 移动， 此时溶液中浓度减小的粒子有 。,(3)向氨水中加入少量NaOH固体，平衡向 .移动，此时发生的现象是 。,正反应方向,减小,增大,正反应方向,OH-、NH3H2O、NH3,逆反应方向,有气体放出,课堂练习,43,2、温度对化学平衡的影响P28,实验探究(实验27) 2NO2(g) N2O4(g) H56.9kJ/mol,(红棕色),(无色),混合气体受热颜色变深；遇冷颜色变浅。,现象：,讨论A：混合气体受热颜色变深，说明 ； 。 B：混合气体遇冷颜色变浅，说明 ； 。,NO2浓度增大,平衡向逆反应方向移动,NO2浓度减小,平衡向正反应方向移动,结论在其它条件不变的情况下： A：温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动； B：温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。,44,分析A：混合物受热时，速率均增大，但v(吸) v(放) ，故平衡 向吸热反应方向移动； B：混合物遇冷，速率均减少，但v(吸) v(放) ，故平衡 向放热反应方向移动；,其他条件不变时，若正反应为放热反应，能否画出温度升高时的vt图象？,45,t2,v”正 = v”逆,v逆,v正,升高温度,（正反应是放热反应）,速率-时间关系图：,2NO2 N2O4,注意：温度对平衡的影响，图像具有不连续性。为什么？,46,温度对平衡影响：速率-时间关系图,升温对吸热反应有利、降温对放热反应有利,47,已知可逆反应2SO2+O2 2SO3的正反应为放热反应。升高温度产生的影响是（ ） A、 v （正）增大， v （逆）减小 B、 v （正）、 v （逆）不同程度增大 C、 v （正）减小， v （逆）增大 D、 v （正）、 v （逆）同等程度增大,B,48,练习,已知高温下反应 (正反应为吸热反应）。要使混合气体颜色加深，可采取的方法是,A、保持容积不变,加入HBr(g),B、降低温度,C、升高温度,D、保持容积不变,加入H2(g),( A C ),2HBr(g) H2(g) + Br2(g),49,3、压强对化学平衡的影响：,N2 十 3H2 2NH3,NH3%随着压强的增大而增大，即平衡向正反应的方向移动。,实验 数据：,解释：,说明：增大压强,正逆反应速率均增大，但增大倍数不一样，平衡向着气体体积缩小的方向移动,加压,体积缩小,浓度增大,正反应速率增大 逆反应速率增大, v正 v逆,平衡向正反应方向移动。,50,1)先决条件：,2)结论：,对于反应前后气体体积发生变化的化学反应，在其它条件不变的情况下，增大压强（减小容器体积），会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动，减小压强（增大容器体积），会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。,体积缩小：即气体分子数目减少 体积增大：即气体分子数目增多,说明:,反应体系中有气体参加且反应 前后总体积发生改变。 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+bc+d,51,v （molL-1s-1）,0,t2,v”正 = v”逆,v逆,v正,增大压强,3)速率-时间关系图：,aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+b c+d,注意：压强对平衡的影响，图像具有不连续性。为什么？,52,速率-时间关系图：,v正= v逆,增大压强,正逆反应速率均增大，但增大倍数一样， v正= v逆，平衡不移动。,t2,53,规律：对于反应前后气体总体积相等的可逆反应，改变压强只改变化学反应速率，而对平衡无影响；,例：对如下平衡 A(g) B (g) 2C (g) D (s),54,增大压强，容器体积减小，浓度同等程度增大，颜色变深，但平衡不移动.,压强对化学平衡的影响,注意 对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强对平衡无影响；,2HI(g) H2(g) + I2(g),平衡混合物都是固体或液体的，改变压强不能使平衡移动； 压强的变化必须改变混合物浓度，才有可能使平衡移动。,55,正向移动,不移动,逆向移动,逆向移动,不移动,思考：对于反应和，增大压强（缩小容器体积）时，平衡没有移动，但正逆反应速率有无变化？如何变化？,课堂练习,56,压强对化学平衡的影响,判断压强引起平衡移动的思路： 压强如何改变?压强变化是否引起浓度变化？ 浓度改变则引起速率的变化 速率变化后，若导致v正 v逆时平衡移动 若v正 = v逆时，则平衡不移动,57,不移动,逆向移动,向平衡体系 3H2 (g) +N2 (g) 2NH3 (g) 恒容时，充入Ne ，则平衡_； 恒压时，充入Ne ，则平衡_。,58,压强对化学平衡的影响,实验探究 2NO2(g) N2O4(g) 现象：,(2体积，红棕色),(1体积，无色),A.加压混合气体颜色先深后浅；,B.减压混合气体颜色先浅后深。,59,压强对化学平衡的影响,2NO2(g) N2O4(g),(2体积，红棕色),(1体积，无色),讨论 A：当加压气体体积缩小时，混合气体颜色先变深是由于 ，后又逐渐变浅是由于 ； B：当减压气体体积增大时，混合气体颜色先变浅是由于 ， 后又逐渐变深是由于 。,NO2浓度增大,NO2浓度减小,平衡向正反应方向移动,平衡向逆反应方向移动,60,一定量的混合气体在密闭容器中发生反应： m A (g) + n B (g) p C (g),达到平衡后，温度不变，将气体体积缩小到原来 的1/2，达到平衡时，C的浓度为原来的1.8倍，则下列说法正确的是（ ）,A、m + n p B、A 的转化率降低 C、平衡向正反应方向移动 D、C的体积分数增加,B,课堂练习,61,练习,1.下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡是否移动？向哪个方向移动？移动的根本原因是什么?, 2NO(g) + O2(g) 2NO2 (g) CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g) H2O(g) + C (s) CO(g) + H2(g) H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g) H2S(g) H2(g) + S(s),62,2.恒温下, 反应aX(g) bY(g) +cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判断正确的是: A. ab+c B. ab+c C. ab+c D. ab=c,A,63,4、催化剂对化学平衡的影响,催化剂同等程度地加快正、逆反应速率(v正= v逆)；对化学平衡无影响。,加催化剂,（b）,v逆,v正,催化剂能缩短平衡到达的时间,64,向正反应方向移动,向逆反应方向移动,向体积缩小方向移动,向体积增大方向移动,向吸热方向移动,向放热方向移动,向减弱这种改变的方向移动,反应物浓度减小,反应物浓度增大,体系压强减小,体系压强增大,体系温度减小,体系温度增大,减弱这种改变,规 律,改变一个条件,总结改变反应条件时平衡移动的方向,催化剂对化学平衡无影响，能缩短平衡到达的时间。,65,平衡移动原理勒夏特列原理,如果改变影响平衡的条件之一（如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。,注意： 是“减弱”这种改变，不是“消除”这种改变 只有单个条件改变，才能应用（多个条件改变就要具体问题具体分析） 勒沙特列原理适用于任何动态平衡体系（如：溶解平衡、电离平衡等），未平衡状态不能用此来分析,勒夏特列原理,66,67,(红棕色),(无色),思考与交流,讨论 试比较以下三种状态下的温度关系： 改变温度前混合气体温度T1； 改变温度后瞬时气体温度T2； 改变温度达新平衡后混合气体温度T3。 升温： ； 降温： 。,2NO2(g) N2O4(g) H=-56.9kJ/mol,T2 T3 T1,T1 T3 T2,68,2NO2(g) N2O4(g),(2体积，红棕色),(1体积，无色),思考与交流,P2 P3 P1,P1 P3 P2,讨论 试比较以下三种状态下的压强关系： 改变压强前混合气体压强p1； 改变压强后瞬时气体压强p2； 改变压强达新平衡后混合气体压强p3。 加压： ； 减压： 。,69,课堂练习,下列事实中不能用平衡移动原理解释的是 (A) 密闭、低温是存放氨水的必要条件 (B) 实验室用排饱和食盐水法收集氯气 (C) 硝酸工业生产中，使用过量空气以提高NH3的利用率 (D) 在FeSO4溶液中，加入铁粉以防止氧化,D,70,课堂练习,已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是 生成物的百分含量一定增加 生成物的产量一定增加 反应物的转化率一定增大 反应物浓度一定降低 正反应速率一定大于逆反应速率 使用了合适的催化剂 A (B) (C) (D) ,B,71,