高中化学 第二章 第三节 化学平衡与影响化学平衡的因素（一）课件 新人教版选修4.ppt

第三节化学平衡 第一课时 影响反应速率的因素 主要因素是内因 反应本身的性质 外界条件对反应速率的影响 浓度 提高反应物的浓度反应速率加快 温度 升高体系的温度 反应速率加快 加入正催化剂可以提高反应速率 除此以外 还有光 超声波 激光 放射线 电磁波 颗粒的大小等 压强 压强增大若引起体积缩小 即可以增大物质的浓度时 则反应速率增大 压强对速率的改变本质是引起了浓度的变化 复习 影响化学反应速率的外因 增加 增加 不变 增加 加快 增加 增加 不变 增加 加快 不变 增加 增加 增加 加快 不变 增加 增加 增加 加快 科学史话炼铁高炉尾气之谜高炉炼铁的主要反应是 2C 焦炭 O2 空气 CO 放出热量 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2炼制 吨生铁所需焦炭的实际用量远高于按照化学方程式计算所需的量 且从高炉中出来的气体中含有没有利用的CO气体 开始 炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故 于是设法增加高炉的高度 然而高炉增高后 高炉尾气中的CO比例竟没有改变 这是什么原因呢 增加高炉高度 可增加反应物的接触时间 但并没有改变影响化学平衡的条件 化学反应的限度也没有改变 新制氯水中含有哪些微粒 写出氯气与水反应的离子反应方程式 三分 Cl2 H2O HClO 四离 H Cl ClO OH 想一想 Cl2 H2OH Cl HClO 有不少反应具有可逆性 反应进行得不彻底 反应物不能全部转化为生成物 总结 什么是可逆反应 可逆反应有哪些特点 在学过的反应中有哪些是可逆反应 想一想 1 可逆反应 1 可逆反应的特点 正反应 左 右 逆反应 右 左 同时存在 正反应与逆反应发生的条件相同 不能向一个方向完全进行到底 反应物与生成物同时共存 若正反应是放热过程 逆反应为吸热反应 能量变化 2SO2 18O22SO3的能量变化 一 化学平衡的研究对象 可逆反应 在同一条件下 既能向正反应方向进行 同时又能向逆反应方向进行的反应 以 连接 不可逆反应 可逆是绝对的 不可逆是相对的 有些反应的逆反应进行程度太小因而忽略 这种反应称为不可逆反应 用 表示 2 V正 V逆含义 以N2 g 3H2 g 2NH3 g 为例 对于特定的一个可逆反应 V正表示左 右的反应速率 V逆表示右 左的反应速率 同时存在 对于反应中的某些物质 a V N2 正表示消耗N2的速率 V N2 逆表示生成N2的速率b V H2 正表示消耗H2的速率 V H2 逆表示生成H2的速率c V NH3 正表示生成NH3的速率 V NH3 逆表示消耗NH3的速率 3 中学常见的可逆反应 N2 3H2 2SO2 O2 H2 I2 Cl2 Br2 I2 H2O 2CrO42 2H Fe3 KSCN 食盐在水中的分散 食盐在水中的分散 蔗糖在水中的分散 蔗糖在水中的分散 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 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 可逆反应达到限度时就停止了吗 是否有相似的情形 N2 3H22NH3 工业合成氨 高温 高压 催化剂 min min min 1 定义 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 或百分含量 保持不变的状态 1 对象 可逆反应 2 实质 正反应速率 逆反应速率 0 二化学平衡 2 化学平衡状态特点 逆 可逆反应 也可从逆向建立等 V正 V逆 0 同时存在a 对同种物质 V N2 正 V N2 逆b 对不同种物质 3V N2 正 V NH3 逆定 平衡时 各组分含量保持恒定动 平衡时正逆反应均未停止 只是速率相等 达到动态平衡变 条件改变 V正 V逆 平衡移动 3 化学平衡状态的判断 1 本质 V正 V逆 0或各组分浓度 物质的量 不变 同一物质 VA正 VA逆 不同种物质 VA正 VB逆 a b 注意 V正与V逆同时出现 2 由某些可变物理量 如 含量 压强 温度 平均摩尔质量 密度 颜色等 变 不变 单位时间内消耗了mmolA 同时又生成mmolA 单位时间内消耗了nmolB 同时消耗了pmolC VA VB VC VD m n p q 单位时间内生成了pmolC 同时消耗mmolA 平衡 平衡 不一定 不一定 3 化学平衡状态的判断 1 本质 即V正 V逆 即V正 V逆 V正不一定等于V逆 均指V正 各物质的物质的量或各物质的物质的量的百分含量一定 各物质的质量或各物质的质量百分含量一定 各气体的体积或体积的百分含量一定 总体积 总压力 总物质的量一定 平衡 平衡 平衡 不一定 3 化学平衡状态的判断 1 本质 3 化学平衡状态的判断 2 某些物理量 若m n p q 总压力一定 其他条件一定 当m n p q 一定 若m n p q 总压力一定 其他条件一定 当m n p q 一定 平衡 平衡 不一定 不一定 3 化学平衡状态的判断 2 某些物理量 平衡 不一定 任何化学反应都伴随着能量变化 当体系温度一定 其他条件不变 密度一定 变 不变 H2 g I2 g 2HI g 平衡 课堂练习 1 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分解的速率相等B 单位时间内生成nmolA 同时生成3nmolBC A B C的浓度不再变化D A B C的分子数比为1 3 2 AC 2 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 A 混合气体的压强B 混合气体的密度C B的物质的量浓度D 气体的总物质的量 BC 4 在一定体积的密闭容器中放入3L气体R和5L气体Q 在一定条件下发生2R g 5Q g 4X g nY g 反应达到平衡后 容器温度不变 混合气体的压强是原来的87 5 则化学方程式中n值是 A 2B 3C 4D 5 3 下列说法可以证明反应N2 3H22NH3 已达平衡状态的是 A 1个N N键断裂的同时 有3个H H键形成B 1个N N键断裂的同时 有3个H H键断裂C 1个N N键断裂的同时 有6个N H键断裂D 1个N N键断裂的同时 有6个N H键形成 A AC 4 在一定温度下 下列叙述是可逆反应A g 3B g 2C g 2D g 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 2A B C D C 变式 若将A改为固体 哪些可作为该可逆反应的平衡标志 化学平衡的计算 三段法 始 转 终 a b 0 0 mx nx px qx a mx b nx px qx 3 体积分数 1 转化率 4 平均摩尔质量 假定反应物A B的起始量分别为amol和bmol 达到平衡时 A物质转化的物质的量为mxmol 2 产率 5 平衡常数 阿伏伽德罗定律的应用 也可用物质的量浓度 但一定得一致 计算技巧 1 极值法 2 元素 原子 守恒 3 不等式法 4 差量法 例1 在某合成氨厂合成氨的反应中 测得合成塔入口处气体N2 N2 NH3的体积比为6 8 1 出口处N2 H2 NH3的体积比为9 27 8 则氮气的转化率为 A 75 B 50 C 25 D 20 入口处 N2 H2 NH36 8 1 出口处 N2 H2 NH3 9 27 8 设出口处N2为9mol 则nN 9 2 8 26mol 设入口处N2为6mol 则nN 6 2 1 13mol 据N守恒 则入口处N2必为12mol N2变化3mol 转化率 元素 原子 守恒 多步化学平衡例题 38分钟练习方法 极限法元素 原子 守恒法 例3 在一个固定容积的密闭容器中放入3molX气体和2molY气体 在一定条件下发生下列反应4X 气 4Y 气 3Q 气 nR 气 达到平衡后 容器内温度与起始时相同 混合气的压强比原来的增大10 X的浓度减小1 3 则n值为 A3B4C5D7 1 常规方法4X 气 4Y 气 3Q 气 nR 气 始3200转3 1 3 11 n 4终210 75n 4n平 3 75 n 4 得3 75 n 4 5 5解得n 7 D 3 不等式法由于X的浓度减少 所以平衡向正向移动 此时压强增大则意味着正反应方向为气体体积增加方向 所以4 45 2 差量法根题意 一个反应在一个恒温定容的容器内进行 但平衡时混合气体的压强比反应前增大 这就表明混合气体的物质的量较反应前增加了 4X g 4Y g 3Q g nR g n4n 3 4 4 3 1 3 3 2 10 因此 4 3 2 10 3 1 3 n 5 得n 7