化學(xué)：高三一輪復(fù)習(xí)課件 化學(xué)平衡.ppt

化學(xué)平衡,1、化學(xué)平衡狀態(tài)的概念、特征2、平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率3、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)與方法4、等效平衡原理5、化學(xué)平衡移動6、化學(xué)平衡圖像題、計算題,化學(xué)平衡狀態(tài)，就是在一定條件下可逆反應(yīng)里，當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量保持不變的狀態(tài)。,1、定義：,強(qiáng)調(diào)四點(diǎn),條件：一定條件（溫度、濃度與壓強(qiáng)）,本質(zhì)：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率,現(xiàn)象：各組分百分含量(或質(zhì)量)、濃度（或體積分?jǐn)?shù)）等保持不變,對象：可逆反應(yīng),一、化學(xué)平衡狀態(tài)的概念與特征,2、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征,(2)動：動態(tài)平衡（正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行）,(3)等：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率0,(4)定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變，各組分的百分含量一定。,(5)變：條件變化，化學(xué)平衡狀態(tài)將被破壞,直到在新的條件下建立新的平衡。,(1)逆：研究對象可逆反應(yīng)。,1.定義：在一定溫度下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，生成物平衡濃度的冪之積與反應(yīng)物平衡濃度的冪之積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)稱是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(簡稱平衡常數(shù))，用符號K表示。由于該常數(shù)是以濃度冪之積的比值表示，故又稱濃度平衡常數(shù)，用KC表示。,二、化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率,對于反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),2.數(shù)學(xué)表達(dá)式：,1)如果反應(yīng)中有固體和純液體參加，它們的濃度不應(yīng)寫在平衡關(guān)系式中，因?yàn)樗鼈兊臐舛仁枪潭ú蛔兊?，化學(xué)平衡關(guān)系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。如:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l),注意：書寫平衡常數(shù)關(guān)系式的規(guī)則,K=c(CO2),K=c(CO)/c(CO2)c(H2),再如:稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如有水參加，水的濃度也不必寫在平衡關(guān)系式中，如：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-),又如：非水溶液中的反應(yīng)，如有水生成或有水參加反應(yīng)，此時水的濃度不可視為常數(shù)，必須表示在平衡關(guān)系式中。如酒精和醋酸的液相反應(yīng)C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2OK=c(CH3COOC2H5)c(H2O)/(cC2H5OHcCH3COOH),例N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1=1.601051/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)K2=3.87102K1K2，K1=K22,2)同一化學(xué)反應(yīng)，可以用不同的化學(xué)反應(yīng)式來表示，用不同的化學(xué)反應(yīng)方程式表示時，其對的平衡常數(shù)的表達(dá)式亦不同，但它們之間相互關(guān)聯(lián)。,3)多重平衡規(guī)則：若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)例題:2NO(g)+O2(g)2NO22NO2(g)N2O42NO(g)+O2(g)N2O4(g),平衡常數(shù)的單位濃度的單位為molL-1K的單位為(molL-1)n；,對于反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),3.平衡常數(shù)的單位,(1)平衡常數(shù)K與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)，由K隨溫度的變化可推斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱。若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,K增大;若正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,K減少;,通過改變溫度，平衡常數(shù)大小的變化趨勢可以判斷上可逆反應(yīng)的正方向是放熱反應(yīng).,4、影響平衡常數(shù)的因素及平衡常數(shù)的意義,(2)平衡常數(shù)K值的大小，可推斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；K值越小，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小。,(3)反應(yīng)的平衡常數(shù)與反應(yīng)可能進(jìn)行的程度。一般來說，反應(yīng)的平衡常數(shù)K105，認(rèn)為正反應(yīng)進(jìn)行得基本完全；K10-5則認(rèn)為這個反應(yīng)的正反應(yīng)很難進(jìn)行(逆反應(yīng)較完全）。,達(dá)到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系，在計算中注意。,（2）生成物：平衡濃度=初始濃度+轉(zhuǎn)化濃度生成物D:c平(D)=c0(D)+c(D),（3）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們在化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比。c(A):c(D)=a:d,（1）反應(yīng)物：平衡濃度=初始濃度-轉(zhuǎn)化濃度；反應(yīng)物A:c平(A)=c0(A)-c(A),5、有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計算,例：在某溫度下，將H2(g)和I2(g)各0.10mol混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡時，測得c(H2)=0.0080mol/L，求：(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)(2)其它條件不變，充入的H2(g)和I2(g)各0.20mol,求達(dá)平衡時各物質(zhì)的平衡濃度。,方法：三段式答案：（1）H2+I22HIK=0.25（2）0.016mol/L、0.016mol/L、0.008mol/L,用平衡常數(shù)來表示反應(yīng)的限度有時不夠直觀，常用平衡轉(zhuǎn)化率來表示反應(yīng)限度。,6、轉(zhuǎn)化率與平衡轉(zhuǎn)化率（）,轉(zhuǎn)化率：反應(yīng)進(jìn)行的過程中已反應(yīng)掉了的反應(yīng)物占反應(yīng)物總量的百分比。,注意：1、反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率是該條件最大轉(zhuǎn)化率。2、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率可以用于表一個反應(yīng)的進(jìn)行程度。3、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率受外界條件（溫度和濃度）的影響。4、當(dāng)反應(yīng)物以反應(yīng)方程式前的計量數(shù)的比例加入時，該反應(yīng)的各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等。,例：一定條件下，將X和Y兩種物質(zhì)按不同比例放入密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得X、Y轉(zhuǎn)化率與起始時兩種物質(zhì)的量之比n(X)/n(Y)的關(guān)系如下圖，則X和Y反應(yīng)的方程式可表示為（）AX+3Y2ZB3X+Y2ZC3X+2YZD2X+3Y2Z,B,1234,標(biāo)志：（1）、比正逆。v正v逆0；（2）、比前后。反應(yīng)混合物中各組分的體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化；（3）、比K、Qc,三、化學(xué)平衡的標(biāo)志,QCk，未達(dá)平衡，逆向進(jìn)行。,QC=k,達(dá)平衡，平衡不移動。,QC0.6)B、lmolA+0.5molB+1.5mo1C+xmolD(x0.1)C2molA+1molB+xmolD(x0)DlmolA+0.5molB+4.5mo1C+xmolD(x0.7),D,3、對于平衡體系mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)H0。有下列判斷，其中正確的是A、若溫度不變，將容器的體積增大為原來的兩倍，此時A物質(zhì)的濃度變?yōu)樵瓉淼?.48倍，則m+np+qB、若平衡時A、B的轉(zhuǎn)化率相等，說明反應(yīng)開始時A、B的物的量之比為n:m；C、若溫度不變而壓強(qiáng)增大為原來的兩倍，則達(dá)到新的平衡時平衡混合物的體積小于原體積的1/2D、若平衡體系共有amol氣體，再向其中加入bmolB，當(dāng)達(dá)到新平衡時共有(a+b)mol氣體，則m+n=p+q,AD,0,0.5,2a,2(n-2m),(n-m)a,4.在一個固定體積的密閉容器中，保持一定溫度，進(jìn)行以下反應(yīng)：H2(g)+Br2(g)2HBr(g)。已知加入1molH2和2molBr2時，達(dá)到平衡后生成amolHBr（見下表“已知”項(xiàng)）。在相同條件下，且保持平衡時各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變，對下列編號（1）（3）的狀態(tài)，填寫表中的空白：,改為恒壓條件？,五、化學(xué)學(xué)平衡移動,當(dāng)改變已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的可逆反應(yīng)的條件時,平衡狀態(tài)被破壞,隨反應(yīng)的進(jìn)行重新達(dá)到新平衡的過程叫做化學(xué)平衡移動。勒夏持列原理：如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強(qiáng)和溫度等），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。其中包含：影響平衡的因素：濃度、壓強(qiáng)、溫度三種；原理的適用范圍：只適用于一項(xiàng)條件發(fā)生變化的情況（即溫度或壓強(qiáng)或一種物質(zhì)的濃度），當(dāng)多項(xiàng)條件同時發(fā)生變化時，情況比較復(fù)雜；平衡移動的結(jié)果：只能減弱（不可能抵消）外界條件的變化。、平衡移動：是一個“平衡狀態(tài)不平衡狀態(tài)新的平衡狀態(tài)”的過程。一定條件下的平衡體系，條件改變后，可能發(fā)生平衡移動。,1.化學(xué)平衡移動的概念,平衡移動原理（只改變一個條件）,化學(xué)平衡狀態(tài)正=逆,外界條件改變引起速率變化,正逆,正=逆,正逆,正逆,向右移動,不移動,向左移動,原因,方向,結(jié)果,過程分析,結(jié)果分析,2從正、逆反應(yīng)速度是否相等判斷：,3從濃度商和平衡常數(shù)分析：對于一個一般的可逆反應(yīng)：mA+nBpC+qD，在平衡狀態(tài)時，平衡常數(shù)K大于105時，反應(yīng)基本完全。非平衡狀態(tài)時有濃度商當(dāng)Q=K時，平衡；當(dāng)QK時，逆移。欲破壞化學(xué)平衡狀態(tài)，必須使QK，,【例】現(xiàn)有反應(yīng)：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g);HV逆，平衡向正反應(yīng)方向移動；,結(jié)論：在其他條件不變，增大反應(yīng)物濃度，平衡朝正反應(yīng)方向移動；減小反應(yīng)物濃度，平衡朝逆反應(yīng)方向移動。,在其他條件不變，減小生成物濃度，平衡朝正反應(yīng)方向移動；增大生成物濃度，平衡朝逆反應(yīng)方向移動。,注意:,影響化學(xué)平衡移動的濃度，而不是質(zhì)量、物質(zhì)的量或體積；對于溶液中進(jìn)行的離子反應(yīng)，改變不參加反應(yīng)的離子濃度，化學(xué)平衡一般不移動；濃度的改變不一定會引起化學(xué)平衡的移動；,如：FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl，增加c(K+)或c(Cl-)，不會影響化學(xué)平衡。,如:對氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),同等程度地增大或減小各物質(zhì)的濃度,化學(xué)平衡不移動。,注意：增加固體或純液體的量不能改變其濃度，也不能改變速率，所以V(正)仍等于V(逆)，平衡不移動。,例：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始時各加入1mol的CO(g)和H2O(g)，平衡時，四種物質(zhì)的物質(zhì)的量相等，求平衡常數(shù)K和CO(g)、H2O(g)的轉(zhuǎn)化率若再加入2molH2O(g)，求平衡后CO(g)、H2O(g)的轉(zhuǎn)化率。,速率-時間關(guān)系圖：,小結(jié)：正在上向向正移動，逆在上向逆向移動。,圖象連續(xù)？為什么？,增大反應(yīng)物,減少生成物,減少反應(yīng)物,增大生成物,（2）、壓強(qiáng),其他條件不變，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動；減小壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大的方向移動。,只有壓強(qiáng)的變化引起反應(yīng)物質(zhì)的濃度變化時，化學(xué)平衡才有可能移動；平衡移動過程中速率的變化情況（結(jié)合平衡移動方向分析）對于某些物質(zhì)，壓強(qiáng)的變化可能改變其聚集狀態(tài)；,壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響,aA(g)+bB(g)cC(g),速率-時間關(guān)系圖,壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響,注意對于反應(yīng)前后氣體總體積相等的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)對平衡無影響；,例：對如下平衡A(氣)B(氣)2C(氣)D(固),V正,V逆,0,t1,t2,V正=V逆,t3,加壓對化學(xué)平衡的影響,V正,V逆,0,t1,t2,V正=V逆,t3,減壓對化學(xué)平衡的影響,壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響,注意對于反應(yīng)前后氣體總體積相等的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)對平衡無影響；平衡混合物都是固體或液體的，改變壓強(qiáng)不能使平衡移動；壓強(qiáng)的變化必須改變混合物濃度（即容器體積有變化）才能使平衡移動。,(3)、溫度,注：升高溫度同時加快正逆反應(yīng)速率，但吸熱反應(yīng)的速率增加的更多，故升溫使可逆反應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動。即溫度對吸熱反應(yīng)的速率影響更大。,2NO2(g)N2O4(g)H0,升高溫度，平衡向吸熱方向移動；降低溫度，平衡向放熱方向移動。,溫度對化學(xué)平衡的影響：,速率-時間關(guān)系圖,催化劑同等程度改變化學(xué)反應(yīng)速率，V正=V逆，只改變反應(yīng)到達(dá)平衡所需要的時間，而不影響化學(xué)平衡的移動。,例：對如下平衡A(氣)B(氣)2C(氣)D(固),V正,V逆,0,t1,t2,V正=V逆,t3,正的對化學(xué)平衡的影響,V正,V逆,0,t1,t2,V正=V逆,t3,負(fù)的對化學(xué)平衡的影響,(4)催化劑,外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的影響,可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)H=+QkJmol-1,加快,加快,加快,加快,正反應(yīng)方向,加快,加快,加快,加快,加快,加快,減慢,減慢,減慢,減慢,逆反應(yīng)方向,逆反應(yīng)方向,平衡不移動,正反應(yīng)方向,正反應(yīng)方向,逆反應(yīng)方向,正逆,正逆,正逆,正逆,正逆,正=逆,正逆,外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的影響,可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)H=QkJmol-1,減慢,減慢,減慢,減慢,逆反應(yīng)方向,加快,加快,減慢,減慢,減慢,減慢,減慢,加快,減慢,加快,平衡不移動,正反應(yīng)方向,正反應(yīng)方向,正反應(yīng)方向,逆反應(yīng)方向,逆反應(yīng)方向,正逆,正=逆,正逆,正逆,正逆,正逆,正逆,5、難點(diǎn)分析,如果平衡向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率一定會增大嗎？,不一定。這要看平衡向正反應(yīng)方向移動是由什么條件引起的。如果是通過改變溫度、壓強(qiáng)或減小生成物濃度引起的平衡右移，則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大。如果是向體系中增加某種反應(yīng)物的量，造成平衡向正反應(yīng)方向移動，則轉(zhuǎn)化率的變化要具體分析：,如果平衡向正反應(yīng)方向移動，正一定增大嗎？,不一定。因?yàn)槠胶庀蛘磻?yīng)方向移動的原因是：正逆，盡管正減小，但只要滿足正逆平衡就向正反應(yīng)方向移動。,轉(zhuǎn)化率變化具體分析,（恒容）反應(yīng)物只有一種：aA(g)bB(g)+cC(g),反應(yīng)物不止一種：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),若m+n=p+q,則化學(xué)平衡不受壓強(qiáng)影響,上述恒溫恒壓、恒溫恒容兩情況都不會使化學(xué)平衡移動,對于一個已達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)，向其反應(yīng)體系中充入惰性氣體，平衡發(fā)生移動嗎？,恒溫恒容條件下，充入惰性氣體，壓強(qiáng)雖然增大，但各物質(zhì)的濃度均不變，故平衡不移動；恒溫恒壓條件下，充入惰性氣體，壓強(qiáng)雖然不變，但體積增大，各物質(zhì)的濃度減小，平衡向氣體體積增大的方向移動。,解析：以乙、丙為基準(zhǔn)，先比較它們兩組A、B轉(zhuǎn)化率的大小，再與甲、丁兩組比較。丙組的A、B都為乙組的兩倍，兩容器的體積相等，所丙容器壓強(qiáng)比乙容器的大，此反應(yīng)正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以丙組A、B的轉(zhuǎn)化率都比乙組的小。,A的轉(zhuǎn)化率：乙丙B的轉(zhuǎn)化率：乙丙,甲、乙相比：B相同，甲中A比乙中多1mol，A的轉(zhuǎn)化率：乙甲；B的轉(zhuǎn)化率：甲乙；甲、丙相比：A相同，甲中B比丙中少1mol，A的轉(zhuǎn)化率：丙甲；B的轉(zhuǎn)化率：甲丙；乙、丁相比：A相同，丁中B比乙中多1mol，A的轉(zhuǎn)化率：丁乙；B的轉(zhuǎn)化率：乙?。槐?、丁相比：B相同，丙中A比丁中多1mol，A的轉(zhuǎn)化率：丁丙；B的轉(zhuǎn)化率：丙??；,A的轉(zhuǎn)化率：丁乙丙甲；B的轉(zhuǎn)化率：甲乙丙丁,BC,2、已建立化學(xué)平衡的某可逆反應(yīng)，當(dāng)改變條件使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動時，下列有關(guān)敘述正確的是生成物的百分含量一定增加生成物的產(chǎn)量一定增加反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大反應(yīng)物濃度一定降低正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率使用了合適的催化劑A(B)(C)(D),注：化學(xué)平衡移動的方向與平衡后的結(jié)果無必然聯(lián)系,1、下列事實(shí)中不能用平衡移動原理解釋的是(A)密閉、低溫是存放氨水的必要條件(B)實(shí)驗(yàn)室用排飽和食鹽水法收集氯氣(C)硝酸工業(yè)生產(chǎn)中，使用過量空氣以提高NH3的利用率(D)在FeSO4溶液中，加入鐵粉以防止氧化,練習(xí),3、對已達(dá)化學(xué)平衡的反應(yīng)2X(g)+Y(g)2Z(g)，減小壓強(qiáng)時，對反應(yīng)產(chǎn)生的影響是A、逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動B、逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動C、正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動D、正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動,C,4、體積相同的甲、乙兩個容器中，分別都充有等物質(zhì)的量的SO2和O2，在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)2SO2O22SO3，并達(dá)到平衡，在此過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強(qiáng)不變。若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為p，則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率()A等于pB.大于pC.小于pD.無法判斷,B,5、反應(yīng)FeCl33NH4SCNFe(SCN)3+3NH4C1達(dá)到平衡后，可使其顏色變深的措施是A、滴入少量飽和FeCl3溶液B加大壓強(qiáng)C、滴入少量較濃的NH4SCN溶液D、加入NH4Cl晶體,AC,6、一定條件下，向一個帶活塞的密閉容器中充入2molSO2和lmolO2，發(fā)生下列反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡后改變下述條件，SO3氣體平衡濃度不改變的是()A、保持溫度和容器體積不變，充入1molSO2(g)B、保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入lmolSO3(g)C、保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入lmolO2(g)D、保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1molAr(g),B,7下述實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到預(yù)期目的的是,BC,8“碘鐘”實(shí)驗(yàn)中，3IS2O82I32SO42的反應(yīng)速率可以用I3與加入的淀粉溶液顯藍(lán)色的時間t來度量，t越小，反應(yīng)速率越大。某探究性學(xué)習(xí)小組在20進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的數(shù)據(jù)如下表：回答下列問題：（1）該實(shí)驗(yàn)的目的是。（2）顯色時間t2。,研究反應(yīng)物I與S2O82的濃度對反應(yīng)速率的影響,29.3s,（3）溫度對該反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響符合一般規(guī)律，若在40下進(jìn)行編號對應(yīng)濃度的實(shí)