高中化學(xué) 第二章 第三節(jié) 化學(xué)平衡與影響化學(xué)平衡的因素（一）課件 新人教版選修4.ppt

第三節(jié) 化學(xué)平衡,,第一課時(shí),影響反應(yīng)速率的因素：,?主要因素是內(nèi)因——反應(yīng)本身的性質(zhì),?外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響:,?濃度：提高反應(yīng)物的濃度反應(yīng)速率加快。,?溫度：升高體系的溫度，反應(yīng)速率加快。,?加入正催化劑可以提高反應(yīng)速率。,?除此以外，還有光、超聲波、激光、放射線、電磁波，顆粒的大小等。,?壓強(qiáng)：壓強(qiáng)增大若引起體積縮小，即可以增大物質(zhì)的濃度時(shí)，則反應(yīng)速率增大。 壓強(qiáng)對(duì)速率的改變本質(zhì)是引起了濃度的變化！,,復(fù)習(xí),影響化學(xué)反應(yīng)速率的外因,增加,增加,不變,增加,加快,增加,增加,不變,增加,加快,不變,增加,增加,增加,加快,不變,增加,增加,增加,加快,科學(xué)史話 煉鐵高爐尾氣之謎 高爐煉鐵的主要反應(yīng)是: 2C(焦炭)+O2(空氣)＝２CO（放出熱量） Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2 煉制１噸生鐵所需焦炭的實(shí)際用量遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需的量，且從高爐中出來的氣體中含有沒有利用的CO氣體，開始，煉鐵工程師們認(rèn)為是CO與鐵礦石接觸不充分之故，于是設(shè)法增加高爐的高度，然而高爐增高后，高爐尾氣中的CO比例竟沒有改變，這是什么原因呢？,增加高爐高度,可增加反應(yīng)物的接觸時(shí)間,但并沒有改變影響化學(xué)平衡的條件,化學(xué)反應(yīng)的限度也沒有改變。,新制氯水中含有哪些微粒?寫出氯氣與水反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式,三分:Cl2,H2O, HClO； 四離：H+,Cl-, ClO-,OH-,,想一想,Cl2+H2O H++Cl-+HClO,有不少反應(yīng)具有可逆性，反應(yīng)進(jìn)行得不徹底，反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物,總結(jié),什么是可逆反應(yīng)？可逆反應(yīng)有哪些特點(diǎn)？在學(xué)過的反應(yīng)中有哪些是可逆反應(yīng)？,想一想,1、可逆反應(yīng),(1)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)： ①正反應(yīng)：左→右；逆反應(yīng)：右→左；同時(shí)存在 ②正反應(yīng)與逆反應(yīng)發(fā)生的條件相同 ③不能向一個(gè)方向完全進(jìn)行到底，反應(yīng)物與生成物同時(shí)共存。 ④若正反應(yīng)是放熱過程，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（能量變化）（2SO2+18O2 2SO3的能量變化）,一、化學(xué)平衡的研究對(duì)象——可逆反應(yīng),在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)，以“ ”連接.,不可逆反應(yīng),可逆是絕對(duì)的，不可逆是相對(duì)的,有些反應(yīng)的逆反應(yīng)進(jìn)行程度太小因而忽略，這種反應(yīng)稱為不可逆反應(yīng)，用“===”表示.,(2)V正、V逆含義：（以N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)為例） ①對(duì)于特定的一個(gè)可逆反應(yīng)，V正表示左→右的反應(yīng)速率； V逆表示右→左的反應(yīng)速率,同時(shí)存在。 ②對(duì)于反應(yīng)中的某些物質(zhì)： 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)中學(xué)常見的可逆反應(yīng) ①N2+3H2 ②2SO2+O2 ③H2+I2 ④Cl2(Br2、I2)+H2O ⑤2CrO42- + 2H+ ⑥Fe3+ +KSCN,,,食鹽在水中的分散,,,,,,,,,+,-,,,,,,,,,,,,,,,,食鹽在水中的分散,,,,,,,,,蔗糖在水中的分散,,,,,蔗糖在水中的分散,飽和溶液？,在一定溫度下，在一定量的溶劑里，不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液，叫做這種溶質(zhì)的飽和溶液。,即：溶解速率=結(jié)晶速率 達(dá)到了溶解的平衡狀態(tài)，一種動(dòng)態(tài)平衡。,那么，可逆反應(yīng)達(dá)到限度時(shí)就停止了嗎?是否有相似的情形？,N2 + 3H2 2 NH3 (工業(yè)合成氨),高溫、高壓,催化劑,min,min,min,1、定義：,在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度 （或百分含量）保持不變的狀態(tài)。,（1）對(duì)象：可逆反應(yīng) （2）實(shí)質(zhì)：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率≠0,二 化學(xué)平衡:,2、化學(xué)平衡狀態(tài)特點(diǎn)：,逆：可逆反應(yīng)，也可從逆向建立 等：V正 =V逆≠0，同時(shí)存在 a.對(duì)同種物質(zhì)： V(N2)正=V(N2)逆 b.對(duì)不同種物質(zhì)：3V(N2)正=V(NH3)逆 定：平衡時(shí)，各組分含量保持恒定 動(dòng)：平衡時(shí)正逆反應(yīng)均未停止，只是速率相等，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 變：條件改變，V正≠V逆，平衡移動(dòng),,,,,,,,,,,,,,3、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,（1）本質(zhì)： V正 =V逆≠0或各組分濃度（物質(zhì)的量）不變 ①同一物質(zhì)： VA正 = VA逆 ②不同種物質(zhì)： VA正 ：VB逆 = a:b,注意：V正與V逆同時(shí)出現(xiàn),（2）由某些可變物理量： 如：含量、壓強(qiáng)、溫度、平均摩爾質(zhì)量、密度、顏色等,變→不變,單位時(shí)間內(nèi)消耗了m molA,同時(shí)又生成m molA,,單位時(shí)間內(nèi)消耗了n molB,同時(shí)消耗了p molC,,VA:VB:VC:VD=m:n:p:q,單位時(shí)間內(nèi)生成了p molC,同時(shí)消耗m molA,,平衡,平衡,不一定,不一定,3、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,（1）本質(zhì),即V正=V逆,即V正=V逆,V正不一定等于V逆,均指V正,各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量的百分含量一定,各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量百分含量一定,各氣體的體積或體積的百分含量一定,總體積、總壓力、總物質(zhì)的量一定,平衡,平衡,平衡,不一定,3、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷：,（1）本質(zhì),3、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷：,（2）某些物理量,若m+n≠p+q,總壓力一定(其他條件一定),當(dāng)m+n≠p+q， 一定,若m+n=p+q,總壓力一定(其他條件一定),當(dāng)m+n=p+q， 一定,平衡,平衡,不一定,不一定,3、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷：,（2）某些物理量,平衡,不一定,任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，當(dāng)體系溫度一定（其他條件不變）,密度一定,變→不變,H2(g) + I2(g) 2HI(g),平衡,課堂練習(xí),1、在一定溫度下,可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（ ） A.C的生成速率與C分解的速率相等 B.單位時(shí)間內(nèi)生成n molA,同時(shí)生成3n molB C.A、B、C的濃度不再變化 D.A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2,AC,2、在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí),表明反應(yīng):A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是（ ） A.混合氣體的壓強(qiáng) B.混合氣體的密度 C.B的物質(zhì)的量濃度 D.氣體的總物質(zhì)的量,BC,4、在一定體積的密閉容器中放入3L氣體R和5L氣體Q，在一定條件下發(fā)生2R(g)+5Q(g) 4X(g)+nY(g);反應(yīng)達(dá)到平衡后，容器溫度不變，混合氣體的壓強(qiáng)是原來的87.5%，則化學(xué)方程式中n值是（ ） A.2 B.3 C.4 D.5,3、下列說法可以證明反應(yīng)N2+3H2 2NH3，已達(dá)平衡狀態(tài)的是（ ） A.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H－H鍵形成 B.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H－H鍵斷裂 C.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N－H鍵斷裂 D.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N－H鍵形成,A,AC,4、在一定溫度下,下列敘述是可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志的是（ ） ①C的生成速率與C的分解速率相等 ②單位時(shí)間內(nèi)生成amolA,同時(shí)生成3amolB ③A、B、C的濃度不再變化 ④A、B、C的分壓強(qiáng)不再變化 ⑤混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化 ⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化 ⑦單位時(shí)間內(nèi)消耗amolA,同時(shí)生成 3amolB ⑧A、B、C、D的分子數(shù)之比為1:3:2:2 A.② B.②⑤ C.①③④⑦ D.①③④⑧,C,[變式]若將A改為固體，哪些可作為該可逆反應(yīng)的平衡標(biāo)志？,①③④⑤⑥⑦,化學(xué)平衡的計(jì)算——“三段法”,始,轉(zhuǎn),終,a,b,0,0,mx,nx,px,qx,a-mx,b-nx,px,qx,(3)體積分?jǐn)?shù),(1)轉(zhuǎn)化率,(4)平均摩爾質(zhì)量,假定反應(yīng)物A、B的起始量分別為a mol和b mol；達(dá)到平衡時(shí)，A物質(zhì)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為mx mol,(2)產(chǎn)率,(5)平衡常數(shù),阿伏伽德羅定律的應(yīng)用,也可用物質(zhì)的量濃度，但一定得一致,計(jì)算技巧：,（1）極值法,（2）元素（原子）守恒,（3）不等式法,（4）差量法,例1：在某合成氨廠合成氨的反應(yīng)中，測得合成塔入口處氣體N2、N2、NH3的體積比為6:8:1，出口處N2、H2、NH3的體積比為9:27:8，則氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為（ ） A、75% B、50% C、25% D、20%,入口處：N2:H2:NH3 6:8:1； 出口處：N2:H2:NH3=9:27:8。 設(shè)出口處N2為9mol，則nN=9×2+8=26mol，設(shè)入口處N2為6mol，則nN=6×2+1=13mol。據(jù)N守恒，則入口處N2必為12mol， ∴N2變化3mol。,Ｃ,∴轉(zhuǎn)化率＝,元素（原子）守恒,多步化學(xué)平衡例題,38分鐘練習(xí) 方法：極限法 元素（原子）守恒法,例3、在一個(gè)固定容積的密閉容器中放入3molX氣體和2molY氣體，在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng)4X(氣)+4Y(氣) 3Q(氣)+nR(氣)達(dá)到平衡后，容器內(nèi)溫度與起始時(shí)相同，混合氣的壓強(qiáng)比原來的增大10%，X的濃度減小1/3，則n值為（ ） A 3 B 4 C 5 D 7,（1）、常規(guī)方法 4X(氣)+4Y(氣) 3Q(氣)+nR(氣) 始 3 2 0 0 轉(zhuǎn) 3×1/3 =1 1 ¾ n/4 終 2 1 0.75 n/4 n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的濃度減少，所以平衡向正向移動(dòng)。此時(shí)壓強(qiáng)增大則意味著正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w體積增加方向，所以4+45。,（2）差量法 根題意，一個(gè)反應(yīng)在一個(gè)恒溫定容的容器內(nèi)進(jìn)行，但平衡時(shí)混合氣體的壓強(qiáng)比反應(yīng)前增大，這就表明混合氣體的物質(zhì)的量較反應(yīng)前增加了。 4X(g)+4Y(g) 3Q(g)+nR(g) △n 4 n+3-(4+4) 3×1/3 (3+2)×10%,因此，4(3+2)×10%=3×1/3×(n-5)； 得n=7,