河北省石家莊市高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 2.3 化學(xué)平衡課件 新人教版選修4.ppt

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1、我們知道在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物之間是按照化學(xué)方程式中的計(jì)量關(guān)系進(jìn)行反應(yīng)的，那么，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在實(shí)際進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)物能否按相應(yīng)的計(jì)量關(guān)系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢？,分析與討論,可是后來發(fā)現(xiàn)用這個(gè)高爐煉鐵，所排出的高、 爐氣中CO的含量并沒有減少，你知道為什 么嗎？,科學(xué)史話,煉鐵高爐尾氣之謎,加高,17世紀(jì)后期，人們發(fā)現(xiàn)高爐煉鐵所排出的高爐氣中含有相當(dāng)量的CO，作為工業(yè)革命發(fā)源地的英國有些工程師認(rèn)為----這是由于CO和鐵礦石的接觸時(shí)間不長所造成的，于是在英國耗費(fèi)了大量資金建造了一個(gè)高大的煉鐵高爐（如圖），以增加CO和鐵礦石的接觸時(shí)間。,科學(xué)研究表明，很多化學(xué)反應(yīng)在進(jìn)行時(shí)都具有可逆性，即正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)

2、在同時(shí)進(jìn)行，只是可逆的程度有所不同并且差異很大而已。,例如：,有些化學(xué)反應(yīng)逆向反應(yīng)進(jìn)行的程度很小因而可以忽略，把幾乎完全進(jìn)行的反應(yīng)叫不可逆反應(yīng)，用“”號表示。,例如：Ba2+ + SO42- BaSO4,H+ + OH- H2O,一、可逆反應(yīng),概念：,在 下,既能向 方向進(jìn)行,同時(shí)又能向 方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)，用“ ”號表示。,同一條件,正反應(yīng),逆反應(yīng),,正反應(yīng) 正,,逆反應(yīng) 逆,消耗N2、H2和生成NH3的反應(yīng)均可用于表示正反應(yīng),生成N2、H2和消耗NH3(NH3分解)的反應(yīng)均可用于表示逆反應(yīng),,,特征：,同時(shí)性,同條件,可逆性,可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，

3、得到的總是反應(yīng)物與生成物組成的混合物共存于同一體系中，即可逆反應(yīng)有一定的限度。,可逆反應(yīng)“不為0”原則,普遍性,能量類型的轉(zhuǎn)化互逆,若正反應(yīng)放熱， 則逆反應(yīng)吸熱。,對于可逆反應(yīng) ，在混合氣體中充入一定量的18O2，足夠長時(shí)間后，18O原子。 A.只存在于O2中 B.只存在于O2和SO3中 C.只存在于O2和SO2中 D.存在于O2、SO2和SO3中,飽和溶液中溶質(zhì)的溶解過程完全停止了嗎？,蔗糖分子離開蔗糖表面擴(kuò)散到水中的速率與溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成為晶體的速率相等時(shí)，,蔗糖的溶解達(dá)最大程度，達(dá)到溶解平衡，即形成了飽和溶液。,溶解平衡是一種動態(tài)平衡（溶解速率結(jié)晶速率0）,溶

4、解結(jié)晶,濃度、 m晶體不變,實(shí)驗(yàn)：探索蔗糖的溶解平衡,,,,正(CO)消耗,逆(CO)生成,,時(shí)間,,在容積為1L的密閉容器里，加入0.01molCO和0.01molH2O(g),一定條件下發(fā)生反應(yīng)：,速率,進(jìn)行到一定程度，總有那么一刻，,CO + H2O CO2 + H2,正逆,,,,正(CO)消耗,逆(CO)生成,,時(shí)間,,在容積為1L的密閉容器里，加入0.01molCO和0.01molH2O(g),一定條件下發(fā)生反應(yīng)：,速率,正逆,這時(shí)，CO、H2O的消耗量等于CO2、H2反應(yīng)生成的CO、H2O的量，,c(CO)、c(H2O)、c(CO2)、c(H2)不再改變,CO + H2O CO

5、2 + H2,,,,正(CO)消耗,逆(CO)生成,,時(shí)間,,在容積為1L的密閉容器里，加入0.01molCO和0.01molH2O(g),一定條件下發(fā)生反應(yīng)：,速率,正逆,c(CO)、c(H2O)、c(CO2)、c(H2)不再改變,CO + H2O CO2 + H2,雖然反應(yīng)仍在繼續(xù)進(jìn)行，但是這四種物質(zhì)的濃度均保持不變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)。,定義,二、反應(yīng)進(jìn)行的限度化學(xué)平衡狀態(tài),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保持不變（達(dá)到一種表面靜止）的狀態(tài)，稱為 “化學(xué)平衡狀態(tài)”，簡稱化學(xué)平衡。,化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到或完成的最大程度

6、，即該反應(yīng)進(jìn)行的限度。,化學(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在該條件下的最大轉(zhuǎn)化率。,適用對象（前提條件）：,可逆反應(yīng),實(shí) 質(zhì)：,v(正) v(逆) 0,主要特征：,逆：研究對象---可逆反應(yīng),等：v(正)v(逆) ----同一物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率,（針對同一參照物）,本 質(zhì),動：動態(tài)平衡（v(正) v(逆) 0）,定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變（一定）------外在標(biāo)志，各組分的含量保持不變。,表面現(xiàn)象,變：當(dāng)條件發(fā)生變化時(shí)，反應(yīng)所能達(dá)到的限度隨之發(fā)生變化。原有的化學(xué)平衡被破壞，直至在新的條件下建立新的平衡為止。,改變反應(yīng)條件可以在一定程度上改變一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的限度。,所以，化學(xué)平衡是

7、一定條件下的平衡。, 1mol 3mol 0mol, 0.5mol 1mol 0mol,+0.5mol,+2mol, 0mol 0mol 2mol,同：化學(xué)平衡的建立只與條件有關(guān)，與途徑無關(guān)。條件相同，不管采取何種方式和途徑進(jìn)行， 無論反應(yīng)從什么方向開始 是一次投料還是分幾次投料，只要起始濃度相當(dāng)，最終均可達(dá)到同一平衡狀態(tài)。,補(bǔ)充知識,以xA(g) + yB(g) zC(g)為例，分析化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志：,直接：,速率標(biāo)志：v(正) v(逆),含量標(biāo)志：各組分的含量濃度保持不變,速率等,化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：,同一種物質(zhì)： 該物質(zhì)的生成速率

8、等于其消耗速率 不同的物質(zhì)： 速率之比等于方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率。,含量定,兩個(gè)方向,同等異比,平衡體系的顏色保持不變。,間接：,所表述的內(nèi)容并非直接而是間接反映“等”和“定”的意義（體系中的某些物理量保持不變）。,某化學(xué)鍵的斷裂速率和生成速率相等。,2NO2 N2O4,絕熱的恒容反應(yīng)體系的溫度保持不變。,產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變；,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率保持不變；,體系中各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變；,體系中各組分的質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變；,氣體的密度不再發(fā)生改變（恒容密閉容器）；,指所表述的內(nèi)容并不能適用所有反應(yīng)，只有在某些特定的情況下才能適用。,氣體的總壓

9、強(qiáng)保持不變（恒容密閉容器）；,體系中氣體物質(zhì)的平均相對分子質(zhì)量、平均摩爾質(zhì)量保持不變；,反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)的總質(zhì)量、總體積、總物質(zhì)的量、分子數(shù)保持不變；,“特殊”特征：,CO + H2O CO2 + H2,要根據(jù)具體反應(yīng)具體分析是否達(dá)到平衡狀態(tài),分析思路,變 變 定,看其在反應(yīng)過程中變不變，如果是變化的，則當(dāng)其一定就是達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志,在一定溫度下,可逆反應(yīng) A(氣) + 3B(氣) 2C(氣)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nmolA,同時(shí)生成3nmolB C.A、B、C的濃度不再變化 D.A、B、C的分子數(shù)比

10、為1:3:2,AC,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)NN鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)HH鍵形成 B.1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)HH鍵斷裂 C.1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)NH鍵斷裂 D.1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)NH鍵形成,AC,下列說法中可以充分說明反應(yīng): P(氣) + Q(氣) R(氣) + S(氣),在恒溫下已達(dá)平衡狀態(tài)的是（） A.反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化 B. P和S的生成速率相等 C.反應(yīng)容器內(nèi)P、Q、R、S四者共存 D.反應(yīng)容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變化,B,

11、知識總結(jié),,,,正,逆,,時(shí)間,,速率,正逆,一定條件下處于化學(xué)平衡的可逆反應(yīng)，當(dāng)外界條件發(fā)生改變時(shí)，平衡狀態(tài)是否會發(fā)生變化呢？,條件改變,,,平衡移動,,,平衡被破壞,新平衡,一定條件下建立的平衡,化學(xué)平衡是一定條件下的平衡，當(dāng)條件發(fā)生變化導(dǎo)致v(正) v(逆)時(shí)，原有的化學(xué)平衡就被破壞，直至在新的條件下建立新的平衡為止。,,可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的破壞、新化學(xué)平衡的建立過程叫做化學(xué)平衡的移動。,平衡移動的標(biāo)志：,反應(yīng)混合物中各組分的百分含量發(fā)生改變, v正v逆,定義：,研究對象：已建立平衡狀態(tài)的體系,【提出假設(shè)】,影響化學(xué)平衡的主要因素是,三、化學(xué)平衡的移動,濃 度,溫 度,壓 強(qiáng),催化劑,

12、【回憶】影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件主要有哪些？,化學(xué)反應(yīng)速率,影響化學(xué)平衡的因素,探究濃度對化學(xué)平衡移動的影響,實(shí)驗(yàn)2-5,交流思考,根據(jù)現(xiàn)象，思考討論以下問題：,滴加5-15滴濃硫酸,滴加5-15滴NaOH溶液,,,濃度對化學(xué)平衡移動的影響：,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,加入濃硫酸,c(H+)增大,增大生成物濃度,化學(xué)平衡有無變化？如何判斷？,溶液顏色改變說明什么問題？,,c(Cr2O72-)增大,,,平衡向逆反應(yīng)方向移動,,,加入濃硫酸,反應(yīng)向著生成Cr2O72-的方向進(jìn)行,c(CrO42-)增大,加入NaOH,c(H+)減小,減小生成物濃度,,,加入NaOH,,反應(yīng)向著生成CrO42-的方向進(jìn)行,,,平衡

13、向正反應(yīng)方向移動,探究濃度對化學(xué)平衡移動的影響,實(shí)驗(yàn)2-6,溶液顏色變深,溶液顏色變深,溶液顏色變淺,溶液顏色變淺,實(shí)驗(yàn)原理,交流思考,根據(jù)現(xiàn)象，思考討論以下問題：,Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 （紅色）,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,顏色加深,加入FeCl3,c(Fe3+)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,增大反應(yīng)物濃度,加入KSCN,化學(xué)平衡有無變化？,溶液顏色加深和變淺說明什么問題？,,c(Fe(SCN)3)增大,顏色加深,c(Fe(SCN)3)增大,,c(SCN-)增大,增大反應(yīng)物濃度,,,平衡向正反應(yīng)方向移動,,加入FeCl3,反應(yīng)向著生成Fe(SCN)3的方向進(jìn)行,,,,,,加入KSCN,反

14、應(yīng)向著生成Fe(SCN)3的方向進(jìn)行,Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 （紅色）,,,,v正 = v逆,v逆,v正,,,,v正= v逆,,,,v正,v逆,,,V mol/(L.S）,平衡狀態(tài),平衡狀態(tài),速率-時(shí)間關(guān)系圖：,,增大反應(yīng)物的濃度，,原因分析,增大反應(yīng)物的濃度， v正 v逆，平衡向正反應(yīng)方向移動；,濃度對平衡的影響,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動,速率-時(shí)間關(guān)系圖：,濃度對平衡的影響,化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動,速率-時(shí)間關(guān)系圖：,例如： 在二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的過程中，應(yīng)該怎樣通過改變濃度的方法來提高該反應(yīng)的程度？,結(jié)論：,在工業(yè)生產(chǎn)中適當(dāng)增大廉價(jià)的反應(yīng)物的濃度，使化學(xué)平

15、衡向正反應(yīng)方向移動，從而提高價(jià)格較高的原料的轉(zhuǎn)化率，以降低生產(chǎn)成本。,意義：,反應(yīng)物有兩種或兩種以上, 增大一種物質(zhì)的濃度, 該物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率降低, 而其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率提高。,只要是增大濃度，不論增大的是反應(yīng)物的濃度，還是生成物的濃度，新平衡狀態(tài)下的反應(yīng)速率一定大于原平衡狀態(tài)下的反應(yīng)速率；減小濃度，新平衡狀態(tài)下的速率一定小于原平衡狀態(tài)下的反應(yīng)速率。,反應(yīng)物只有一種時(shí), 增大反應(yīng)物的濃度，該物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率不一定提高。,改變固體或純液體的量對V正、V逆的大小沒有影響，所以化學(xué)平衡不移動。---對氣體、溶液適用。,注意：,壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響：氣體,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：,NH3的百分含量隨著壓強(qiáng)的增大而增

16、大，即增大壓強(qiáng)，反應(yīng)向著生成NH3的方向進(jìn)行。,增大壓強(qiáng)，平衡向著氣體體積減小的方向移動。,,,,v正 = v逆,v(增大),v(減小),,,,v正 = v逆,,,,v正,v逆,,,v,平衡狀態(tài),平衡狀態(tài),增壓,速率-時(shí)間關(guān)系圖：,,原因分析,a + b c,增大壓強(qiáng)，平衡向著氣體體積減小的方向移動。,,v正 = v逆,v(增大),v(減小),,,,v正 = v逆,,,,v正,v逆,,,v,平衡狀態(tài),平衡狀態(tài),減壓,速率-時(shí)間關(guān)系圖：,,原因分析,a + b c,減小壓強(qiáng)，平衡向著氣體體積增大的方向移動。,,,體積縮?。杭礆怏w分子數(shù)目減少 體積增大：即氣體分子數(shù)目增多,說明:,反應(yīng)體系中有氣體

17、參加且反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生改變的反應(yīng)。,前提條件：,對于反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的可逆反應(yīng)，在其它條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，會使化學(xué)平衡向著氣體體積 的方向移動，減小壓強(qiáng)，會使化學(xué)平衡向著氣體體積 的方向移動。,縮小,增大,結(jié)論：,,V正= V逆,,t2,對于反應(yīng)H2O(g)+CO H2+CO2 ，如果增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率是否改變,平衡是否移動？,交流思考,保持體積不變：充入惰性氣體，平衡不移動。,保持壓強(qiáng)不變：充入惰性氣體，體積增大，相當(dāng)于減小壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大的方向移動。,增大壓強(qiáng),探究溫度對化學(xué)平衡移動的影響,實(shí)驗(yàn)2-7,溫度對化學(xué)平衡的影響,升溫,顏色加深,c(NO2)增

18、大,c(NO2)增大,,,,,升溫,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,降溫,顏色變淺,c(N2O4)增大,c(N2O4)增大,,,,,降溫,平衡向放熱反應(yīng)方向移動,,,,v正 = v逆,v(放熱),v(吸熱),,,,v正= v逆,,,,v正,v逆,,,v,平衡狀態(tài),平衡狀態(tài),升溫,速率-時(shí)間關(guān)系圖：,,原因分析,升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動。,（正反應(yīng)是放熱反應(yīng)）,,v正 = v逆,v(放熱),v(吸熱),,,,v正 = v逆,,,,v正,v逆,,,v,平衡狀態(tài),平衡狀態(tài),降溫,速率-時(shí)間關(guān)系圖：,,原因分析,降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動。,,,（正反應(yīng)是放熱反應(yīng)）,結(jié)論：,注意：,在其它條件不

19、變的情況下，升高溫度,不管是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，反應(yīng)速率都增大，但吸熱反應(yīng)增大的倍數(shù)大于放熱反應(yīng)增大的倍數(shù)，故平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動。,,,催化劑對化學(xué)平衡的影響,加入催化劑,催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動；不能改變反應(yīng)混合物含量；但可以改變達(dá)到平衡的時(shí)間,可見，要引起化學(xué)平衡的移動，必須是由于外界條件的改變而引起V正 V逆。,V正= V逆,結(jié)論：,化學(xué)平衡移動方向的速率判斷：,若外界條件變化引起v正 v逆： 平衡向正反應(yīng)方向移動,若外界條件變化引起v正 v逆： 平衡向逆反應(yīng)方向移動,若外界條件變化引起v正 v逆： 平衡未被破壞，平衡不移動,化學(xué)平衡總往反應(yīng)速率大的方向移動,

20、結(jié)論：,科學(xué)史話,1900年，化學(xué)家勒沙特列通過計(jì)算，認(rèn)為N2、H2在高壓條件下可直接生成氨，接著用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。但實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生了爆炸，他沒調(diào)查事故原因，覺得這實(shí)驗(yàn)有危險(xiǎn)，放棄了研究。勒沙特列的合成氨實(shí)驗(yàn)就這樣夭折了。,早在1888年，法國科學(xué)家勒夏特列就發(fā)現(xiàn)了這其中的規(guī)律，并總結(jié)出著名的勒夏特列原理，也叫化學(xué)平衡移動原理：,平衡移動原理,如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、溫度、或壓強(qiáng)等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。,平衡移動的本質(zhì)：,化學(xué)平衡為動態(tài)平衡，條件改變造成V正 V逆,平衡移動原理（勒沙特列原理）：,注意：,1.勒夏特列原理的適用范圍,2.對“減弱這種改變”的正確理解,平

21、衡移動原理只能用來判斷平衡移動的方向，但不能用來判斷建立平衡所需的時(shí)間。,只適用于已達(dá)平衡的體系，對所有的動態(tài)平衡都適用。,定性角度：用于判斷平衡移動的方向。平衡移動方向與條件改變方向相反。,定量角度：平衡移動后結(jié)果變化的方向不變，但程度減小。“減弱”并不是“完全消除”這種改變，更不是“扭轉(zhuǎn)”。,B,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(shí)，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. ,A.m +

22、 n p B.A的轉(zhuǎn)化率降低 C.平衡向正反應(yīng)方向移動 D.C的體積分?jǐn)?shù)增加,一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：m A(g) + nB (g) pC (g) ,達(dá)到平衡后，溫度不變，將氣體體積縮小到原來的1/2,達(dá)到新平衡時(shí)，C的濃度為原來的1.8倍，則下列說法正確的是( ),B,3.在一個(gè)不導(dǎo)熱的密閉反應(yīng)器中，只發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)： a(g) + b(g) 2c(g)；H0 進(jìn)行先關(guān)操作且達(dá)到平衡后(忽略體積改變所做的功)，下列敘述錯(cuò)誤的是( ),A.等壓使，通入惰性氣體，c的物質(zhì)的量不變 B.等壓時(shí)，通入z氣體，反應(yīng)器中溫度升高 C.等容時(shí)，通入惰性氣體，各反應(yīng)速率不變 D.等容

23、時(shí)，通入z氣體，y的物質(zhì)的量濃度增大,A,化學(xué)反應(yīng)速率、平衡圖像,解圖像題離不開讀圖、析圖和解答。讀圖是解題的基礎(chǔ)，析圖是關(guān)鍵，解答是目的。,面：圖像形狀，橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)的含義（無論是反應(yīng)速率圖像還是平衡圖像）。,解圖象題三步曲：一看、二想、三判斷,“一看”看圖像,線：弄清線的走向、變化趨勢及線的陡與平。,點(diǎn)：弄清曲線上點(diǎn)的含義，抓住四點(diǎn)(起點(diǎn)、終點(diǎn)、交點(diǎn)、拐點(diǎn))。,是否需要作輔助線（等溫線、等壓線）。,看量的變化：,“二想”想規(guī)律,與化學(xué)原理相聯(lián)系，聯(lián)想外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。,“三判斷”通過對比分析，作出正確判斷。,根據(jù)圖像中體現(xiàn)的關(guān)系與所學(xué)規(guī)律進(jìn)行對比分析，作出符合題

24、目要求的判斷。,二維圖象,物質(zhì)的量（濃度） 時(shí)間像,看起點(diǎn)和終點(diǎn),此類圖像揭示了體系中某組分濃度在反應(yīng)過程中的變化情況，應(yīng)注意各組分曲線的拐點(diǎn)，要看清平衡時(shí)反應(yīng)物的消耗量和生成物的增加量，并結(jié)合有關(guān)原理進(jìn)行推理判斷。,從反應(yīng)開始到平衡時(shí)，該反應(yīng)物實(shí)際減小的濃度,,對于一般的可逆反應(yīng)mA + nB pC + qD,速率 時(shí)間圖,二維圖象,速率 時(shí)間圖,對于一般的可逆反應(yīng)mA + nB pC + qD,一點(diǎn)連續(xù)、一點(diǎn)突躍是濃度變化對平衡影響的特征,,二維圖象,此類圖像揭示了反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的規(guī)律，應(yīng)抓住曲線的變化趨勢，注意看清曲線是連續(xù)的、還是跳躍的，并結(jié)合有關(guān)原理進(jìn)行推理判斷。,速率 時(shí)間

25、圖,對于一般的可逆反應(yīng)mA + nB pC + qD,,,二維圖象,,,V正,V逆,V,,溫度,速率 壓強(qiáng)（或溫度）圖,2A(s) + 2B(g) 2C(g) + D(g) H 0,壓強(qiáng),V,,,V正,V逆,二維圖象,,三維圖象,轉(zhuǎn)化率（含量） 溫度（壓強(qiáng)） 時(shí)間圖,N2 + 3H2 2NH3 H -92.3kJ/mol,此類圖像反映了體系中某組分含量在不同溫度（或壓強(qiáng)）下隨時(shí)間的變化趨勢。應(yīng)看清各曲線拐點(diǎn)出現(xiàn)的先后，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡，該變化的溫度高（壓強(qiáng)大）。,先拐先平數(shù)字大,,轉(zhuǎn)化率（含量） 溫度（壓強(qiáng)） 時(shí)間圖,三維圖象,先從拐點(diǎn)向橫軸作垂線： 先拐

26、先平，溫度、壓強(qiáng)高。,再從拐點(diǎn)向縱軸作垂線： 分析溫度、壓強(qiáng)升高時(shí)，轉(zhuǎn)化率或含量的變化， 判斷平衡移動的方向，從而確定反應(yīng)的熱效應(yīng)或物質(zhì)計(jì)量數(shù)。,解題思路：,三維圖象,轉(zhuǎn)化率（含量） 溫度 壓強(qiáng)圖像,N2 + 3H2 2NH3 H -92.3kJ/mol,,,定一議二,圖像中有三個(gè)量時(shí)，先確定橫坐標(biāo)不變，再討論縱坐標(biāo)和變量兩個(gè)量的關(guān)系。,判斷：,A轉(zhuǎn) 化 率,溫度,0,T,,m + n p + q,,Q 0,等溫線,<,豎直做垂線,轉(zhuǎn)化率（含量） 壓強(qiáng) 溫度圖像,三維圖象,mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) HkJ/mol,四維圖象,含量 壓強(qiáng)、溫度 時(shí)間圖,mA(

27、g) + nB(g) pC(g) + qD(g) HkJ/mol,此類圖像反映了體系中某組分含量隨溫度、壓強(qiáng)改變而變化的情況。由于圖像中涉及到多因素的改變，應(yīng)先確定其中一個(gè)量不變，再討論其他量的變化關(guān)系。,定一議二,判斷壓強(qiáng)高低： P1____P2 m + n____p + q,判斷溫度高低： T1___T2 正反應(yīng)____熱,,,<,吸,四維圖象,含量 壓強(qiáng)、溫度 時(shí)間圖,mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) HkJ/mol,六、其它：, 正反應(yīng)吸熱, 正反應(yīng)吸熱, 正反應(yīng)放熱, m+n

28、5. 下圖是在其它條件一定時(shí)，反應(yīng),中NO 的最大轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。圖中坐標(biāo)有A、B、C、D4點(diǎn)，其中表示未達(dá)平衡狀態(tài)且V正V逆的點(diǎn)是 。,濃度(含量等)-壓強(qiáng)(溫度等)圖,已知：mM(s)+ nN(g) pQ(g)；H V逆 BA點(diǎn)比B點(diǎn)反應(yīng)速率快 Cnp Dm+np,在工業(yè)生產(chǎn)中，人們經(jīng)常會遇到各種各樣的可逆反應(yīng)，如合成氨、接觸法制硫酸等等。可逆反應(yīng)具有一定的限度，而反應(yīng)限度的大小對于工業(yè)生產(chǎn)有著直接的影響，如何定量地描述化學(xué)反應(yīng)的限度呢？,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)在一定條件下達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度之間有沒有關(guān)系？有什么樣的關(guān)系？,請同學(xué)們閱讀教材P28P29 表中的數(shù)據(jù)回

29、答下列問題。,一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)， 的數(shù)值有什么特點(diǎn)？, 的結(jié)果與起始濃度的大小以及建立平衡的途徑有無關(guān)系, 表達(dá)式中的冪與化學(xué)計(jì)量數(shù)之間有何關(guān)聯(lián)？,,在一定溫度下，可逆反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始，也無論起始濃度的大小，最后都能達(dá)到化學(xué)平衡。,冪之積--- 以濃度為底數(shù)、化學(xué)計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積,達(dá)到平衡時(shí)，盡管每種物質(zhì)的濃度在各個(gè)體系中并不一致，但生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)。,在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)叫做該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(簡稱平衡常數(shù))，用K表示。,二、化學(xué)

30、平衡常數(shù),概念：,化學(xué)平衡常數(shù)是一定溫度下一個(gè)反應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。,其中c為各組分達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的濃度,數(shù)學(xué)表達(dá)式：,對于一般的可逆反應(yīng)mA + nB pC + qD,單位：,K只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)，與平衡建立的途徑無關(guān)。,特點(diǎn)：,單位為(molL-1)n（沒有固定單位）,意義：,教材P29,一般當(dāng)K 105 時(shí)，該反應(yīng)進(jìn)行得基本完全， K < 10-5 時(shí)則認(rèn)為該反應(yīng)很難進(jìn)行(逆反應(yīng)較完全）,化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志。 它表示在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)該反應(yīng)進(jìn)行的程度（反應(yīng)的限度）。,平衡常數(shù)只表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，不表示反應(yīng)

31、進(jìn)行的快慢程度（即速率大，K值不一定大）。,注意事項(xiàng):,必須指明溫度，反應(yīng)必須達(dá)到平衡狀態(tài)。,稀溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，如有水參加，水的濃度不必寫在平衡常數(shù)表達(dá)式中，,寫出反應(yīng),的平衡常數(shù)表達(dá)式，想一想書寫平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)需要注意什么問題？,固體、純液體不寫在平衡常數(shù)表達(dá)式中，只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。,一定溫度下水溶液中的水不能代入表達(dá)式，但非水溶液中的水和氣態(tài)水要代入表達(dá)式。,寫出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式,化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式與化學(xué)方程式的書寫方式有關(guān)。同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，可以用不同的化學(xué)方程式來表示，每個(gè)化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)表達(dá)式及相應(yīng)的平衡常數(shù)、相應(yīng)的單位。,K1 1/K2

32、K32,多重平衡規(guī)則,若干可逆反應(yīng)方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步反應(yīng)平衡常數(shù)之乘積(商)。,K = K1 K2,例1:,如某溫度下，可逆反應(yīng) mA + nB pC + qD平衡常數(shù)為K，若某時(shí)刻時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度關(guān)系如下：,化 學(xué) 平 衡 常 數(shù) 的 應(yīng) 用,利用K值作標(biāo)準(zhǔn)，判斷正在進(jìn)行的可逆反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)及不平衡時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的方向。,濃度商,其中c為各組分在任意時(shí)刻時(shí)的濃度,Q K，v正v逆，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,Q K，v正v逆，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)只能大致告訴我們一個(gè)可逆反應(yīng)的正向反應(yīng)所進(jìn)行的最大程度，并不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時(shí)間。,Q K，v正

33、v逆，反應(yīng)處于平衡狀態(tài),則：,利用K值判斷反應(yīng)的熱效應(yīng),若升高溫度，K值增大，,若升高溫度，K值減小，,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；,利用平衡常數(shù)，求平衡時(shí)各組分的濃度.,教材P29 例1,利用平衡常數(shù)，求平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率.,教材P30 例2,化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算,基本模式“三段式”,運(yùn)用“三段式”進(jìn)行化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、平均相對分子質(zhì)量等的計(jì)算。,基本關(guān)系,反應(yīng)物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度,生成物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度,如果平衡向正方向移動，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

34、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。,交流思考,濃度/molL-1,時(shí)間/s,,,0.00,,,1.00,2.00,,,1.58,0.21,濃度/molL-1,,,t2,,,HI,H2或I2,,,0.00,,,1.00,2.00,,,,1.58,0.21,,,t1,時(shí)間/s,HI,H2或I2,,在425時(shí)，在1L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)： H2+I2 2HI,達(dá)到

35、平衡，分別說明下列各圖所示的涵義。由圖中的事實(shí)可以說明化學(xué)平衡具有哪些特征？,,從正反應(yīng)開始,從逆反應(yīng)開始,1molH21mol I2,2mol HI,,相當(dāng)于, 1mol 3mol 0mol, 0.5mol 1mol 0mol,+0.5mol,+2mol, 0mol 0mol 2mol,化學(xué)平衡的建立只與條件有關(guān)，與途徑無關(guān)。條件相同，不管采取何種方式和途徑進(jìn)行， 無論反應(yīng)從什么方向開始正向開始、逆向開始、從中間某狀態(tài)開始）是一次投料還是分幾次投料，只要起始濃度相當(dāng)，最終均可達(dá)到同一平衡狀態(tài)。,,等 效 平 衡,一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下的同一可逆反應(yīng)，無論

36、經(jīng)過何種途徑，達(dá)到平衡后，平衡混合物中各組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等)對應(yīng)相同（但各組分的物質(zhì)的量、濃度可能不同），這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。,一、等 效 平 衡,含義：,化學(xué)平衡之,分類：,完全等同相同組分的百分含量和物質(zhì)的量都相同 （等量等比）,比例相同相同組分的百分含量相同、物質(zhì)的量不等（等比不等量）,等效平衡建立的規(guī)律,恒溫恒容,在一定溫度下，一個(gè)容積固定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g)，根據(jù)下表有關(guān)數(shù)據(jù)分析恒溫、恒容下等效平衡建成的條件。,探究等效平衡建成的條件（一）,對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的可逆反應(yīng)，只改變起始

37、加入情況，使用極限轉(zhuǎn)化法將各種情況換算成平衡式左右兩邊同一邊相同反應(yīng)物或生成物，其物質(zhì)的量與原平衡相同，則二平衡等效。,極限轉(zhuǎn)化,（一邊倒、投料量相同）,產(chǎn)生結(jié)果：,各組分百分含量、n、c均相同。,等量等效,,?,恒溫恒容,例1、在一定溫度下，把2molSO2和1molO2通入一個(gè)一定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應(yīng)： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量（mol）。如a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混

38、合物中三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時(shí)的完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? 若a=0，b=0，則c=______ 。 若a=0.5，則b=______c=______。 a、b、c必須滿足的一般條件是（用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a和c，另一個(gè)只含b和c ）____________、___________________。,對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，只要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的比例與原平衡相同，則二平衡等效。,（投料比相同）,例2、在一個(gè)固定容積的密閉容器中，保持一定溫度進(jìn)行反應(yīng)A(g)+B(g) 2C(g),已知加入1molA和2molB，在達(dá)到平衡后

39、生成了amolC（見下表已知項(xiàng)），此時(shí)C在平衡混合氣中的體積分?jǐn)?shù)為x。在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，填寫下表中的空白：,等比等效,恒溫恒壓,在一定溫度下，一個(gè)壓強(qiáng)恒定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g)，根據(jù)下表有關(guān)數(shù)據(jù)分析恒溫、恒壓下等效平衡建成的條件。,探究等效平衡建成的條件（二）,恒溫恒壓,2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g),改變起始加入情況，使用極限轉(zhuǎn)化法將各種情況換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)，其物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達(dá)平衡后與原平衡等效。,產(chǎn)生結(jié)果：,各組分百分含量、c均相同，n同比例變化,（一邊倒、投料比相同）,等比等效,例3、在

40、一個(gè)盛有催化劑容積可變的密閉容器中，保持一定溫度和壓強(qiáng)，進(jìn)行以下反應(yīng)： N2 +3H2 2NH3 。已知加入1molN2和4molH2時(shí)達(dá)到平衡后生成amol NH3 (見下表“已知”項(xiàng))。在相同溫度、壓強(qiáng)下，保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)不變。對下列編號的狀態(tài)填寫表中的空白。,,恒溫恒壓,,平衡狀態(tài),?,等效平衡小結(jié),投料換算成相同物質(zhì)表示時(shí)量相同,兩次平衡時(shí)各組分百分量、n、c均相同,投料換算成相同物質(zhì)表示時(shí)等比例,兩次平衡時(shí)各組分百分量相同，n、c同比例變化,投料換算成相同物質(zhì)表示時(shí)等比例,兩次平衡時(shí)各組分百分量、c相同，n同比例變化,等效思想的應(yīng)用,放縮法,,反應(yīng)A(g)+B(g) C(

41、g)；H<0已達(dá)平衡,升高溫度,平衡逆向移動,當(dāng)反應(yīng)一段時(shí)間后反應(yīng)又達(dá)平衡,則速率對時(shí)間的曲線為,首先要把握大方向,即升溫使V正、V逆都變大,所以B不對；再看起點(diǎn)和終點(diǎn),由于原反應(yīng)是平衡的(V逆=V正),因而起點(diǎn)相同,又由于再次達(dá)到平衡(V正V逆),因而終點(diǎn)相同,故A不對；由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以升溫使V正和V逆都增大,但逆反應(yīng)增大得更多,故V逆更大,即V逆的曲線斜率大，故答案為C。,變式1,,加熱N2O5時(shí)，發(fā)生下列兩個(gè)分解反應(yīng)： N2O5 N2O3O2 ， N2O3 N2OO2；在1L密閉容器中加熱4mol N2O5達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)O2的濃度為4.50 mol/L， N2O3的濃度為1

42、.62 mol/L，求其他各物質(zhì)的平衡濃度。,解析：這是一個(gè)連續(xù)平衡的計(jì)算，計(jì)算思路為： 第一個(gè)反應(yīng)的平衡量作為第二個(gè)反應(yīng)的起始量,解：,起,變,平,,4mol,0,0,x,4mol-x,y,x-y,x+y,xy = 1.62,x +y = 4.50,解得：,x = 3.06 mol,y = 1.44 mol,故：c（N2O5）= (43.06)mol/1L=0.94mol/L,c（N2O ）= 1.44 mol/1L=1.44mol/L,x,x,x,x,x,x,0,y,y,y,碳酸甲乙酯(CH3OCOOC2H5)是一種理想的鋰電池有機(jī)電解液，生成碳酸甲乙酯的原理為：C2H5OCOOC2H5(

43、g)CH3OCOOCH3(g) 2CH3OCOOC2H5(g) 。其他條件相同CH3OCOOCH3 的平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度(T)、反應(yīng)物配比(R)的關(guān)系如下圖所示,在密閉容器中將1molC2H5OCOOC2H5和1molCH3OCOOCH3 混合加熱到 650 K，利用圖中的數(shù)據(jù)，求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù) K。,控制化學(xué)反應(yīng)條件的目的,控制反應(yīng)，讓反應(yīng)向我們需要的方向進(jìn)行。,對于有害的反應(yīng)：抑制,減緩反應(yīng)速率；,減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生，控制副反應(yīng)的發(fā)生；,三、化學(xué)反應(yīng)條件的控制,對于有利的反應(yīng)：促進(jìn),設(shè)法加快反應(yīng)速率以提高生產(chǎn)或工作效率；,設(shè)法促進(jìn)反應(yīng)的完成程度以提高原料的利用率或轉(zhuǎn)化率

44、。,控制化學(xué)反應(yīng)條件的方法,從反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度、壓強(qiáng)、催化劑的選擇等角度入手，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論，同時(shí)結(jié)合環(huán)境保護(hù)思想進(jìn)行分析。,如何充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量？,應(yīng)選擇什么樣的爐（灶）膛材料？理由是什么？,空氣用量對煤的充分燃燒有什么影響？為什么？,煤的狀態(tài)與煤燃燒的速率有何關(guān)系？與煤的充分燃燒有何關(guān)系？,粉碎固體原料，以增大其與氧氣的接觸面，加快反應(yīng)速率，同時(shí)可以提高原料的利用率；,空氣過量有利于煤的充分燃燒，提高煤的利用率；,爐膛應(yīng)該用隔熱、耐高溫材料，減少熱量的損失；,廢氣中的熱量可以加以利用，避免浪費(fèi)。,提高煤的燃燒效率,燃燒時(shí)要有適當(dāng)過量的空氣；, 固體燃料粉碎，液體燃料霧化,提高燃料的燃燒效率,盡可能使燃料充分燃燒，提高能量的轉(zhuǎn)化率；,燃料與空氣或氧氣要有足夠大的接觸面積。,盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放出的熱能，提高熱能的利用率；,,加熱使反應(yīng)速率增大，.,減緩或抑制橡膠與塑料老化的速率，延長使用壽命。,隔絕空氣和水分，防止金屬與之反應(yīng)。,使林木與火源脫離接觸，防止火勢擴(kuò)大，以利滅火。,硅膠可以吸收水分，防止食品、藥品受潮變質(zhì)。,