化學選修4第二章第三節(jié)化學平衡

1、第二章第三節(jié)化學平衡第二章第三節(jié)化學平衡一、一、化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)1.可逆反應：在可逆反應：在相同條件相同條件下，既能向下，既能向正反應正反應方向進行方向進行又能向又能向逆反應逆反應方向進行的反應。采用方向進行的反應。采用“ ”連接。連接。硫酸銅晶體硫酸銅晶體飽和硫酸銅溶液飽和硫酸銅溶液例如：在一定條件下，把例如：在一定條件下，把1 mol N2和和3 mol H2充入某密充入某密閉容器中閉容器中2化學平衡的建立化學平衡的建立即：溶解速率即：溶解速率 = 結(jié)晶速率結(jié)晶速率達到了溶解的達到了溶解的平衡狀態(tài)，一平衡狀態(tài)，一種動態(tài)平衡種動態(tài)平衡3化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)一定條件下的可逆反應里，

2、正反應和逆反應的速率一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應的速率相相等等，體系中各物質(zhì)的，體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量物質(zhì)的量或或濃度濃度保持保持恒定恒定的狀態(tài)的狀態(tài)叫化學平衡狀態(tài)，簡稱為化學平衡。叫化學平衡狀態(tài)，簡稱為化學平衡。tVV正V逆V正=V逆4化學平衡的特征化學平衡的特征(1)“逆逆”：研究的對象是：研究的對象是可逆可逆反應。反應。(2)“等等”:化學平衡的條件是化學平衡的條件是v(正正)和和v(逆逆)相等相等。(3)“動動”:是一種是一種動態(tài)動態(tài)平衡，此時反應并未停止。平衡，此時反應并未停止。(4) “定定”當可逆反應達到平衡時，各組分的質(zhì)量當可逆反應達到平衡時，各組分的質(zhì)量(或或濃度濃

3、度)為一為一定值定值。(5) “變變”若外界條件改變，平衡可能發(fā)生若外界條件改變，平衡可能發(fā)生改變改變，并，并在新條件下建立新的平衡。在新條件下建立新的平衡。專題一專題一可逆反應達到化學平衡狀態(tài)的標志可逆反應達到化學平衡狀態(tài)的標志1判斷依據(jù)判斷依據(jù)(1)v(正正)v(逆逆)(2)反應混合物中各組分的百分含量保持不變。反應混合物中各組分的百分含量保持不變。(3)間接標志間接標志以反應以反應mA(g)+nB (g)=pC(g)為例為例：混合氣體的總壓強、總體積、總物質(zhì)的量不隨時間混合氣體的總壓強、總體積、總物質(zhì)的量不隨時間改變而改變而改改變變，(適用于適用于m+np 的反應的反應)混合氣體的平均相

4、對分子質(zhì)量、密度不隨時間改變混合氣體的平均相對分子質(zhì)量、密度不隨時間改變而而改變改變，(適用于適用于m+np 的反應的反應)各氣體體積、分壓、各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時間改變各氣體體積、分壓、各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時間改變(4)特殊標志：特殊標志：對于有色物質(zhì)參加反應，如果體系顏對于有色物質(zhì)參加反應，如果體系顏色不變，反應達到平衡對于吸熱或放熱反應，如果色不變，反應達到平衡對于吸熱或放熱反應，如果體系溫度不變，反應達到平衡體系溫度不變，反應達到平衡(5)在等系數(shù)的氣體反應中不能作為平衡判據(jù)的是：在等系數(shù)的氣體反應中不能作為平衡判據(jù)的是：氣體的總壓、氣體的總的物質(zhì)的量、混合氣體的平均氣體的總壓、氣體的

5、總的物質(zhì)的量、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量、混合氣體的密度、反應混合物平衡時相對分子質(zhì)量、混合氣體的密度、反應混合物平衡時物質(zhì)的量之比物質(zhì)的量之比反應反應mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)混合物體混合物體系中各成系中各成分的含量分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量、質(zhì)量或物質(zhì)各物質(zhì)的物質(zhì)的量、質(zhì)量或物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)一定的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)一定平衡平衡各氣體的體積或體積分數(shù)一定各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡平衡總體積、總壓強、總物質(zhì)的量一定總體積、總壓強、總物質(zhì)的量一定不一不一定定正正、逆逆反反應應速速率率的的關關系系在單位時間內(nèi)消耗了在單位時間內(nèi)消耗了m mol A的同時也的同時也生成了生成了m

6、mol A，即，即v(正正)v(逆逆)平衡平衡在單位時間內(nèi)消耗了在單位時間內(nèi)消耗了n mol B的同時也的同時也消耗了消耗了p mol C，即，即v(正正)v(逆逆)平衡平衡v(A) v(B) v(C) v(D)m n p q，v(正正)不一定等于不一定等于v(逆逆)(平衡與否該式都成立平衡與否該式都成立)不一定不一定在單位時間內(nèi)生成了在單位時間內(nèi)生成了n mol B的同時消的同時消耗了耗了q mol D，均指，均指v(逆逆)不一定不一定壓壓強強mnpq時，總壓強一定時，總壓強一定(其他條件一定其他條件一定)平衡平衡mnpq時，總壓強一定時，總壓強一定(其他條件一定其他條件一定)不一定不一定混

7、合氣混合氣體的平體的平均相對均相對分子質(zhì)分子質(zhì)量量(Mr)Mr一定，當一定，當mnpq時時(Mrm/n)平衡平衡Mr一定，當一定，當mnpq時時不一定不一定平衡平衡溫度溫度任何化學反應都伴隨著能量變化，任何化學反應都伴隨著能量變化，當體系溫度一定時當體系溫度一定時(其他不變其他不變)平衡平衡氣體的氣體的密度密度()密度一密度一定定m/V不一定不一定平衡平衡顏色顏色反應體系內(nèi)有有色物質(zhì)時，顏色穩(wěn)反應體系內(nèi)有有色物質(zhì)時，顏色穩(wěn)定不變定不變平衡平衡混合氣體的物質(zhì)的量不再變化混合氣體的物質(zhì)的量不再變化單位時間內(nèi)消耗單位時間內(nèi)消耗amolA,同時、生成同時、生成 3amolBA、B、C、D的分子數(shù)之比為

8、的分子數(shù)之比為1:3:2:2A. B. C. D.【例例1】 在一定溫度下在一定溫度下,下列敘述不是可逆反應下列敘述不是可逆反應A(氣氣)+3B(氣氣) 2C(氣氣)+2D(固固)達到平衡的標志的是達到平衡的標志的是C的生成的生成 速率與速率與C的分解速率相等的分解速率相等 單位時間內(nèi)生成單位時間內(nèi)生成amolA,同時生成同時生成3amolB A、B、C的濃度不再變化的濃度不再變化A、B、C的分壓強不再變化的分壓強不再變化混合氣體的總壓強不再變化混合氣體的總壓強不再變化反應速率反應速率v(H2)=v(I2)=1/2v(HI)一個一個H-H鍵斷裂的鍵斷裂的同時有兩個同時有兩個H-I鍵斷裂溫度和體

9、積一定時鍵斷裂溫度和體積一定時,容器內(nèi)壓容器內(nèi)壓強不再變化強不再變化 溫度和體積一定時溫度和體積一定時,混合氣體的顏色不混合氣體的顏色不再變化再變化 溫度和壓強一定時溫度和壓強一定時,混合氣體的密度不再變混合氣體的密度不再變化化 條件一定條件一定,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化【例例2】H2(g)I2(g)2HI(g) 達到平衡狀態(tài)標志是達到平衡狀態(tài)標志是c(H2)c(I2)c(HI)時時c(H2) c(I2) c(HI)1 1 2時時 c(H2)、c(I2)、c(HI)不再隨時間而改變不再隨時間而改變 單位時間內(nèi)生成單位時間內(nèi)生成n mol H2的同時生

10、成的同時生成2n mol HI 單位單位時間內(nèi)生成時間內(nèi)生成n mol H2的同時生成的同時生成n mol I2(2)平衡移動方向的判斷平衡移動方向的判斷:若條件變化引起若條件變化引起v正正v逆逆:平衡向正反應方向移動平衡向正反應方向移動若條件變化引起若條件變化引起v正正 v逆逆:平衡向逆反應方向移動平衡向逆反應方向移動若外界條件變化引起若外界條件變化引起v正正= v逆逆:舊平衡未被破壞，平舊平衡未被破壞，平衡不移動衡不移動二、影響化學平衡移動的因素二、影響化學平衡移動的因素1.化學平衡狀態(tài)的移動化學平衡狀態(tài)的移動(1)定義定義:通過改變反應條件，而使平衡狀態(tài)通過改變反應條件，而使平衡狀態(tài)發(fā)生

11、變化發(fā)生變化的現(xiàn)象，叫的現(xiàn)象，叫平衡移動平衡移動。2影響化學平衡移動的因素影響化學平衡移動的因素(1)濃度的影響濃度的影響 實驗實驗2-5 Cr2O72-（橙色橙色）+H2O CrO42-（黃色黃色）+2H+實驗實驗26FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl 現(xiàn)象現(xiàn)象:溶液變成溶液變成紅色紅色A.加少量加少量FeCl3紅色加深；紅色加深；B.加加少量少量KSCN紅紅色也加深；色也加深；思考思考加少量加少量NaOH溶液溶液顏色有何變化？顏色有何變化？ 結(jié)論結(jié)論 增大增大反應物濃度或反應物濃度或減小減小生成物濃度，平衡向正生成物濃度，平衡向正反應方向移動；反應方向移動；減小減小反應物濃

12、度或反應物濃度或增大增大生成物濃度，生成物濃度，平衡向逆反應方向移動。平衡向逆反應方向移動。 分析分析 增加反應物的濃度增加反應物的濃度,V,V正正 V V逆逆, ,平衡向右方向移動平衡向右方向移動V”V”正正 = V”= V”逆逆V V 逆逆V V, ,正正平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)速率速率- -時間關系圖：時間關系圖：減小反應物濃度減小反應物濃度平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)(2)溫度對化學平衡的影響溫度對化學平衡的影響實驗實驗2-72NO2(紅棕色）紅棕色） N2O4 (無色）無色） H=57kJ/mol熱水熱水冰水冰水(1)結(jié)論：其他條件不變時結(jié)論：其他條件不變時,升高溫度升高溫度,平衡向著平衡向著吸熱吸熱反

13、反應方向移動應方向移動;降低溫度降低溫度,平衡向著平衡向著放熱放熱反應方向移動。反應方向移動。(2)原因分析原因分析:在其它條件不變的情況下，升高溫度，在其它條件不變的情況下，升高溫度，不管是吸熱反應還是放熱反應，反應速率都增大，但不管是吸熱反應還是放熱反應，反應速率都增大，但吸熱反應增大的倍數(shù)大于放熱反應增大的倍數(shù)，故平吸熱反應增大的倍數(shù)大于放熱反應增大的倍數(shù)，故平衡向吸熱反應的方向移動。衡向吸熱反應的方向移動。(3)速率速率-時時間關系圖：間關系圖：2NO2 N2O4 H0(3)壓強的影響壓強的影響2.總結(jié)：總結(jié)：其他條件不變時其他條件不變時,增大壓強增大壓強,會使平衡向著會使平衡向著氣體

14、氣體分子數(shù)減小分子數(shù)減小的方向移動的方向移動;減小壓強減小壓強,會使平衡向著會使平衡向著氣體氣體分子數(shù)增大分子數(shù)增大的方向移動。的方向移動。1.前提條件：前提條件：反應體系中有氣體參加且反應反應體系中有氣體參加且反應 前后總體前后總體積發(fā)生改變。積發(fā)生改變。aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+bc+dV正正V逆逆t1 t V0t2V正正 =V逆逆V逆逆V正正增增大大壓壓強強3.速率速率-時間關系圖時間關系圖:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+b c+dV正正V逆逆t1 t V0t2V正正=V逆逆V逆逆V正正減減小小壓壓強強aA(g)+bB(g) cC(g)+d

15、D(g) a+bc+daA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+b=c+d4.特殊情況：特殊情況：(1)恒溫、恒容恒溫、恒容充入與反應無關氣體平衡不充入與反應無關氣體平衡不移動移動(2)恒溫、恒壓充入與恒溫、恒壓充入與反應無關氣體，平衡向氣體反應無關氣體，平衡向氣體分子數(shù)增多的方向移動分子數(shù)增多的方向移動(4)催化劑：由于催化劑能夠同等倍數(shù)地改變正、逆反催化劑：由于催化劑能夠同等倍數(shù)地改變正、逆反應速率，因此它對化學平衡的移動不影響，但是使用應速率，因此它對化學平衡的移動不影響，但是使用催化劑，能改變反應到達平衡所需的時間。催化劑，能改變反應到達平衡所需的時間。改變一個條件改變一個條

16、件化學平衡移動方向化學平衡移動方向平衡移動結(jié)果平衡移動結(jié)果濃濃度度增大反應物濃度增大反應物濃度向正反應方向移動向正反應方向移動反應物濃度減小反應物濃度減小減小反應物濃度減小反應物濃度向逆反應方向移動向逆反應方向移動反應物濃度增大反應物濃度增大增大生成物濃度增大生成物濃度向逆反應方向移動向逆反應方向移動生成物濃度減小生成物濃度減小減小生成物濃度減小生成物濃度向正反應方向移動向正反應方向移動生成物濃度增大生成物濃度增大壓壓強強增大體系壓強增大體系壓強向氣體體積減小的反應方向移動向氣體體積減小的反應方向移動體系壓強減小體系壓強減小減小體系壓強減小體系壓強向氣體體積增大的反應方向移動向氣體體積增大的反

17、應方向移動體系壓強增大體系壓強增大溫溫度度升高溫度升高溫度向吸熱反應方向移動向吸熱反應方向移動體系溫度降低體系溫度降低降低溫度降低溫度向放熱反應方向移動向放熱反應方向移動體系溫度升高體系溫度升高催催化化劑劑由于使用催化劑對正反應速率與逆反應速率影響的幅度是等同由于使用催化劑對正反應速率與逆反應速率影響的幅度是等同的所以平衡不移動。但應注意，雖然催化劑不使化學平衡移動，的所以平衡不移動。但應注意，雖然催化劑不使化學平衡移動，但使用催化劑可影響可逆反應達平衡的時間。但使用催化劑可影響可逆反應達平衡的時間?？偨Y(jié)總結(jié)影響化學平衡的條件小結(jié)影響化學平衡的條件小結(jié) 【例例5】對于任何一個化學平衡體系，采取

18、以下措對于任何一個化學平衡體系，采取以下措施，一定會使平衡發(fā)生移動的是施，一定會使平衡發(fā)生移動的是()。A.加入一種反應物加入一種反應物B.增大體系的壓強增大體系的壓強C.升高溫度升高溫度D.使用催化劑使用催化劑3.勒夏特列原理勒夏特列原理如果改變影響平衡的條件之一如果改變影響平衡的條件之一(如：如：溫度溫度、壓強壓強以及以及參參加反應的化學物質(zhì)的濃度加反應的化學物質(zhì)的濃度)，平衡就會向著，平衡就會向著能夠減弱這能夠減弱這種改變種改變的方向移動。的方向移動。【說明說明】(1)此原理只適用于已達平衡的體系此原理只適用于已達平衡的體系(2)平衡移動方向與條件改變方向相反平衡移動方向與條件改變方向相

19、反,如：增大濃度，如：增大濃度，平衡移向減小這種濃度的方向；增大壓強，向減小壓平衡移向減小這種濃度的方向；增大壓強，向減小壓強方向移動。強方向移動。(3)“減弱減弱”的含義的含義:平衡移動后結(jié)果變化的方向不變平衡移動后結(jié)果變化的方向不變,但程度減小但程度減小.例如增加反應物濃度平衡移動后該反應物例如增加反應物濃度平衡移動后該反應物濃度仍增加，只是增加的程度比沒有平衡移動時要小。濃度仍增加，只是增加的程度比沒有平衡移動時要小。二、濃度二、濃度 - 時間圖：時間圖：由右圖由右圖 (1)寫出化學反應方寫出化學反應方程式程式?(2)求反應物的轉(zhuǎn)化率求反應物的轉(zhuǎn)化率?【專題專題2】圖像專題圖像專題一、解

20、答要點一、解答要點(1)不管是速率圖像還是平衡圖像，都要搞清縱、橫坐不管是速率圖像還是平衡圖像，都要搞清縱、橫坐標的含義，都要與化學原理相聯(lián)系，特別是與平衡移標的含義，都要與化學原理相聯(lián)系，特別是與平衡移動原理相聯(lián)系。動原理相聯(lián)系。(2)三步分析法：一看反應速率是增大還是減??；二看三步分析法：一看反應速率是增大還是減??；二看v(正正)、v(逆逆)的相對大?。蝗椿瘜W平衡移動的方向。的相對大??；三看化學平衡移動的方向。(3)四要素分析法：看曲線的起點；看曲線的變化趨勢；四要素分析法：看曲線的起點；看曲線的變化趨勢；看曲線的轉(zhuǎn)折點；看曲線的終點?？辞€的轉(zhuǎn)折點；看曲線的終點。 例例1由右圖可知由右

21、圖可知(1)寫出化學反應方程式：寫出化學反應方程式：(2)求反應物的轉(zhuǎn)化率：求反應物的轉(zhuǎn)化率：規(guī)律規(guī)律1看起點和終點：分清反應物和生成物，看起點和終點：分清反應物和生成物，濃度濃度(或物質(zhì)的量或物質(zhì)的量)減小的是反應物，增大的是生成物，生減小的是反應物，增大的是生成物，生成物多數(shù)是以原點為起點成物多數(shù)是以原點為起點。規(guī)律規(guī)律2看變化趨勢看變化趨勢分清正反應和逆反應；分清濃度、壓強、溫度、加催分清正反應和逆反應；分清濃度、壓強、溫度、加催化劑等變化；分清化劑等變化；分清“突變突變”和和“漸變漸變”?？磮D看圖:說出反應起始時是從正反應、還是從逆反應開始說出反應起始時是從正反應、還是從逆反應開始:然后是改變什么條件然后是改變什么條件?化學平衡向什么方向移動化學平衡向什么方向移動?二、速度二、速度-時間圖：時間圖：(1) 已知引起平衡移動的因素已知引起平衡移