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文檔簡介
專題第三單元化學(xué)平衡移動第1頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日【復(fù)習(xí)】化學(xué)平衡狀態(tài)的定義:(化學(xué)反應(yīng)的限度)
一定條件下,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的狀態(tài).V正V逆V正=V逆vt0條件改變,使V正≠V逆原平衡被破壞,可見,化學(xué)平衡只有在一定的條件下才能保持.當(dāng)外界條件改變,舊的化學(xué)平衡將被破壞,并建立起新的平衡狀態(tài)。第2頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日條件改變建立新平衡破壞舊平衡一定時間化學(xué)平衡的移動
平衡1
v正=v逆≠0
各組分含量保持恒定v正,≠v逆,
各組分含量在不斷改變v正,,=v逆,,≠0各組分含量保持新恒定平衡2v正,=v逆,各組分含量不改變化學(xué)平衡不移動第3頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日一、化學(xué)平衡的移動改變外界條件,破壞原有的平衡狀態(tài),建立起新的平衡狀態(tài)的過程。外界條件發(fā)生變化。舊平衡條件改變v正≠v逆一段時間后新平衡3.移動的方向:由v正和v逆的相對大小決定。①若V正>V逆,平衡向正反應(yīng)方向移動。②若V正=V逆,平衡不移動。③若V正<V逆,平衡向逆反應(yīng)方向移動。1.概念:2.移動的原因:第4頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日條件改變Q變化Q與K關(guān)系平衡移動方向C反增大C生減小Q減小C生增大C反減小Q增大向逆反應(yīng)方向移動Q<KQ>K向正反應(yīng)方向移動2.濃度商Q判斷平衡移動方向
注:濃度商計算式中的濃度表示反應(yīng)進行到某一時刻的濃度,不一定是平衡濃度。第5頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日濃度【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)速率溫度壓強催化劑【思考】如何通過改變條件來打破舊平衡?可通過改變影響反應(yīng)速率的條件來打破原有平衡,建立新平衡。第6頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日二、影響化學(xué)平衡移動的條件已知重鉻酸根和鉻酸根離子間存在如下平衡:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+橙色黃色
實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論實驗1實驗2溶液由橙色向黃色轉(zhuǎn)變?nèi)芤河牲S色向橙色轉(zhuǎn)變減少生成物濃度,可使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動增大生成物濃度,可使化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動1.濃度的變化對化學(xué)平衡的影響第7頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日大量實驗表明,在其他條件不變的情況下,
增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度,平衡向生成物方向移動;
減小反應(yīng)物的濃度或增大生成物的濃度,平衡向反應(yīng)物方向移動。結(jié)論及應(yīng)用:工業(yè)上往往根據(jù)上述原理,通過適當(dāng)增加相對廉價的反應(yīng)物或及時分離出生成物的方法提高產(chǎn)量、降低成本。例如,在硫酸工業(yè)中常通入過量的空氣使二氧化硫充分氧化,以得到更多的三氧化硫。第8頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日t2V”正=V”逆V’逆V,正t3V正=V逆V正V逆t1t(s)
V(molL-1S-1)0平衡狀態(tài)Ⅰ平衡狀態(tài)Ⅱ增大反應(yīng)物濃度速率-時間關(guān)系圖:原因分析:增加反應(yīng)物的濃度,V正>V逆,平衡向正反應(yīng)方向移動;第9頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡增大反應(yīng)物的濃度0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡減小生成物的濃度增加反應(yīng)物濃度,減小生成物的濃度
V正>V逆,平衡向正反應(yīng)方向移動;第10頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日新平衡t0vV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)增大生成物的濃度0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡減小反應(yīng)物的濃度V’逆>V’正平衡逆向移動注意:增加固體或純液體的量,由于濃度不變,所以化學(xué)平衡不移動。增大生成物的濃度,減小反應(yīng)物的濃度第11頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日思考:1.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?
2.可逆反應(yīng)H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)在一定條件下達平衡狀態(tài),改變下列條件,能否引起平衡移動?CO濃度有何變化?①增大水蒸氣濃度②加入更多的碳③增加H2濃度增加氧氣的濃度①③注意在溶液中進行的反應(yīng),如果是稀釋溶液,反應(yīng)物濃度減小,生成物濃度減小,V(正)、V(逆)都減小,但減小的程度不同,總的結(jié)果是化學(xué)平衡向反應(yīng)方程式中化學(xué)計量數(shù)之和大的方向移動。第12頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日練習(xí)1:在0.1mol/LCH3COOH溶液中存在如下電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+對于該平衡,下列敘述正確的是()A.加入水時,平衡向逆反應(yīng)方向移動。B.加入少量氫氧化鈉固體,平衡向正反應(yīng)方向移動。C.加入少量0.1mol/LHCl溶液,溶液中c(H+)減小D.加入少量CH3COONa固體,平衡向正反應(yīng)方向移動B(2)增加碳,平衡,C(co).
2.在密閉容器中進行下列反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)△H﹥0達到平衡后,改變下列條件,則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化:不移動不變(1)增加CO2,平衡________,C(co)________。正向移動增大第13頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日A.加入氫氧化鈉平衡如何移動?B.加入NaHCO3固體,c(HClO)變化?C.加入濃HCl平衡如何移動?D.為什么Cl2用排飽和食鹽水法收集?E.加H2O,c(HClO)變化?F.久置氯水的成分是什么?為什么?3.反應(yīng)Cl2+H2OHCl+HClO。第14頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日二、壓強對化學(xué)平衡的影響1.根據(jù)圖2-21的數(shù)據(jù),分析壓強改變是如何影響合成氨的平衡的?N2(g)+3H2(g)2NH3(g)第15頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日二、壓強對化學(xué)平衡的影響2.對于某些有氣體參與的可逆反應(yīng),通過改變反應(yīng)容器的體積來改變體系的壓強,有可能使平衡發(fā)生移動。
請寫出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式,利用反應(yīng)物與生成物濃度的變化來解釋增大或減小體系的壓強對平衡的影響。正移逆移逆移正移不移動不移動第16頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日
一定TN2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡濃度:abc加壓一倍:2a2b2c減壓一半:1/2a1/2b1/2cK(平)=Q(加壓)=Q(減壓)=比較K(平)、Q(加壓)Q(減壓)的大???
一定T
H2(g)
+I2(g)
2HI(g)平衡濃度:abc加壓一倍:2a2b2c減壓一半:1/2a1/2b1/2cK(平)=Q(加壓)=Q(減壓)→平衡不移動。提醒:若沒有特殊說明,壓強的改變就默認為改變?nèi)萜魅莘e的方法來實現(xiàn),如增大壓強,就默認為壓縮氣體體積使壓強增大。第17頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日結(jié)論及應(yīng)用:對有氣體參加的可逆反應(yīng):aA(g)bB(g)若a>b,即正反應(yīng)方向是氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng),
增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動;若a=b,即反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng),改變反應(yīng)體系的壓強,平衡不發(fā)生移動;若a<b,即正反應(yīng)方向是氣體分子數(shù)目增大的反應(yīng),增大壓強,平衡逆向移動。第18頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日t0vV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡m+n﹥p+q0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡m+n﹤p+q增大壓強,平衡向著氣體分子數(shù)目減小的的方向進行mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)第19頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日減小壓強,平衡向著氣體分子數(shù)目減小的的方向進行m+n﹥p+q0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(逆)V’
(正)新平衡0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡m+n﹤p+qmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)第20頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日Vt0V(正)V(逆)⑤增大壓強⑥減小壓強Vt0V(正)V(逆)V正=V逆V正=V逆mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)m+n=p+q對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng),壓強改變,平衡不移動第21頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日注意:1.例:I2+H22HI△增大體系的壓強,平衡不移動,但濃度增大,顏色加深,速率加快!2.充入”惰性氣體”a恒壓當(dāng)成”減壓”b恒容速率不變,平衡不移動第22頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日練習(xí)1.在密閉容器中進行下列反應(yīng)CO2(g)+C(s)2CO(g)△H﹥0達到平衡后,改變下列條件,則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化:(2)減小密閉容器體積,保持溫度不變,則平衡;c(CO2)。(3)通入N2,保持密閉容器體積和溫度不變,則平衡;c(CO2)。
(4)通入N2,保持密閉容器壓強和溫度不變,則平衡;c(CO2)。
逆向移動增大不移動不變正向移動減小第23頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日測得NO2轉(zhuǎn)化率為a%.在其它條件不變時,再充入1molNO2,待新平衡建立時,又測NO2的轉(zhuǎn)化率為b%,問a、b值的大小關(guān)系。2.恒溫下,反應(yīng)aX(g)bY(g)+cZ(g)達到平衡后,把容器體積壓縮到原來的一半且達到新平衡時,X的物質(zhì)的量濃度由0.1mol/L增大到0.19mol/L,下列判斷正確的是()
A.a>b+cB.a<b+cC.a=b+cD.a=b=c
A3.在一密閉容器中充入1molNO2,建立平衡:2NO2N2O4b﹥a第24頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日4.
H2(g)+I2(g)2HI(g)反應(yīng)中達平衡時,加壓后下列說法正確的是()A.平衡不移動B.H2的物質(zhì)的量增大C.c(H2)增大E.H2%增大D.加壓后再達平衡的速率比原來要快5.在相同的A、B密閉容器中分別充入2molSO2和1molO2,在一定溫度下反應(yīng),并達新平衡:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。若A容器保持體積不變,B容器保持壓強不變.當(dāng)A中SO2的轉(zhuǎn)化率為25%時,B中SO2的轉(zhuǎn)化率為:A.25%B.大于25%C.小于25%D.無法判斷ACDB第25頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日6.已知N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)在一密閉容器中反應(yīng)達平衡后。①體積不變,充入一定量的稀有氣體平衡是否移動?②壓強不變,充入一定量的稀有氣體平衡是否移動?7.在容積相同的兩密閉容器A和B中,保持溫度為200℃,同時向A、B中分別加入amol和bmolHI(a>b),待反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)達到平衡后,下列說法正確()A.兩容器達到平衡,所需要時間:t(A)>t(B);B.平衡時,A、B容器內(nèi)氣體顏色一樣深淺;C.平衡時,I2蒸氣在混合氣體中的百分含量:A>B;D.HI的平衡分解率:α(A)=α(B)。D不移動逆移第26頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日2.根據(jù)圖2-21的數(shù)據(jù),分析溫度改變是如何影響合成氨的平衡的?N2+3H22NH3△<0三、溫度對化學(xué)平衡的影響第27頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日三、溫度對化學(xué)平衡的影響Co(H2O)62++4Cl-CoCl42-+6H2O
△H>0粉紅色
藍色紫色
藍色
粉紅色正移逆移第28頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日溫度對化學(xué)平衡的影響在其它條件不變的情況下:溫度升高,會使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動;溫度降低,會使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)的方向移動。規(guī)律:1、溫度升高時,正逆反應(yīng)速率均(),但
,故平衡向
方向移動;2、溫度降低時,正逆反應(yīng)速率均(),但
,故平衡向
方向移動;增大?(吸)>?(放)吸熱反應(yīng)減小?(吸)<?(放)放熱反應(yīng)第29頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日t0vV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡正反應(yīng)△H﹥
00vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡正反應(yīng)△H﹤0升高溫度升高溫度:V’(正)、V’(逆)均增大,但V(吸熱)>V(放熱),向吸熱反應(yīng)方向移動。第30頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日降低溫度正反應(yīng)△H﹥
00vtV(正)V(逆)原平衡V’
(逆)V’
(正)新平衡0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡正反應(yīng)△H﹤
0降低溫度:V’(正)、V’(逆)均減小,但V(放熱)>V(吸熱),向放熱反應(yīng)方向移動。第31頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日t0vV(正)V(逆)原平衡V’
(吸)V’
(放)新平衡0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(放)V’
(吸)新平衡升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動第32頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日四、催化劑對化學(xué)平衡的影響
催化劑降低了反應(yīng)的活化能,正反應(yīng)的活化能降低,逆反應(yīng)的活化能也降低,正反應(yīng)的活化分子百分數(shù)增加幾倍,逆反應(yīng)的活化分子百分數(shù)也增加幾倍,正逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)相等,加催化劑,不能使平衡發(fā)生移動,只影響到達平衡的時間.第33頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日四.催化劑對化學(xué)平衡的影響:VV正=V逆t1T(s)0V’正=V’逆0vV(正)V(逆)原平衡t新平衡使用催化劑V正、V逆都增大,且增大的幅度相等平衡不移動(但到達平衡時間縮短)第34頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日t1t2t產(chǎn)物含量使用催化劑AE6.如圖表示一定條件下可逆反應(yīng):X(g)+Y(g)2Z(g)+Q(S).若使a曲線變成b曲線,可采取的措施是()A.加入催化劑B.增大Y的濃度C.升高溫度D.減小體系的壓強E.增大體系的壓強baX的轉(zhuǎn)化率t第35頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日
增大(減小)反應(yīng)物濃度或減小(增大)生成物濃度,平衡朝著正(逆)反應(yīng)方向移動;增大(減小)體系壓強,平衡朝著氣態(tài)物質(zhì)減少(增多)的方向移動;升高(降低)體系溫度,平衡朝著吸(放)熱方向移動。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:改變影響化學(xué)平衡的一個因素,平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動。
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。平衡移動的本質(zhì)第36頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日化學(xué)平衡移動原理——勒夏特列原理
如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、溫度、或壓強等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。注意:①是“減弱”這種改變,不是“消除”這種改變②勒夏特列原理適用于任何動態(tài)平衡體系(如:溶解平衡、電離平衡、沉淀平衡、水解平衡等),未平衡狀態(tài)不能用此來分析③平衡移動原理只能用來判斷平衡移動方向,但不能用來判斷建立平衡所需時間。第37頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日條件的改變平衡移動的方向平衡移動的結(jié)果增大反應(yīng)物濃度減小生成物濃度升高溫度
降低壓強正反應(yīng)方向減弱反應(yīng)物濃度增大的趨勢正反應(yīng)方向吸熱反應(yīng)的方向氣體體積增大的反應(yīng)方向減弱生成物濃度減小的趨勢減弱溫度升高的趨勢減弱壓強降低的趨勢外界條件對化學(xué)平衡移動的影響第38頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日在500℃時,2SO2+O22SO3;△H<0的平衡體系里,若只改變下列條件,請把影響結(jié)果填入表中。改變的條件正反應(yīng)速率對平衡的影響SO2的轉(zhuǎn)化率增大O2濃度增大SO2濃度減小SO3濃度增大壓強升高溫度使用催化劑體積不變充入氖氣增大向正方向移動增大增大向正方向移動減小向正方向移動增大增大向正方向移動增大增大向逆方向移動降低增大不移動不變不變不移動不變降低第39頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日1.溫度或壓強的變化,引起平衡向正反應(yīng)方向移動時,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定升高,反之亦然。()平衡移動方向和反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的關(guān)系2.濃度變化引起平衡向正反應(yīng)方向移動時,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定升高。()①若a=b+c,轉(zhuǎn)化率不變②若a>b+c,轉(zhuǎn)化率升高③若a<b+c,轉(zhuǎn)化率降低當(dāng)反應(yīng)物只有一種時:aA(g)
bB(g)+cC(g)增加A量,平衡向正反應(yīng)方向移動,A的轉(zhuǎn)化率取決于氣體物質(zhì)的系數(shù):
①增加A量,平衡向正反應(yīng)方向移動,A的轉(zhuǎn)化率降低,B的轉(zhuǎn)化率升高;(2)當(dāng)反應(yīng)物不止一種時:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)第40頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日(a)a+b=c+d,轉(zhuǎn)化率不變。(b)a+b<c+d,轉(zhuǎn)化率降低。(c)a+b>c+d,轉(zhuǎn)化率升高。判斷正誤()或()1.平衡向正反應(yīng)方向移動,則向正反應(yīng)方向的速率一定比原平衡時大。2.平衡向正反應(yīng)方向移動,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大。3.在有氣體參與的平衡中,充入“惰氣”,化學(xué)平衡一定發(fā)生移動。4.平衡體系中,增大某一反應(yīng)物的濃度時,生成物在混合物中的質(zhì)量分數(shù)一定回增大。②若按原比例同倍數(shù)增加A、B的量.平衡向正反應(yīng)方向移動,轉(zhuǎn)化率取決于氣體物質(zhì)的系數(shù):第41頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日1.下列事實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.實驗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D課堂練習(xí)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①生成物的百分含量一定增加②生成物的產(chǎn)量一定增加③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大④反應(yīng)物濃度一定降低⑤正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率⑥使用了合適的催化劑A.①②B.②⑤C.③⑤D.④⑥B第42頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日BC3.在高溫下,反應(yīng)2HBr(g)H2(g)+Br2(g)(正反應(yīng)吸熱)達到平衡,要使混氣顏色加深,可采取的方法是()A.減壓B.縮小體積C.升溫D.增大H2濃度4.密閉容器中mA(g)+nB(g)pC(g),反應(yīng)達到平衡,經(jīng)測定增大壓強P時,A的轉(zhuǎn)化率隨P而變化的曲線如下圖.則:(1)增大壓強,A的轉(zhuǎn)化率____平衡向
移動,達到平衡后,混合物中C的濃度________。(2)上述方程式中的系數(shù)m、n、p的正確關(guān)系是
,(3)當(dāng)降低溫度時,C的濃度減小,正反應(yīng)是____熱反應(yīng)。增大m+n>p增大吸A的轉(zhuǎn)化率P正反應(yīng)方向第43頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日練習(xí)5:用來表示可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)2C(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))的正確圖像為()的質(zhì)量分數(shù)C0時間100℃500℃ABV0溫度V(逆)V(正)V0壓強CV(正)V(逆)的轉(zhuǎn)化率A0壓強D500℃100℃AC第44頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日6、對于反應(yīng):2A+B2C在反應(yīng)過程中C的百分含量隨溫度變化如右圖所示,則:⑴T0對應(yīng)的V正與V逆的關(guān)系是_____________.⑵正反應(yīng)為_________熱反應(yīng).⑶A、B兩點正反應(yīng)速率的大小關(guān)系是________________.⑷溫度T<T0時,C%逐漸增大的原因是_______________.C%T0T0BA···CT第45頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日4.如圖曲線是在其他條件一定時,反應(yīng):2NO2N2O4;△H
<O中,NO2最大轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線.圖上標(biāo)有A、B、C、D、E5點,其中表示未達到平衡狀態(tài)且V(正)>V(逆)的點是()A.BB.CC.DD.A或EB3.對于可逆反應(yīng):A(g)+2B(g)2C(g);△H>0,下列圖像中下列的是()。D第46頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日課堂練習(xí):1.反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g)(正反應(yīng)放熱),從正反應(yīng)開始經(jīng)t1時間達到平衡狀態(tài),在t2末由于條件變化,平衡受到破壞,在t3時達到新的平衡,下圖表示上述反應(yīng)過程中物質(zhì)的濃度與反應(yīng)時間的變化關(guān)系,試問圖中的曲線變化是由哪種條件的改變引起的?()A.增大X或Y的濃度B.增大壓強C.增大Z濃度D.降低溫度D第47頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日5.在一定體積密閉容器中,進行如下反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下:(1)k的表達式為:
(2)該反應(yīng)為
反應(yīng)(“吸熱”或“放熱”)
t/oC70080083010001200k0.60.91.01.72.6吸熱
(3)能判斷該反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)()A.容器中壓強不變B.混合氣體中CO濃度不變C.v(H2)正=v(H2O)逆D.c(CO2)=c(CO)
BC
(4)若c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),此時溫度為_______
830oC第48頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日5.在已經(jīng)處于化學(xué)平衡的體系中,如果下列量發(fā)生變化一定能表明平衡發(fā)生移動是()A.反應(yīng)混合物的濃度B.正、逆反應(yīng)速率C.反應(yīng)混合物的壓強E.反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率D.各組分所占的百分含量速率改變,平衡不一定移動,只有改變V正≠V逆后才會移動.6.下圖表示可逆反應(yīng):A(g)+B(g)C(g),當(dāng)增大壓強時,平衡由a點移動到b點,正確的曲線是()。B第49頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日化學(xué)平衡移動的原因移動因果原因:外界條件改變,V(正)=V(逆)V(正)=V(逆)結(jié)果:再次V(正)=V(逆)方向:V(正)>V(逆)V(正)<V(逆)向正反應(yīng)方向移動向逆反應(yīng)方向移動第50頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
△=-92.4kJ·mol-1已知N2與H2反應(yīng)合成NH3是一個可逆反應(yīng),其熱化學(xué)方程式為:特點:①可逆反應(yīng)②放熱③氣體體積減小的反應(yīng)。工業(yè)生產(chǎn)主要要考慮:
經(jīng)濟效益與社會效益基本要求:a.反應(yīng)快(反應(yīng)速率問題)b.原料利用率高(平衡問題)c.單位時間內(nèi)產(chǎn)量高
(速率快、平衡右移)第51頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日
合成氨的工藝流程如圖2-24所示.在工業(yè)生產(chǎn)中,可以通過以下途徑來提高合成氨的產(chǎn)率.請利用有關(guān)知識分析采取這些措施的原因。1.向反應(yīng)器中注入過量N2。2.采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?.在高壓下進行反應(yīng)。4.在較高溫度下進行反應(yīng)。分別從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡兩個角度分析合成氨的合適條件。高溫高壓使用高壓低溫?zé)o影響第52頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日⑴注入過量N2,及時分離NH3;原因:提高ν和αH2,平衡向正反應(yīng)方向移動⑵使用催化劑原因:降低Ea,提高ν⑶增大壓強:20~50MPa原因:提高ν,平衡向正反應(yīng)方向移動⑷升高溫度:約500℃原因:提高ν,該溫度下,催化劑活性高[問題思考]工業(yè)實際生產(chǎn)中除了要考慮反應(yīng)進行的限度以外還要兼顧什么?反應(yīng)速率、動力、材料、設(shè)備等因素⑸原料循環(huán)使用。第53頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日信息提示!有關(guān)化學(xué)平衡的計算規(guī)則和化學(xué)平衡移動原理有著廣泛的適用性,可用于研究所有的化學(xué)動態(tài)平衡,如后續(xù)即將討論的電離平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡等。我們要學(xué)會用平衡的觀點去解釋有關(guān)的化學(xué)現(xiàn)象,揭示化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律。第54頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日練習(xí)與實踐1.某一化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)物和生成物都是氣體,改變下列條件一定能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動的是()A.增大反應(yīng)物濃度B.減小反應(yīng)容器的體積C.增大生成物濃度D.升高反應(yīng)溫度2.壓強變化不會使下列化學(xué)反應(yīng)的平衡發(fā)生移動的()A.Fe2O3(g)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)B.N2+3H22NH3C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)D.C(s)+CO2(g)2CO(g)3.已知化學(xué)反應(yīng)2A(?)+B(g)2C(?)達到平衡,當(dāng)增大壓強時,平衡向逆反應(yīng)方向移動,則()A.A是氣體,C是固體B.A、C均為氣體C.A、C均為固體D.A是固體,C是氣體第55頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日4.反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)△H<0達平衡后,將氣體混合物的溫度降低,下列敘述中正確的是()A.V(正)增大,V(逆)減小,平衡向正反應(yīng)方向移動B.V(正)減小,V(逆)增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動C.V(正)和V(逆)都減小,平衡向正反應(yīng)方向移動D.V(正)和V(逆)都減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動5.一定條件下,二氧化氮和四氧化二氮之間存在下列平衡:2NO2(g)N2O4(g)在測定NO2的相對分子質(zhì)量時,下列條件中測定結(jié)果誤差最小的是()A.溫度130℃、壓強3.03×105PaB.溫度25℃、壓強1.01×105PaC.溫度130℃、壓強5.05×104PaD.溫度0℃、壓強5.05×104pa第56頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日6.在一密閉容器中,反應(yīng)aA(g)bB(g)達平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當(dāng)達到新的平衡時,B的濃度是原來的60%,則()A.平衡向正反應(yīng)方向移動了B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減小了C.物質(zhì)B的質(zhì)量分數(shù)增加了D.a>b第57頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日8.在硫酸工業(yè)中有如下反應(yīng):請回答以下問題:(1)為什么在生產(chǎn)上要用過量的空氣?(2)為什么要使用催化劑?(3)為什么不在高溫下進行反應(yīng)?2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H<0在一密閉體系中達到化學(xué)平衡。(1)請寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式:(2)請說明改變下列條件時,平衡如何移動。a.壓強不變,升高溫度;b.保持溫度不變,縮小容器的體積;c.保持體積不變,通入氫氣。7.在一定條件下,反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g)△H<0第58頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日
化學(xué)平衡狀態(tài)只有在一定的條件下才能保持.當(dāng)外界條件改變時,原有平衡狀態(tài)被破壞,一段時間后會達到新的平衡狀態(tài).化學(xué)平衡的移動,就是改變外界條件,破壞原有的平衡狀態(tài),建立起新的平衡狀態(tài)的過程。第59頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日【探究】建立等效平衡狀態(tài)的途徑恒溫恒容過程:2SO2+O2
2SO3。2molSO21molO2開始2molSO3開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)1molSO20.5molO21molSO3③②①這種各組分的含量相同的平衡狀態(tài)叫等效平衡。第60頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日濃度/mol·L-1時間/s0.001.002.001.580.21濃度/mol·L-1t2HIH2或I20.001.002.001.580.21t1時間/sHIH2或I2從正反應(yīng)開始從逆反應(yīng)開始1molH2+1molI22molHI相當(dāng)于在425℃時,在1L密閉容器中進行反應(yīng):H2+I2
2HI,達到平衡,分別說明下列各圖所示的涵義。由圖中的事實可以說明化學(xué)平衡具有哪些特征?
第61頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日一、等效平衡的概念在相同的條件下的同一個可逆反應(yīng),反應(yīng)無論經(jīng)過何種途徑,達到平衡時,只要同種物質(zhì)的體積分數(shù)相同,這樣的平衡稱為等效平衡。概念的理解:(1)相同的條件:通常指:①同T同V,②同T同P(2)相同的平衡狀態(tài):通常是指平衡混合物各組分的百分含量(指質(zhì)量、體積、物質(zhì)的量等)相同,但各組分的物質(zhì)的量、濃度可能不同。(3)建立平衡狀態(tài)的途徑:①可加入反應(yīng)物,從正反應(yīng)方向開始②可加入生成物,從逆反應(yīng)方向開始③也可從加入反應(yīng)物和生成物,從正、逆反應(yīng)方向同時開始第62頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日例1在一定的溫度下,把2molSO2和3molO2通入一定容積的密閉容器里,發(fā)生如下反應(yīng):2SO2+O22SO3.若該容器維持恒溫恒容,用a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2、和SO3的物質(zhì)的量,達到平衡時反應(yīng)混合物中三種氣體的物質(zhì)的量濃度仍跟上述平衡時相同。則:⑴若a=0,則b=
,c=
,⑵a、b、c取值必須滿足一般的條件:
,
。2.251.5a+c=2b+c/2=3例2一定溫度下,一定容積的密閉容器里,加入2molSO2和3molO2,發(fā)生如下反應(yīng):2SO2+O22SO3,達到平衡時SO3為xmol.若該容器維持恒溫恒壓,用a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量,達到平衡時反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時相同。⑴a、b、c滿足的關(guān)系
。⑵平衡時SO3的物質(zhì)的量為
。(a+c)/(b+c/2)=2/3(a+c)x/2mol第63頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日例3.一定溫度下,一定容積的密閉容器里,加入1molH2和2molI2,發(fā)生如下反應(yīng):H2+I22HI,達到平衡時HI為體積分數(shù)為ω。用a、b、c分別代表初始加入的H2、I2和HI的物質(zhì)的量,達到平衡時反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時相同.下列情況下a、b、c滿足的關(guān)系及HI的濃度變化⑴若該容器維持恒溫恒容?⑵若該容器維持恒溫恒壓?例4.將各2.0mol的SO2、SO3氣體混合于固定體積的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),達到平衡時SO3為nmol.在相同溫度下,分別按下列配比在相同密閉容器中放入起始物質(zhì),平衡時SO3等于nmol的()
A.1.6molSO2+0.3molO2+0.4molSO3
B.4.0molSO2+1.0molO2
C.2.0molSO2+1.0molO2+2.0molSO3
D.3.0molSO2+0.5molO2+1.0molSO3BD第64頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日條件等效條件結(jié)果恒溫恒容(△n(g)≠0)恒溫恒容(△n(g)=0)恒溫恒壓等效平衡小結(jié)投料換算成相同物質(zhì)表示時量相同兩次平衡時各組分百分量、n、c均相同
投料換算成相同物質(zhì)表示時等比例兩次平衡時各組分百分量相同,n、c同比例變化
投料換算成相同物質(zhì)表示時等比例兩次平衡時各組分百分量、c相同,n同比例變化第65頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日例:在一個1L的密閉容器中,加入2molA和1molB,發(fā)生下述反應(yīng):2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)達到平衡時,C的濃度為1.2mol/L,C的體積分數(shù)為a%;維持容器的體積和溫度不變,按下列配比作為起始物質(zhì),達到平衡后,C的濃度仍是1.2mol/L的是()A.3molC+xmolD(x>0.6)B.1molA+0.5molB+1.5molC+xmolD(x>0.1)C.2molA+1molB+xmolD(x≥0)D.1molA+0.5molB+4.5molC+xmolD(x>0.7)3.對于有固體參加的可逆反應(yīng):處理方法:①不考慮固體物質(zhì),先進行等效轉(zhuǎn)化,應(yīng)符合上述的規(guī)律。②根據(jù)題意計算出達到平衡時選定物質(zhì)的物質(zhì)的量,以及所需的固體物質(zhì)的最小量,那么,只要固體物質(zhì)的起始投料大于這個最小量即可保證達到同一平衡狀態(tài)(因為固體物質(zhì)的量多與少不影響化學(xué)反應(yīng)速率或化學(xué)平衡)ABC第66頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日1:在一個1L的密閉容器中,加入2molA和1molB,發(fā)生下述反應(yīng):2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)
達到平衡時,C的體積分數(shù)為a%.維持容器的體積和溫度不變,按下列配比作為起始物質(zhì),達到平衡后,C的體積分數(shù)為a%是()ABA.3molC+1molDD.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.1molA+0.5molB+1.5molC2.在一個1L的密閉容器中,加入2molA和1molB,發(fā)生下述反應(yīng):2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)
達到平衡時,C的濃度為1.2mol/L.維持容器的體積和溫度不變,按下列配比作為起始物質(zhì),達到平衡后,C的濃度仍為1.2mol/L的是()A.0.3molC+0.1molDB.1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molDC.3molC+1molD+1molBD.4molA+2molBB第67頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日3.在一定溫度下,把2molSO2和1molO2通入一個一定容積的密閉容器里,發(fā)生如下反應(yīng):2SO2+O2
2SO3當(dāng)此反應(yīng)進行到一定程度時,反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài).現(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).如果a、b、c取不同的數(shù)值,它們必須滿足一定的相互關(guān)系,才能保證達到平衡時反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時的完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>
(1)若a=0,b=0,則c=___________。
(2)若a=0.5,則b=_________,c=
_________。
(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(用兩個方程式表示,其中一個只含a和c,另一個只含b和c):_____,_____。20.251.5a+c=22b+c=2第68頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日6.在一個1L的密閉容器中,加2molA、1molB,發(fā)生下述反應(yīng):2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)達到平衡時,C的濃度為1.2mol/L,C的體積分數(shù)為a%.維持容器的壓強和溫度不變,按下列配比作為起始物質(zhì),達到平衡后,C的濃度不是1.2mol/L(或C的體積分數(shù)不是a%)的是()D7.在一恒定容器中充入2molA和1molB,發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)xC(g),達到化學(xué)平衡以后,C的體積分數(shù)為a.若在恒溫恒容下,按0.6mol的A、0.3mol的B、1.4mol的C為起始物質(zhì),達到化學(xué)平衡后,C的體積分數(shù)仍為a,則x為()。
A.1B.2C.3D.無法確定BCA.3molC+1molDB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.4molA+2molBD.1molA+0.5molB+1.5molC第69頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日2.某溫度下,向某密閉容器中加入1molN2和3molH2,使之反應(yīng)合成NH3,平衡后測得NH3的體積分數(shù)為m.若T不變,只改變起始加入量,使之反應(yīng)平衡后NH3的體積分數(shù)仍為m,若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示應(yīng)滿足:(1)恒定T、V:[1]若X=0,Y=0,則Z=_______________。[2]若X=0.75,Y=_________,Z=___________。[3]X、Y、Z應(yīng)滿足的一般條件是_____________。2mol2.25mol0.5molX+Z/2=1,Y+3Z/2=3(2)恒定T、P:[1]若X=0、Y=0,則Z
。[2]若X=0.75,則Y
Z
。[3]X、Y、Z應(yīng)滿足的一般條件是__________。>0=2.25mol≥0Y=3X,Z≥0第70頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日H2(g)+I2(g)2HI(g)1molH21molI2開始H2a%I2b%HI
c%平衡狀態(tài)3.在恒溫恒容時下列能與下圖達到等效平衡的是()A.1molHIB.2molH2+3molI2C.1molH2+1molI2+1molHID.0.6molH2+0.5molI2+1molHIAC4.在一定溫度下保持壓強相等的密閉容器中,充入1molA、2molB發(fā)生A+B2C+D,達到平衡時A的含量為w,下列物質(zhì)組合充入該容器中,A的含量仍為w的是()A.2molC+1molDB.1molB+2molC+1molDC.1molA+1molBD.1molA+4molB+4molC+2molDBD第71頁,共78頁,2023年,2月20日,星期日4.在固定體積的密閉容器內(nèi),加入2molA、1molB,發(fā)生反應(yīng):A(g)+B(g)2C(g)達到平衡時,C的質(zhì)量分數(shù)為W.在相同(T、V)條件下,按下列情況充入物質(zhì)達到平衡時C的質(zhì)量分數(shù)仍為W的是()A.2molCB.3molCC.4molA、2molBD.1molA、2molCCD7.在恒溫、恒壓的條件下,向可變?nèi)?/p>
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