第三節(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)

第三節(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)第一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四1．了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性，了解可逆反應(yīng)的概念、特點(diǎn)。2．了解化學(xué)平衡建立的過程。3．理解化學(xué)平衡的特征。4．理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。

第二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四篤學(xué)一化學(xué)平衡狀態(tài)1.可逆反應(yīng)在

下，既能向

方向進(jìn)行又能向

方向進(jìn)行的反應(yīng)。在可逆反應(yīng)的表述中，約定采用“

”代替反應(yīng)方程式中的===，把從左向右的過程稱作

，從右向左的過程稱為

。相同條件正反應(yīng)逆反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)第三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四2．化學(xué)平衡的建立例如在一定條件下，把1molN2和3molH2充入某密閉容器中：第四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四3．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)和逆反應(yīng)的速率

，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的

或

保持

的狀態(tài)叫化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱為化學(xué)平衡。4．化學(xué)平衡的特征化學(xué)平衡的特征可以概括為逆、等、動(dòng)、定、變，即：(1)研究的對(duì)象是

反應(yīng)。(2)化學(xué)平衡的條件是v(正)和v(逆)

。(3)化學(xué)平衡是一種

平衡，此時(shí)反應(yīng)并未停止。(4)當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各組分的質(zhì)量(或濃度)為一

。(5)若外界條件改變，平衡可能發(fā)生

，并在新條件下建立新的平衡。相等物質(zhì)的量濃度恒定可逆相等動(dòng)態(tài)定值改變第五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四篤學(xué)二影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素1.化學(xué)平衡狀態(tài)的移動(dòng)通過改變反應(yīng)條件(溫度、

、氣體反應(yīng)的

)，而使平衡狀態(tài)

的現(xiàn)象，叫化學(xué)平衡狀態(tài)的移動(dòng)，簡稱

。2．影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素(1)濃度的影響

反應(yīng)物濃度或

生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；

反應(yīng)物濃度或

生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。濃度壓強(qiáng)發(fā)生變化平衡移動(dòng)增大減小減小減小第六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四(2)溫度的影響其他條件不變時(shí)，升高溫度，平衡向著

反應(yīng)方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向著

反應(yīng)方向移動(dòng)。(3)壓強(qiáng)的影響其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，會(huì)使平衡向著

的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，會(huì)使平衡向著

的方向移動(dòng)。(4)催化劑由于催化劑能夠

地改變正、逆反應(yīng)速率，因此它對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)

影響，但是使用催化劑，能改變反應(yīng)到達(dá)平衡所需的

。吸熱放熱氣體體積縮小氣體體積增大同等程度沒有時(shí)間第七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四3．勒夏特列原理如果改變影響平衡的條件之一(如：

、

以及

)，平衡就會(huì)向著

的方向移動(dòng)。提示根據(jù)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)及化學(xué)平衡移動(dòng)可知18O可能存在于SO2、O2及SO3中。溫度壓強(qiáng)參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度能夠減弱這種改變第八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四【慎思2】

將一定量的N2、H2充入某密閉容器中達(dá)到化學(xué)平衡，試畫出該過程的v-t圖像。提示此過程可用v-t圖像表示第九頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四提示③④⑦⑨第十頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四提示因?yàn)镃(s)的濃度為一常數(shù)，故增加其用量，化學(xué)反應(yīng)速率不變，平衡不發(fā)生移動(dòng)；若增加H2O(g)的量，則H2O(g)的濃度增大，使v(正)＞v(逆)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。第十一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四【慎思5】

對(duì)于任何一個(gè)化學(xué)平衡體系，采取以下措施，一定會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)的是(

)。A．加入一種反應(yīng)物B．增大體系的壓強(qiáng)C．升高溫度D．使用催化劑解析當(dāng)一個(gè)平衡體系中有固體存在時(shí)，增大固體的量(注意區(qū)別于增大固體的接觸面積)不會(huì)引起反應(yīng)速率的變化，平衡不移動(dòng)；對(duì)于一個(gè)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的可逆反應(yīng)，壓強(qiáng)的變化不會(huì)引起平衡的移動(dòng)；升高溫度，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)，因?yàn)槿魏位瘜W(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化(吸熱或放熱)；使用催化劑可以同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，所以化學(xué)平衡不移動(dòng)。答案C第十二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四1．判斷依據(jù)(1)v(正)＝v(逆)(2)反應(yīng)混合物中各組分的百分含量保持不變?？赡娣磻?yīng)具備這兩個(gè)依據(jù)之一(同時(shí)另一條件肯定也滿足)，則就達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，否則就沒達(dá)到。第十三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四2．判斷方法第十四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA的同時(shí)也生成了mmolA，即v(正)＝v(逆)平衡②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB的同時(shí)也消耗了pmolC，即v(正)＝v(逆)平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆)(平衡與否該式都成立)不一定平衡④在單位時(shí)間內(nèi)生成了nmolB的同時(shí)消耗了qmolD，均指v(逆)不一定平衡壓強(qiáng)①m＋n≠p＋q時(shí)，總壓強(qiáng)一定(其他條件一定)平衡②m＋n＝p＋q時(shí)，總壓強(qiáng)一定(其他條件一定)不一定平衡第十五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四第十六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四第十七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四答案A第十八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四(1)從化學(xué)平衡的本質(zhì)判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，必須同時(shí)表明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，且保證v(正)＝v(逆)。(2)從化學(xué)平衡的特征判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，要特別注意外界條件的限制及反應(yīng)本身的特點(diǎn)，如“恒溫、恒容”“體積可變”“體積不變”“全是氣體參加”等。第十九頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四第二十頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四解析答案D第二十一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四第二十二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四這類圖像的分析方法是“定一議二”，當(dāng)有多條曲線及兩個(gè)以上條件時(shí)，要固定其中一個(gè)條件，分析其他條件之間的關(guān)系，必要時(shí)，作一輔助線分析。第二十三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四(2)“先拐先平，數(shù)值大”原則在化學(xué)平衡圖像中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)先達(dá)到平衡，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線表示的溫度較高(如圖A)或表示的壓強(qiáng)較大(如圖B)。圖A表示T2＞T1，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。圖B表示p1＜p2，A是反應(yīng)物，正反應(yīng)為氣體總體積縮小的反應(yīng)，即a＋b＞c。第二十四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四第二十五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四第二十六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四第二十七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四第二十八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四下列有關(guān)說法正確的是(

)。A．x＝2，反應(yīng)開始2min內(nèi)，v(B)＝0.1mol·L－1·min－1B．t1時(shí)改變的條件是降溫，平衡逆向移動(dòng)C．t2時(shí)改變的條件可能是增大c(C)，平衡時(shí)B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大D．t3時(shí)可能是減小壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)；t4時(shí)可能是使用催化劑，c(B)不變第二十九頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四答案D第三十頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四解答圖像問題的方法技巧(1)不管是速率圖像還是平衡圖像，都要搞清縱、橫坐標(biāo)的含義，都要與化學(xué)原理相聯(lián)系，特別是與平衡移動(dòng)原理相聯(lián)系。(2)三步分析法：一看反應(yīng)速率是增大還是減??；二看v(正)、v(逆)的相對(duì)大??；三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。(3)四要素分析法：看曲線的起點(diǎn)；看曲線的變化趨勢(shì)；看曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)；看曲線的終點(diǎn)。

第三十一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四第三十二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四解析隨著溫度的升高，化學(xué)平衡應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以生成物C的體積分?jǐn)?shù)減小，反應(yīng)物的含量增大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小。增大體系的壓強(qiáng)，由于反應(yīng)的兩邊都是氣態(tài)物質(zhì)，所以正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都增大。而加入催化劑，只能加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，不能使平衡移動(dòng)，所以達(dá)到平衡后，各組分的濃度及體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該不變。答案A第三十三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四實(shí)驗(yàn)探究六外界因素對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繚舛?、溫度?duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響【實(shí)驗(yàn)儀器】試管、膠頭滴管、燒杯、裝有NO2氣體的連通燒瓶【實(shí)驗(yàn)藥品】0．005mol·L－1FeCl3溶液、飽和FeCl3溶液、0.01mol·L－1KSCN溶液、1mol·L－1KSCN溶液、0.01mol·L－1NaOH溶液。第三十四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四B．FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl其中，A適合于研究________對(duì)平衡的影響，B適合于研究________對(duì)平衡的影響。(填字母：a.濃度、b.溫度、c.壓強(qiáng))②研究方法：采用控制其他因素不變，改變其中一個(gè)因素的方法，并進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。第三十五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四(3)單一因素對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)影響的實(shí)驗(yàn)研究：①濃度實(shí)驗(yàn)原理Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(紅色)步驟1向盛有5mL0.005mol·L－1FeCl3溶液的試管中加入5mL0.01mol·L－1KSCN溶液，將溶液分別置于兩個(gè)試管中現(xiàn)象溶液顯紅色步驟2向其中一支試管滴加飽和FeCl3溶液4滴，振蕩向另一支試管中滴加1mol·L－1KSCN溶液4滴現(xiàn)象溶液紅色加深溶液紅色加深步驟3滴加0.01mol·L－1NaOH溶液3～4滴現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論第三十六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四②溫度第三十七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四解析(1)化學(xué)平衡狀態(tài)的本質(zhì)是正、逆反應(yīng)速率相等，是反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變。如果改變了外界條件，使正、逆反應(yīng)速率不再相等，平衡就發(fā)生了移動(dòng)。(2)反應(yīng)A中NO2為紅棕色，N2O4為無色，非常容易借助顏色的變化來研究溫度以及壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響；而B為溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，適合研究濃度對(duì)平衡的影響。第三十八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期四(3)①加入濃FeCl3溶液后，平衡正向移動(dòng)，使Fe(SCN)3濃度增大，紅色加深；加入濃KSCN溶液后，平衡同樣向正反應(yīng)方向移動(dòng)，引起混合物顏色加深；加入NaOH固體后，與FeCl3反應(yīng)，引起平衡逆向移動(dòng)，顏色變淺。②由于該反應(yīng)放熱，放入熱水中的球內(nèi)由于平衡逆向移動(dòng)，引起NO2濃度增大，顏色加深；反之，放入冷水中的球內(nèi)顏色變淺。(4)由此可以得出勒夏特列原理。第三十九頁，共四十二