2018年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 2.2.3 反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響 第3課時(shí)課件 魯科版選修4.ppt
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1、第2章第2節(jié)第3課時(shí)反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響,學(xué)習(xí)目標(biāo),1、理解化學(xué)平衡移動(dòng)的概念和平衡移動(dòng)的條件。2、理解溫度、濃度改變對化學(xué)平衡的影響。3、掌握外界條件改變時(shí),平衡移動(dòng)的方向和平衡常數(shù)的關(guān)系。,知識回顧區(qū),在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度不再隨時(shí)間的延長而發(fā)生變化,正逆反應(yīng)速率相等,這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài),簡稱化學(xué)平衡。,化學(xué)平衡的定義:,①逆:可逆反應(yīng),②動(dòng):動(dòng)態(tài)平衡,③等:V正=V逆≠0,④定:各組分的濃度保持恒定,⑤變:外界條件改變會(huì)引起平衡狀態(tài)的改變,,(本質(zhì)特征),化學(xué)平衡狀態(tài)有哪些特征?,知識回顧區(qū),研究對象,知識復(fù)習(xí),化學(xué)反應(yīng)限度用什么來衡量?,1
2、、化學(xué)平衡常數(shù)2、平衡轉(zhuǎn)化率,閱讀課本P46回答下列問題:1、什么是化學(xué)平衡移動(dòng)?平衡移動(dòng)的方向?2、影響化學(xué)平衡移動(dòng)的外界條件有哪些?,這些條件的改變會(huì)對化學(xué)平衡產(chǎn)生怎樣的影響呢?,2NO2(g)N2O4(g)△H=-57.2kJmol-1紅棕色無色,減小,正向,增大,逆向,,1、溫度對化學(xué)平衡的影響,升高溫度,平衡向吸熱方向移動(dòng);降低溫度,平衡向放熱方向移動(dòng)。,,,正向,正向,,升高溫度,平衡向吸熱方向移動(dòng);降低溫度,平衡向放熱方向移動(dòng)。,降溫,[HI]=0.80molL-1[H2]=0.40molL-1[I2]=0.40molL-1,升溫,[HI]=1.20molL-1[H2]=0.20
3、molL-1[I2]=0.20molL-1,[N2]=19.5molL-1[H2]=38.5molL-1[NH3]=11molL-1,[N2]=20molL-1[H2]=40molL-1[NH3]=10molL-1,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H0,交流研討,溫度對化學(xué)平衡的影響是通過改變平衡常數(shù)實(shí)現(xiàn)的。,交流研討,△HK逆向T↓K↑Q0T↑K↑QK逆向,一增一減正向放熱,同增同減正向吸熱,aA(g)+bB(g)cC(g),遷移應(yīng)用,ΔH,,<,0,ΔH,,>,<,,>,>0,在一定體積的密閉容器中,反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的化學(xué)平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下
4、表:,回答下列問題:(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=。(2)該反應(yīng)的正反應(yīng)為反應(yīng)(填”吸熱”或”放熱”)。(3)某溫度下,平衡濃度符合下式:c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),可判斷此時(shí)的溫度為℃。,吸熱,830,遷移應(yīng)用,請根據(jù)提供的試劑和儀器,按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案證明上述預(yù)測。試劑:0.01molL-1FeCl3溶液、0.03molL-1KSCN溶液、1molL-1FeCl3溶液、1molL-1KSCN溶液儀器:膠頭滴管、點(diǎn)滴板等,溶液呈血紅色后加深,正向移動(dòng),,溶液呈血紅色后加深,,正向移動(dòng),2、濃度對化學(xué)平衡的影響,正向,逆向,請根據(jù)反應(yīng)Fe3+(aq)+3SCN-(aq
5、)Fe(SCN)3(aq)的平衡常數(shù)K與濃度商Q=的關(guān)系,討論改變反應(yīng)物或生成物濃度對化學(xué)平衡的影響。,QK,交流研討,改變濃度,若QK,平衡逆向移動(dòng)。,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=_197.8kJmol-1是硫酸制造工業(yè)的基本反應(yīng)。在生產(chǎn)中通常采用通入過量的空氣的方法。為什么?,提高O2在原料氣中的比例,使SO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高,從而降低生產(chǎn)成本。,原平衡狀態(tài),新平衡狀態(tài),平衡移動(dòng),,,溫度溫度對化學(xué)平衡的影響是通過改變平衡常數(shù)K來實(shí)現(xiàn)的,濃度濃度對化學(xué)平衡的影響是通過改變濃度商Q來實(shí)現(xiàn)的,精題點(diǎn)撥,在一定條件下,反應(yīng)CO+NO2CO2+NO達(dá)到平衡后,降低溫度,混合氣體的
6、顏色變淺。下列判斷正確的是()A.正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.正反應(yīng)為放熱反應(yīng)C.CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低D.各物質(zhì)的濃度不變,B,1.關(guān)節(jié)炎病因是在關(guān)節(jié)滑液中形成尿酸鈉晶體,尤其在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關(guān)節(jié)疼痛。其化學(xué)機(jī)理為:①HUr+H2OUr-+H3O+尿酸尿酸根離子②Ur-(aq)+Na+(aq)NaUr(s)下列對反應(yīng)②敘述中正確的是()A.正反應(yīng)的△H>0B.正反應(yīng)的△H<0C.升高溫度,平衡正向移動(dòng)D.降低溫度,平衡正向移動(dòng),,練習(xí),BD,練習(xí),2.在一定條件下,反應(yīng)H2(g)+Br2(g)2HBr(g)的△H<0,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)且其它條件不變時(shí):(1)如果升高溫度,平衡混合物的顏色;(2)如果在
7、體積固定的容器中加入一定量的氫氣,化學(xué)平衡移動(dòng),Br2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率(變大、變小或不變)。,3.鉻酸鉀(K2CrO4)與重鉻酸鉀(K2Cr2O7)有如下轉(zhuǎn)化:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O黃色橙紅色已知重鉻酸鉀的稀溶液呈橙紅色。(1)向重鉻酸鉀的稀溶液中加入NaOH,溶液呈色;(2)向(1)的溶液中再加入過量的H2SO4,溶液呈色;(3)向重鉻酸鉀的稀溶液中加入Ba(NO3)2溶液(BaCrO4為黃色沉淀),則平衡向移動(dòng)(填“左”或“右”)。,變深,正向,變大,黃,橙紅,左,一定溫度下,在密閉容器中發(fā)生的反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g);△H<0,向吸熱方向移動(dòng),向放熱方向移
8、動(dòng),正向移動(dòng),逆向移動(dòng),一定溫度下,在密閉容器中發(fā)生的反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g);△H<0假設(shè)K的數(shù)值為a,正向移動(dòng),逆向移動(dòng),2a,計(jì)算Q的數(shù)值并判斷平衡移動(dòng)的方向。,三支針筒中均抽入10mlNO2氣體,將針筒前端閉。原理:N2O42NO2(1)將第二支針筒活塞迅速推至5ml處(現(xiàn)象如下圖中abc所示)(2)將第三支針筒活塞迅速拉至20ml處。(現(xiàn)象如下圖中A1b1c1所示)請觀察針筒中氣體顏色變化,并嘗試用化學(xué)平衡移動(dòng)的觀點(diǎn)進(jìn)行解釋。,,,a1,b1,c1,,,,,,[觀察.思考],,,,,,b,c,,,,a,,,,,,,,,T℃時(shí),在密閉容器中發(fā)生的反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)
9、;△H<0假設(shè)K的數(shù)值為a,先變深后變淺,先變淺后變深,V↓c(NO2)↑,平衡正移c(NO2)↓,V↑c(diǎn)(NO2)↓,平衡逆移c(NO2)↑,a1,b1,c1,,,,,,,,,,,b,c,,,,a,,,,,,,在T℃時(shí)對下列處于化學(xué)平衡的三個(gè)反應(yīng)將壓強(qiáng)均增加至2倍(假設(shè)三個(gè)反應(yīng)在T℃時(shí)的K的數(shù)值分別為a、b、c),正向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減?。ā鳓詆<0),正向移動(dòng),b,不移動(dòng),4c,逆向移動(dòng),1、計(jì)算②、③Q的數(shù)據(jù),判斷加壓平衡的移動(dòng)方向。2、根據(jù)上表思考討論:加壓后平衡移動(dòng)方向與△υg的關(guān)系。,氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)不變(△υg=0),正向氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)增大(△υg>0),對于只涉及固體或液體的反應(yīng),壓強(qiáng)的
10、影響極其微弱,可以不予考慮,,B:減小壓強(qiáng),會(huì)使化學(xué)平衡向著氣體體積增大的方向移動(dòng)。,3、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響,結(jié)論:(在其它條件不變的情況下),(對于反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng)),A:增大壓強(qiáng),會(huì)使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動(dòng)。,(對于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)),特例:改變壓強(qiáng),化學(xué)平衡不移動(dòng)。,再如:,向氣體體積縮小的方向移動(dòng),向氣體體積增大的方向移動(dòng),N2(氣)+3H2(氣)2NH3(氣),4500C時(shí)N2與H2反應(yīng)合成NH3的數(shù)據(jù),分析:,煤氣中毒病人血液中的化學(xué)平衡:CO(g)+Hb(O2)O2(g)+Hb(CO)K=,思考:應(yīng)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析討論煤氣中毒后應(yīng)采取那些搶
11、救措施?,在密閉容器中的反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g);△H<0若僅改變影響平衡的一個(gè)條件,完成下表,向吸熱方向移動(dòng),減弱溫度的升高,向放熱方向移動(dòng),減弱溫度的降低,正向移動(dòng),減弱c(NO2)的增大,逆向移動(dòng),減弱c(NO2)的減小,正向移動(dòng),逆向移動(dòng),減弱壓強(qiáng)的增大,減弱壓強(qiáng)的減小,根據(jù)上表可以看出:在密閉體系中,如果僅改變影響平衡的一個(gè)條件(如溫度、濃度、壓強(qiáng))平衡將向_______________方向移動(dòng)。,減弱這個(gè)改變的,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(dòng)原理:改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)因素,平衡將向能夠減弱這種改變的方向
12、移動(dòng)。,,減弱的雙重含義:精析精練P41,(反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài))化學(xué)反應(yīng)的限度,平衡常數(shù),轉(zhuǎn)化率,第2節(jié)知識小結(jié),,,檢測反饋題1.壓強(qiáng)變化不會(huì)使下列化學(xué)反應(yīng)的平衡發(fā)生移動(dòng)的是()H2(g)+I2(g)2HI(g)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)C(s)+CO2(g)2CO(g),A,,2.促使化學(xué)平衡3H2(g)+N2(g)2NH3(g);△H0D.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,C,,作業(yè):1.完成課本52頁第3、4、6題。2.查找資料,分析工業(yè)合成氨是如何利用化學(xué)平衡移動(dòng)規(guī)律提高轉(zhuǎn)化率的?,等效平衡,等效平衡對于同一可逆反應(yīng)
13、,達(dá)平衡時(shí),任何相同的組分的含量(體積、物質(zhì)的量)均對應(yīng)相同,這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。,在恒溫恒容下,按不面同的投料方式進(jìn)行反應(yīng)平衡后各體系內(nèi)相同組分濃度是否對應(yīng)相同,三條途徑最終達(dá)同一平衡,由此得出什么規(guī)律?,在定溫定容的條件下,對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng),只改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同,則兩平衡等效.,定溫(T)定容(V)條件下的等效平衡,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(1)1mol1mol0mol0mol(2)0mol0mol2mol2mol“一邊倒”2mol2mol0mol0mol(3)
14、0mol1mol1mol1mol“一邊倒”1mol2mol0mol0mol,1.在一個(gè)固定體積的密閉容器中,加入2molA和2molB,發(fā)生如下反應(yīng):2A(氣)+2B(氣)3C(氣)+D(氣),達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為Wmol/L,若維持容器體積和溫度不變,按下列配比作為起始物質(zhì)達(dá)到平衡后,C的濃度仍為Wmol/L的是()A2molA+2molB+3molC+1molDB3molC+1molD+1molBC3molC+1molDD1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD,C,,2.在一固定容積的密閉容器中充入2molA和1molB,發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(g)xC(g),達(dá)到
15、平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)為W%。若維持容器體積和溫度不變,按0.6molA,0.3molB和1.4molC為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)仍為W%,則x值為()A、1B、2C、3D、4,B,在恒溫恒壓下,按不同的投料方式進(jìn)行如下反應(yīng)N2+3H22NH31mol3mol0mol2mol6mol0mol(3)2mol6mol2mol以上哪些投料方式在反應(yīng)達(dá)到平衡后,NH3在平衡混合物中的體積百分含量相同?由此得出什么規(guī)律?,定溫(T)定壓(p)條件下的等效平衡,改變起始加入情況,只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則達(dá)到平衡后與原平衡等效,將1molN2和3molH2充入一
16、可變?nèi)莘e的密閉容器中,在適當(dāng)溫度和催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3,反應(yīng)達(dá)平衡后測得NH3的體積分?jǐn)?shù)為m,若T、P恒定,起始時(shí)充入:xmolN2、ymolH2和zmolNH3,這樣為保持平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)仍為m,則x、y、z之間必須滿足的一般關(guān)系是___________。,外界條件:1、相同溫度相同容積2、相同溫度、相同壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng):1、反應(yīng)前后體積不變2、反應(yīng)前后體積改變,等同:1、達(dá)到平衡時(shí),濃度相同2、達(dá)到平衡時(shí),各組分的百分含量相同,某T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?jǐn)?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?jǐn)?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————。(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————。,
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