内容正文:
第二节 化学平衡
第3课时
第二章 化学反应速率与化学平衡
1
1、打开一罐可乐,看到大量气泡冒出。
2、人在CO中毒之后需要转移至空旷通风氧气充足的地方(已知化学方程式(中毒原理):HbO2 + CO ⇌HbCO + O2),想一想这是什么原理呢?
真实情境
化学平衡1
v正 = v逆
平衡改变
v正 ≠ v逆
化学平衡2
v正′= v逆′
条件改变
新平衡
一定时间
原平衡
不平衡
化学平衡的移动:
原有平衡状态
新的平衡状态
达到
一、化学平衡的移动
1.概念理解
v正> v逆
平衡正移
v正< v逆
平衡逆移
v正= v逆
平衡不移动
(1)速率判断:
2.平衡移动判断方法
Q<K,反应向正方向进行
Q = K,反应达到平衡状态
Q >K,反应向逆方向进行
对于一般的可逆反应:
mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)+qD(g)
(2)浓度商判断:
1. 如何通过改变条件来打破旧平衡?
可通过改变影响反应速率的条件来打破原有平衡,建立新平衡。
2.影响化学反应速率的外界条件主要有哪些?
化学反应速率
浓 度
温 度
思考与讨论
压强
催化剂
二、影响化学平衡的因素
1.浓度对化学平衡的影响
【实验2-1】
实验原理
实验步骤
实验现象 b中______________ c中______________
溶液颜色变浅
溶液颜色变深
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3
浅黄 无色 红色
【结论】
增大C反应物
减小C生成物
减小C反应物
增大C生成物
平衡正方向移动
平衡逆方向移动
v正>v逆
v正<v逆
其它条件不变时:
【图像分析】
增大反应物浓度
v(正)
v(逆)
若 t1 时刻增大反应物浓度,正、逆反应速率瞬间怎么变化?后续又如何变化?
试着画出减小反应物浓度、增大生成物浓度、减小生成物浓度的 v – t 图
①改变固态或纯液态的量,化学平衡不移动.
②作为离子反应,只有改变实际参加反应的离子浓度,才对平衡有影响。
如, Fe3+ + 3SCN- ⇌ Fe(SCN)3
加入KCl,对平衡无影响。
③反应物有两种或两种以上, 增加一种物质的浓度, 该物质的平衡转化率降低, 而其他物质的转化率提高。
应用:
工业生产时,适当增大廉价反应物浓度来提高另一反应物的转化率,以降低生产成本。
注意事项
1. 可逆反应H2O(g) + C(s) ⇌ CO(g) + H2(g)在恒温体积一定的条件下达到平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动?CO的浓度有何变化?
①增大水蒸气浓度
②加入更多的碳
③增加H2浓度
平衡不移动,CO浓度不变
对点训练
平衡右移,CO浓度增大
平衡左移,CO浓度减小
2.在一定温度下,反应
FeCl3(aq)+3KSCN(aq) ⇌3KCl(aq)+Fe(SCN)3(aq)已经达到平衡,对反应溶液作下列处理,其中能使平衡左移的是( )
A、加入少量KCl固体 B、加入少量氯化铁固体
C、减小Fe(SCN)3的浓度 D、增大Fe(SCN)3的浓度
注意:对于离子反应,改变不参加反应的离子浓度,化学平衡不移动
对点训练
D
2.压强对化学平衡的影响
(1)实验原理:
(2)实验操作:
【实验2-2】
2NO2(g) N2O4(g)
红棕 无色
Ⅰ Ⅱ
控制变量法:只改变压强
缩小体积,压强增大
增大体积,压强减小
【实验2-2】
观看实验视频:
2NO2(g) N2O4(g)
红棕色 无色
实验 体系压强增大 体系压强减小
现象
颜色先变深,后又变浅
颜色先变浅,后又变深
增大压强
平衡向气体体积缩小的方向移动
减小压强
(减小容器体积)
(扩大容器体积)
平衡向气体体积增大的方向移动
【结论】
其它条件不变时:
问题1:
对于只有固体或液体参加的反应,体系压强的改变会使化学平衡移动吗?
答:固态或液态物质的体积受压强影响很小,可以忽略不计。当平衡混合物中都是固态或液态物质时,
改变压强后化学平衡一般不发生移动。
思考与讨论
问题2: 对于H 2(g)+ I2 (g)当其他条件不变,减小或增大容器容积来改变压强时,化学平衡如何变化呢?
→速率同等程度改变,平衡不移动
答:对于反应前后,气体物质的总体积没有变化的可逆反应:改变压强,化学平衡不移动。
思考与讨论
1.下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否移动?向哪个方向移动?
① 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)
② H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g)
③ H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g)
④ CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
⑤ H2S(g) H2(g) + S(s)
正向移动
不移动
逆向移动
逆向移动
不移动
对点训练
对点训练
注意:压强变化若没有浓度的变化,化学反应速率不变,化学平衡不移动。
⑴恒容时,充入He气体:反应物质浓度—————,反应速率————,化学平衡——————;
⑵恒压时,充入He气体:气体总物质的浓度—————,化学平衡向—————— 方向移动。
不变
不变
不移动
减小
逆反应
相当于“减压”
2NO2(g,红棕色) ⇌N2O4(g,无色)
增大压强
V正
V逆
V'正
V'逆
v
t
t1
旧平衡
新平衡
V正
V逆
V'正
V'逆
v
t
t1
旧平衡
新平衡
减小压强
在其它条件不变时,
增大压强,平衡向着气体体积缩小的方向移动;
减小压强,平衡向着气体体积增大的方向移动。
移动原因:压强变化导致正、逆反应速率变化不一致
2NO2(g,红棕色) ⇌ N2O4(g,无色)
【注意】对于反应前后气体总体积相等的反应,改变压强对平衡无影响
V正
V逆
V'正 = V'逆
v
t
t1
V正
V逆
V'正 = V'逆
v
t
t1
加压(减压)使正逆反应速率均增大(减小)且增大(减小)倍数一样,故平衡不移动。
mA(g) + nB(g) ⇌ pC(g) + qD(g)(m+n=p+q)
化学平衡移动
概念
影响因素
增大C反应物 或减小C生成物,平衡正移,反之
概念理解
方向判断
增大压强,向气体系数和小的方向移,反之
浓度:
压强:
课堂小结
若为等体积反应,如H2+I2 ⇌ 2HI:
改变压强后,平衡不移动
1、打开一罐可乐,看到大量气泡冒出。
2、人在CO中毒之后需要转移至空旷通风氧气充足的地方(已知化学方程式(中毒原理):
HbO2 + CO ⇌HbCO + O2),想一想这是什么原理呢?
CO2(g) + H2O ⇌H2CO3
回归情境
1.已知化学反应2A(?)+B(g)=2C(?)达到平衡,当增大压强时,平衡向逆反应方向移动,则下列情况可能的是( )
A.A是气体,C是固体
B.A、C均为气体
C.A、C均为固体
D.A是固体,C是气体
D
课堂检测
2.一定温度下,反应C(s)+H2O(g) ⇌CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行,一段时间后达到平衡,下列措施不能使平衡发生移动的是( )①增加C的物质的量 ②保持容器容积不变,充入He使体系压强增大 ③将容器的容积缩小一半 ④保持压强不变,充入He使容器容积变大A.①② B.②③ C.①④ D.③④
A
课堂检测
3. 一定量混合气体在密闭容器中发生反应:
mA(g) + nB(g) ⇌ pC(g),达到平衡后,温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2但达到平衡时,C的浓度为原来的1.8倍,则下列说法正确的是( )
A. m + n > p B. A 的转化率降低
C. 平衡向正反应方向移动 D. C的体积分数增加
B
课堂检测
4. 在体积可变的密闭容器中,反应mA(g) + nB(s) ⇌ pC(g)达到平衡后,压缩容器的体积,发现A的转化率随之降低。下列说法中,正确的是( )
A. (m+n)必定小于p B. (m+n)必定大于p
C. m必定小于p D. n必定大于p
C
课堂检测
5.恒温下, 反应aX(g) ⇌ bY(g) +cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.1mol/L变为0.19mol/L, 下列判断正确的是( )
A. a>b+c B. a<b+c C. a=b+c D. a=b=c
A
体积压缩到原来一半的瞬间,C(X)=0.2mol/L
解析:
0.19mol/L,
C(X)实质是降低,即平衡正向移动。
而缩小体积增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,故A正确
课堂检测
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