内容正文:
第二章 化学反应速率和化学平衡
第二节 化学平衡
第6课时
人教版化学选择性必修1《化学反应原理》
化学平衡图像
高中化学
生活中的“勒夏特列原理”:
植物的蒸腾作用
弹簧的压缩
对着干
干不过
4、平衡移动原理——勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度、压强等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
说明:
⑴.此原理只适用于已达平衡的体系
条件变化:浓度、压强、温度三种;
⑵.平衡移动方向与条件改变方向相反,
如:增大浓度,平衡移向减小这种浓度的方向;
增大压强,平衡向减小压强方向移动。
⑶ .平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。
如:原平衡(100℃)
升温到200℃
减弱(降温)
吸热反应方向移动
新平衡(温度介于100-200℃之间)
勒夏特列原理
怎样理解勒夏特列原理中的“减弱这种改变”?
反应的移动方向总是想对抗外界条件的改变
减弱
减弱但不抵消:
对着干,干不过
老子:天之道,损有余而补不足
这种改变
新平衡
c
.
b
.
旧平衡
a
.
这种改变
新平衡
c
.
b
.
旧平衡
a
.
“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”
总结 外界条件的改变 化学平衡的移动 平衡移动结果
外
界
条
件 增大c(反应物)
减小c(生成物) 向正反应方向移动
减小c(反应物)
增大c(生成物) 向逆反应方向移动
升高反应体系温度 向吸热反应方向移动
降低反应体系温度 向放热反应方向移动
反应前后气体
的量改变 增大压强
(减小体积) 向气体的量减小的方向移动
减小压强
(增大体积) 向气体的量增大的方向移动
反应前后气体
的量不变 改变压强 平衡不移动 ————
使用催化剂 平衡不移动 ————
规律
c(反应物)减小
c(生成物)增大
c(反应物)增大
c(生成物)减小
体系温度降低
体系温度升高
体系压强减小
体系压强增大
改变影响平衡的条件,平衡就向着能减弱这种改变的方向移动。
小结:影响化学平衡的因素(其他条件不变)
2.化学平衡图像题的解题流程
看图像 一看面(纵、横坐标的意义)
二看线(线的走向和变化趋势)
三看点(起点、拐点、终点)
四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线)
五看量的变化(如浓度变化、温度变化)
想规律 联想平衡移动原理,分析条件对反应速率、化学平衡移动的影响
作判断 利用原理,结合图像,分析图像中所代表反应速率变化或化学平衡的线,作出判断
解题技巧:①先拐先平数值大; ②定一议二
四、化学平衡图像分析
6
1.速率-时间(v-t)图像
v(正)
v(逆)
v'正=v'逆
v正=v逆
v(正)
v(逆)
v'正=v'逆
v正=v逆
v'正=v'逆
解题方法:
①曲线是连续的,则是物质浓度发生改变
②曲线出现断点,则是温度或压强改变
③平衡不移动,则是催化剂或是等体积反应压强改变
对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g)+ qD(g)
四、化学平衡图像分析
1.速率-时间(v-t)图像
v(正)
v(逆)
v'正=v'逆
v正=v逆
无断点,
C变化
v(正)
v(逆)
v'正=v'逆
v正=v逆
有断点,
T/P 变化
v'正=v'逆
平衡不移动,
催化剂或压强变化
对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g)+ qD(g)
四、化学平衡图像分析
(1)下列时刻所改变的外界条件是t1_______;t3________;t4______。
升高温度
催化剂
减小压强
【例1】:密闭容器中发生如下反应:A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0,
根据速率—时间图像,回答下列问题。
(2)t0~t1、t3~t4、t5~t6时间段的平衡常数K0、K3、K5的
关系为____________。
K0>K3=K5
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2.转化率/百分含量-时间-温度/压强图
t
C%(生成物)
T1
T2
t
α(A)(反应物)
Ρ1
Ρ2
t
C%(生成物)
a
b
对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g)+ qD(g)
四、化学平衡图像分析
2.转化率/百分含量-时间-温度/压强图
t
C%(生成物)
T1
T2
T2>T1,T1→T2,
T↑,C% ↓,逆向移动
ΔH<0
t
α(A)(反应物)
Ρ1
Ρ2
Ρ2> Ρ1,Ρ1→ Ρ2,
Ρ ↑, α(A) ↓,逆向移动
正反应:小→大
t
C%(生成物)
a
b
νa> νb,不移动
催化剂或加压
四 、化学平衡图像分析
对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g)+ qD(g)
二、化学平衡的有关图像
t
A
的转化率
T1
T2
在相同时间内, 先达到了平衡,说明T1 T2,T1时A的转化率 ,平衡 移动,正反应为 反应
t
C
的百分含量
T1
T2
T1
大
正向
>
吸热
在相同时间内, 先达到了平衡,说明T1 T2,T2时C的百分含量 ,平衡 移动,故正反应为 反应
T2
放热
<
小
逆向
技巧:先拐先平数值大
2.转化率/百分含量-时间-温度/压强图
对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g)+ qD(g)
四、化学平衡图像分析
问题1:对于上述反应,其转化率--时间图像如左图,令学生思考T1和T2谁大?正反应是吸热还是放热?
问题二:令学生根据右图思考P1和P2谁大?并思考m+n和p+q的关系?
t
A
的转化率
P1
P2
在相同时间内, 先达到了平衡,说明P2 P1,P2时A的转化率 ,说明m+n p+q,平衡 移动。
P2
>
低
逆向
<
t
C的百分含量
P1
P2
在相同时间内, 先达到了平衡,说明P2 P1,P1时C的百分含量 ,说明m+n p+q,平衡 移动。
P1
<
高
>
正向
2.转化率/百分含量-时间-温度/压强图
四 、化学平衡图像分析
对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g)+ qD(g)
技巧:先拐先平数值大
问题1:对于上述反应,其转化率--时间图像如左图,令学生思考T1和T2谁大?正反应是吸热还是放热?
问题二:令学生根据右图思考P1和P2谁大?并思考m+n和p+q的关系?
C%
生成物
t
a
b
在相同时间内, 先达到了平衡,达到平衡时,C的百分含量 ,说明平衡 移动,但反应速率a b,故a是加入了 ,
也可能是改变了 ,此时m+n p+q
a
不变
不
规律:先拐先平数值大
>
催化剂
压强
=
2.转化率/百分含量-时间-温度/压强图
四 、化学平衡图像分析
对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g)+ qD(g)
技巧:先拐先平数值大
二、化学平衡的有关图像
t
A
的转化率
T1
T2
T1 T2,正反应为 反应
t
C
的百分含量
T1
T2
>
吸热
T1 T2,正反应为 反应
放热
<
技巧:先拐先平数值大
2.转化率/百分含量-时间-温度/压强图
对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g)+ qD(g)
四、化学平衡图像分析
问题1:对于上述反应,其转化率--时间图像如左图,令学生思考T1和T2谁大?正反应是吸热还是放热?
问题二:令学生根据右图思考P1和P2谁大?并思考m+n和p+q的关系?
t
A
的转化率
P1
P2
P2 P1,
m+n p+q,
>
<
t
C的百分含量
P1
P2
P2 P1,
m+n p+q,
<
>
2.转化率/百分含量-时间-温度/压强图
对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g)+ qD(g)
技巧:先拐先平数值大
四、化学平衡图像分析
问题1:对于上述反应,其转化率--时间图像如左图,令学生思考T1和T2谁大?正反应是吸热还是放热?
问题二:令学生根据右图思考P1和P2谁大?并思考m+n和p+q的关系?
C%
生成物
t
a
b
在相同时间内, 先达到了平衡,达到平衡时,C的百分含量 ,说明平衡 移动,但反应速率a b,故a是加入了 ,
也可能是改变了 ,此时m+n p+q
a
不变
不
>
催化剂
压强
=
2.转化率/百分含量-时间-温度/压强图
对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g)+ qD(g)
技巧:先拐先平数值大
四、化学平衡图像分析
例2:对于反应mA (g) + nB (g) pC (g)+qD(g) △H
有如图所示的关系,则:
⑴、P1 ____ P2 ;T1 ____ T2 ;
⑵、m+n ______ p+q ;
⑶、正反应为_________ 反应
<
>
吸热
t
B%
T2P2
T1P2
T1P1
P2>P1
T1>T2
<
技巧:
1.定一议二
2.先拐先平数值大
△H> 0
四、化学平衡图像分析
因为T1时,P1→P2增大压强,B%增大,平衡左移,逆反应是缩体反应,故m+n<p+q
3. 百分含量(或转化率)—压强或温度图像
例:对于反应 mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g) + qD(g) △H
P
C%
200℃
500℃
T
A的转化率
1.01×105Pa
1.01×106Pa
1.01×107Pa
T升高,A的转化率 ,说明正反应是 反应。在相同温度下,P增大,A的转化率 , m+n p+q,平衡 向 方向移动。
•正反应吸热m+n=p+q
减小
放热
减小
<
逆反应
T升高,C的百分含量 ,说明正反应是 反应。在相同温度下,P增大,C的百分含量 , m+n p+q,平衡 向 方向移动。
增大
吸热
增大
>
正反应
等温线或恒压线为辅助线
思考:令学生观察左图判断正反应是气体体积减小的反应还是增大的反应和判断正反应是吸热还是放热?若图像如右图所示,也让学生观察做判断?
3. 百分含量(或转化率)—压强或温度图像
例:对于反应 mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g) + qD(g) △H
P
C%
200℃
500℃
T
A的转化率
1.01×105Pa
1.01×106Pa
1.01×107Pa
•正反应吸热m+n=p+q
等温线或恒压线为辅助线
m+n p+q
ΔH 0
m+n p+q
ΔH 0
<
<
>
>
技巧:定一议二
思考:令学生观察左图判断正反应是气体体积减小的反应还是增大的反应和判断正反应是吸热还是放热?若图像如右图所示,也让学生观察做判断?
【例3】. 对于可逆反应 mA(g)+nB(g) ⇌qC(g) ΔH=Q kJ·mol-1
(1)根据图①回答问题:①m+n q(填“>”“<”或“=”,下同);
②若Q>0,则T1_____T2;
(2)根据图②回答问题:若p1 > p2,则m+n q。
<
>
>
四、化学平衡图像分析
四、特殊图像
T
v
v逆
v正
T1
T2
正反应___热
T
v
v正
v逆
正反应___热
T
C%
450℃
正反应____热
P
A%
P1
m+n___p+q
对于反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
吸
吸
放
<
T
v
v逆
v正
T1
T2
•正反应 热
T
v
v正
v逆
正反应 热
T
C%
450℃
正反应 热
P
A%
P1
m+n p+q
对于:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
吸
吸
放
<
平衡点
平衡点
M
M
.
.
拐点M为平衡点
特殊图像
4. 几种特殊图像
例:对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g) + qD(g)
T
v
v逆
v正
T1
T2
温度由T1升到T2,v正 v逆,平衡向 方向移动,正反应为 反应。
>
正反应
吸热
T
v
v正
v逆
平衡点
M之前,v正 v逆,达到平衡后,升高温度,v正 v逆,说明正反应为 反应。
M
>
<
放热
4. 几种特殊图像
例:对于反应mA(g) + nB(g) ⇋ pC(g) + qD(g)
T
C%
450℃
P
A%
P1
M
M之前,P增大,A的百分含量 ,说明平衡向 方向移动。达到平衡后,即M点之后,P增大,A的百分含量 ,平衡 向 方向移动,m+n p+q。
M
减小
正反应
增大
逆反应
平衡点
平衡点
M之前,T增大,C的百分含量 ,说明平衡向 方向移动,达到平衡后,即M点之后,T增大,C的百分含量 ,说明正反应为 反应。
<
增大
正反应
减小
放热
【例4】对于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),
分析E、F点反应进行的方向。
(1)L线上所有的点都是平衡点,L线上方(E点),A%大于
平衡体系的A%,则E点Q K,反应 进行,v正 v逆。
(2)同理分析,F点Q K,反应 进行,v正 v逆。
<
正向
>
>
逆向
<
4.特殊图像
四、化学平衡图像分析
【例5】. 某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g) ⇋ pC(g) 的速率和平衡的影响图像如下,下列判断正确的是( )
A.由图1可知,T1<T2,该反应的正反应为吸热反应
B.由图2可知,m+n<p
C.图3中,点3的反应速率:v正>v逆
D.图4中,若m+n=p,则曲线a一定使用了催化剂
C
四、化学平衡图像分析
2.化学平衡图像题的解题流程
看图像 一看面(纵、横坐标的意义)
二看线(线的走向和变化趋势)
三看点(起点、拐点、终点)
四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线)
五看量的变化(如浓度变化、温度变化)
想规律 联想平衡移动原理,分析条件对反应速率、化学平衡移动的影响
作判断 利用原理,结合图像,分析图像中所代表反应速率变化或化学平衡的线,作出判断
解题技巧:①先拐先平数值大; ②定一议二
四、化学平衡图像分析
28
END
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