0 0 类别 : 课件

一、化学平衡状态： 1、定义： 2、特征： 在一定条件下的可逆反应中， V 正＝ V 逆，反应 混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 逆、等、动、定、变。 3、化学平衡状态的判断： 以 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例 ① 速率关系： V 正＝ V 逆 ③ 各物质的百分含量保持不变： ④ 混合气体的总压强、总物质的量不随时间的改变而改变 ② 各物质的浓度不随时间的改变而改变 ⑤ 混合气平均相对分子质量不随时间的改变而改变 ⑥ 混合气体的密度不随时间的改变而改变 ⑦ 反应体系内有色物质的颜色不随时间的改变而改变 直接因素： 间接因素： 例、下列哪种说法可以证明反应 N2＋ 3H22NH3已达平衡状态：A　 1个 N　　 N键断裂的同时，有 3个 H－ H键 　　形成。 B　 1个 N　　 N键断裂的同时，有 3个 H－ H键 　　断裂。 C　 1个 N　　 N键断裂的同时，有 6个 N－ H键 　　断裂。 D　 1个 N　　 N键断裂的同时，有 6个 N－ H键 　　形成。 例、可逆反应 2NO2 　　　　 2NO＋ O2在恒定容积 密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是： A　单位时间内生成 nmolO2的同时生成 2nmol 　　 NO2。B 反应容器内，物质的分子总数不随时间的变 　　化而变化 C　用 NO2、 NO、 O2的物质的量浓度变化表示 　　的反应速率的比为 2： 2： 1。 D　混合气体的颜色不再改变的状态。 E　混合气体的密度不再改变的状态。 F　混合气体的平均相对分子质量不再改变的状 态。 二、化学平衡状态的性质： 对于可逆反应，无论从正，逆反应开始，只要初 始时有关物质的量“相当”，在一定条件下均可达 到同一平衡状态，与反应的途径无关。我们称这 些平衡为“等效平衡”。 1、什么是等效平衡： 3、判断等效平衡的方法： 使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反 应 物或生成物，然后观察有关物质的数量是否相 当。 2 、分类：“全等效”平衡和“相似等效”平衡 例、对于反应： 2SO2＋ O2 　　　　 2SO3在相同条 件下进行六次实验，实验时的有关物质的起始浓 度数据如下： (恒温恒容 ) SO2 2a 0 a 4a 0 a O2 a 0 0.5a 2a a 0.5a SO3 0 2a a 0 3a 3a (1) (2) (3) (4) (5) (6) 其中达到平衡时属于等效平衡的体系有： ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿① 、②、③ ④ 和⑥ 例、在一定温度下，把 2molSO2和 1molO2通 入一个一定容积的密闭容器中，发生如下反应： 2SO2＋ O2 　　　 2SO3，当此反应进行到一定程度 时，反应混合物就处于化学平衡状态，现在该容器 中，维持温度不变，令 a,b,c分别代表初始加入的 SO2,O2和 SO3的物质的量，如果 a,b,c取不同的 数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达 到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟 上述平衡时完全相同，请填写空白： (1)若 a=0,b=0,则 c=_________. (2)若 a=0.5,b=_______和 c=________. (3)若 a,b,c取值必须满足的一般条件是 (用两个方 程式表示，其中一个只含 a和 c,一个只含 b和 c。 ) 例、在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中， 保持一定的温度和压强，进行以下反应： N2+3H2 2NH3。已知加入 1molN2和 4molH2时，达到平衡后生成 amolNH3。有恒温恒压下 欲保持平衡时各组分的体积分数不变。填写下列空 白：（恒温恒压） 例、在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的 温度，进行以下反应： H2+Br2 2HBr。已知 加入 1molH2和 2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr。恒温恒压下欲保持平衡时各组分的 体积分数不变。填写下列空白： 4、等效假设：就是在解题过程中假设一个等效 平衡，然后再转化成实际情况。 例、在一密闭容器中，充入 1molNO2,建立如下 平衡， 2NO2 N2O4，测得 NO2的转化率为a%,在其它条件不变时，再充入 1molNO2,待新 平衡建立后，又测得 NO2的转化率为 b%， 试问： a、 b值的大小关系？ 四、影响化学平衡移动的条件： 化学平衡移动本质： V 正＝ V 逆改变外界条件T、 P、 C V 正＝ V 逆 一定时间V 正＝ V 逆′ ′ 说明： ① 研究对象：是已经建立平衡状态的体系。 ② 移动原因：化学平衡为动态平衡，外界条件 的 改变能引起速率的相应 变化。 ③ 移动标志：各组成成分的百分含量发生了变化 ④ 移动方向： V 正＞ V 逆V 正＝ V 逆V 正＜ V 逆 原平衡 向右移动不移动 向左移动 1、浓度对化学平衡的影响： 规律：在其他条件不变时，增大反应物浓度或减小 生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物 浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。 图解： V 正′ V 逆′ V t V 逆′ V 正′ V t V 正′ V 逆′ V t V 逆′ V 正′ V t 2、压强的影响： 规律：在其他条件不变时，增大压强，平衡向气 体体积缩小的方向移动；减小压强，平衡向气体 体积增大的方向移动。 图解： V 逆′ V 正′ V t V 正′ V 逆′ V t V 正′ V 逆′ V t V 正′ V 逆′ V t 3、温度对化学平衡的影响： 规律：在其他条件不变时，升高温度，平衡向吸 热方向移动；降低温度，平衡向放热方向移动。 V 正′ V 逆′ t V V 正′ V 逆′ V t V 正′V 逆′ V t V 逆′ V 正′ V t 图解： 4、催化剂： 说明：使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应 的速率，因而不能影响平衡状态，但能改变达平 衡所需要的时间。 V t V 正′V 逆′＝ 图解： 小结： 条件的改变 平衡移动方 向 新平衡建立时 具 体 增大反应物浓 度 减小反应物浓 度 增大体系压强 减小体系压强 升高温度 降低温度 正反应方向移 逆反应方向移 体积缩小方移 体积扩大方移 向吸热方向移 向放热方向移 向阻止这个改 变的方向移动 反应物浓度减小 反应物浓度增大 体系压强减小 体系压强增大 体系温度减小 体系温度增大 减弱这种改变规律 改变一个条件 三、平衡移动原理(即：勒夏特列原理 ) 1、定义： 2、原因： 3、应用： 　　　　　如果改变影响平衡的一个条件（如 浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这 种改变的方向移动。 　　　　　由于外界条件的变化，引起正反应 速率和逆反应速率的相应改变而造成的。 　 例、某一可逆反应， A＋ B　　 C，在一定条件 下达平衡， C的含量与时间，温度关系如图所示 ，则： (1)： T1＿＿＿ T2(2)：正反应为＿＿＿热反应 T1 T2 t1 t2 t C% 例、对于反应 2A+B 2C，反应过程中 C的 百分含量随温度 (T)变化如图，则： (1)T0对应的 V 正与 V 逆关系＿＿＿＿(2)A、 B两点反应速率大小关系＿＿＿＿ (3)温度 T＜ T0时 C%逐渐增大的原因＿＿＿＿(4)此反应正反应为＿＿热反应 ··A B TT0 C% 思考：常温、常压下， A、 B、 C、 D均为气态。 A 与 B可发生可逆反应： A＋ B　　 C＋ nD。若将 2m olA和 2molB混合充入容积可变的密闭容器中，在 不同条件下达平衡时， C的浓度如下表： 温度／ OC 25 25 25 25 压强／ Pa C平衡浓度／ mol/L 1X105 2X105 4X105 5X105 1.0 1.8 3.2 6.0 (1)可逆反应中，化学计量数 n取值范围为＿＿ 理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 (2)在 5X105Pa时， D的状态为＿＿＿＿＿＿。 四、难点分析： 1、转化率： 反应掉的部分原来总的部分 X100%＝ 1)温度或压强的影响：若平衡向正反应方向移动，则转 　化率增大；反则反之。 2)改变反应物用量的影响： ① 反应物用量只有一种，如 aA(g) bB(g)+cC(g) 增加 A的量 若 a=b+c A的转化率不变若 a>b+c A的转化率增大 若 a<b+c A的转化率减小 ② 反应物用量不止一种， mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 若只增加 A的量， A的转化率减小， B的转化率增大 若同比例增加 A和 B的量，看 m+n与 p+q的大小关系 思考：相同容积的四个密闭容器中，进行同样的可 逆反应： 2A(g)+B(g) 3C(g)+2D(g) 甲 A:2molB:1mol 乙 A:1mol B:1mol 丙 A:2mol B:2mol 丁 A:1mol B:2mol 在相同温度下建立平衡时， A或 B的转化率大小 关系为： A　 A的转化率为：甲＜丙＜乙＜丁 B　 B的转化率为：甲＞丙＞乙＞丁 C　 A的转化率为：甲＜乙＜丙＜丁 D　 B的转化率为：丁＞乙＞丙＞甲 2、平均相对分子质量：（随平衡移动的变化） 1)反应中的物质均为气体： 质量守恒，只要根据平衡移动过程中，气态物质 分子数的增减，即可判断。 2)有固体参与： C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ① 求出原平衡时平均相对分子质量的范围。 ② 条件改变，平衡移动，相当于充入或取走分子 　量为多少的气体。然后与原相对分子质量比较 ③ 结论：条件改变，平均相对分子质量是增还是 减与原平衡相对分子质量大小有关。 思考：一定温度下，往某密闭容器中充入氨气，使 之发生如下反应： 2NH3 N2+3H2，反应开始后 ，容器中气体平均摩尔质量与反应时间的关系如图 ，其中正确的是： t M 0 t M 0 t M 0 t M 0 A B C D 思考：升高温度时，可以使下列平衡体系的混合物 的平均相对分子质量增大的是： A　 H2+I2(g) 2HI ; △H>0 B　 2SO2+O2 2SO3(g) ; △H<0 C　 C(s)+H2O(g) CO+H2 ; △H>0 A　 4NH3+5O2 4NO+6H2O ; △H<0 思考：可逆反应 3A(g) 3B+C，△ H>0，随 着温度的升高，气体的平均相对分子质量有 变小的趋势。下列关于 B、 C两种物质的聚 集状态的 判断不正确的是： A　 B和 C可能都是气体 B　 B和 C一定都是气体 C　若 C为固体，则 B一定是气体 D　有可能 B为固体， C为气体 3、化学平衡中物质范围的确定：极端假设 例、在一个密闭容器中发生如下反应： 2SO2＋O2 　　　　 2SO3，反应过程中某一时刻测得 SO2 、 O2、 SO3的浓度分别为： 0.2mol/L、 0.2mol/L、 0.2mol/L，当反应达到平衡时，可能 出现的数据是： A [SO3]=0.4mol/LB [SO2]=[SO3]=0.15mol/LC [SO2]=0.25mol/LD [SO2]+[SO3]=0.4mol/L 思考：将 1molCO和 1molH2O(g)充入某固定容 积的反应器中，在某条件下达到平衡 CO＋ H2O 　　 CO2＋ H2，此时有 2／ 3的 CO转化成 CO2， 在相同条件下，若将 1molCO2、 1molH2和 1molH2O充入同一反应器中，当反应达到平衡后混 和气体中的 CO2的体积分数可能为： A　 22.2% B 27.5% C 33.3% D 36.8% 4、阿伏加德罗定律在化学平衡计算中的应用： ① 恒温恒容时： d1d2 M1 M2= P1P2 n1 n2= ② 恒温恒压时：V1V2 n1 n2= ③ 恒温恒压时： 例、密闭容器中，体积 3L，充入一定量 N2， H2 ，在一定温度下进行反应达到平衡时， N2=0.9mol ; H2=1.2mol ;NH3=0.3mol。求： （ 1）起始 H2的浓度？ （ 2） N2的转化率？ （ 3）平衡时混合气体的压强是开始的几倍？ （ 4）求平衡时 H2的体积分数？ 思考：在一定温度、压强下，反应 2NH3 N2＋ 3H2达到平衡，氨的转化率为 50％，此时 平衡混合气体的密度跟氨未分解时的密度之比约 是： A　 1： 1　　　　 B　 2： 3 C　 3： 2　　　　 D　 2： 1 例、在一个固定容积的密闭容器中，放入 3mol X(g)和 2molY(g)，在一定条件下发生下列反应 ： 4X(g)+3Y(g) 2Q(g)+nR(g)，达到平 衡后，容器中温度不变，混合气体的压强比原来 增加 5%， X的浓度减少 1/3，则该反应方程式中 的 n值： A 4　　 B 5　　 C 6 D 7