高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡教学演示课件ppt
展开在饱和的蔗糖水中,加入一些蔗糖晶体。一段时间后,有什么现象?
在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的饱和溶液。
思考2:饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗?
思考1:什么是饱和溶液?
晶体的形状发生了改变,但蔗糖晶体的质量并没有变化。
以蔗糖溶解于水为例,蔗糖分子离开蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。这个过程就叫溶解平衡。
以上说明饱和溶液中溶质的溶解过程并没有完全停止了
【过程分析】①开始时,υ(溶解) 最大,υ(结晶)=0,②然后, υ(溶解)逐渐减小,υ(结晶)逐渐增大,③最后, υ(溶解)= υ(结晶),建立溶解平衡,形成饱和溶液。
即“达到平衡时溶解的固体的质量与结晶的固体质量相等,固体质量不再改变了。”
溶解过程与结晶过程同时存在
v溶解 > v结晶, 表现为:晶体溶解。
v溶解 < v结晶, 表现为:晶体析出。
v溶解 = v结晶, 表现为:饱和溶液质量和晶体质量均不再改变。达到溶解平衡.它是一种动态平衡。
当温度一定时,饱和溶液中的固体溶质溶解和溶液中的溶质分子回到固体溶质表面的结晶过程一直在进行,而且两种过程的速率相等,于是饱和溶液的浓度和固体溶质的质量都保持不变。我们把这类过程叫作可逆过程。
(2)可逆过程的表述:表述这类过程时,约定采用“ ”来代替反应式中的“ ”,把从左向右的过程叫作正(向)反应;由右向左的过程叫作逆(向)反应。
(1)定义:在同一条件下,既可朝正反应方向进行,又可朝逆反应方向进行的化学反应。用“ ”表示,
一、可逆反应和不可逆反应
同一条件、同时反应、方向对立、不可能完全转化。
②只要反应在进行,反应体系中各组分浓度一定不能为零。反应物的转化率不能达到100%,反应体系中得到的总是反应物与生成物的混合物。
可逆反应中,反应物与生成物共存。
正反应:从左到右进行的反应,逆反应:从右到左进行的反应
单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加
单位时间反应物浓度的增加或生成物浓度的减少
③、可逆反应具有普遍性
H2+I2 Cl2+H2O
温馨提示:判断一个反应是可逆反应的关键是可逆反应必须是在同一条件下进行
④可逆反应的活化能、反应热
正反应热 △H = E1 - E2
正、逆反应的活化能之差
2.不可逆反应 有些反应因逆反应进行程度太小而可忽略,正反应几乎完全进行到底,一般认为这些反应不可逆。用“ ”号表示。例如,H2的燃烧、酸碱中和等。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应( )(2)CO2与水的反应是不可逆反应( )(3)NH3和HCl生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和HCl互为可逆反应( )(4)可逆反应中反应物的转化率能达到100%( )
2.在密闭容器中于一定条件下进行下列反应:2SO2+O2 2SO3,当达到平衡时通入18O2,再次平衡时,18O存在于 ( )A.SO2、O2 B.SO2、SO3C.SO2、O2、SO3 D.O2、SO3
解析:该反应是可逆反应,生成三氧化硫的同时,三氧化硫又分解生成二氧化硫和氧气,因此平衡后三种物质均存在18O。
3.分析各选项中的各组反应,其中互为可逆反应的是( )A.2KHCO3⇨K2CO3+H2O+CO2↑ K2CO3+H2O+CO2 ⇨ 2KHCO3B.CO2+H2O ⇨ H2CO3 H2CO3 ⇨ CO2+H2OC.NH3+HCl ⇨ NH4Cl NH4Cl ⇨ NH3↑+HCl↑D.2NaCl ⇨ 2Na+Cl2↑ 2Na+Cl2 ⇨ 2NaCl
4.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 ml·L-1、0.1 ml·L-1、0.2 ml·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )A.SO2为0.4 ml·L-1,O2为0.2 ml·L-1B.SO2为0.25 ml·L-1C.SO2、SO3均为0.15 ml·L-1D.SO3为0.4 ml·L-1
在一定条件下的容积不变的密闭容器中,合成氨反应如下:
用图表表示如下(反应物、生成物浓度和速率的变化):
N2和H2发生反应生成NH3。随着反应的进行,体系中的NH3的浓度逐渐增大,而N2和H2的浓度逐渐减小。从某一时刻开始,它们的浓度均不再改变。
NH3分解生成N2和H2。随着反应的进行,体系中的N2和H2的浓度逐渐增大,而NH3的浓度逐渐减小。从某一时刻开始,它们的浓度均不再改变。
将上述过程用v-t图像表示如下
(1)开始时: 反应物浓度______,正反应速率____ _、生成物浓度为___,逆反应速率为___。
(2)反应过程中:反应物浓度________,正反应速率_______,生成物浓度________,逆反应速率_______。
(3)一定时间后,必然出现:__________
v正 始终大于v逆,随反应进行,二者差距逐渐减小,最终 v正 = v逆 ≠0
反应物浓度逐渐减小,生成物浓度逐渐增大,最终浓度均不再变化(而非相等)。
此时反应并未停止,只是表观上各成分保持稳定。
④某时刻后,ひ正反应速率=ひ逆反应速率 , 即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的生成物的量相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化 ——这个状态就叫化学平衡状态简称化学平衡。
可用如图所示形象的表示全过程:
2.化学平衡状态的定义:
在一定条件下,当正、逆两个方向的反应速率相等时,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持恒定,这时的状态也就是在给定条件下,反应达到了“限度”,对于可逆反应体系来说,我们称之为“化学平衡状态”,简称化学平衡。
这时正、逆变化过程虽然仍在继续,如果不采用特殊的方法或技术,实际观察到的是一种“反应停止了”的表观现象。
化学平衡是可逆反应在一定条件下达到的最大程度,即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下最大转化率。
前提(适用范围):可逆反应
内在本质:v(正)= v(逆) ≠0
外在标志:反应混合物中各组分的浓度保持不变
①逆:化学平衡状态的研究对象是可逆反应。②动:达到平衡状态时,化学反应并没有停止,仍在进行,因此是一种动态平衡状态。③等:平衡时,同一物质的正逆反应速率相等即v正=v逆≠0。④定:在平衡体系的混合物中,各组分的含量(物质 的量、质量、浓度、质量百分数、物质的量百分数、体积百分数等)保持一定 。
⑤变:任何化学平衡状态均是暂时的,相对的,有条件的,与达平衡的过程无关(即化学平衡状态既可以从正反应方向开始达平衡,也可以从逆反应方向开始达平衡,还可以从正逆两个方向开始达平衡)当外界条件变化时,原来的化学平衡也会发生相应的改变,直至在新的条件下建立新的平衡状态,即改变外界条件,原有的化学平衡状态可能会发生改变。
4.判断达化学平衡的标志
本质: V正 = V逆
mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) ΔH=- QKJ/ml
1、 v A耗 = v A生 v B耗 = v B生 v C耗 = v C生 v D耗 = v D生
2、 v A耗 ﹕ v B生 = m﹕n … …
(1)对于同一物质而言,该物质的生成速率等于它的分解速率。(2)对于不同物质而言,速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比,但必须是不同方向的速率。
以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例,达到平衡的标志为:
A的消耗速率与A的生成速率—————A的消耗速率与C的———速率之比等于———B的生成速率与C的———速率之比等于———A的生成速率与B的———速率之比等于———
异边同向,同边异向,比例计量
(1)平衡时,各组分的物质的量、质量、浓度、体积、物质的量分数、质量分数、体积分数、转化率、产率都不变
(2)若反应中有颜色变化,颜色不变时可认为达平衡
(3)绝热的恒容反应体系中温度或压强保持不变,说明已达平衡
(4)有固态、液态、气态不同状态物质参与的反应,混合气体的总质量不变,或混合气体的密度不变,都可以判断达平衡
(5)对于反应前后气态物质前面的总系数发生改变的反应,混合气体的总物质的量不变,或混合气体的摩尔质量不变,或混合气体的压强不变都可以用来判断达平衡
mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) + Q
1、A、B、C、D的浓度不再改变。
2、A、B、C、D的分子数不再改变。
3、A、B、C、D的百分含量不再改变。
4、A、B、C、D的转化率或生成率不再改变。
5、体系温度不再改变。
6、若某物质有色,体系的颜色不再改变。
对 m+n ≠ p+q 的反应(即反应前后气体分子数改变),还可从以下几个方面判断:
1、体系的分子总数不再改变
2、体系的平均分子量不再改变
3、若为恒容体系,体系的压强不再改变
4、若为恒压体系,体系的体积、密度不再改变
注意:以上几条对m+n = p+q的反应不成立。
总结:变量不变,即达平衡
小结:化学平衡的标志
① 正反应速率等于逆反应速率(ひ正=ひ逆)
② 各成分的百分含量保持不变
③ 各物质的浓度不变
④ 各物质的转化率不变
⑤ 对于气体计量数和前后不相等的反应, 压强保持不变······
⑥对于有颜色物质参加或生成的可逆反应,颜色不变。
⑦对于吸热或放热反应,绝热体系的温度不变。
⑧对于同物质而言,断裂化学键的数目与生成化学的数目相等。
1.可逆反应“两特点”:(1)正、逆两个反应是同一条件下同时进行的。(2)可逆反应中反应物、生成物共存,反应物转化率小于100%。2.化学平衡“五特征”:逆、等、定、动、变。3.平衡状态判断“两依据”:(1)根本依据:v(正)=v(逆)。(2)直接依据:各组分的浓度保持不变。
1.从化学反应速率的角度判断(即v正=v逆≠0)有两层含义:对于同一物质,该物质的生成速率等于其消耗速率;对于不同的物质,速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比,但必须是不同方向的速率。2.利用“变量”与“不变量”判断(1)确定反应中的“变量”,即随反应的进行而变化的量,当变量不再变化时,表明反应已达平衡状态。而当“不变量”不变时,不能判断反应是否处于平衡状态。
判断可逆反应达到平衡状态的方法
(2)常见的变量有:气体的颜色;对于气体体积有变化的反应来说,恒压反应时的体积、恒容反应时的压强;对于反应体系中全部为气体,且气体物质的量有变化的反应来说,混合气体的平均相对分子质量;对于反应体系中不全部为气体的反应来说,恒容时混合气体的密度等。应当注意,在利用M、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。
【规律方法】 判断化学平衡状态的标志,可用八个字概括“正逆相等,变量不变”。即对于同一物质v(正)=v(逆)时可判定反应达平衡状态。当某一可变物理量随反应进行不再改变时,可判定已达到平衡状态。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
2.在一定条件下,某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙述错误的是( )A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后减小为零C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后保持恒定D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后与逆反应速率相等且都保持恒定
解析:随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,后保持恒定,最后不可能减小为零。
3.在一定温度下的某容积可变的密闭容器中,建立下列化学平衡:A(g)+3B(g) 2C(g),能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )A.体系的压强不再发生变化 B.3v正(B)=2v逆(C)C.混合气体密度不再变化 D.消耗1 ml A的同时生成2 ml C
解析: A项,在一定温度下的某容积可变的密闭容器中发生反应时,压强始终不变,体系的压强不再发生变化,不能表示已经达到了化学平衡状态,错误;B项,v正(B)∶v逆(C)=3∶2,故2v正(B)=3v逆(C),表示正逆反应速率相等,错误;C项,该反应是一个气体体积变化的反应,而质量不变,故混合气体密度不再变化,能够表示已经达到了化学平衡状态,正确;D项,消耗1 ml A的同时,任何时间都生成2 ml C,不能表示已经达到了化学平衡状态,错误。
4.可逆反应在一定条件下达到化学平衡时,下列说法不正确的是 ( )A.正反应速率等于逆反应速率B.反应物和生成物浓度不再发生变化C.反应体系中混合物的组成保持不变D.正、逆反应速率都为零
解析:化学平衡状态的基本特征是:正、逆反应速率相等且不为零;反应体系中的各物质的浓度不再改变,D项错误。
5.一定温度下,可逆反应:A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡状态的标志是( )A.C生成的速率与C分解的速率相等B.单位时间内生成n ml A,同时生成3n ml BC.A、B、C三物质的浓度的变化量之比为1∶3∶2D.平衡时A、B、C三物质的分子数之比为1∶3∶2
解析: A项,C的生成速率是正反应速率,C的分解速率是逆反应速率,正反应速率与逆反应速率相等,正确;B项,生成n ml A和生成3n ml B表示的都是逆反应速率,错误;C项,无论平衡与否,A、B、C三物质的浓度的变化量之比始终等于1∶3∶2,错误;D项,A、B、C三物质的分子数之比等于1∶3∶2,这是一种特殊情况,而不是平衡的标志,错误。
6.在一定温度下,向a L密闭容器中加入1 ml X气体和2 ml Y气体,发生如下反应:X(g)+2Y(g) 2Z(g)。此反应达到化学平衡的标志是( )A.容器内气体密度不随时间变化B.容器内各物质的浓度不随时间变化C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2D.单位时间消耗0.1 ml X同时生成0.2 ml Z
解析:A项,该反应过程中,气体的质量和体积均不发生变化,则气体密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态;C项,X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2时,不能说明反应达到平衡状态;D项,消耗X与生成Z均为正反应速率,不能说明正、逆反应速率相等。
7.一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 ml·L-1、0.3 ml·L-1、0.08 ml·L-1,则下列判断正确的是( )A.c1∶c2=3∶1B.平衡时,生成Y和Z的速率之比为2∶3C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0
人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡课堂教学课件ppt: 这是一份人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡课堂教学课件ppt,共34页。PPT课件主要包含了m+np+q,恒压线,恒温线,正反应放热,正反应吸热,P2P1,T2T1,m+np,ΔH0,练习1等内容,欢迎下载使用。
高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡课文配套课件ppt: 这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡课文配套课件ppt,共38页。PPT课件主要包含了图像类型,练习2等内容,欢迎下载使用。
高中化学实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素课堂教学ppt课件: 这是一份高中化学实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素课堂教学ppt课件,共31页。PPT课件主要包含了放进热水中,放进冰水中,用图像表示如下,思考与讨论,平衡移动的本质,削弱而非抵消,v-t图像如右,对着干理论,逆反心理等内容,欢迎下载使用。