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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 化学平衡集体备课课件ppt
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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 化学平衡集体备课课件ppt，共37页。PPT课件主要包含了内容索引，自主预习新知导学，合作探究释疑解惑，课堂小结，课标定位素养阐释，正反应方向，逆反应方向，不移动，问题引领，归纳提升等内容，欢迎下载使用。
1.能结合实验现象,说出浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响及规律。2.能运用勒夏特列原理,预测平衡移动方向及浓度、转化率等物理量的变化。
一、化学平衡的移动在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态后,如果改变反应条件,平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着改变,直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。以上过程可归纳如下:
二、影响化学平衡的因素对于任一可逆反应,当反应达到平衡时,其他条件不变,只改变一个因素,分析平衡的移动方向,并总结规律:
【自主思考1】 对于反应后气体的总体积没有变化的可逆反应,增大压强(减小容器的容积),化学平衡是否发生移动?若移动,向哪个方向移动?提示:不移动。【自主思考2】 使用催化剂,化学平衡是否发生移动?为什么?提示:不移动。催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,对化学平衡的移动没有影响。
【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)化学平衡移动的根本原因在于v(正)不等于v(逆)。( )(2)合成氨反应,使用催化剂可以促进平衡向生成氨的方向移动,因此可以用勒夏特列原理解释使用催化剂的原因。( )(3)改变外界条件,引起v(正)>v(逆)时,化学平衡向反应速率小的方向即逆反应方向移动。( )(4)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变;化学反应速率改变,化学平衡不一定发生移动。( )(5)若改变外界条件,引起化学平衡向正反应方向移动,反应物的转化率不一定变大。( )
(6)在平衡体系FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl中加入少量铁粉,平衡向左移动,溶液的颜色变浅。( )(7)升高温度,v(吸热)增大,v(放热)减小,所以平衡向吸热反应方向移动。( )
2.在容积不变的密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH= -92.4 kJ·ml-1,只改变一个外界条件,填写下表:
3.对于以下三个反应,从反应开始进行到达到平衡后,保持温度、容积不变,按要求回答下列问题。(1)PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g),再充入PCl5(g),平衡向 方向移动,达到平衡后,PCl5(g)的转化率 ,PCl5(g)的百分含量 。 (2)2HI(g) I2(g)+H2(g),再充入HI(g),平衡向 方向移动,达到平衡后,HI的分解率 ,HI的百分含量 。 (3)2NO2(g) N2O4(g),再充入NO2(g),平衡向 方向移动,达到平衡后,NO2(g)的转化率 ,NO2(g)的百分含量 。 答案:(1)正反应 减小 增大 (2)正反应 不变 不变 (3)正反应 增大 减小
可逆反应在一定条件下达到的化学平衡状态是有条件的,若外界条件改变引起正反应速率和逆反应速率的改变,并且两者改变的程度不相等,则原来的化学平衡状态会被破坏,将在新的条件下建立新的化学平衡状态,即发生化学平衡的移动。1.能够使化学平衡发生移动的因素通常有哪些?提示:改变物质的浓度、改变反应体系的温度以及改变反应前后气体体积发生变化的反应体系的压强。
2.某一可逆反应,一定条件下达到了化学平衡状态。若化学反应速率改变,化学平衡是否一定发生移动?若平衡发生移动,化学反应速率是否一定发生改变?提示:化学反应速率改变,平衡不一定移动。若速率改变后,v(正)=v(逆),平衡不移动;若v(正)≠v(逆),则平衡发生移动。若平衡发生移动,说明v(正)≠v(逆),即化学反应速率一定发生了改变。
根据条件变化判断化学平衡移动方向时,可先根据条件变化判断正、逆反应速率的变化,然后比较变化后的正、逆反应速率的相对大小,再判断平衡是否移动及其移动的方向。
答案:AC解析:升高温度,气体颜色加深,则平衡逆向移动,正反应为放热反应,A项正确;压缩气体体积,若体积减小一半,起始体系压强增大为原来的2倍,平衡正向移动,气体物质的量减小,新平衡时压强虽然增大,但小于原平衡压强的两倍;与原平衡相比,新平衡时正、逆反应速率均变大,各组分的浓度变大,气体颜色变深,所以B项错误、C项正确;体积不变,反应物及生成物浓度不变,所以正、逆反应速率均不变,平衡不移动,D项错误。
方法技巧 化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“抵消”外界条件的改变,改变是不可逆转的。达到新的平衡状态时所改变的物理量更靠近于改变的方向。如(1)增大反应物A的浓度,平衡向正反应方向移动,A的浓度在增大的基础上减小,但达到新的平衡状态时,A的浓度一定比原平衡大;(2)若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃,则化学平衡向吸热反应方向移动,达到新的平衡状态时50 ℃
在一定条件下进行的可逆反应,改变外界条件可以引起正、逆反应速率的改变,利用图像可直观地表示出这种改变,并且可以表示出化学平衡状态的建立过程,以及再次改变条件后,对化学平衡状态的影响。
1.如何利用速率-时间图像,表示某可逆反应在一定条件下建立平衡的过程? 提示:一定条件下的可逆反应,可以从正向反应开始建立化学平衡状态,也可从逆向反应开始建立化学平衡状态,也可从正、逆反应同时开始建立化学平衡状态。图像如下:
2.若其他条件不变,只改变温度,化学平衡一定会发生移动吗?如何用速率-时间图像表示温度改变对化学平衡的影响?提示:在可逆反应中,改变温度对放热反应和吸热反应的速率都有影响,且影响程度不同,因此可使正、逆反应速率不再相等,化学平衡一定发生移动。图像如下:
1.应用v-t图像分析外界因素对化学平衡的影响以mA(g)+nB(g) pC(g) ΔH<0且m+nv'(逆),平衡向正反应方向移动,直至建立新的平衡。新平衡时,v'(正)、v'(逆)均变大。如图1所示。
②减小生成物C的浓度,v(逆)减小的瞬间,v(正)保持不变,v'(正)>v'(逆),平衡向正反应方向移动,直至建立新的平衡。新平衡时,v'(正)、v'(逆)均变小。如图2所示。
③减小反应物A或B的浓度,v(正)减小的瞬间,v(逆)保持不变,v'(逆)>v'(正),平衡向逆反应方向移动,直至建立新的平衡。新平衡时,v'(正)、v'(逆)均变小。如图3所示。④增大生成物C的浓度,v(逆)增大的瞬间,v(正)保持不变,v'(逆)>v'(正),平衡向逆反应方向移动,直至建立新的平衡。新平衡时,v'(正)、v'(逆)均变大。如图4所示。
(2)压强和温度。①增大压强(减小容器的容积)或升高温度,v(正)、v(逆)均瞬间变大,且v'(逆)[即v'(减)、v'(吸)]大于v'(正)[即v'(增)、v'(放)],平衡向逆反应方向移动,直至建立新的平衡。新平衡时,v'(正)、v'(逆)均变大。如图5所示。
②减小压强(增大容器的容积)或降低温度,v(正)、v(逆)均瞬间变小,且v'(逆)[即v'(减)、v'(吸)]小于v'(正)[即v'(增)、v'(放)],平衡向正反应方向移动,直至建立新的平衡。新平衡时,v'(正)、v'(逆)均变小。如图6所示。(3)使用催化剂(通常指正催化剂),v(正)、v(逆)均瞬间变大,且v'(正)=v'(逆),平衡不移动。如图7所示。
2.识别化学平衡图像的方法(1)看图像:一看面,即横坐标和纵坐标的含义;二看线,即线的斜率或者趋势;三看点,即曲线上的特殊点,如起点、拐点、交点、终点;四看辅助线,根据需要添加等温线、等压线、平衡线等。(2)想规律、作判断:联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律,根据图像中表达的关系与规律相对比,作出符合题目要求的判断。3.解答化学平衡图像题的常用原则以可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)为例说明。(1)“定一议二”原则。在化学平衡图像中,包括横坐标、纵坐标和曲线所表示的三个量,确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系;确定纵坐标所表示的量,讨论横坐标与曲线的关系。
(2)“先拐先平,数值大”原则。在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(图8)或表示的压强较大(图9)。图8表示T2>T1。升高温度,平衡时C的质量分数减小,故平衡向逆反应方向移动,正反应是放热反应。图9表示p1c。
【例题2】 已知某可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)在密闭容器中进行,如图表示在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是( )。A.T1p2,m+n>p,放热反应B.T1>T2,p1p,吸热反应C.T1p2,m+nT2,p1T2,p1
答案:BC解析:从图a可知该反应为M(g)+3N(g) 2R(g),从图b中可知T1>T2,升高温度,N的体积分数变大,即平衡逆向移动,则正反应为放热反应,A项错误;减小容器的容积,即增大压强,平衡正向移动,B项正确;升高温度,v(正)、v(逆)均增大,平衡逆向移动,M的转化率减小,C项正确;若是恒温恒容条件下通入稀有气体,则平衡不移动,若是恒温恒压条件下通入稀有气体,相当于减小压强,平衡逆向移动,D项错误。
1.能结合实验现象,说出浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响及规律。2.能运用勒夏特列原理,预测平衡移动方向及浓度、转化率等物理量的变化。
一、化学平衡的移动在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态后,如果改变反应条件,平衡状态被破坏,平衡体系的物质组成也会随着改变,直至达到新的平衡状态。这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。以上过程可归纳如下:
二、影响化学平衡的因素对于任一可逆反应,当反应达到平衡时,其他条件不变,只改变一个因素,分析平衡的移动方向,并总结规律:
【自主思考1】 对于反应后气体的总体积没有变化的可逆反应,增大压强(减小容器的容积),化学平衡是否发生移动?若移动,向哪个方向移动?提示:不移动。【自主思考2】 使用催化剂,化学平衡是否发生移动?为什么?提示:不移动。催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,对化学平衡的移动没有影响。
【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)化学平衡移动的根本原因在于v(正)不等于v(逆)。( )(2)合成氨反应,使用催化剂可以促进平衡向生成氨的方向移动,因此可以用勒夏特列原理解释使用催化剂的原因。( )(3)改变外界条件,引起v(正)>v(逆)时,化学平衡向反应速率小的方向即逆反应方向移动。( )(4)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变;化学反应速率改变,化学平衡不一定发生移动。( )(5)若改变外界条件,引起化学平衡向正反应方向移动,反应物的转化率不一定变大。( )
(6)在平衡体系FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl中加入少量铁粉,平衡向左移动,溶液的颜色变浅。( )(7)升高温度,v(吸热)增大,v(放热)减小,所以平衡向吸热反应方向移动。( )
2.在容积不变的密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH= -92.4 kJ·ml-1,只改变一个外界条件,填写下表:
3.对于以下三个反应,从反应开始进行到达到平衡后,保持温度、容积不变,按要求回答下列问题。(1)PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g),再充入PCl5(g),平衡向 方向移动,达到平衡后,PCl5(g)的转化率 ,PCl5(g)的百分含量 。 (2)2HI(g) I2(g)+H2(g),再充入HI(g),平衡向 方向移动,达到平衡后,HI的分解率 ,HI的百分含量 。 (3)2NO2(g) N2O4(g),再充入NO2(g),平衡向 方向移动,达到平衡后,NO2(g)的转化率 ,NO2(g)的百分含量 。 答案:(1)正反应 减小 增大 (2)正反应 不变 不变 (3)正反应 增大 减小
可逆反应在一定条件下达到的化学平衡状态是有条件的,若外界条件改变引起正反应速率和逆反应速率的改变,并且两者改变的程度不相等,则原来的化学平衡状态会被破坏,将在新的条件下建立新的化学平衡状态,即发生化学平衡的移动。1.能够使化学平衡发生移动的因素通常有哪些?提示:改变物质的浓度、改变反应体系的温度以及改变反应前后气体体积发生变化的反应体系的压强。
2.某一可逆反应,一定条件下达到了化学平衡状态。若化学反应速率改变,化学平衡是否一定发生移动?若平衡发生移动,化学反应速率是否一定发生改变?提示:化学反应速率改变,平衡不一定移动。若速率改变后,v(正)=v(逆),平衡不移动;若v(正)≠v(逆),则平衡发生移动。若平衡发生移动,说明v(正)≠v(逆),即化学反应速率一定发生了改变。
根据条件变化判断化学平衡移动方向时,可先根据条件变化判断正、逆反应速率的变化,然后比较变化后的正、逆反应速率的相对大小,再判断平衡是否移动及其移动的方向。
答案:AC解析:升高温度,气体颜色加深,则平衡逆向移动,正反应为放热反应,A项正确;压缩气体体积,若体积减小一半,起始体系压强增大为原来的2倍,平衡正向移动,气体物质的量减小,新平衡时压强虽然增大,但小于原平衡压强的两倍;与原平衡相比,新平衡时正、逆反应速率均变大,各组分的浓度变大,气体颜色变深,所以B项错误、C项正确;体积不变,反应物及生成物浓度不变,所以正、逆反应速率均不变,平衡不移动,D项错误。
方法技巧 化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“抵消”外界条件的改变,改变是不可逆转的。达到新的平衡状态时所改变的物理量更靠近于改变的方向。如(1)增大反应物A的浓度,平衡向正反应方向移动,A的浓度在增大的基础上减小,但达到新的平衡状态时,A的浓度一定比原平衡大;(2)若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃,则化学平衡向吸热反应方向移动,达到新的平衡状态时50 ℃
在一定条件下进行的可逆反应,改变外界条件可以引起正、逆反应速率的改变,利用图像可直观地表示出这种改变,并且可以表示出化学平衡状态的建立过程,以及再次改变条件后,对化学平衡状态的影响。
1.如何利用速率-时间图像,表示某可逆反应在一定条件下建立平衡的过程? 提示:一定条件下的可逆反应,可以从正向反应开始建立化学平衡状态,也可从逆向反应开始建立化学平衡状态,也可从正、逆反应同时开始建立化学平衡状态。图像如下:
2.若其他条件不变,只改变温度,化学平衡一定会发生移动吗?如何用速率-时间图像表示温度改变对化学平衡的影响?提示:在可逆反应中,改变温度对放热反应和吸热反应的速率都有影响,且影响程度不同,因此可使正、逆反应速率不再相等,化学平衡一定发生移动。图像如下:
1.应用v-t图像分析外界因素对化学平衡的影响以mA(g)+nB(g) pC(g) ΔH<0且m+n
②减小生成物C的浓度,v(逆)减小的瞬间,v(正)保持不变,v'(正)>v'(逆),平衡向正反应方向移动,直至建立新的平衡。新平衡时,v'(正)、v'(逆)均变小。如图2所示。
③减小反应物A或B的浓度,v(正)减小的瞬间,v(逆)保持不变,v'(逆)>v'(正),平衡向逆反应方向移动,直至建立新的平衡。新平衡时,v'(正)、v'(逆)均变小。如图3所示。④增大生成物C的浓度,v(逆)增大的瞬间,v(正)保持不变,v'(逆)>v'(正),平衡向逆反应方向移动,直至建立新的平衡。新平衡时,v'(正)、v'(逆)均变大。如图4所示。
(2)压强和温度。①增大压强(减小容器的容积)或升高温度,v(正)、v(逆)均瞬间变大,且v'(逆)[即v'(减)、v'(吸)]大于v'(正)[即v'(增)、v'(放)],平衡向逆反应方向移动,直至建立新的平衡。新平衡时,v'(正)、v'(逆)均变大。如图5所示。
②减小压强(增大容器的容积)或降低温度,v(正)、v(逆)均瞬间变小,且v'(逆)[即v'(减)、v'(吸)]小于v'(正)[即v'(增)、v'(放)],平衡向正反应方向移动,直至建立新的平衡。新平衡时,v'(正)、v'(逆)均变小。如图6所示。(3)使用催化剂(通常指正催化剂),v(正)、v(逆)均瞬间变大,且v'(正)=v'(逆),平衡不移动。如图7所示。
2.识别化学平衡图像的方法(1)看图像:一看面,即横坐标和纵坐标的含义;二看线,即线的斜率或者趋势;三看点,即曲线上的特殊点,如起点、拐点、交点、终点;四看辅助线,根据需要添加等温线、等压线、平衡线等。(2)想规律、作判断:联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律,根据图像中表达的关系与规律相对比,作出符合题目要求的判断。3.解答化学平衡图像题的常用原则以可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)为例说明。(1)“定一议二”原则。在化学平衡图像中,包括横坐标、纵坐标和曲线所表示的三个量,确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系;确定纵坐标所表示的量,讨论横坐标与曲线的关系。
(2)“先拐先平,数值大”原则。在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(图8)或表示的压强较大(图9)。图8表示T2>T1。升高温度,平衡时C的质量分数减小,故平衡向逆反应方向移动,正反应是放热反应。图9表示p1
【例题2】 已知某可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)在密闭容器中进行,如图表示在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是( )。A.T1
答案:BC解析:从图a可知该反应为M(g)+3N(g) 2R(g),从图b中可知T1>T2,升高温度,N的体积分数变大,即平衡逆向移动,则正反应为放热反应,A项错误;减小容器的容积,即增大压强,平衡正向移动,B项正确;升高温度,v(正)、v(逆)均增大,平衡逆向移动,M的转化率减小,C项正确;若是恒温恒容条件下通入稀有气体,则平衡不移动,若是恒温恒压条件下通入稀有气体,相当于减小压强,平衡逆向移动,D项错误。
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