苏教版高中化学选修四课件：2.3化学平衡的移动.ppt

1、第三单元 化学平衡的移动 【目标定位目标定位】 1.1.了解化学平衡移动的概念和影响平衡移动的因素。了解化学平衡移动的概念和影响平衡移动的因素。 2.2.了解温度、浓度、压强等因素的改变对化学平衡移动的影响了解温度、浓度、压强等因素的改变对化学平衡移动的影响, , 并能够利用这些因素的影响正确判断化学平衡移动的方向。并能够利用这些因素的影响正确判断化学平衡移动的方向。 3.3.以合成氨为例以合成氨为例, ,应用化学平衡移动原理选择和确定合成氨的应用化学平衡移动原理选择和确定合成氨的 生产条件。生产条件。 4.4.利用化学平衡常数判断化学平衡移动的方向及化学反应进行利用化学平衡常数判断化学平衡移

2、动的方向及化学反应进行 的程度。的程度。 【基础清单基础清单】 一、化学平衡的移动一、化学平衡的移动 1.1.概念概念: :已达平衡的可逆反应已达平衡的可逆反应, ,改变外界条件改变外界条件, ,破坏原有的平衡破坏原有的平衡 状态状态, ,建立起新的平衡状态的过程。建立起新的平衡状态的过程。 2.2.原理。原理。 二、外界条件对化学平衡的影响二、外界条件对化学平衡的影响 1.1.外界条件对化学平衡的影响外界条件对化学平衡的影响: :若其他条件不变若其他条件不变, ,改变一个条件改变一个条件 对平衡的影响如下对平衡的影响如下: : 条件的改变条件的改变 化学平衡的移动化学平衡的移动 浓度浓度 增

3、大反应物浓度或减小增大反应物浓度或减小 生成物浓度生成物浓度 向向_方向移动方向移动 减小反应物浓度或增大减小反应物浓度或增大 生成物浓度生成物浓度 向向_方向移动方向移动 正反应正反应 逆反应逆反应 条件的改变条件的改变 化学平衡的移动化学平衡的移动 压强压强( (对有气对有气 体参加的反体参加的反 应应) ) 增大压强增大压强 向向_的方的方 向移动向移动 减小压强减小压强 向向_的方的方 向移动向移动 温度温度 升高温度升高温度 向向_方向移动方向移动 降低温度降低温度 向向_方向移动方向移动 催化剂催化剂 使用催化剂使用催化剂 平衡平衡_ 气态物质减小气态物质减小 气态物质增多气态物质

4、增多 吸热吸热 放热放热 不移动不移动 2.2.化学平衡移动原理化学平衡移动原理勒夏特列原理勒夏特列原理: : (1)(1)内容内容: :改变影响化学平衡的一个因素改变影响化学平衡的一个因素( (如浓度、温度、压强如浓度、温度、压强),), 平衡将向平衡将向_这种改变的方向移动。这种改变的方向移动。 (2)(2)应用应用工业合成氨条件的选择工业合成氨条件的选择 。 。 反应速率反应速率 减弱减弱 增大增大 升高升高 催化剂催化剂 反应转化率反应转化率 向反应器中通入过量的向反应器中通入过量的N N2 2 H H2 2的转化率的转化率 增大增大 氨气氨气 提高提高 【思考辨析思考辨析】 1.1.

5、判断正误判断正误: : (1)(1)开启啤酒瓶后开启啤酒瓶后, ,瓶中马上泛起大量泡沫可用化学平衡移动原瓶中马上泛起大量泡沫可用化学平衡移动原 理解释。理解释。 ( )( ) 分析分析: :开启啤酒瓶后开启啤酒瓶后, ,瓶中马上泛起大量泡沫是因为反应瓶中马上泛起大量泡沫是因为反应COCO2 2(g)(g) +H+H2 2O(g) HO(g) H2 2COCO3 3(aq)(aq)在压强减小时平衡逆向移动逸出在压强减小时平衡逆向移动逸出COCO2 2。 (2)(2)一定条件密闭容器中发生的反应一定条件密闭容器中发生的反应CO(g)+HCO(g)+H2 2O(g) COO(g) CO2 2(g)+

6、(g)+ H H2 2(g),(g),压缩容器体积时压缩容器体积时, ,化学平衡不发生移动化学平衡不发生移动, ,与原平衡相与原平衡相 比比,CO,CO的浓度不变化。的浓度不变化。( )( ) 分析分析: :压缩容器体积时压缩容器体积时, ,各组分的浓度都会加大。各组分的浓度都会加大。 (3)(3)一定条件密闭容器中发生的反应一定条件密闭容器中发生的反应C(s)+HC(s)+H2 2O(g) CO(g)+O(g) CO(g)+ H H2 2(g)(g)达平衡后达平衡后, ,再加入少量再加入少量C C可使化学平衡正向移动。可使化学平衡正向移动。( ( ) ) 分析分析: :向平衡体系中加入固体不

7、会影响平衡移动。向平衡体系中加入固体不会影响平衡移动。 (4)(4)反应反应2NO(g)+2CO(g) N2NO(g)+2CO(g) N2 2(g)+2CO(g)+2CO2 2(g)(g)可处理汽车尾气可处理汽车尾气, ,只要只要 使用合适的催化剂及载体使用合适的催化剂及载体, ,就可完全清除就可完全清除NONO和和COCO。 ( )( ) 分析分析: :催化剂不会引起平衡移动。催化剂不会引起平衡移动。 2.2.问题思考问题思考: : (1)(1)对有气体参加的反应来说对有气体参加的反应来说, ,增大压强增大压强, ,化学平衡一定发生移化学平衡一定发生移 动吗动吗? ? 分析分析: :不一定。

8、因为有气体参加的化学反应不一定。因为有气体参加的化学反应, ,有的是等体积反应有的是等体积反应, , 有的是不等体积反应有的是不等体积反应, ,对于等体积反应对于等体积反应, ,增大压强增大压强, ,平衡不移动。平衡不移动。 (2)(2)若将体系温度从若将体系温度从5050升高到升高到80,80,则化学平衡向吸热反应方则化学平衡向吸热反应方 向移动向移动, ,达到新的平衡状态时达到新的平衡状态时, ,温度会小于温度会小于5050吗吗? ? 分析分析: :勒夏特列原理是对条件影响化学平衡的一个总述勒夏特列原理是对条件影响化学平衡的一个总述, ,其中的其中的 “减弱减弱”不等于不等于“消除消除”,

9、 ,更不是更不是“扭转扭转”。达到新的平衡状。达到新的平衡状 态时态时50v ( (逆逆) ) 正向移动正向移动 一、外界条件对化学平衡移动影响的解释一、外界条件对化学平衡移动影响的解释 1.1.浓度对化学平衡的影响浓度对化学平衡的影响: : 浓度浓度 变化变化 速率变化及图像速率变化及图像 平衡移动方向平衡移动方向 生成物浓度减小生成物浓度减小 v(v(逆逆) )减小减小, , v v ( (正正)v)v ( (逆逆) ) 正向移动正向移动 浓度浓度 变化变化 速率变化及图像速率变化及图像 平衡移动方向平衡移动方向 反应物浓度减小反应物浓度减小 v(v(正正) )减小减小, , v v (

10、(正正)v ( (逆逆) ) 正向移动正向移动 2.2.温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响: : 温度温度 变化变化 速率变化及图像速率变化及图像 平衡移动方向平衡移动方向 升高升高 温度温度 (2)(2)放热反应放热反应 v(v(正正) )、v(v(逆逆) )增增 大大,v,v ( (正正)v ( (逆逆) ) 正向移动正向移动 压强压强 变化变化 速率变化及图像速率变化及图像 平衡移动方向平衡移动方向 增大增大 压强压强 (1)(1)气态物质增多反应气态物质增多反应: : v(v(正正) )、v(v(逆逆) )增增 大大,v,v ( (正正)v ( (逆逆) ) 正向移动正向移动 压

11、强压强 变化变化 速率变化及图像速率变化及图像 平衡移动方向平衡移动方向 增大增大 压强压强 (3)(3)气态物质不变反应气态物质不变反应: : v(v(正正) )、v(v(逆逆) )增增 大大,v,v ( (正正)=v)=v ( (逆逆) ) 不移动不移动 压强压强 变化变化 速率变化及图像速率变化及图像 平衡移动方向平衡移动方向 减小减小 压强压强 (1)(1)气态物质增多反应气态物质增多反应: : v(v(正正) )、v(v(逆逆) )减减 小小,v,v ( (正正)v)v ( (逆逆) ) 正向移动正向移动 压强压强 变化变化 速率变化及图像速率变化及图像 平衡移动方向平衡移动方向 减

12、小减小 压强压强 (2)(2)气态物质减少反应气态物质减少反应: : v(v(正正) )、v(v(逆逆) )减减 小小,v,v ( (正正)T1 1, ,由由T T2 2TT1 1,C%,C%增大增大, ,平衡右移平衡右移, ,即降低温度平衡正即降低温度平衡正 向移动向移动, ,故正反应是放热反应。故正反应是放热反应。 图图B B表示表示p p1 1c。 【思思悟悟】 (1)(1)已知可逆反应已知可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) H, ,同时符合同时符合 下列两图中各曲线的规律下列两图中各曲线的规律, ,则反应中则反应中(a+

13、b)(a+b)与与(c+d)(c+d)的相对大小的相对大小 以及以及 H的特点如何的特点如何? ? 提示提示: :据题中左图可知据题中左图可知,T,T2 2TT1 1, ,温度越高平衡时生成物浓度越小温度越高平衡时生成物浓度越小, , 说明升高温度平衡向逆反应方向移动说明升高温度平衡向逆反应方向移动, ,则正反应为放热反应则正反应为放热反应, , H(c+d)。 (2)(2)对于反应对于反应N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g),(g),在恒温恒压和恒温恒容条在恒温恒压和恒温恒容条 件下件下, ,向容器中充入稀有气体向容器中充入稀有气体, ,平衡将分

14、别怎样变化平衡将分别怎样变化? ?画出画出v v t t 图像。图像。 提示提示: :恒温恒压条件下恒温恒压条件下, ,向容器中充入稀有气体向容器中充入稀有气体, ,平衡向逆反应平衡向逆反应 方向移动。因为此时容器体积增大了方向移动。因为此时容器体积增大了, ,各反应物和生成物的浓各反应物和生成物的浓 度都降低度都降低,v(,v(正正) )、v(v(逆逆) )都减小都减小, ,但但v(v(正正) )减小的程度大于减小的程度大于v(v(逆逆),), 使使v(v(正正)(c+d),A、B B的转化率均增大的转化率均增大; ; 若若(a+b)=(c+d),A(a+b)=(c+d),A、B B的转化率

15、均不变。的转化率均不变。 【变式训练变式训练】(2014(2014宁波高二检测宁波高二检测) )等物质的量的等物质的量的X(g)X(g)与与Y(g)Y(g) 在密闭容器中进行可逆反应在密闭容器中进行可逆反应:X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s):X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s) H0 该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后, ,若仅改变图中横坐标若仅改变图中横坐标x x 的值的值, ,重新达到平衡后重新达到平衡后, ,纵坐标纵坐标y y随随x x变化趋势合理的是变化趋势合理的是( ( ) ) 选项选项 x x y y A A 温度温度 容器内混合气体的

16、密度容器内混合气体的密度 B B COCO的物质的量的物质的量 COCO2 2与与COCO的物质的量之比的物质的量之比 C C SOSO2 2的浓度的浓度 平衡常数平衡常数K D D MgSOMgSO4 4的质量的质量 ( (忽略体积忽略体积) ) COCO的转化率的转化率 【解题指南解题指南】解答本题时应注意该反应的特点解答本题时应注意该反应的特点: :正反应为气体正反应为气体 体积增大的吸热反应体积增大的吸热反应, ,且有固体参加与生成。且有固体参加与生成。 【解析解析】选选A A。该反应为正反应气体体积增大的吸热反应。升。该反应为正反应气体体积增大的吸热反应。升 高温度高温度, ,平衡正

17、向移动平衡正向移动, ,气体的质量增加气体的质量增加, ,而容积不变而容积不变, ,所以密度所以密度 增大增大,A,A正确正确; ;增加增加COCO的量的量, ,平衡正向移动平衡正向移动, ,但压强增大但压强增大,CO,CO的转化的转化 率会减小率会减小, ,故故COCO2 2与与COCO的物质的量之比会减小的物质的量之比会减小,B,B错误错误; ;平衡常数平衡常数 只与温度有关只与温度有关,C,C错误错误; ;因因MgSOMgSO4 4为固体为固体, ,增加其量增加其量, ,对平衡没有影对平衡没有影 响响,CO,CO的转化率不变的转化率不变,D,D错误。错误。 【名师点评名师点评】讲解本题时

18、要注意讲清此类题目的解题思路讲解本题时要注意讲清此类题目的解题思路: : (1)(1)分析清楚反应特点分析清楚反应特点: :体积增大还是减小体积增大还是减小; ;反应放热还是吸热。反应放热还是吸热。 (2)(2)分析清楚图像变化特点分析清楚图像变化特点: :是正函数还是反函数是正函数还是反函数; ;是快还是慢。是快还是慢。 【方法规律方法规律】反应速率和平衡图像题的解答流程反应速率和平衡图像题的解答流程 【变式训练变式训练】(2014(2014嘉兴高二检测嘉兴高二检测) )有一化学平衡有一化学平衡:mA(g)+:mA(g)+ nB(g) pC(g)+qD(g),nB(g) pC(g)+qD(g

19、),如图是表示如图是表示A A的转化率与压强、温度的关的转化率与压强、温度的关 系系, ,分析下图可以得出的正确结论是分析下图可以得出的正确结论是 ( ( ) ) A.A.正反应是吸热反应正反应是吸热反应, ,且且m+np+qm+np+q B.B.正反应是吸热反应正反应是吸热反应, ,且且m+np+q D.D.正反应是放热反应正反应是放热反应, ,且且m+np+q;压强不变压强不变, ,温度越高温度越高,A,A的转化率越大的转化率越大, ,得出正反应为吸得出正反应为吸 热反应。热反应。 温度对温度对NONO2 2和和N N2 2O O4 4转化平衡影响的探究转化平衡影响的探究 下图是温度对下图

20、是温度对NONO2 2和和N N2 2O O4 4转化平衡的影响实验示意图。转化平衡的影响实验示意图。 已知已知NONO2 2在体积不变的密闭容器中会发生反应生成在体积不变的密闭容器中会发生反应生成N N2 2O O4 4: : 2NO2NO2 2(g) N(g) N2 2O O4 4(g)(g) H= =- -57.2kJ57.2kJmolmol- -1 1。 【思考探究思考探究】 (1)(1)浸泡在冰水中的烧瓶有什么现象浸泡在冰水中的烧瓶有什么现象? ?由此你能得出什么结论由此你能得出什么结论? ? 提示提示: :颜色变浅。温度降低时颜色变浅。温度降低时, ,平衡向放热反应方向移动。平衡向

21、放热反应方向移动。 (2)A(2)A、B B两个烧瓶中发生的反应的平衡常数有什么关系两个烧瓶中发生的反应的平衡常数有什么关系? ? 提示提示: :在热水中反应在热水中反应, ,平衡逆向移动平衡逆向移动, ,平衡常数小于在冰水中的平衡常数小于在冰水中的 反应。反应。 (3)(3)实验中实验中, ,当当A A、B B两烧瓶内反应处于化学平衡状态时两烧瓶内反应处于化学平衡状态时, ,哪个烧哪个烧 瓶中混合气体的平均相对分子质量较大瓶中混合气体的平均相对分子质量较大? ? 提示提示: :冰水瓶中的反应平衡正向移动冰水瓶中的反应平衡正向移动,N,N2 2O O4 4的体积分数较大的体积分数较大, ,平平 均相对分子质量较大。均相对分子质量较大。 (4)(4)若在一定温度下向已达平衡的烧瓶中再充入适量若在一定温度下向已达平衡的烧瓶中再充入适量NONO2 2气体气体, , 容器内气体颜色将如何变化容器内气体颜色将如何变化? ? 提示提示: :再充入适量再充入适量NONO2 2,NO,NO2 2浓度加大浓度加大, ,气体颜色加深。气体颜色加深。