人教版選修4 第二章 第三節(jié) 化學(xué)平衡 第2課時(shí) 影響化學(xué)平衡的條件

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第2課時(shí)影響化學(xué)平衡的條件 C 2 1 濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響 增大反應(yīng)物濃度 正反應(yīng)速率明顯 平衡向 移動(dòng) 增大生成物濃度 逆反應(yīng)速率明顯 平衡向 移動(dòng) 2 應(yīng)用 工業(yè)生產(chǎn)中適當(dāng) 廉價(jià)反應(yīng)物的濃度 提高較高價(jià)格原料的轉(zhuǎn)化率 降低生成成本 3 室溫下 在一個(gè)密閉的燒瓶內(nèi)發(fā)生正反應(yīng)放熱的可逆反 應(yīng) 2NO2 紅棕色 N2O4 無色 1 將該燒瓶置于冰水混合物中 氣體顏色變 化學(xué)平衡向 移動(dòng) 2 將該燒瓶置于熱水中 氣體顏色變 化學(xué)平衡向 移動(dòng) 加快 正反應(yīng)方向 加快 逆反應(yīng)方向 增大 淺 正反應(yīng)方向 深 逆反應(yīng)方向 3 由上述實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是 升高溫度平衡向著 移動(dòng) 降低溫度平衡向著 移動(dòng) 4 通過改變反應(yīng)條件 如 氣體反應(yīng)的 而使化學(xué)反應(yīng)體系的平衡狀態(tài)發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為 簡(jiǎn)稱 5 在一個(gè)可變?nèi)莘e的容器內(nèi) 2NO2 g N2O4 g 1 增大容器的容積 平衡向 填 左 或 右 下同 移動(dòng) 2 減小容器的容積 平衡向 移動(dòng) 吸熱方向 放熱方向 溫度 濃度 壓強(qiáng) 平衡狀態(tài)的移動(dòng) 平衡移動(dòng) 左 右 6 勒夏特列原理 如果改變影響平衡的 平衡將向著能夠 這種改變的方向移動(dòng) 注意 催化劑能夠 正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率 故其對(duì)平衡的移動(dòng)沒有影響 7 一定條件下 在一燒瓶內(nèi)進(jìn)行的正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng) H2 g I2 g 2HI g 根據(jù)勒夏特列原理 寫出使氣體顏色 變淺方法 寫出一種即可 條件之一 減弱 同等程度地增加 降低反應(yīng)溫度 或通入H2 合理即可 一 平衡狀態(tài)的移動(dòng) 1 概念 通過改變反應(yīng)條件而使化學(xué)反應(yīng)體系的平衡狀態(tài)發(fā)生變化 的現(xiàn)象稱為平衡狀態(tài)的移動(dòng) 簡(jiǎn)稱平衡移動(dòng) 2 平衡移動(dòng)的原因和過程 3 勒夏特列原理 1 內(nèi)容 如果改變影響平衡的條件之一 平衡將向著能夠 減弱這種改變的方向移動(dòng) 2 對(duì)勒夏特列原理的理解 改變的條件 只能改變一個(gè)條件 其他條件不變 且改變的條件必須能影響化學(xué)平衡 若改變的條件不影響化學(xué)平衡 如加入催化劑 增大反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)的壓強(qiáng)或者同時(shí)改變多個(gè)條件 則不適用于勒夏特列原理 條件改變的結(jié)果 僅改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)條件 則平衡將向著能夠 減弱 這種改變的方向移動(dòng) 注意是 減弱 不是抵消 更不是超越 也即改變的效果產(chǎn)生了 但并未完全達(dá)到預(yù)想的效果 如 在一定溫度下 固定容積的密閉容器內(nèi) 2NO2 g N2O4 g 平衡時(shí)若再通入1mol L的NO2 則NO2濃度增加 但實(shí)際增加的濃度將低于1mol L 也即平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) 4 反應(yīng)條件改變對(duì)平衡狀態(tài)的影響 1 平衡移動(dòng)的方向依據(jù)勒夏特列原理判斷 在一定條件下 aA g bB g mC g H 達(dá)到了平 衡狀態(tài) 若其他條件不變 改變下列條件對(duì)平衡的影響如下 2 從正 逆反應(yīng)速率的變化趨勢(shì) 都增大或都減小 及程度 v正和v逆的變化量不同 的角度來理解平衡移動(dòng) 若條件改變使v正 v逆 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) 若條件改變使v逆 v正 平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 若條件改變但仍是v正 v逆 平衡不移動(dòng) 如 改變反 應(yīng)前后氣體體積無變化的反應(yīng)的壓強(qiáng) 或向反應(yīng)體系加入催化劑等 例1 在某溫度下 反應(yīng)ClF g F2 g ClF3 g 正反應(yīng) 為放熱反應(yīng) 在密閉容器中達(dá)到平衡 下列說法正確的是 A 溫度不變 縮小體積 ClF的轉(zhuǎn)化率增大B 溫度不變 增大體積 ClF3的產(chǎn)率提高C 升高溫度 增大體積 有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)D 降低溫度 體積不變 F2的轉(zhuǎn)化率降低點(diǎn)撥 根據(jù)勒夏特列原理判斷平衡移動(dòng)的方向 從而確定反應(yīng)物 生成物的量的變化趨勢(shì) 答案 A 2AB2 g H 0 下列 例2 已知反應(yīng)A2 g 2B2 g 說法正確的是 A 升高溫度 正反應(yīng)速率增加 逆反應(yīng)速率減小B 升高溫度有利于反應(yīng)速率增加 從而縮短達(dá)到平衡的時(shí)間C 達(dá)到平衡后 升高溫度或增大壓強(qiáng)均使平衡正向移動(dòng)D 達(dá)到平衡后 降低溫度或減小壓強(qiáng)均使平衡正向移動(dòng) 點(diǎn)撥 對(duì)于給出的有氣體參與的可逆反應(yīng) 若需要判斷壓強(qiáng)改變對(duì)平衡移動(dòng)的影響 首先應(yīng)注意各物質(zhì)的狀態(tài) 再比較反應(yīng)中氣體分子的化學(xué)計(jì)量數(shù) 確定反應(yīng)前后氣體體積是否變化 外界條件的改變 對(duì)反應(yīng)物和生成物的反應(yīng)速率的影響趨勢(shì)是相同的 都增大或都減小 但改變的程度可能不同 答案 B 二 平衡移動(dòng)的圖像 1 解題思路 1 看圖像 一看軸 即縱 橫坐標(biāo)表示的意義 二看點(diǎn) 即起點(diǎn) 拐點(diǎn) 交點(diǎn) 終點(diǎn) 三看線 即線的走向和變化趨勢(shì) 四看輔助線 即等溫線 等壓線 平衡線等 五看量的變化 如濃度變化 溫度變化 轉(zhuǎn)化率變化 物質(zhì)的量的變化等 2 依據(jù)圖像信息 利用平衡移動(dòng)原理 分析可逆反應(yīng)的特征 吸熱還是放熱 反應(yīng)前后氣體總體積增大 減小還是不變 有無固體或純液體參加或生成等 3 先拐先平 在化學(xué)平衡時(shí)間圖像中 先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)先達(dá)到平衡 可能是該反應(yīng)的溫度高 濃度大 壓強(qiáng)大或使用了催化劑 4 定一議二 勒夏特列原理只適用于一個(gè)條件的改變 所以圖像中有三個(gè)變量時(shí) 先固定一個(gè)量 再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系 2 常見圖像類型 對(duì)于反應(yīng) mA g nB g pC g qD g 若m n p q且 H 0 1 v t圖像 2 c t圖像 3 c p T 圖像 4 其他圖像 例3 2012年廣東佛山檢測(cè) 下圖曲線a表示放熱反應(yīng)X g Y g M g N s 進(jìn)行過程中X的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的關(guān) 系 若要改變起始條件 使反應(yīng)過程按b曲線進(jìn)行 可采取的 措施是 A 升高溫度C 加催化劑 B 加大X的投入量D 增大體積 點(diǎn)撥 對(duì)兩條曲線的起點(diǎn) 變化趨勢(shì) 終點(diǎn)進(jìn)行比較 再 結(jié)合反應(yīng)條件改變對(duì)平衡狀態(tài)的影響進(jìn)行判斷 答案 C 例4 對(duì)于達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)X Y W Z 其他條件 不變時(shí) 增大壓強(qiáng) 正 逆反應(yīng)速率 v 變化的情況如下圖所示 下列對(duì)X Y W Z四種物質(zhì)狀態(tài)的描述正確的是 A W Z均為氣體 X Y中只有一種為氣體B X Y均為氣體 W Z中只有一種為氣體C X Y或W Z中均只有一種為氣體D X Y均為氣體 W Z均為液體或固體 點(diǎn)撥 注意給出的可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的特點(diǎn) 然后結(jié)合圖像中條件改變時(shí) 正 逆反應(yīng)速率的變化趨勢(shì)和程度 判斷各選項(xiàng) 答案 B 方法指津等效平衡1 等效平衡的含義 在一定條件下的可逆反應(yīng)里 起始投料不同 但達(dá)到平衡時(shí)同種物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 或體積分?jǐn)?shù) 物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) 均相等 這樣分別建立起來的平衡互稱為等效平衡 2 判斷等效平衡的規(guī)律 3 等效平衡的特點(diǎn) 1 反應(yīng)條件 恒溫恒容或恒溫恒壓 2 按化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化為化學(xué)方程式 同一半邊的物質(zhì)時(shí) 反應(yīng)前后氣體體積無變化 任何條件下 物質(zhì)的量之比 相同即可 反應(yīng)前后氣體體積變化 恒溫 恒容條件需等物質(zhì)的量 恒溫 恒壓條件需物質(zhì)的量之比相同 例5 在一真空密閉容器中 通入1molAB2 加熱到400 發(fā)生反應(yīng) AB2 g A g B2 g 反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí) AB2在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為a 若在與 相同的溫度和相同的容器中 起始時(shí)加入2molAB2 反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí) AB2在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為b 則a和b的關(guān)系正確的是 A a bB a bC a bD 無法比較 解析 同一可逆反應(yīng)在相同溫度和相同容器中進(jìn)行 但前后兩次投入的反應(yīng)物的量不同 則可使用等效平衡原理解題 假設(shè)兩個(gè)和 完全相同的平衡 將這兩個(gè)平衡合并為 示意圖如下 由此不難判斷 上述過程平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 故a b 答案 B 變式訓(xùn)練 1 雙選 如下圖 向A充入1molX 1molY 向B中充入2molX 2molY 起始時(shí)A B的體積相等都等于aL 在相同溫度和催化劑存在的條件下 關(guān)閉活塞K 使兩容器中各 自發(fā)生可逆反應(yīng) X g Y g 2Z g W g H 0 A保 持恒壓 B保持恒容 達(dá)平衡時(shí) A的體積為1 4aL 下列說 法錯(cuò)誤的是 A 反應(yīng)速率 v B v A B A容器中X的轉(zhuǎn)化率為80 C 平衡時(shí)的壓強(qiáng) pB 2pAD 平衡時(shí)Y體積分?jǐn)?shù) A B 答案 CD 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全