化学平衡及习题课省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学平衡,第1页,学习要求,1、了解化学反应可逆性；了解化学平衡涵义；掌握化学平衡与反应速率之间内在联络。,2、了解勒夏特列原理涵义；掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动影响。,第2页,1、化学平衡状态：,化学平衡状态是指在一定条件下可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分浓度保持不变状态。,学习内容,说明,：,可逆反应,在同一条件下，能同时向正、逆两个方向进行化学反应称可逆反应。,第3页,可逆反应进行过程中，若开始只有反应物，没有生成物，则开始时v,正,最大，v,逆,为零。伴随反应进行，反应物不停降低，生成物不停增多，v,正,越来越小，v,逆,越来越大，反应进行到某一时刻，v,正,v,逆,，这时就到达了化学平衡，如图：,O,v,t,v,正,v,逆,化学平衡,v,正,=v,逆,第4页,绝大多数化学反应都有一定可逆性。但有反应逆反应倾向比较小，从整体上看，反应实际上是朝着一个方向进行，如Mg,2+,+2OH,-,Mg(OH),2,H,+,+OH,-,H,2,O；还有一些反应，产物一旦脱离了反应体系，它就不具备可逆反应条件，如2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,。这些反应不能称为可逆反应；也有些反应向相反方向进行时，反应条件不一样，如2H,2,+O,2,2H,2,O，2H,2,O 2H,2,+O,2,，这么反应也不叫可逆反应。,MnO,2,点燃,电解,第5页,2、化学平衡特征：,“逆、等、动、定、变”,逆：是指可逆反应，表示,化学平衡状态能够从正、逆反应两个方向到达，不论是从正反应开始还是从逆反应开始，都能够到达平衡状态。,等：表示正、逆反应速率相等,第6页,动：表示,处于平衡状态下化学反应，从表面上、从宏观上看好像反应停顿了，但从本质上、从微观角度上看反应并未停顿，只不过正反应速率与逆反应速率相等,罢了。,第7页,定：,因为正、逆反应速率相等，所以混合物中各反应物、生成物浓度保持不变，所以各组分质量分数不变，。,变：表示化学平衡状态都是在一定条件下建立，当这个条件改变了，化学平衡也就被破坏了，它会在新条件下建立新化学平衡。,第8页,速率：v,正,=v,逆,（即任何一个物质,生成速率等于其消耗速率）,各成份含量保持不变,直,接,以xA(g)+yB(g)zC(g)为例，分析化学反应到达平衡状态标志：,第9页,混合气体总压、总体积、总物质量不随时间延长而改变(x+y,z),各物质物质量，物质量浓度不随时间延长而改变,间接,第10页,注意,（1）,对于反应前后气体物质分子总数不相等可逆反应（如2SO,2,+O,2,2SO,3,）来说，可利用混合气体总压、总体积、总物质量是否伴随时间改变而改变来判断是否到达平衡。,第11页,（2）对于反应前后气体物质分子数相等可逆反应（如H,2,+I,2,(g)2HI），不能用此标志判断平衡是否抵达，因为在此反应过程中，气体总压、总体积、总物质量都不随时间改变而改变。,第12页,（3）对于不一样类型可逆反应，某一物理量不变是否可作为平衡已抵达标志，取决于该物理量在平衡抵达前（反应过程中）是否发生改变。若是则可；不然，不行。,第13页,4、化学平衡移动,勒夏特列原理：假如改变影响化学平衡某一条件（如温度、浓度、压强等），平衡就向着能够减弱这种改变方向移动。,（1）浓度：增大 c,反应物,或降低c,生成物,，平衡正向移动；减小 c,反应物,或增大，c,生成物，,平衡逆向移动。,第14页,升温，平衡向吸热方向移动,降温平衡向放热方向移动,加压，平衡向气体体积缩小方向移动,减压，平衡向气体体积扩大方向移动,（4）催化剂对化学平衡无影响，只是缩,短抵达平衡所需时间。,（2）温度,（3）压强,第15页,注意,：,（1）只有相互混溶物质才有浓度意义，所以纯液体和固体其物质量改变不影响平衡。,（2）压强：必须有气体参加反应，且反应前后气体总体积有改变可逆反应，压强改变才影响平衡。气体总体积不变时压强改变对平衡无影响。,第16页,（3）定容密闭容器中充入与反应无关惰性气体虽总压增大，但参加反应气体浓度未变，分压未变，平衡不移动。,（4）恒压容器中压入与反应无关气体，容器因维持恒压而体积变大，参加反应气体浓度减小，分压降低，平衡向体积扩大方向移动。,第17页,相关化学平衡计算普通步骤为：,写出相关平衡化学方程式；,列出或计算相关物质起始量、转化量、平衡量；,据已知条件列出对应方程计算。,比如：,5、化学平衡计算基本方法,第18页,可逆反应在到达平衡过程中各物质浓度改变关系。,反应 mA +nB pC,起始浓度(molL,-1,)a b c,改变浓度(molL,-1,)x x x,平衡浓度(molL,-1,)(a-x)(b-x)(c+x),对于反应物：c,平,=c,起,-c,变,对于生成物：c,平,=c,起,+c,变,第19页,3、平衡种类,（1）溶解-结晶平衡 KNO,3,(s)K,+,+NO,3,-,-Q2）化学平衡N,2,+3H,2,2NH,3,+Q,（3）电离平衡CH,3,COOH CH,3,COO,-,+H,+,-Q,（4）沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag,+,+Cl,-,-Q,（5）盐类水解平衡Fe,3+,+3H,2,O Fe(OH),3,+3H,+,-Q,溶解,结晶,第20页,经典例题分析,相关化学平衡考题主要有以下四种类型：,1、可逆反应平衡状态判定：,例1、一定温度下，可逆反应,2NO,2,2NO+O,2,在体积固定密闭容器中反应，到达平衡状态标志是（）,第21页,单位时间内生成n mol O,2,，同时生成2n mol NO,2,单位时间内生成n mol O,2,，同时生成2n mol NO,用NO,2,、NO、O,2,物质量浓度改变表示反应速率比为2:2:1,混合气体压强不再改变,混合气体颜色不再改变,混合气体平均分子量不再改变,A.,B.,C.,D.以上全部,第22页,解析：,生成n mol O,2,，就是消耗2n mol NO,2,，即生成NO,2,速率等于消耗NO,2,速率，能表示v,正,=v,逆,，正确。,表示同一方向反应速率，不能表示v,正,=v,逆,，不正确。,只要发生反应，或者说不论反应是否到达平衡，NO,2,、NO、O,2,速率之比均为2:2:1，它不能反应可逆反应是否到达平衡，不正确。,第23页,温度、体积一定，混合气体压强不再改变，说明气体总物质量不变，表明已达平衡。,颜色深浅决定于有色物质NO,2,浓度，混合气体颜色不变，说明NO,2,浓度不再改变，对固定容器来说，NO,2,物质量不再改变，能说明已达平衡，正确。,混合气体平均分子量(M=)不变，说明气体总物质量(n)不变，表明已达平衡，正确。答案：A,第24页,2、可逆反应平衡状态比较或它逆向思维,例2、体积相同甲、乙两个容器中，分别都充有等物质量SO,2,和O,2,，在相同温度下发生反应：2SO,2,+O,2,2SO,3,，并到达平衡。在这过程中甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO,2,转化率为P%，则乙容器中SO,2,转化率（）,A、等于p%B、大于P%,C、小于p%D、无法判断,第25页,解析：本题是一道可逆反应平衡状态比较问题。比较时，选乙容器为标准状态，设乙容器压强保持1.01,10,5,Pa；甲容器体积不变，因为2SO,2,+O,2,2SO,3,正反应是个气体物质量减小反应，到达平衡时，甲容器压强小于1.01,10,5,Pa，减小压强，该平衡向逆反应方向移动，则甲容器中SO,2,转化率比乙容器SO,2,转化率低。（或：因为乙容器中压强大于甲容器中压强，而增大压强，上述平衡向正反应方向移动，故乙中SO,2,转化率大于甲中SO,2,转化率）,答案：B,催化剂,第26页,例3、在固定体积密闭容器内，加入2mol A、1mol B，发生反应：A气)+B(气)2C(气)到达平衡时，C质量分数为W。在相同条件下，按以下情况充入物质到达平衡时C质量分数仍为W是（）,A.2mol C B.3mol C,C.4mol A、2mol B D.1mol A、2mol C,第27页,解析：这是一道可逆反应平衡状态比较逆向思维题，即等效平衡条件选择问题。本题中反应前后气体物质量相同，假如给反应体系加压，使体积缩小，或者按百分比加大或减小各反应物物质量，平衡将不会发生移动，各物质质量分数将保持不变（浓度要发生改变）。也就是说，本题中加入各种物质假如完全转化为A和B，只要n(A):n(B)=2:1就能够了。,第28页,选项A和B均不符合要求，因为本题中初始加入A和B物质量与方程式系数不一致，单纯从C开始，无法到达n(A):n(B)=2:1状态；C符合要求；D中2mol C经转化相当于1mol A和1mol B，加上加入1mol A，A与B物质量之比为2:1。,答案：C、D,第29页,例4、在一定温度下，把2mol SO,2,和1mol O,2,通入一个一定容积密闭容器里，发生以下反应：2SO,2,+O,2,2SO,3,，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SO,2,、O,2,和SO,3,物质量（mol）。假如a、b、c取不一样数值，它们必须满足一定相互关系，才能确保到达平衡时，反应混合物中三种气体质量分数仍跟上述平衡时完全相同。请填写以下空白：,催化剂,第30页,（1）若a=0，b=0，c=_。,（2）若a=0.5，则b=_和c=_。,（3）a、b、c取值必须满足普通条件是（请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个含b和c）：_，_。,第31页,解析：同上例一样，本题也是等效平衡条件选择问题，不一样是本题研究2SO,2,+O,2,2SO,3,是一个反应前后气体分子数不等可逆反应。因为这一反应与压强相关，故它在定温定容下要与原平衡建立等效平衡，就只能满足加入物质物质量经转化为原平衡起始物质，其值相等。,第32页,（1）是从逆反应开始，从2mol SO3,开始与从2mol SO,2,和1mol O,2,开始是等效，故c=2。,（2）是从正、逆反应同时开始，0.5mol SO,2,、0.25mol O,2,与0.5mol SO,3,是等效，再加入1.5mol SO,3,就与起始2mol SO,3,等效了。,第33页,（3）题中要求“2mol SO,2,+1mol O,2,”与“a mol SO,2,+b mol O,2,+c mol SO,3,”建成等效平衡。从2SO,2,+O,2,2SO,3,知：c mol SO,3,c mol SO,2,+mol O,2,，所以a mol SO,2,+b mol O,2,+c mol SO,3,(a+c)mol SO,2,+(b+)mol O,2,，于是a+c=2，b+=1。,答案：（1）2 （2）0.25 1.5 （3）a+c=2 b+=1,第34页,例5、将等物质量A、B、C、D四种物质混合，发生以下反应：aA+bB cC(固)+dD当反应进行一定时间后，测得A降低了n mol，B降低了 mol，C增加了 n mol，D增加了n mol，此时到达化学平衡：,3、外界条件对化学平衡移动影响及其应用,第35页,（1）该化学方程式中各物质化学计量数为a=_,b=_,c=_,d=_;,（2）若只改变压强，反应速率发生改变，但平衡不发生移动，该反应中各物质聚集状态；A_,B_,D_;,（3）若只升高温度，反应一段时间后，测知四种物质量又到达相等，则该反应为_反应（填放热或吸热）。,第36页,解析,：（1）反应方程式化学计量数之比等于各物质物质量改变值之比，即a:b:c:d=n:n:n=2:1:3:2，故a、b、c、d数值分别为2、1、3、2。,（2）由（1）可知可逆反应方程式为2A+B 3C(固)+2D。现改变压强，反应速率发生改变，但平衡不发生移动，则该反应必须是反应前后气体体积不变可逆反应，故只有当B物质为固体或液体，A、D均为气体时才满足题意。,第37页,（3）升高温度，各物质又恢复到起始时情况，说明平衡向逆反应方向移动，依据平衡移动知识可知：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，故该反应逆反应为吸热，则该反应正反应为放热反应。,答案：（1）2、1、3、2 （2）气、固或液、气（3）放热,第38页,4、相关化学平衡计算,例6、把6mol A气体和5mol B气体混合放入4L密闭容器中，在一定条件下发生反应：3A(气)+B(气)2C(气)+xD(气)经5min到达平衡，此时生成C为2mol，测定D平均反应速率为0.1mol(Lmin),-1,，以下说法中错误是(),A、x=2,B、B转化率为20%,C、平衡时A浓度为0.8molL,-1,D、恒温达平衡时容器内压强为开始时85%,第39页,解析：本题是一道相关化学平衡基础计算题，解题关键是搞清各量含义。,因n(D)=v(D)Vt=0.1mol(Lmin),-1,4L,5min=2mol，n(C):n(D)=2mol=1:1，所以x=2。,3A(气)+B(气)2C(气)+2D(气),起始量(mol)6 5 0 0,改变量(mol)3 1 2 2,平衡量(mol)3 4 2 2,第40页,答案：C、D,第41页,例7、在一定温度下将CO和水蒸气各1mol放在密闭容器中反应：CO+H,2,O CO,2,+H,2,，到达平衡后测得CO,2,为0.6mol。再通入4mol水蒸气，到达新平衡后，CO,2,物质量是（）,A.等于0.6mol B.等于1mol,C.大于0.6mol小于1mol D.大于1mol,第42页,解析：本题在中学知识范围内不能求出CO,2,物质量，只能从可逆反应特点结合平衡移动理论求出CO,2,物质量取值范围，其解题方法是极限法。,第43页,从题意可知，到达平衡后测得CO,2,为0.6mol，这是第二次平衡前CO,2,起始物质量。当通入4mol水蒸气时，平衡向正反应方向移动，生成物CO,2,物质量必定增加，所以到达第二次平衡后CO,2,物质量一定大于0.6mol。又从题中可知，CO起始物质量为1mol，即使全部转化为CO,2,，生成CO,2,物质量为1mol。该反应是一个可逆反应，到达平衡后转化率不能到达100%，所以CO,2,物质量一定小于1mol。答案：C,第44页,例8、在一个6L密闭容器中，放入3L X(气)和2L Y(气)，在一定条件下发生以下反应4X(气)+3Y(气)2Q(气)+nR(气)，到达平衡后，容器内温度不变，混合气体压强比原来增加5%，X浓度减小 ，则该反应中方程式n值是（）,A.3 B.4 C.5 D.6,第45页,解析：方法一：常规法。即由X改变量求出各物质平衡量，再依据反应前后压强比列方程求解。设放入容器中3L X(气)和2L Y(气)分别为3mol、2mol，则,4X(气)+3Y(气)2Q(气)+nR(气),起始量(mol)3 2 0 0,改变量(mol),平衡量(mol)2,因为同温同容下 ，故有,第46页,方法二：差量法。即由反应前后压强改变求出反应前后物质量改变，再由方程式相关量求解。,4X(气)+3Y(气)2Q(气)+nR(气),n,4mol (5-n)mol,3mol,(3+2)mol,5%,第47页,方法三：特殊解法（巧解）。即利用试题中一些特征求解。,因为同温同体积时，平衡后压强增大，所以该反应是一个气体体积增大可逆反应，即2+n4+3，n5，在选项中只有n=6满足不等式。,答案：D,第48页,例9、在某温度下，将2mol A和3mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(气)+B(气)C(气)+D(气)，5min后到达平衡，已知各物质平衡浓度关系为：A,a,B=CD，若在温度不变情况下，将容器体积扩大为原来10倍，其A转化率不发生改变，则B转化率为（）,A.60%B.40%C.24%D.4%,第49页,解析：因体积扩大，A转化率不发生改变，说明压强改变，不影响该平衡，反应前后气体体积相等，故a=1。设参加反应B为x mol。,A(气)+B(气)C(气)+D(气),起始量(mol)2 3 0 0,改变量(mol)x x x x,平衡量(mol)2-x 3-x x x,由题意知(2-x)(3-x)=xx,x=1.2mol,B转化率为,100%=40%答案：B,第50页,谢谢,第51页,