高中化学《第七章第二节化学平衡状态化学平衡的移动》课件

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第7章 化学反应速率与化学平衡
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2．建立 在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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建立过程可用下图表示：
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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3．特点
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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三、判断化学平衡状态的两种方法 1．动态标志：v 正＝v 逆≠0。 (1)同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 (2)不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。 如反应 aA＋bB cC＋dD，vv正逆((AB))＝ab时，反应达到平衡状态。
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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三、影响化学平衡的外界因素
1．影响化学平衡的外界因素
条件的改变(其他条件不变)
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度 减小反应物浓度或增大生成物浓度
压强(对有
增大压强
反应前后气体分子数改变
气体参与
减小压强
的反应) 反应前后气体分子数不变 改变压强
化学平衡移动的方向 向_正___反应方向移动 向_逆___反应方向移动 向气体体积__减__小__的方向移动 向气体体积__增__大__的方向移动
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2．静态标志：各种“量”不变。 (1)各物质的质量、物质的量或浓度不变。 (2)各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数等)不变。 (3)温度、压强(化学方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 总之，若物理量由“变量”变成了“不变量”，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物 理量始终为“不变量”，则不能作为平衡标志。
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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学习任务 2 化学平衡的移动
一、化学平衡移动的过程
二、化学平衡移动与化学反应速率的关系 1．v 正>v 逆：平衡_向__正__反__应__方__向___移动。 2．v 正＝v 逆：反应达到平衡状态，平衡_不___移动。 3．v 正<v 逆：平衡_向__逆__反__应__方__向___移动。
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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假设反应正向进行到底：A(g)＋3B(g) 2C(g)
起始浓度/(mol·L－1)
0.1 0.3 0.2
改变浓度/(mol·L－1)
0.1 0.3 0.2
终态浓度/(mol·L－1)
00
0.4
假设反应逆向进行到底：A(g)＋3B(g) 2C(g)
第7章 化学反应速率与化学平衡
课题24 化学平衡状态 化学平衡的移动
第7章 化学反应速率与化学平衡
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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学习任务 1 可逆反应 化学平衡状态
一、可逆反应
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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二、化学平衡状态 1．概念：一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速 率_相__等___，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态，称为化学平 衡状态，简称化学平衡。
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解析：选 D。因反应容器保持恒压，所以容器体积随反应进行而不断变化，结合 ρ 气＝ m/V 可知，气体密度不再变化，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化， 反应达到平衡状态，①符合题意；无论是否平衡，反应的 ΔH 都不变，②不符合题意； 反应开始时，加入 1 mol N2O4，随着反应的进行，N2O4 的浓度逐渐变小，故 v 正(N2O4) 逐渐变小，直至达到平衡，③不符合题意；N2O4 的转化率不再变化，说明 N2O4 的浓度 不再变化，反应达到平衡状态，④符合题意，故选 D。
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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4．一定温度下，反应 N2O4(g) 2NO2(g)的焓变为 ΔH。现将 1 mol N2O4 充入一恒压密
闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是
()
A．①② C．③④
B．②④ D．①④
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第7章 化学反应速率与化学平衡
3．在一个温度恒定、容积固定的密闭容器中，发生可逆反应 mA(s)＋nB(g) qD(g)，已知 m＋n＝p＋q，且该反应为放热反应，反应达到平衡的标志是 ①体系的压强不再改变
pC(g)＋ ()
②气体的密度不再改变
③各气体的浓度不再改变
④各气体的质量分数不再改变
⑤反应速率 v(C)∶v(D)＝p∶q
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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(5)能说明 NH2COONH4(s) (6)能说明 5CO(g)＋I2O5(s)
2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。 5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。
答案：(1)①③④⑦ (2)⑤⑦ (3)①③④⑤⑦ (4)①②③④⑦ (5)①②③ (6)②④⑦
答案：< > < <
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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极端假设法在可逆反应中的应用 变化观念与平衡思想
1．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质
()
A．c1∶c2＝1∶3 B．平衡时，Y 和 Z 的生成速率之比为 2∶3
C．X、Y 的转化率不相等
D．c1 的取值范围为 0<c1<0.14 mol·L－1
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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解析：选 AD。X、Y 平衡浓度之比为 1∶3，转化浓度之比亦为 1∶3，故 c1∶c2＝1∶3， X、Y 的转化率相等，A 正确，C 不正确；v 生成(Y)表示逆反应，v 生成(Z)表示正反应，平 衡时 v 生成(Y)∶v 生成(Z)应为 3∶2，B 不正确；由可逆反应的特点可知,0<c1<0.14mol·L－1， D 正确。
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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2．(双选)(2020·长沙一中月考改编)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 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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(2)不能作为平衡标志的“四情况” ①反应各组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比； ②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如 2HI(g) H2(g)＋I2(g)； ③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如 2HI(g) H2(g)＋I2(g)； ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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运用极端假设法确定各物质浓度范围 可逆反应中各物质浓度范围可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求 出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。 例如：可逆反应 A(g)＋3B(g) 2C(g)，各物质的起始浓度分别为 c(A)＝0.1 mol·L－1，c(B) ＝0.3 mol·L－1，c(C)＝0.2 mol·L－1。
⑥单位时间内 n mol B 断键反应，同时 p mol C 也断键反应
A．①②③④⑤⑥
B．①②③
C．①②③④⑥
D．④⑤⑥
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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解析：选 C。该反应的特点是随着反应进行，该体系的压强将改变，压强不变时说明达 到平衡，①可以作为平衡的标志。随着反应进行，m(气)将发生变化，根据 ρ＝m(V气)，ρ 不变，V 不变，则 m(气)也不变，说明达到平衡，②可以作为平衡的标志。各组分的浓 度和质量分数不再改变，说明反应达到平衡状态，③和④可以作为平衡的标志。速率之 比等于方程式的化学计量数之比，不论反应是否达到平衡状态都存在这一关系，故⑤不 一定是平衡状态。单位时间内 n mol B 断键反应，说明反应正向进行，同时 p mol C 断 键反应，说明反应逆向进行，正、逆反应速率相等，⑥可以作为平衡的标志。
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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5．在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压 强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量， ⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比，⑦某种气体 的百分含量。 (1)能说明 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是________。 (2)能说明 I2(g)＋H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是________。 (3)能说明 2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是____________。 (4)能说明 C(s)＋CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是________。
(× )
(6)在一定条件下的绝热恒容的密闭容器中发生某一可逆反应，若容器内温度不再改变，
则该反应已达平衡。
(√ )
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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催化剂 2．向含有 2 mol SO2 的容器中通入过量氧气发生 2SO2(g)＋O2(g) △ 2SO3(g) ΔH＝ －Q kJ·mol－1(Q>0)，充分反应后生成 SO3 的物质的量________2 mol(填“<”“>”或“＝”， 下同)，SO2 的物质的量________0 mol，SO2 的转化率________100%，反应放出的热量 ________Q kJ。
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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6．若上述题目中的(1)～(4)改成在一定温度下的恒压密闭容器中进行，结果又如何？ 答案：(1)②③④⑦ (2)⑤⑦ (3)②③④⑤⑦ (4)②③④⑦
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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规避两个易失分点 (1)化学平衡状态判断“三关注” ①关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器； ②关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应； ③关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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(4)在一定条件下，向密闭容器中充入 1 mol N2 和 3 mol H2 充分反应，生成 2 mol NH3。
(× ) (5)对于反应 A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g)，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件
下，均不能作为达到化学平衡状态的标志。
的浓度有可能是 A．Z 为 0.3 mol·L－1 C．X2 为 0.2 mol·L－1
B．Y2 为 0.4 mol·L－1 D．Z 为 0.4 mol·L－1
()
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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解析：选 A。假设 0.1 mol·L－1 X2(g)和 Y2(g)反应全部转化为 Z(g)，生成的 c(Z)最大值为 0.2 mol·L－1，因该反应是可逆反应，所以达到平衡时 c(Z)最大值小于 0.4 mol·L－1，同理 可求出，0<c(X2)<0.2 mol·L－1，0.2 mol·L－1<c(Y2)<0.4 mol·L－1。
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第7章 化学反应速率与化学平衡
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1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)二次电池的充、放电为可逆反应。
(×)Baidu Nhomakorabea
(2)在化学平衡建立过程中，v 正一定大于 v 逆。
(×)
(3)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g) 的消耗速率相等时，反应达到平衡状态。
2SO3(g)，当 SO3 的生成速率与 SO2 (×)
起始浓度/(mol·L－1)
0.1 0.3 0.2
改变浓度/(mol·L－1)
0.1 0.3 0.2
终态浓度/(mol·L－1)
0.2 0.6
0
平衡体系中各物质的浓度范围为 A∈(0，0.2)，B∈(0，0.6)，C∈(0，0.4)。
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第7章 化学反应速率与化学平衡
18
化学平衡状态的判断 变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知