高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡集体备课课件ppt

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  　　1.化学平衡状态的概念在一定条件下的可逆反应体系中,当正、逆反应的速率①　相等    时,反应物和生 成物的浓度均②　保持不变    ,这表明该反应中物质的转化达到了“限度”,这时 的状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。
2.化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征可以概括为逆、等、动、定、变。(1)逆:研究对象是③　可逆    反应。(2)等:化学平衡的条件是同种物质的v正和v逆④　相等    。(3)动:化学平衡是一种⑤　动态    平衡,达到化学平衡状态时反应并未停止。(4)定:当可逆反应达到平衡时,各组分的含量(或浓度)⑥　保持不变    。(5)变:若外界条件改变,化学平衡可能发生⑦　移动    。
 1.浓度商对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g)  pC(g)+qD(g),在任意时刻的⑧         称为浓度商,常用Q表示。2.化学平衡常数(1)表达式对于一般的可逆反应:mA(g)+nB(g)  pC(g)+qD(g),化学平衡常数的表达式为K=⑨         。(2)注意事项a.化学平衡常数通常情况下只与⑩　温度    有关,与反应物或生成物的浓度无关。
b.反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度被视为“1”而不代入公 式。c.化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数,化学方程式的书写不同,平衡常数 的表达式不同。若N2+3H2  2NH3的K=a,则2NH3  N2+3H2的K'= , N2+ H2  NH3的K″= 。(3)意义K越大,平衡体系中生成物所占的比例越大,正反应进行的程度越大,反应进行得越 完全,平衡时反应物的转化率越大;反之,K越小,该反应进行得越不完全,平衡时反应 物的转化率越小。一般来说,当K>105时,该反应就进行得基本完全了。3.利用浓度商、化学平衡常数判断反应进行的方向QK,化学平衡向 　逆    反应方向进行。
 1.化学平衡的移动(1)含义:在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态后,如果改变外界条件,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。(2)实质(改变外界条件后)a.v正     ≠    v逆。b.各组分的百分含量发生 　改变    。(3)图示 
2.影响化学平衡的因素
3.勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个条件,平衡就向着能够 　减弱    这种改变的方向移动。这就是勒夏特列原理。特别提醒    平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响,不是“消除”外界条件的影响,也不 是“扭转”外界条件的影响。
 判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。1.纳米钴(C)常作为CO加氢反应的催化剂:CO(g)+3H2(g)  CH4(g)+H2O(g),在一密闭容器中发生该反应,缩小容器体积,平衡向正反应方向移动 (　√　)2.一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:SO2(g)+2CO(g)  2CO2(g)+S(l)    ΔH0,其他条件不变时,升高温度,CO2的化学反应速率和平衡转化率均增大 (　√　)提示:升高温度,化学反应速率加快;正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,CO2 的平衡转化率增大。7.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,化学平衡也一定 发生移动 (    ✕　)提示:化学平衡移动的实质是v正≠v逆,所以化学平衡发生移动,化学反应速率一定改 变;若正、逆反应速率增大或减小相同的倍数,则化学平衡不发生移动。
8.对于2NO2(g)  N2O4(g)的平衡体系,压缩体积,增大压强,平衡正向移动,混合气体的颜色变浅 (    ✕　)提示:压缩体积,增大压强,NO2、N2O4浓度均增大,平衡正向移动,混合气体颜色先变 深又逐渐变浅,最终得到的混合气体的颜色比原平衡体系深。
生命过程与化学平衡移动密切相关。例如,在人体利用氧气的过程中,血红蛋白与 氧气的结合过程就涉及化学平衡的移动。人体中的血红蛋白分子(Hb)与氧气分子 结合,形成氧合血红蛋白分子——Hb(O2),这一过程可以表示为Hb+O2  Hb(O2)。煤气中的CO也能与血红蛋白分子结合,即Hb+CO  Hb(CO)。一氧化碳分子与血红蛋白分子结合的能力比氧气分子强。
问题1.阅读材料并解释为什么空气中一氧化碳浓度增大时会发生一氧化碳中毒?提示:空气中一氧化碳浓度增大时,更多的Hb(CO)取代Hb(O2),造成人体缺氧,导致一氧化碳中毒。2.思考并讨论如何利用化学平衡移动原理设计合理的方法救治一氧化碳中毒的 人?简述你的理由。提示:如果发现有人一氧化碳中毒,应立即切断一氧化碳源并将中毒者移至空气流 通处,必要时可以将其放入高压氧舱中。3.能否选择合适的酶通过给一氧化碳中毒者注射来进行治疗?提示:酶是一种生物催化剂,会同等程度地改变正、逆反应速率。若给一氧化碳中 毒者注射酶,则治疗效果不明显。
 “惰性气体”对化学平衡的影响①恒温恒容原平衡体系  体系总压强增大  体系中各组分的浓度不变  平衡不移动。②恒温恒压原平衡体系 容器容积增大,各反应气体的分压减小  体系中各组分的浓度同倍数减小,等效于减压  。  　　
  　　对于密闭容器中的可逆反应:mX(g)+nY(s)  pZ(g)    ΔHv逆时,平衡才向正反 应方向移动。(3)对于缩小体积增大压强,不管平衡是否移动,各组分的浓度均增大。2.解答化学平衡移动类判断题的思维过程关注特点:恒温恒容、恒温恒压、物质状态、ΔV是否为0、ΔH的正负等  分析条件(浓度、温度、压强等)  想原理(化学平衡移动原理)  综合判断得结论。 
 一个模式——“三段式”如mA(g)+nB(g)  pC(g)+qD(g),设A、B起始物质的量浓度分别为a ml·L-1、b ml·L-1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx ml·L-1。 mA(g)+nB(g)  pC(g)+qD(g)c始/ml·L-1　　  a　　　   b　　　0　　 0c转/ml·L-1　    mx　　   nx　　   px　　   qxc平/ml·L-1　    a-mx　 b-nx　　 px　　　 qxK= 。
 明确三个量的关系(1)三个量:起始量、转化量、平衡量。(2)关系a.对于同一反应物,起始量-转化量=平衡量。b.对于同一生成物,起始量+转化量=平衡量。c.各转化量之比等于对应反应物的化学计量数之比。
 掌握四个公式(1)反应物的转化率= ×100%= ×100%。(2)生成物的产率:实际产量占理论产量的百分比。一般来讲,转化率越大,原料利用 率越高,产率越大。产率= ×100%。(3)平衡时混合物某组分的百分含量= ×100%。(4)某组分的体积分数= ×100%。  　
  　　可逆反应CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g),在密闭容器中建立了平衡。当温度为749 K时,K= ,回答下列问题:(1)当CO和H2O的起始浓度均为2 ml·L-1时,CO的转化率为　　　    。
(2)当CO的起始浓度为2 ml·L-1,H2O的起始浓度为6 ml·L-1时,CO的转化率为　     　    。
解析    (1)设CO的转化浓度为x, CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)起始浓度(ml·L-1)　　　2　　 2　　　　　0　　　0转化浓度(ml·L-1)　　    x　   x　　　     x　　    x平衡浓度(ml·L-1)　　2-x 　2-x　　　     x　　  xK= = ,解得x=1.2,CO的转化率: ×100%=60%。
转化浓度(ml·L-1)　     y　　 y　　　　 y　　　  y平衡浓度(ml·L-1)　　2-y　 6-y　　　    y　　　  yK= = ,解得y≈1.7,CO的转化率: ×100%=85%。答案　(1)60%　(2)85%
(2)设CO的转化浓度为y, CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)起始浓度(ml·L-1)　　　2　　 6　　　　 0　　　0
 化学平衡图像的类型与解题原则(1)速率—时间图像(v-t图像) 解题原则:分清正反应、逆反应及二者的相对大小,分清“突变”和“渐变”;正确 判断化学平衡的移动方向;熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的 影响规律。
图Ⅰ    v'正突变,v'逆渐变,且v'正>v'逆,说明是增大了反应物的浓度,使v'正突变,且平衡正 向移动。图Ⅱ    v'正、v'逆都是突然减小的,且v'正>v'逆,说明平衡正向移动,该反应的正反应可能 是放热反应或气体总体积增大的反应。图Ⅲ    v‘正、v’逆都是突然增大且增大程度相同,说明该化学平衡没有发生移动,可能 是使用了催化剂,也可能是反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积所致。(2)百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像 
解题原则——“先拐先平数值大”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(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使 用了催化剂)。图Ⅰ　表示T2>T1,正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动。图Ⅱ　表示p2>p1,增大压强,A的转化率减小,说明正反应是气体总体积增大的反应, 增大压强,平衡逆向移动。图Ⅲ　生成物C的百分含量不变,说明平衡不发生移动,但反应速率a>b,故a使用了 催化剂;也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a增大了压强(减小 容器的容积)。(3)百分含量—压强—温度图像
 解题原则——“定一议二”化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量,分析方法是确定 其中一个变量,讨论另外两个变量之间的关系。如图Ⅰ中确定压强为105 Pa或107 Pa,则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小,说明正反应是放热反应;若确 定温度T不变,作横坐标的垂线,与两个压强曲线出现交点,分析生成物C的百分含量 随压强p的变化可以发现,增大压强,生成物C的百分含量增大,说明正反应是气体总 体积减小的反应。
  　　反应mA(s)+nB(g)  eC(g)+fD(g),反应过程中,当其他条件不变时,C的百分含量与温度(T)和压强(p)的关系如图,下列叙述正确的是 (　C　) A.达到平衡后,加入催化剂,C的百分含量增大B.达到平衡后,增加A的量有利于平衡正向移动C.化学方程式中n>e+fD.达到平衡后,升高温度,平衡正向移动
思路点拨分析图像横坐标、纵坐标和曲线所表示的三个变量,联系相关规律,结合选项分析 作答。
解析    加入催化剂平衡不移动,A错误;A为固体,增加固体的量平衡不移动,B错误; 由图像可知,增大压强,C的百分含量增大,平衡正向移动,故n>e+f,C正确;由图像可 知,升高温度,C的百分含量减小,平衡逆向移动,D错误。