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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡公开课ppt课件
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第二节 化学平衡公开课ppt课件，共28页。PPT课件主要包含了必备知识，正误判断，1现象，红棕色变浅，红棕色加深，同等程度，没有影响，提示温度，勒夏特列原理，任务一等内容，欢迎下载使用。
一、温度变化对化学平衡的影响1.实验:NO2球浸泡在冰水、热水中,观察颜色变化。
(2)分析:降温→颜色变浅→平衡向放热方向移动;升温→颜色变深→平衡向吸热方向移动。2.结论:其他条件不变时,升高温度平衡向着 的方向移动,降低温度平衡向着 的方向移动。
二、催化剂对化学平衡的作用催化剂可 地改变正反应速率和逆反应速率,因此催化剂对化学平衡的移动 。但催化剂可 反应达到平衡所需的时间。 【微思考】浓度、温度、压强、催化剂等外界条件改变,一定能使化学平衡发生移动的是什么条件?
三、化学平衡移动的原理内容:如果改变影响平衡的一个因素,平衡就向着能够 这种改变的方向移动,这就是 ,又称为化学平衡移动原理。
(1)升高温度,平衡向吸热反应的方向移动,此时v(放)减小,v(吸)增大。 ( )(2)合成氨反应需要使用催化剂,说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动,所以也可以用勒夏特列原理解释使用催化剂的原因。 ( )(3)C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH>0,其他条件不变时,升高温度,反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大。 ( )(4)化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√
温度对化学平衡的影响问题探究1.对一定条件下的化学平衡状态:(1)若改变物质的浓度,化学平衡是否一定发生移动?
(2)若改变体系的温度呢?
2.正反应为放热反应的平衡体系,升高温度的瞬间v(正)、v(逆)如何改变?v(正)、v(逆)的大小关系如何?
答案:(1)改变物质的浓度,化学平衡不一定发生移动,如H2(g)+I2(g) 2HI(g),其他条件不变,把容器体积缩小,各物质的浓度均增大,但平衡不移动。 (2)若改变温度,化学平衡一定发生移动。
答案:v(正)、v(逆)均增大,且v(正)
2.速率图像(以正向放热的反应为例):
素能应用典例1已知常温下红棕色的NO2能自动生成无色的N2O4,这是一个正向反应为放热反应的可逆反应:2NO2 N2O4。现在做下面的实验,装置如图所示:
在三个连通的烧瓶里盛有NO2和N2O4的混合气体,然后用弹簧夹夹住乳胶管。先将三个烧瓶分别浸泡在盛有室温水的烧杯里,可以观察到混合气体颜色无变化,接着向左边烧杯里加入制热盐无水CaCl2,向右边烧杯里加入制冷盐KNO3,不断搅拌直至溶液饱和,可以看到,随着盐的加入,左边混合气体的颜色变深,右边混合气体的颜色变浅,中间混合气体的颜色不变。根据实验现象,回答有关问题:(1)左边的混合气体颜色变深的原因是 ; 右边的混合气体颜色变浅的原因是 。 (2)总结温度变化与可逆反应的热量变化之间的关系是 。
答案:(1)左边烧杯中加入制热盐,混合气体温度升高,平衡向逆反应方向移动,NO2的浓度增大,颜色加深 右边烧杯中加入制冷盐,混合气体温度降低,平衡向正反应方向移动,NO2的浓度减小,颜色变浅(2)升高温度时,平衡向吸热反应的方向移动;降低温度时,平衡向放热反应的方向移动
解析:混合气体颜色的深浅与NO2的浓度有关,容器的容积是不变的,气体物质的量的改变导致气体浓度的改变。左边烧瓶内的混合气体的颜色变深,说明NO2的浓度增大,即平衡逆向移动;右边烧瓶内的混合气体的颜色变浅,说明NO2的浓度减小,即平衡正向移动。加入制热盐使溶液温度升高,相当于对烧瓶加热。气体温度升高时,平衡逆向移动,逆反应是吸热反应,故升高温度时,平衡向吸热反应的方向进行。同理分析可得,降低温度时,平衡向放热反应的方向移动。
变式训练1已知反应A2(g)+2B2(g) 2AB2(g) ΔH<0,下列说法正确的是( )A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小B.升高温度有利于反应速率的增大,从而缩短达到平衡所需的时间C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于平衡正向移动D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于平衡正向移动
解析:A项,升温时,正、逆反应速率均增大;B项,升温时增大反应速率,能缩短达到平衡的时间;C项,该反应为放热反应,升温时平衡向逆反应方向移动;D项,降温或增大压强有利于平衡向正反应方向移动。
外界条件对化学平衡影响的综合分析问题探究根据化学平衡原理解答下列问题:在体积不变的密闭容器中发生N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·ml-1,只改变一种外界条件,完成下表。
深化拓展1.影响化学平衡的因素若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:
2.对化学平衡移动原理的理解化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“抵消”外界条件的改变,改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如①增大反应物A的浓度,平衡右移,A的浓度在增大的基础上减小,但达到新平衡时,A的浓度一定比原平衡大;②若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃,则化学平衡向吸热反应方向移动,达到新的平衡状态时体系的温度(T):50 ℃
答案:(1)放 (2)正 (3)正 不 (4)减小 不 (5)气 固(或液)解析:(1)A的量增加,说明平衡逆向移动,升高温度导致平衡逆向移动,说明正反应是放热反应。(2)正反应为气体物质的量减小的反应,加压,平衡向正反应方向移动。(3)增大气体反应物浓度,平衡向正反应方向移动;恒温、恒容时,加入不反应的气体,体系中各物质的浓度不变,平衡不移动。(4)反应前后气体物质的量不变,减小压强,平衡不移动,但反应速率要减小。(5)加压,平衡逆向移动,说明逆反应是气体物质的量减小的反应,C一定是气体,B是气体,则A一定不是气体。
变式训练2(2018天津卷)室温下,向圆底烧瓶中加入1 ml C2H5OH和含1 ml HBr的氢溴酸,溶液中发生反应C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是( )A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5BrC.若反应物均增大至2 ml,则两种反应物平衡转化率之比不变D.若起始温度提高至60 ℃,可缩短反应达到平衡的时间
答案:D 解析:加入NaOH能与HBr反应,平衡左移,可增大乙醇的物质的量,A项正确;增大反应物HBr的浓度,平衡右移,有利于生成C2H5Br,B项正确;由于两种反应物的起始量相等,且反应中两种物质的化学计量数之比为1∶1,则反应物均增大至2 ml,两种反应物平衡转化率之比不变,C项正确;由于C2H5Br的沸点为38.4 ℃,若起始温度提高至60 ℃,则会造成C2H5Br的挥发,因此反应达到平衡的时间可能会延长,D项错误。
1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )A.光照新制的氯水时,溶液的pH逐渐减小B.加催化剂,使N2和H2在一定条件下转化为NH3C.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制氨D.增大压强,有利于SO2与O2反应生成SO3
2.(双选)反应NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)在某一温度下达到平衡,下列各种情况不能使化学平衡发生移动的是( )A.减少部分NH4HS固体B.容积、温度不变,充入少量氩气C.容积、温度一定,充入氨气D.温度、容积一定,充入HCl气体
解析:A中改变固体NH4HS的量,由于改变固体的量并不能使化学反应速率发生改变,故不能影响平衡;B中充入少量氩气,但容积和温度不变,不会引起各平衡气体浓度的变化,平衡不移动;C中容积、温度一定,充入氨气,平衡向逆反应方向移动;D中充入HCl气体后,由于要发生反应HCl+NH3=NH4Cl,降低了NH3的浓度,所以平衡要向正反应方向移动。
3.(2019海南卷)反应C2H6(g) C2H4(g)+H2(g) ΔH>0在一定条件下于密闭容器中达到平衡,下列各项措施中,不能提高乙烷的平衡转化率的是( )A.增大容器容积B.升高反应温度C.分离出部分氢气D.等容下通入惰性气体
解析:增大容器容积相当于减小压强,平衡正向移动,乙烷的平衡转化率增大,A项正确;该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,乙烷的平衡转化率增大,B项正确;分离出部分氢气,平衡正向移动,乙烷的平衡转化率增大,C项正确;等容下通入惰性气体,原平衡体系各物质的浓度不变,平衡不移动,乙烷的平衡转化率不变,D项错误。
4.已知某可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)在密闭容器中进行,如图表示在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是( )A.T1p2,m+n>p,放热反应B.T1>T2,p1p,吸热反应C.T1p2,m+nT2,p1T2,p1
一、温度变化对化学平衡的影响1.实验:NO2球浸泡在冰水、热水中,观察颜色变化。
(2)分析:降温→颜色变浅→平衡向放热方向移动;升温→颜色变深→平衡向吸热方向移动。2.结论:其他条件不变时,升高温度平衡向着 的方向移动,降低温度平衡向着 的方向移动。
二、催化剂对化学平衡的作用催化剂可 地改变正反应速率和逆反应速率,因此催化剂对化学平衡的移动 。但催化剂可 反应达到平衡所需的时间。 【微思考】浓度、温度、压强、催化剂等外界条件改变,一定能使化学平衡发生移动的是什么条件?
三、化学平衡移动的原理内容:如果改变影响平衡的一个因素,平衡就向着能够 这种改变的方向移动,这就是 ,又称为化学平衡移动原理。
(1)升高温度,平衡向吸热反应的方向移动,此时v(放)减小,v(吸)增大。 ( )(2)合成氨反应需要使用催化剂,说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动,所以也可以用勒夏特列原理解释使用催化剂的原因。 ( )(3)C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH>0,其他条件不变时,升高温度,反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大。 ( )(4)化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√
温度对化学平衡的影响问题探究1.对一定条件下的化学平衡状态:(1)若改变物质的浓度,化学平衡是否一定发生移动?
(2)若改变体系的温度呢?
2.正反应为放热反应的平衡体系,升高温度的瞬间v(正)、v(逆)如何改变?v(正)、v(逆)的大小关系如何?
答案:(1)改变物质的浓度,化学平衡不一定发生移动,如H2(g)+I2(g) 2HI(g),其他条件不变,把容器体积缩小,各物质的浓度均增大,但平衡不移动。 (2)若改变温度,化学平衡一定发生移动。
答案:v(正)、v(逆)均增大,且v(正)
2.速率图像(以正向放热的反应为例):
素能应用典例1已知常温下红棕色的NO2能自动生成无色的N2O4,这是一个正向反应为放热反应的可逆反应:2NO2 N2O4。现在做下面的实验,装置如图所示:
在三个连通的烧瓶里盛有NO2和N2O4的混合气体,然后用弹簧夹夹住乳胶管。先将三个烧瓶分别浸泡在盛有室温水的烧杯里,可以观察到混合气体颜色无变化,接着向左边烧杯里加入制热盐无水CaCl2,向右边烧杯里加入制冷盐KNO3,不断搅拌直至溶液饱和,可以看到,随着盐的加入,左边混合气体的颜色变深,右边混合气体的颜色变浅,中间混合气体的颜色不变。根据实验现象,回答有关问题:(1)左边的混合气体颜色变深的原因是 ; 右边的混合气体颜色变浅的原因是 。 (2)总结温度变化与可逆反应的热量变化之间的关系是 。
答案:(1)左边烧杯中加入制热盐,混合气体温度升高,平衡向逆反应方向移动,NO2的浓度增大,颜色加深 右边烧杯中加入制冷盐,混合气体温度降低,平衡向正反应方向移动,NO2的浓度减小,颜色变浅(2)升高温度时,平衡向吸热反应的方向移动;降低温度时,平衡向放热反应的方向移动
解析:混合气体颜色的深浅与NO2的浓度有关,容器的容积是不变的,气体物质的量的改变导致气体浓度的改变。左边烧瓶内的混合气体的颜色变深,说明NO2的浓度增大,即平衡逆向移动;右边烧瓶内的混合气体的颜色变浅,说明NO2的浓度减小,即平衡正向移动。加入制热盐使溶液温度升高,相当于对烧瓶加热。气体温度升高时,平衡逆向移动,逆反应是吸热反应,故升高温度时,平衡向吸热反应的方向进行。同理分析可得,降低温度时,平衡向放热反应的方向移动。
变式训练1已知反应A2(g)+2B2(g) 2AB2(g) ΔH<0,下列说法正确的是( )A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小B.升高温度有利于反应速率的增大,从而缩短达到平衡所需的时间C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于平衡正向移动D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于平衡正向移动
解析:A项,升温时,正、逆反应速率均增大;B项,升温时增大反应速率,能缩短达到平衡的时间;C项,该反应为放热反应,升温时平衡向逆反应方向移动;D项,降温或增大压强有利于平衡向正反应方向移动。
外界条件对化学平衡影响的综合分析问题探究根据化学平衡原理解答下列问题:在体积不变的密闭容器中发生N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·ml-1,只改变一种外界条件,完成下表。
深化拓展1.影响化学平衡的因素若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:
2.对化学平衡移动原理的理解化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变,而不是“抵消”外界条件的改变,改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如①增大反应物A的浓度,平衡右移,A的浓度在增大的基础上减小,但达到新平衡时,A的浓度一定比原平衡大;②若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃,则化学平衡向吸热反应方向移动,达到新的平衡状态时体系的温度(T):50 ℃
答案:(1)放 (2)正 (3)正 不 (4)减小 不 (5)气 固(或液)解析:(1)A的量增加,说明平衡逆向移动,升高温度导致平衡逆向移动,说明正反应是放热反应。(2)正反应为气体物质的量减小的反应,加压,平衡向正反应方向移动。(3)增大气体反应物浓度,平衡向正反应方向移动;恒温、恒容时,加入不反应的气体,体系中各物质的浓度不变,平衡不移动。(4)反应前后气体物质的量不变,减小压强,平衡不移动,但反应速率要减小。(5)加压,平衡逆向移动,说明逆反应是气体物质的量减小的反应,C一定是气体,B是气体,则A一定不是气体。
变式训练2(2018天津卷)室温下,向圆底烧瓶中加入1 ml C2H5OH和含1 ml HBr的氢溴酸,溶液中发生反应C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 ℃和78.5 ℃。下列有关叙述错误的是( )A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5BrC.若反应物均增大至2 ml,则两种反应物平衡转化率之比不变D.若起始温度提高至60 ℃,可缩短反应达到平衡的时间
答案:D 解析:加入NaOH能与HBr反应,平衡左移,可增大乙醇的物质的量,A项正确;增大反应物HBr的浓度,平衡右移,有利于生成C2H5Br,B项正确;由于两种反应物的起始量相等,且反应中两种物质的化学计量数之比为1∶1,则反应物均增大至2 ml,两种反应物平衡转化率之比不变,C项正确;由于C2H5Br的沸点为38.4 ℃,若起始温度提高至60 ℃,则会造成C2H5Br的挥发,因此反应达到平衡的时间可能会延长,D项错误。
1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )A.光照新制的氯水时,溶液的pH逐渐减小B.加催化剂,使N2和H2在一定条件下转化为NH3C.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制氨D.增大压强,有利于SO2与O2反应生成SO3
2.(双选)反应NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)在某一温度下达到平衡,下列各种情况不能使化学平衡发生移动的是( )A.减少部分NH4HS固体B.容积、温度不变,充入少量氩气C.容积、温度一定,充入氨气D.温度、容积一定,充入HCl气体
解析:A中改变固体NH4HS的量,由于改变固体的量并不能使化学反应速率发生改变,故不能影响平衡;B中充入少量氩气,但容积和温度不变,不会引起各平衡气体浓度的变化,平衡不移动;C中容积、温度一定,充入氨气,平衡向逆反应方向移动;D中充入HCl气体后,由于要发生反应HCl+NH3=NH4Cl,降低了NH3的浓度,所以平衡要向正反应方向移动。
3.(2019海南卷)反应C2H6(g) C2H4(g)+H2(g) ΔH>0在一定条件下于密闭容器中达到平衡,下列各项措施中,不能提高乙烷的平衡转化率的是( )A.增大容器容积B.升高反应温度C.分离出部分氢气D.等容下通入惰性气体
解析:增大容器容积相当于减小压强,平衡正向移动,乙烷的平衡转化率增大,A项正确;该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,乙烷的平衡转化率增大,B项正确;分离出部分氢气,平衡正向移动,乙烷的平衡转化率增大,C项正确;等容下通入惰性气体,原平衡体系各物质的浓度不变,平衡不移动,乙烷的平衡转化率不变,D项错误。
4.已知某可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)在密闭容器中进行,如图表示在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是( )A.T1
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