第二章 化学反应速率和化学平衡,第三节 化学平衡,第2课时,化学平衡状态的特征,(1)动：动态平衡 (2)等：正反应速率=逆反应速率 (3)定：反应混合物中各组分的浓度保持 不变，各组分的含量一定。 (4)变：条件改变，原平衡被破坏，在新 的条件下建立新的平衡。,可见，化学平衡只有在一定的条件下才能保持。当外界条件改变，旧的化学平衡将被破坏，并建立起新的平衡状态。,可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。,化学平衡移动的概念:,研究对象：,已建立平衡状态的体系,平衡移动的标志：,1、反应混合物中各组分的浓度发生改变 2、 V正 V逆,一、浓度对化学平衡的影响：,增加Fe3+ 或 SCN-的浓度，平衡向生成Fe(SCN)3的方向移动，故红色加深。,1.增加反应物的浓度,平衡向正反应方向移动；,小结：,2.减少生成物的浓度,平衡向正反应方向移动；,3.减小反应物浓度或增加生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动.,t2,V”正 = V”逆,V逆,V,正,t3,平衡状态,增大反应物浓度,速率-时间关系图：,原因分析:,增加反应物的浓度, V正 V逆，平衡向正反应方向移动；,当减小反应物的浓度时, 化学平衡将怎样移动?,速率-时间关系图：,结论: 减小反应物的浓度, V正 V逆，平衡 向逆反应方向移动；,讨论:,1.结论：在其它条件不变的情况下，增加反应物的浓度(或减少生成物的浓度)，平衡向正反应方向移动；反之，增加生成物的浓度(或减少反应物的浓度 )，平衡向逆反应方向移动。,增大成本较低的反应物的浓度，提高成本较高的原料的转化率。,一、浓度对化学平衡的影响：,2.意义：,3、浓度对化学平衡移动的几个注意点,对平衡体系中的固态和纯液态物质，其浓度可看作一个常数，增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响V正、V逆的大小，所以化学平衡不移动。,只要是增大浓度，不论增大的是反应物浓度，还是生成物浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态；减小浓度，新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态。,反应物有两种或两种以上, 增加一种物质的浓度, 该物质的平衡转化率降低, 而其他物质的转化率提高。,二、压强对化学平衡的影响：,NH3%随着压强的增大而增大，即平衡向正反应的方向移动。,实验 数据：,解释：,说明：增大压强,正逆反应速率均增大，但增大倍数不一样，平衡向着体积缩小的方向移动,加压,体积缩小,浓度增大,正反应速率增大 逆反应速率增大, V正V逆,平衡向正反应方向移动。,1.先决条件：,2.结论：,对于反应前后气体体积发生变化的化学反应，在其它条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动，减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。,体积缩小：即气体分子数目减少 体积增大：即气体分子数目增多,说明:,V（molL-1S-1）,0,t2,V”正 = V”逆,V逆,V正,增大压强,3.速率-时间关系图：,二、压强对化学平衡的影响：,aA(g)+bB(g) cC(g),速率-时间关系图：,V正= V逆,增大压强,正逆反应速率均增大，但增大倍数一样,V正= V逆，平衡不移动。,t2,三、温度对化学平衡的影响：,在其它条件不变的情况下， 升高温度,平衡向吸热反应方向移动。 降低温度,平衡向放热反应方向移动。,1.结论:,2.原因分析:,在其它条件不变的情况下, 升高温度,不管是吸热反应还是放热反应,反应速率都增大,但吸热反应增大的倍数大于放热反应增大的倍数,故平衡向吸热反应的方向移动.,t2,V”正 = V”逆,V逆,V正,升高温度,（正反应是吸热反应）,3.速率-时间关系图：,2NO2 N2O4,三、温度对化学平衡的影响：,四、催化剂对化学平衡的影响：,同等程度改变化学反应速率，V正= V逆，只改变反应到达平衡所需要的时间，而不影响化学平衡的移动。,V正= V逆,催化剂对可逆反应的影响：,可见，要引起化学平衡的移动，必须是由于外界条件的改变而引起 V正 V逆。,平衡移动的本质：,化学平衡为动态平衡，条件改变造成 V正 V逆,平衡移动原理（勒沙特列原理）：,如果改变影响平衡的条件（如浓度、压强、或温度）等，平衡就向能减弱这种改变的方向移动。,BaCO3+Na2SO4= BaSO4+Na2CO3 反应发生彻底的原因?,讨论,用平衡移动的原理解释:,解化学平衡图像题的技巧,1、弄清横坐标和纵坐标的意义。 2、弄清图像上点的意义，特别是一些特殊 点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲 线的交叉点)的意义。 3、弄清图像所示的增、减性。 4、弄清图像斜率的大小。,5、看是否需要辅助线。,(A)达到平衡后，若使用催化剂，C的质量分数增大 (B)平衡后，若升高温度，则平衡向逆反应方向移动 (C)平衡后，增大A的量，有利于平衡正向移动 (D)化学方程式中一定有np+q,例3、可逆反应mA(s)+nB(g) pC(g)+qD(g)。反应中，当其它条件不变时，C的质量分数与温度（T）和压强（P）的关系如上图，根据图中曲线分析，判断下列叙述中正确的是（ ）,B,二、转化率（或产率、百分含量等）-时间图象,可采取的措施是（ ） A、加入催化剂 B、增大Y的浓度 C、降低温度 D、增大体系压强,A,练习1、图中a曲线表示一定条件下的可逆反应： X（g）+Y（g） 2Z（g）+W（g) ; H =QkJ/mol 的反应过程。若使a曲线变为b曲线，,2、在密闭容器中进行下列反应： M（g）+N（g） R（g）+2L,在不同条件下R的百分含量R%的变化情况如下图，下列叙述正确的是（ ） A、正反应吸热，L是气体 B、正反应吸热，L是固体 C、正反应放热，L是气体 D、正反应放热，L是固体或液体,C,例4、在可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g);Hp。分析下列各图，在平衡体系中A的质量分数与温度t、压强P关系正确的是（ ）,三、百分含量（转化率或产率）-压强（或温度）图象,B,1如图所示，反应：X（气）+3Y（气） 2Z（气）；HP2）下达到平衡时，混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为（ ）,C,2、mA(s)+nB(g) qC(g)；Hq C、X点时的状态，V正V逆 D、X点比Y点混和物的正 反应速率慢,BC,例2、下图表示某可逆反应达到平衡过程中某一反应物的vt图象，我们知道v=c/ t；反之，c= vt。请问下列vt图象中的阴影面积表示的意义是( ),C,A、从反应开始到平衡时，该反应物的消耗浓度 B、从反应开始到平衡时，该反应物的生成浓度 C、从反应开始到平衡时，该反应物实际减小的浓度,温度一定，压强分别为P1和P2时，反应体系X(s)+2Y(g)= nZ(g)中反应物Y的转化率与时间的关系如图2-27所示，由此可知( )。 A、P1p2，n2 B、P1P2，n3,P1曲线先达平衡，说明压强大且反应速率大，故P1P2；再看两横线，P1压强下平衡时Y的转化率小于压强为P2时的Y的转化率，说明增大压强使平衡逆移，故n2。故本题答案是A。,例题：可逆反应:aX(s) + bY(g) cZ(g) +dW(g)达到平衡，混合物中Y的体积分数随压强（P）与温度T（T2T1）的变化关系如图示。,1、当压强不变时，升高温度，Y的体积分数变 ， 平衡向 方向移动，则正反应是 热反应。 2、当温度不变时，增大压强，Y的体积分数变， 平衡向 方向移动，则化学方程式中左右两边的系数大小关系是。,小,正反应,吸,大,逆反应,b(c+d),如可逆反应aA(g)+ bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一定条件下达平衡状态时，A的转化率与温度、压强的关系如图2-29所示。则在下列空格处填写“大于”、“小于”或“等于”。 (1)a+b_c+d； (2)Q_0。,看任一曲线，可知温度升高，A的转化率变大，这说明升温使平衡正移，故正反应为吸热反应，即Q0再垂直于横坐标画一直线，可知：温度相同时，压强越大，A的转化率越小。这说明增大压强使平衡逆移，即(a+b)(c+d),图中的曲线是表示其他条件一定时, 反应中NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v(正)v(逆)的是( ) A. a点 B. b点 C. c点 D. d点,C,2NOO2 2NO2(0),化学反应2()2() 2()（0）,达到平衡状态时，图212中各曲线符合平衡移动原理的是( ),AC,1、时间对反应物或生成物的某个量(如转化率、体积分数)的曲线,我们以反应2S02(g)+O2(g)2S03(g)+Q为例去说明，我们用横坐标代表时间，纵坐标代表SO2的转化率，反应刚开始的一瞬间SO2还没有被消耗，S02的转化率为0，随着时间的推移，S02被消耗，其转化率升高，最后达平衡，转化率不变。图2-25代表了在温度为T1而压强为P1的条件下的SO2的转化率对时间的曲线。,如果该反应是在温度为T2(T2T1)而压强为P1的条件下反应，则和上面的例子比，温度高，反应速率快，因而应先平衡，又由于该反应是放热反应，则平衡时SO2的转化率低，我们把这两个曲线画在图226上，以示区别。,温度一定，压强分别为P1和P2时，反应体系X(s)+2Y(g)= nZ(g)中反应物Y的转化率与时间的关系如图2-27所示，由此可知( )。 A、P1p2，n2 B、P1P2，n3,P1曲线先达平衡，说明压强大且反应速率大，故P1p2；再看两横线，P1压强下平衡时Y的转化率小于压强为P2时的Y的转化率，说明增大压强使平衡逆移，故n2。故本题答案是A。,2、压强(或温度)对反应物或生成物的转化率或体积分数的曲线,我们还是以反应2S02(g)+02(g)2S03(g)为例来说明。我们用纵坐标代表S02的体积分数，用横坐标代表压强，则在温度为T1的条件下，该反应压强增大，平衡正移，S02的体积分数降低。如在温度T2的条件下(T2T1)，由于升温，平衡逆移，所以压强相同时S02的体积分数相对变高。这样，我们就画出了如图2-28的曲线。,如可逆反应aA(g)+ bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一定条件下达平衡状态时，A的转化率与温度、压强的关系如图2-29所示。则在下列空格处填写“大于”、“小于”或“等于”。 (1)a+b_c+d； (2)Q_0。,看任一根曲线，可知温度升高，A的转化率变大，送说明升温使平衡正移，故正反应为吸热反应，即Q0 再垂直于横坐标画一直线，可知：温度相同时，压强越大，A的转化率越小。这说明增大压强使平衡逆移，即(a+b)(c+d),3、速率对时间的曲线,分析这种曲线关键是注意起点、终点和斜率。 反应A(g)+B(g)C(g)+Q已达平衡，升高温度，平衡逆移，当反应一段时间后反应又达平衡，则速率对时间的曲线为（）,首先要把握大方向，即升温使正、逆反应速率都变大，所以B不会是答案；再看起点和终点，由于原反应是平衡的(V逆=V正)，因而起点相同，又由于再次达到平衡(V正V逆)，因而终点相同，故A不是答案；由于正反应是放热反应，所以升温使V正和V逆都增大，但逆反应增大得更多，故V逆更大，即V逆的曲线斜率大，故答案为C。,一定量的混合气体，在密闭容器中发生如下反应:xA()B() C()，达到平衡后测得A气体的浓度为0.5molL1，当恒温下将密闭容器的容积扩大到两倍再达到平衡后，测得A浓度为0.3molL1，则下列叙述正确的是( ) A.平衡向正反应方向移动 B.x +yz C. C的体积分数降低 D. B的转化率提高,BC,