高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第2节 化学反应的限度课文课件ppt

这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第2节 化学反应的限度课文课件ppt，共44页。PPT课件主要包含了任务分项突破，课堂小结提升，学科素养测评，自主梳理，一种平衡状态，另一种平衡状态，正反应，逆反应，互动探究，归纳拓展等内容，欢迎下载使用。

学习目标通过实验探究,了解浓度、压强、温度对化学平衡的影响。
学习任务1　化学平衡移动
一、化学平衡状态及其判断1.化学平衡状态当一个可逆反应进行到v正=v逆≠0的状态时,此时反应物和生成物浓度不再随时间改变而变化,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。2.化学平衡状态的判断(1)动态标志:v正=v逆≠0①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。
(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;若物理量为“不变量”,则不能作为平衡标志。
二、化学平衡移动1.化学平衡移动的概念与实质(1)概念:化学反应由 变为 的过程称为化学平衡移动。(2)实质:平衡遭到破坏导致v正≠v逆,致使平衡变为另一状态。2.化学平衡移动的过程分析微点拨:不平衡(v正≠v逆)→平衡(v正=v逆≠0),是平衡建立过程,不能称平衡移动。平衡(v正=v逆≠0)→破坏(v正≠v逆)→再平衡(v′正=v′逆≠0)才叫平衡移动。
探究　充入惰性气体对化学平衡的影响问题1:请写出此反应的浓度商表达式。
问题2:此反应在恒温、恒容容器内达到平衡后充入惰性气体(与平衡无关气体,比如氩气),平衡向哪个方向移动?提示:恒温、恒容条件下充入惰性气体后,各组分物质的量不变,因为容器体积不变,所以各组分浓度不变,由于浓度不变,所以浓度商Q不变,即Q=K仍然成立,所以平衡不移动。问题3:恒温、恒压条件下充入惰性气体,平衡向哪个方向移动?
充入“惰性气体”对化学平衡的影响(1)恒容时,通入惰性气体,压强增大,平衡不移动;恒压时,通入惰性气体,体积增大,平衡向气体体积增大的方向移动。(2)在恒容容器中,改变其中一种物质的浓度时,必然同时引起压强的改变,但判断平衡移动的方向时,应以浓度的影响进行分析。
题点一　化学平衡状态判断
解析:反应正向进行时,气体体积减小,因此随着反应的正向进行,容器内压强减小,当容器内压强不随时间变化时,反应达到平衡,A正确;反应达到平衡的标志是各物质的浓度均不再改变,而非相等,B错误;因为化学方程式中X、Y、Z的系数之比为1∶2∶2,故同一个反应方向,X、Y、Z的速率之比为1∶2∶2恒成立,不能用于判定反应是否达到平衡,C错误;单位时间消耗0.1 ml X同时生成 0.2 ml Z恒成立,D错误。
现有下列状态:①混合气体平均相对分子质量不再改变　②恒温时,气体压强不再改变　③各气体浓度相等　④绝热时,反应体系温度保持不变　⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍　⑥混合气体密度不变 ⑦单位时间内,消耗的水质量与生成氢气的质量之比为9∶1其中能表明甲、乙的容器中反应都达到平衡状态的是(　 　)A.①②⑤B.③④⑥C.⑥⑦ D.④⑤
解析:①乙反应前后气体的物质的量不变,则无论是否达到平衡状态,混合气体平均相对分子质量都不改变,不符合题意;②乙反应前后气体的物质的量不变,恒温时,无论是否达到平衡状态,气体压强都不改变,不符合题意;③平衡常数未知,各气体浓度相等,不一定达到平衡状态,不符合题意;④绝热时反应体系中温度保持不变,可说明达到平衡状态,符合题意;⑤断裂氢氧键速率是断裂氢氢键速率的2倍,可说明正、逆反应速率相等,达到平衡状态,符合题意;⑥乙反应中都是气体参加反应,无论是否达到平衡状态,混合气体密度都不变,不符合题意;⑦单位时间内,消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量之比为9∶1,为正反应速率关系,不能说明达到平衡状态,不符合题意。综上分析可知,④⑤能够说明两反应均达到化学平衡,故选D。
A.该反应的正反应是吸热反应B.若在500 ℃时进行,CO的平衡转化率为75%C.保持800 ℃不变,向某一体积为1 L的密闭容器中加入该反应中四种物质各2 ml,则此时反应正向进行D.将该反应置于恒容绝热条件下,更利于氢气产率的提高
(1)直接判据。①v正=v逆≠0或Q=K。②反应混合物中各组分质量或浓度或物质的量保持不变。
②判断方法:“变量不变即为平”,即假设反应向正反应方向进行时,该物理量若发生变化,则某时刻该物理量不再改变时,即认为达到平衡状态;若该物理量为一直不变的量,则无法用于判断反应是否达到平衡状态。
学习任务2　反应条件对化学平衡的影响
1.温度对化学平衡移动的影响规律(在其他条件不变时)(1)温度升高,平衡向 方向移动。(2)温度降低,平衡向 方向移动。2.浓度对化学平衡移动的影响规律(在其他条件不变时)(1)c(反应物) 或c(生成物) ,平衡向正反应方向移动。(2)c(反应物) 或c(生成物) ,平衡向逆反应方向移动。
3.压强对化学平衡移动的影响规律(在其他条件不变时)(1)增大压强,化学平衡向化学方程式中气态物质化学式前系数 .(Δvg<0)的方向移动。(2)减小压强,化学平衡向化学方程式中气态物质化学式前系数 .(Δvg>0)的方向移动。微点拨:压强之所以引发平衡移动,本质上是因为压强改变影响了浓度,所以压强是否能使化学平衡发生移动,要看压强改变是否使浓度发生改变,从而使v正≠v逆。Δvg=0的反应,压强改变不会引起平衡移动。4.催化剂对化学平衡的影响规律(在其他条件不变时)催化剂不能引起平衡移动,使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。
微点拨:催化剂是“同等程度”改变正、逆反应速率,所以有无催化剂均不会“破坏”平衡,也就是不会导致v正≠v逆。因此催化剂不会引起平衡移动。5.勒·夏特列原理如果改变影响平衡的条件之一(如温度、浓度、压强等),平衡将向着能够 这种改变的方向移动。简单记忆:改变→减弱这种改变。微点拨:(1)勒·夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系。(2)勒·夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用。(3)勒·夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件,则不能简单地根据勒·夏特列原理来判断平衡移动的方向,只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时,才能根据勒·夏特列原理进行判断。
探究　影响化学平衡移动的因素问题1:从图中看出实验者在t1时刻是向里推动活塞压缩体积,还是外拉活塞扩大体积?提示:从图中绝对压力看出大约在t1时刻绝对压力减小,说明是“外拉活塞”。A点开始拉动,B点停止拉动。问题2:从图中看出绝对压力到哪一个点时反应再次平衡?从中看出压强变化特点是什么?提示:C点绝对压力不再改变,因此此时反应再次平衡。减小压强时平衡向着压强增大的方向移动,但再次平衡时压强比压强减小前要低。问题3:从温度图像看同时刻,从减压引起平衡移动到再次平衡,温度如何改变?为什么?提示:温度降低;因为减小压强平衡左移,此方向的反应属于吸热反应,造成温度下降。问题4:从吸收率(反映的是浓度)看减小压强时NO2浓度如何改变?提示:NO2浓度先减小后增大,再次平衡时比原来的小。
外界条件对化学平衡移动的影响
1.(2021·河南郑州月考)下列反应达到平衡后,升高温度和增大压强,平衡移动方向一致的是(　 　)
2.(2021·浙江诸暨期中)采用以下措施一定会使一个平衡体系发生移动的是(　　)A.加入一种反应物B.对平衡体系增加压强C.改变温度 D.使用催化剂
解析:加入一种反应物,若该物质状态是固体,则加入该反应物时化学平衡不发生移动,A不符合题意;若可逆反应是在溶液中进行,或没有气体物质参加,则对平衡体系增加压强,化学平衡不发生移动,B不符合题意;化学反应过程中一定会伴随放热或吸热现象,因此改变反应温度,化学平衡一定会发生移动,C符合题意;使用催化剂可以使化学反应速率发生改变,但由于对正、逆反应速率的影响相同,因此使用催化剂,化学平衡不发生移动,D不符合题意。
3.(2021·河南安阳月考)下列现象不能用勒·夏特列原理解释的是(　 　)A.红棕色NO2加压后颜色先变深后变浅 B.H2、I2、HI平衡加压后颜色变深C.用排饱和食盐水的方法收集Cl2 D.打开啤酒瓶盖,瓶口冒出大量气泡
解析:红棕色NO2刚加压时,NO2的浓度增大,气体颜色变深,加压后,依据勒·夏特列原理,化学平衡向气体体积减小的方向移动,NO2的浓度有所减小,气体颜色又变浅,A不符合题意;H2、I2、HI平衡加压后,平衡没有发生移动,但由于气体体积减小,有色的I2的浓度增大,气体的颜色变深,所以不能用勒·夏特列原理解释,B符合题意;由于饱和食盐水中c(Cl-)大,必然对Cl2与水的反应起抑制作用,从而降低Cl2在水中的溶解度,所以可用排饱和食盐水的方法收集Cl2,能用勒·夏特列原理解释,C不符合题意;打开啤酒瓶盖,压强减小,CO2等气体的溶解度降低,瓶口冒出大量气泡,能用勒·夏特列原理解释,D不符合题意。
化学平衡移动方向判断的思维过程
【知识整合】1.化学平衡状态的判断(1)两方法——正逆相等、变量不变。①“正逆相等”:两反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。②“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应进行保持不变的量,不能作为反应是否达到平衡状态的判断依据。(2)“三关注”。①关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压还是绝热容器。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。
2.化学平衡移动的判断方法(1)依据勒·夏特列原理判断。(2)通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。①若外界条件改变,引起v正>v逆,则化学平衡向正反应方向(或向右)移动。②若外界条件改变,引起v正K,平衡逆向移动。②若Q=K,平衡不移动。③若Q【易错提醒】1.误认为反应速率改变时平衡一定发生移动。其实不然,如使用催化剂,正、逆反应速率同等程度地改变,平衡不移动。2.误认为压强增大平衡一定向气体系数减小的方向移动。其实不然,恒温、恒容条件下,充入惰性气体会引起压强改变,但不会引起浓度商改变,平衡不移动。
请回答下列问题:(1)试比较K1、K2的大小:K1　 　(填“>”“=”或“<”)K2。
解析:(1)该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,所以K1>K2。
请回答下列问题:(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是　　(填字母)。a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2b.v正(N2)=3v逆(H2)c.容器内压强保持不变d.混合气体的密度保持不变
解析:(2)不确定各物质起始浓度以及转化率,因此不能说明反应达到平衡状态,故a不符合题意;3v正(N2)=v逆(H2)时能说明反应达到平衡状态,故b不符合题意;容器内压强不变,说明气体的物质的量不变,该反应达到平衡状态,故c符合题意;该反应中参加反应的物质都是气体,根据质量守恒可知,气体总质量不变,在密闭容器中反应,体积不变,密度始终不变,故d不符合题意。
答案:(3)2 ml2·L-2　
请回答下列问题:(4)400 ℃时,在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 ml、1 ml、2 ml,则此时反应v正(N2)　 　.(填“>”“<”“=”或“不能确定”)v逆(N2)。
请回答下列问题:(5)若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则合成氨反应的平衡　　　　(填“向左”“向右”或“不”)移动;使用催化剂　　　 　.(填“增大”“减小”或“不改变”)反应的ΔH。
答案:(5)向左　不改变
解析:(5)若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,而氩气不参加化学反应,容器体积将增大,参加反应的各物质的分压将减小,因此平衡将向左移动;使用催化剂只是改变反应的活化能,不改变反应的焓变。