高中化學(xué)魯科版 (2019)選擇性必修1第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的限度課文課件ppt

這是一份高中化學(xué)魯科版 (2019)選擇性必修1第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的限度課文課件ppt，共44頁。PPT課件主要包含了任務(wù)分項(xiàng)突破，課堂小結(jié)提升，學(xué)科素養(yǎng)測評，自主梳理，一種平衡狀態(tài)，另一種平衡狀態(tài)，正反應(yīng)，逆反應(yīng)，互動探究，歸納拓展等內(nèi)容，歡迎下載使用。
學(xué)習(xí)目標(biāo)通過實(shí)驗(yàn)探究,了解濃度、壓強(qiáng)、溫度對化學(xué)平衡的影響。
學(xué)習(xí)任務(wù)1　化學(xué)平衡移動
一、化學(xué)平衡狀態(tài)及其判斷1.化學(xué)平衡狀態(tài)當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到v正=v逆≠0的狀態(tài)時(shí),此時(shí)反應(yīng)物和生成物濃度不再隨時(shí)間改變而變化,這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài),簡稱化學(xué)平衡。2.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷(1)動態(tài)標(biāo)志:v正=v逆≠0①同種物質(zhì):同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。
(2)靜態(tài)標(biāo)志:各種“量”不變①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。③溫度、壓強(qiáng)(化學(xué)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變?？傊?若物理量由變量變成了不變量,則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);若物理量為“不變量”,則不能作為平衡標(biāo)志。
二、化學(xué)平衡移動1.化學(xué)平衡移動的概念與實(shí)質(zhì)(1)概念:化學(xué)反應(yīng)由 變?yōu)? 的過程稱為化學(xué)平衡移動。(2)實(shí)質(zhì):平衡遭到破壞導(dǎo)致v正≠v逆,致使平衡變?yōu)榱硪粻顟B(tài)。2.化學(xué)平衡移動的過程分析微點(diǎn)撥:不平衡(v正≠v逆)→平衡(v正=v逆≠0),是平衡建立過程,不能稱平衡移動。平衡(v正=v逆≠0)→破壞(v正≠v逆)→再平衡(v′正=v′逆≠0)才叫平衡移動。
探究　充入惰性氣體對化學(xué)平衡的影響問題1:請寫出此反應(yīng)的濃度商表達(dá)式。
問題2:此反應(yīng)在恒溫、恒容容器內(nèi)達(dá)到平衡后充入惰性氣體(與平衡無關(guān)氣體,比如氬氣),平衡向哪個(gè)方向移動?提示:恒溫、恒容條件下充入惰性氣體后,各組分物質(zhì)的量不變,因?yàn)槿萜黧w積不變,所以各組分濃度不變,由于濃度不變,所以濃度商Q不變,即Q=K仍然成立,所以平衡不移動。問題3:恒溫、恒壓條件下充入惰性氣體,平衡向哪個(gè)方向移動?
充入“惰性氣體”對化學(xué)平衡的影響(1)恒容時(shí),通入惰性氣體,壓強(qiáng)增大,平衡不移動;恒壓時(shí),通入惰性氣體,體積增大,平衡向氣體體積增大的方向移動。(2)在恒容容器中,改變其中一種物質(zhì)的濃度時(shí),必然同時(shí)引起壓強(qiáng)的改變,但判斷平衡移動的方向時(shí),應(yīng)以濃度的影響進(jìn)行分析。
題點(diǎn)一　化學(xué)平衡狀態(tài)判斷
解析:反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí),氣體體積減小,因此隨著反應(yīng)的正向進(jìn)行,容器內(nèi)壓強(qiáng)減小,當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡,A正確;反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是各物質(zhì)的濃度均不再改變,而非相等,B錯誤;因?yàn)榛瘜W(xué)方程式中X、Y、Z的系數(shù)之比為1∶2∶2,故同一個(gè)反應(yīng)方向,X、Y、Z的速率之比為1∶2∶2恒成立,不能用于判定反應(yīng)是否達(dá)到平衡,C錯誤;單位時(shí)間消耗0.1 ml X同時(shí)生成 0.2 ml Z恒成立,D錯誤。
現(xiàn)有下列狀態(tài):①混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變?、诤銣貢r(shí),氣體壓強(qiáng)不再改變?、鄹鳉怏w濃度相等?、芙^熱時(shí),反應(yīng)體系溫度保持不變?、輸嗔褮溲蹑I速率是斷裂氫氫鍵速率的2倍?、藁旌蠚怏w密度不變 ⑦單位時(shí)間內(nèi),消耗的水質(zhì)量與生成氫氣的質(zhì)量之比為9∶1其中能表明甲、乙的容器中反應(yīng)都達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　 　)A.①②⑤B.③④⑥C.⑥⑦ D.④⑤
解析:①乙反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,則無論是否達(dá)到平衡狀態(tài),混合氣體平均相對分子質(zhì)量都不改變,不符合題意;②乙反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,恒溫時(shí),無論是否達(dá)到平衡狀態(tài),氣體壓強(qiáng)都不改變,不符合題意;③平衡常數(shù)未知,各氣體濃度相等,不一定達(dá)到平衡狀態(tài),不符合題意;④絕熱時(shí)反應(yīng)體系中溫度保持不變,可說明達(dá)到平衡狀態(tài),符合題意;⑤斷裂氫氧鍵速率是斷裂氫氫鍵速率的2倍,可說明正、逆反應(yīng)速率相等,達(dá)到平衡狀態(tài),符合題意;⑥乙反應(yīng)中都是氣體參加反應(yīng),無論是否達(dá)到平衡狀態(tài),混合氣體密度都不變,不符合題意;⑦單位時(shí)間內(nèi),消耗水蒸氣的質(zhì)量與生成氫氣的質(zhì)量之比為9∶1,為正反應(yīng)速率關(guān)系,不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),不符合題意。綜上分析可知,④⑤能夠說明兩反應(yīng)均達(dá)到化學(xué)平衡,故選D。
A.該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.若在500 ℃時(shí)進(jìn)行,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為75%C.保持800 ℃不變,向某一體積為1 L的密閉容器中加入該反應(yīng)中四種物質(zhì)各2 ml,則此時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行D.將該反應(yīng)置于恒容絕熱條件下,更利于氫氣產(chǎn)率的提高
(1)直接判據(jù)。①v正=v逆≠0或Q=K。②反應(yīng)混合物中各組分質(zhì)量或濃度或物質(zhì)的量保持不變。
②判斷方法:“變量不變即為平”,即假設(shè)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行時(shí),該物理量若發(fā)生變化,則某時(shí)刻該物理量不再改變時(shí),即認(rèn)為達(dá)到平衡狀態(tài);若該物理量為一直不變的量,則無法用于判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。
學(xué)習(xí)任務(wù)2　反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響
1.溫度對化學(xué)平衡移動的影響規(guī)律(在其他條件不變時(shí))(1)溫度升高,平衡向 方向移動。(2)溫度降低,平衡向 方向移動。2.濃度對化學(xué)平衡移動的影響規(guī)律(在其他條件不變時(shí))(1)c(反應(yīng)物) 或c(生成物) ,平衡向正反應(yīng)方向移動。(2)c(反應(yīng)物) 或c(生成物) ,平衡向逆反應(yīng)方向移動。
3.壓強(qiáng)對化學(xué)平衡移動的影響規(guī)律(在其他條件不變時(shí))(1)增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向化學(xué)方程式中氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)式前系數(shù) .(Δvg0)的方向移動。微點(diǎn)撥:壓強(qiáng)之所以引發(fā)平衡移動,本質(zhì)上是因?yàn)閴簭?qiáng)改變影響了濃度,所以壓強(qiáng)是否能使化學(xué)平衡發(fā)生移動,要看壓強(qiáng)改變是否使?jié)舛劝l(fā)生改變,從而使v正≠v逆。Δvg=0的反應(yīng),壓強(qiáng)改變不會引起平衡移動。4.催化劑對化學(xué)平衡的影響規(guī)律(在其他條件不變時(shí))催化劑不能引起平衡移動,使用催化劑能改變反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡所需的時(shí)間。
微點(diǎn)撥:催化劑是“同等程度”改變正、逆反應(yīng)速率,所以有無催化劑均不會“破壞”平衡,也就是不會導(dǎo)致v正≠v逆。因此催化劑不會引起平衡移動。5.勒·夏特列原理如果改變影響平衡的條件之一(如溫度、濃度、壓強(qiáng)等),平衡將向著能夠 這種改變的方向移動。簡單記憶:改變→減弱這種改變。微點(diǎn)撥:(1)勒·夏特列原理僅適用于已達(dá)到平衡的反應(yīng)體系。(2)勒·夏特列原理對所有的動態(tài)平衡(如溶解平衡、電離平衡和水解平衡等)都適用。(3)勒·夏特列原理只適用于判斷“改變影響平衡的一個(gè)條件”時(shí)平衡移動的方向。若同時(shí)改變影響平衡移動的幾個(gè)條件,則不能簡單地根據(jù)勒·夏特列原理來判斷平衡移動的方向,只有在改變的條件對平衡移動的方向影響一致時(shí),才能根據(jù)勒·夏特列原理進(jìn)行判斷。
探究　影響化學(xué)平衡移動的因素問題1:從圖中看出實(shí)驗(yàn)者在t1時(shí)刻是向里推動活塞壓縮體積,還是外拉活塞擴(kuò)大體積?提示:從圖中絕對壓力看出大約在t1時(shí)刻絕對壓力減小,說明是“外拉活塞”。A點(diǎn)開始拉動,B點(diǎn)停止拉動。問題2:從圖中看出絕對壓力到哪一個(gè)點(diǎn)時(shí)反應(yīng)再次平衡?從中看出壓強(qiáng)變化特點(diǎn)是什么?提示:C點(diǎn)絕對壓力不再改變,因此此時(shí)反應(yīng)再次平衡。減小壓強(qiáng)時(shí)平衡向著壓強(qiáng)增大的方向移動,但再次平衡時(shí)壓強(qiáng)比壓強(qiáng)減小前要低。問題3:從溫度圖像看同時(shí)刻,從減壓引起平衡移動到再次平衡,溫度如何改變?為什么?提示:溫度降低;因?yàn)闇p小壓強(qiáng)平衡左移,此方向的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),造成溫度下降。問題4:從吸收率(反映的是濃度)看減小壓強(qiáng)時(shí)NO2濃度如何改變?提示:NO2濃度先減小后增大,再次平衡時(shí)比原來的小。
外界條件對化學(xué)平衡移動的影響
1.(2021·河南鄭州月考)下列反應(yīng)達(dá)到平衡后,升高溫度和增大壓強(qiáng),平衡移動方向一致的是(　 　)
2.(2021·浙江諸暨期中)采用以下措施一定會使一個(gè)平衡體系發(fā)生移動的是(　　)A.加入一種反應(yīng)物B.對平衡體系增加壓強(qiáng)C.改變溫度 D.使用催化劑
解析:加入一種反應(yīng)物,若該物質(zhì)狀態(tài)是固體,則加入該反應(yīng)物時(shí)化學(xué)平衡不發(fā)生移動,A不符合題意;若可逆反應(yīng)是在溶液中進(jìn)行,或沒有氣體物質(zhì)參加,則對平衡體系增加壓強(qiáng),化學(xué)平衡不發(fā)生移動,B不符合題意;化學(xué)反應(yīng)過程中一定會伴隨放熱或吸熱現(xiàn)象,因此改變反應(yīng)溫度,化學(xué)平衡一定會發(fā)生移動,C符合題意;使用催化劑可以使化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生改變,但由于對正、逆反應(yīng)速率的影響相同,因此使用催化劑,化學(xué)平衡不發(fā)生移動,D不符合題意。
3.(2021·河南安陽月考)下列現(xiàn)象不能用勒·夏特列原理解釋的是(　 　)A.紅棕色NO2加壓后顏色先變深后變淺 B.H2、I2、HI平衡加壓后顏色變深C.用排飽和食鹽水的方法收集Cl2 D.打開啤酒瓶蓋,瓶口冒出大量氣泡
解析:紅棕色NO2剛加壓時(shí),NO2的濃度增大,氣體顏色變深,加壓后,依據(jù)勒·夏特列原理,化學(xué)平衡向氣體體積減小的方向移動,NO2的濃度有所減小,氣體顏色又變淺,A不符合題意;H2、I2、HI平衡加壓后,平衡沒有發(fā)生移動,但由于氣體體積減小,有色的I2的濃度增大,氣體的顏色變深,所以不能用勒·夏特列原理解釋,B符合題意;由于飽和食鹽水中c(Cl-)大,必然對Cl2與水的反應(yīng)起抑制作用,從而降低Cl2在水中的溶解度,所以可用排飽和食鹽水的方法收集Cl2,能用勒·夏特列原理解釋,C不符合題意;打開啤酒瓶蓋,壓強(qiáng)減小,CO2等氣體的溶解度降低,瓶口冒出大量氣泡,能用勒·夏特列原理解釋,D不符合題意。
化學(xué)平衡移動方向判斷的思維過程
【知識整合】1.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷(1)兩方法——正逆相等、變量不變。①“正逆相等”:兩反應(yīng)速率必須一個(gè)是正反應(yīng)的速率,一個(gè)是逆反應(yīng)的速率,且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等。②“變量不變”:如果一個(gè)量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的,當(dāng)不變時(shí)為平衡狀態(tài);一個(gè)隨反應(yīng)進(jìn)行保持不變的量,不能作為反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。(2)“三關(guān)注”。①關(guān)注反應(yīng)條件,是恒溫恒容、恒溫恒壓還是絕熱容器。②關(guān)注反應(yīng)特點(diǎn),是等體積反應(yīng),還是非等體積反應(yīng)。③關(guān)注特殊情況,是否有固體參加或生成,或固體的分解反應(yīng)。
2.化學(xué)平衡移動的判斷方法(1)依據(jù)勒·夏特列原理判斷。(2)通過比較平衡破壞瞬時(shí)的正、逆反應(yīng)速率的相對大小來判斷平衡移動的方向。①若外界條件改變,引起v正>v逆,則化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向(或向右)移動。②若外界條件改變,引起v正K,平衡逆向移動。②若Q=K,平衡不移動。③若Q”“=”或“K2。
請回答下列問題:(2)下列各項(xiàng)能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)的是　　(填字母)。a.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2b.v正(N2)=3v逆(H2)c.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變d.混合氣體的密度保持不變
解析:(2)不確定各物質(zhì)起始濃度以及轉(zhuǎn)化率,因此不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故a不符合題意;3v正(N2)=v逆(H2)時(shí)能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故b不符合題意;容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,說明氣體的物質(zhì)的量不變,該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故c符合題意;該反應(yīng)中參加反應(yīng)的物質(zhì)都是氣體,根據(jù)質(zhì)量守恒可知,氣體總質(zhì)量不變,在密閉容器中反應(yīng),體積不變,密度始終不變,故d不符合題意。
答案:(3)2 ml2·L-2　
請回答下列問題:(4)400 ℃時(shí),在0.5 L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),一段時(shí)間后,測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2 ml、1 ml、2 ml,則此時(shí)反應(yīng)v正(N2)　 　.(填“>”“