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第3课时温度对化学平衡的影响
【学习目标】
1.会分析化学平衡的建立,会判断化学平衡移动的方向。
2.会判断化学反应是否处于平衡状态。3.知道温度影响化学平衡移动的规律。
一、化学平衡的标志和平衡移动
【新知导学】
1.可逆反应达到化学平衡的重要特征(平衡的实质)是________________。在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是________。
①单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolB
②C的生成速率与C的分解速率相等
③A、B、C的浓度不再变化
④单位时间内生成nmolA,同时生成2nmolC
2.可逆反应达到平衡后,其平衡结果的标志是________________________________________。一定温度下在容积恒定的密闭容器中进行如下可逆反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)。当下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的是________。
①混合气体的总物质的量②B的物质的量浓度
③容器内气体的压强④混合气体的密度
3.化学平衡移动
(1)化学平衡移动
化学平衡是在一定条件下建立起来的,由于温度、浓度、压强的变化而使可逆反应由一个平衡状态变为另一个平衡状态的过程,称为化学平衡移动。此过程可表示为
(2)化学平衡移动的方向
①若外界条件改变引起v正____v逆,化学平衡向正反应方向移动。
②若外界条件改变引起v正____v逆,化学平衡向逆反应方向移动。
③若外界条件改变引起v正、v逆同倍数改变,则v′正=v′逆,化学平衡____移动。
【归纳总结】
1.化学平衡状态的判断
(1)v正=v逆
①对同一物质,该物质的生成速率等于它的消耗速率。
②对不同物质,速率之比等于方程式中的化学计量数之比,但必须是不同方向的速率。
(2)反应混合物中各组分的浓度保持不变。
①对于m+n≠p+q的纯气体反应,恒温恒容下气体的总物质的量不变、总压强不变、平均相对分子质量不变和恒温恒压下气体的密度不变都可以说明反应达到了平衡状态。
②对于m+n=p+q的纯气体反应,不管是否达到平衡状态,气体总体积、总压强、总物质的量始终保持不变,从而平均摩尔质量(相对分子质量)、气体密度总保持不变(eq\x\to(M)r=m/n,ρ=m/V),因此这五项都不能作为判断反应是否达到平衡的依据。
③对于有固体或液体物质参与的反应,如aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g):
a.气体质量不变?达到平衡;
b.若b≠c+d,则n气、eq\x\to(M)气、p总、ρ不变均说明已达到平衡;
c.若b=c+d,则n气、p总不变不能判断是否达到平衡状态,eq\x\to(M)气、ρ不变能说明已达到平衡。
2.化学平衡移动方向的判断
改变化学反应的条件:
若QK,则平衡向逆反应方向移动;
若Q=K,则平衡不移动;
若QK,则平衡向正反应方向移动。
【活学活用】
1.可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在恒容的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是()
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦
C.①③④⑤ D.全部
2.一定温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应:mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态:①体系的压强不再发生变化,②体系的密度不再发生变化,③各组分的物质的量浓度不再改变,④各组分的质量分数不再改变,⑤反应速率v(B)∶v(C)∶v(D)=n∶p∶q,其中,能说明反应已达到平衡的是()
A.③④ B.②③④
C.①②③④ D.①②③④⑤
二、温度对化学平衡的影响
【新知导学】
1.按表中实验步骤要求完成实验,观察实验现象,填写下表:
实验原理
实验步骤
实验现象
实验结论
混合气体受热颜色______,说明NO2______,即平衡向________方向移动;混合气体被冷却时颜色______,说明________________,即平衡向________方向移动
2.根据下表中的数据,分析平衡常数大小与温度变化的关系,将其结论填入表中:
化学反应
2NO2(g)N2O4(g)ΔH=-57.2kJ·mol-1
2NH3(g)N2(g)+3H2(g)ΔH=92.2kJ·mol-1
温度
298K
333K
473K
673K
平衡常数
6.8mol-1·L
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