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1、第二节 化学平衡第一课时,阅读课本37-38页：1、化学平衡主要研究的对象是什么？2、什么样的反应是可逆反应？3、以蔗糖的溶解为例，说明溶解平衡状态是怎么样建立的？,一、化学平衡的建立,例：蔗糖溶于水,当V溶解=V结晶：溶质达到溶解平衡，溶液饱和。,溶解平衡是一个动态平衡。,结论：,例：某 1L密闭容器中，一定温度下，CO与H2O反应：,n(CO)=0.01mol,n(H2O)=0.01mol:,起 始：0.01 0.01 0 0,平 衡：0.005 0.005 0.005 0.005,思考：反应是否已经停止进行？,V（正）,V（正）=V（逆）,V（正）：物质的消耗速率V（逆）：物质的生成速率
2、,t1,0.01,t1时浓度,0.01,初始浓度,（mol/L),实验事实,0.005 0.005 0.005 0.005,0.01,t2时浓度,0.01,初始浓度,（mol/L),0.005 0.005 0.005 0.005,0 0,化学平衡的建立与途径无关,结论：,二、化学平衡状态,1、概念：,在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。,.从正或逆反应开始，都可达到平衡状态。,等：,2、特征：,V正=V逆,逆：,.可逆反应，,V正=V逆 0,动：,动态平衡,各组分的浓度保持不变，各组分的质量分数不变。,定：,变：,化学平衡状态是在一定条件下建
3、立的，当条件改变时，化学平衡将被破坏，在新的条件下建立新的化学平衡。,三、本质:,V正=V逆 0,练习：,1.可逆反应达到平衡的主要特征是（）,A.反应停止了,B.正、逆反应的速率均为零,D.正、逆反应的速率相等,C.正、逆反应还在进行,D,2.在一定条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行反应下列不正确的是（）,A.反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零,B.随着反应的进行，正反应的速率逐渐减少，最后为零,C.随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变,D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变,B,、速率：,直接标志,四、平衡状态的标志：,v正=v逆,保持不变,、含量：,各物质的
4、物质的量，物质的量浓度 不随时间的延长而改变。,间接标志,混合气体的总压强、总体积、总物质的量、平均分子量 不随时间的延长而改变。,不同类型的可逆反应，某一物理量不变是否可作为平衡状态的标志，取决于该物理量在平衡前、后是否发生变化。若是则可；否则，不行。,注意：,平衡状态的判断,正、逆反应速率的关系1）在单位时间内消耗了 m mol A，同时生成了m mol A；2）在单位时间内消耗了 n mol B，同时消耗了p mol C；3）v(A)v(B)v(C)v(D)=m n p q；4）在单位时间内生成了 n mol B，同时消耗了q mol D。,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),
5、v正v逆,平衡,v正v逆,平衡,未达到平衡时也符合此关系,均指v逆，不一定平衡,（一正一负，符合系数）,平衡状态的判断,恒温、恒容时，压强：1）m+n p+q 时，压强保持不变2）m+n p+q 时，压强保持不变混合气体的平均相对分子质量（Mr）1）m+n p+q 时，Mr一定2）m+n p+q 时，Mr一定,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),平衡,不一定,平衡,不一定,（“变”的不变）,平衡状态的判断,1）其它条件不变时，如体系的温度一定2）体系的颜色不再变化3）体系的密度一定,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),平衡,不一定,平衡,3.在一定条件下，可逆反应：2 A
6、B+3 C，在下列四种状态时属于平衡状态的是()正反应速率 逆反应速率 A.v(A)=2 mol/(Ls)v(A)=2 mol/(Ls)B.v(A)=2 mol/(Ls)v(B)=1.5 mol/(Ls)C.v(A)=2 mol/(Ls)v(B)=2 mol/(Ls)D.v(A)=60 mol/(Lmin)v(C)=1.5 mol/(Ls),AD,4.可逆反应N23H2 2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A3v正(N2)v正(H2)Bv正(N2)v逆(NH3)C2v正(H2)3v逆(NH3)Dv正(N2)3v逆(H2),C
7、,5.一定温度下，反应A(g)B(g)2C(g)D(g)达到平衡的标志是（）,A.单位时间内反应nmolA的同时生成nmol的D,C.容器内的总压强不随时间的变化而变化,B.单位时间内生成2nmolC的同时生成nmol的B,D.单位时间内生成nmolA的同时生成nmol的B,BC,6.反应：2SO2+O2 SO3正反应是放热反应，达到平衡状态时，下列说法中正确的是（）,A.容器内压强不随时间变化B.SO2、O2、SO3的分子数之比是2：1：2C.SO2和O2不再化合成SO3D.使用催化剂V正、V逆都发生变化，但变化的倍数相等,AD,7.在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再改变时，表明
8、反应：A(s)2B(g)C(g)D(g)已达平衡的是()A、混合气体的压强 B、混合气体的密度 C、气体的平均相对分子质量 D、气体的总物质的量,若A为气体，则选(),BC,ACD,若改为A(g)+B(g)C(g)+D(g)，则选(),无,小结,1、化学平衡状态的定义,前提条件,实质,标志,2、化学平衡状态的特征,逆、动、等、定、变、同,3、达到平衡状态的标志,（1）V正 V逆,（2）各组分的含量不变,（一正一负，符合系数）,（“变”的不变）,第二课时,【复习】化学平衡状态的定义：（化学反应的限度）一定条件下，可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。,化
9、学平衡的特征：逆等动定变,可逆反应（或可逆过程）V正=V逆(用同一物质浓度表示)动态平衡。(V正=V逆0）平衡时，各组分浓度、含量保持不变（恒定）条件改变，平衡发生改变,强调在平衡状态时存在的（1）现象与本质：V正=V逆是达到平衡状态的本质，各组成成分的含量不变为表面现象；（2）动与静：正反应和逆反应不断进行，而各组分的含量保持不变；（3）内因和外因：条件改变时，V正V逆，平衡被打破，外界条件一定时，V正=V逆，平衡建立。,课前练习,在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（）C生成的速率与C分解的速率相等；单位时间内生成mmolA，同时生成3mmolB；A、B、C
10、的浓度不再变化；A、B、C的分子数之比为1:3:2；单位时间内生成3mmolB，同时生成2mmolC;容器内的总压强不随时间变化 A、B、C、D、全部,A,（1）混合气体的颜色不再改变（）,（2）混合气体的平均相对分子质量不变（）,（3）混合气体的密度不变（）,（4）混合气体的压强不变（）,（5）单位时间内消耗2nmolNO2的同时 生成2nmolO2（）,（6）O2气体的物质的量浓度不变（）,课前练习,可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建立过程叫做化学平衡的移动。,V正V逆,V正=V逆0,条件改变,平衡1 不平衡 平衡2,建立新平衡,破坏旧平衡,V正=V逆0,一定时间,三、化学平衡的移
11、动,1、化学平衡移动的定义：,研究对象,本质原因,平衡v 正=v 逆,改变条件,速率不变：平衡不移动,速率改变,程度相同（v 正=v 逆）：平衡不移动,程度不同,v 正 v 逆，平衡向正反应方向移动,v 正 v 逆，平衡向逆反应方向移动,2、化学平衡移动方向的判断：,浓 度,温 度,压 强,催化剂,也就是通过改变哪些条件来打破旧平衡呢？,【思考与交流】,有哪些条件能改变化学平衡呢？,滴加310滴浓硫酸,滴加1020滴NaOH,溶液橙色加深,溶液黄色加深,结论：,增加生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。,减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。,3、影响化学平衡的条件,（1）浓度对化学平衡的影响,实
12、验25,分析过程：,实验26,Fe3 3SCN Fe(SCN)3,红色变深,红色变深,增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动,产生红褐色沉淀，溶液红色变浅,减小反应物的浓度，平衡向逆反应方向移动,（红色）,向盛有4滴 FeCl3溶液的试管中加入2滴KSCN溶液，溶液呈红色。,分析过程：,在其他条件不变的情况下：增大反应物浓度或 减小生成物浓度 增大生成物浓度或 减小反应物浓度,化学平衡向正反应方向移动,化学平衡向逆反应方向移动,【结论】,引起v正 v逆,引起v正 v逆,t2,V正=V逆,V逆,V,正,t3,V正=V逆,V正,V逆,t1,V（molL-1S-1）,0,平衡状态,平衡状态,增大反应
13、物浓度,速率-时间关系图：,增加任何一种反应物的浓度,V正 V逆，平衡向正反应方向移动,【图像分析】,t2,V正=V逆,V逆,V,正,t3,V正=V逆,V正,V逆,t1,V（molL-1S-1）,0,平衡状态,平衡状态,减小反应物浓度,速率-时间关系图：,当减小反应物的浓度时,化学平衡将怎样移动?,减少任何一种反应物的浓度,V正 V逆，平衡向逆反应方向移动,学评P50,平衡正向移动,平衡逆向移动,【图像分析】,减小生成物浓度,增大生成物浓度,【图像分析】,引起V正 V逆,引起V逆 V正,由以上四图可以得出结论：,1）改变反应物浓度瞬间，只能改变正反应速率 改变生成物浓度瞬间，只能改变逆反应速率
14、,2）改变浓度瞬间 若v(正)v(逆)，平衡向正反应方向移动 若v(逆)v(正)，平衡向逆反应方向移动,3）新旧平衡速率比较：增大浓度，新平衡速率大于旧平衡速率 减小浓度，新平衡速率小于旧平衡速率,应用：,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。,思考：,可逆反应 H2O(g)C(s)CO(g)H2(g)在一定条件下达平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？（）增大水蒸气浓度 加入更多的碳 增加H2浓度 改变条件后能使CO浓度有何变化?,强调：气体或溶液浓度的改变会引起反应速率的变化，纯固体或纯液体用量的变化不会引起反应速率改变，化学平衡不移动,三、温度对化学平衡的影响,【探
15、究实验3】p28页实验27,红棕色变深,红棕色变浅,温度降低,温度升高,变大,变小,向逆反应方向即吸热方向移动,向正反应方向即放热方向移动,结论：,升高温度，,降低温度，,平衡向吸热反应方向移动,平衡向放热反应方向移动,t2,V正=V逆,V逆,V正,升高温度,（H0）,速率-时间关系图：,2NO2 N2O4,温度对化学平衡的影响(图像),升温,升温,降温,降温,注意：A：升高温度，正反应速率和逆反应速率都增大，只是增大的程度不一样，平衡向吸热反应方向移动；B：降低温度，正反应速率和逆反应速率都减小，只是减小的程度不一样，平衡向放热反应方向移动；,练习,1、对于反应2X(g)+Y(g)2Z(g)
16、（正反应为放热反应），若升高温度，则能使（）A、反应速率不变，Z的产量减少 B、反应速率增大，Z的产量减少 C、反应速率增大，Y的转化率降低 D、反应速率减少，Z的产量增大,BC,2、在容积不变的密闭容器中进行如下反应：H2O(g)+C(s)H2(g)+CO(g)H0，达到平衡后，改变下列反应条件，相关叙述正确的是（）A、加入H2O(g)，平衡向正反应方向移动，体系压强减少 B、加入少量C，正反应速率增大 C、降低温度，平衡向正反应方向移动 D、加入CO，H2浓度减小,D,练习,（3）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
17、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。,N23H2 2NH3,前提条件：,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：即气体化学计量数减少体积增大：即气体化学计量数增多,说明:,反应体系中有气体参加且反应前后总体积发生改变。aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+bc+d,V（molL-1S-1）,0,t2,V”正=V”逆,
18、V 逆,V 正,增大压强,速率-时间关系图：,学评 P51学生活动5,aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+b c+d,aA(g)+bB(g)cC(g),图象观察,思考：对于反应 H2O+CO H2+CO2如果增大压强,反应速率是否改变,平衡是否移动？,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,练习,1.下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡是否移动？向哪个方向移动？移动的根本原因是什么?,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)H2
19、O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)H2S(g)H2(g)+S(s),正,逆,逆,不移,不移,2.恒温下,反应aX(g)bY(g)+cZ(g)达到平衡后,把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时,X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L,下列判断正确的是:（）A.ab+c B.ab+c C.ab+c D.ab=c,A,教学后记:压强对化学反应速率的影响比较抽象,关键是要转换成浓度。,（4）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：,平衡移动原理（勒夏特列
20、原理）：,改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、压强等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。,此原理只适用于已达平衡的体系,平衡移动方向与条件改变方向相反。,移动的结果只能是减弱外界条件的该变量，但不能抵消。,注意：,例题1：下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（）A.由H2、I2蒸气、HI组成的平衡体系加压后颜色变深B.黄绿色的氯水光照后颜色变浅C.使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率D.在含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉，振荡静置，溶液颜色变浅或褪去。,AC,在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达平衡后，B的浓度是1mol/L，保持温度不变，将容器体积增大一倍，达到新平衡时，
21、B的浓度变为0.6mol/L，则（）A.平衡向正反应方向移动了 B.物质A的转化率减小了C.B的质量分数增加了 D.ab,例题2：,AC,某温度下，N2O4（气）2 NO2（气）；H0。在密闭容器中达到平衡，下列说法不正确的是()A加压时(体积变小)，将使正反应速率增大，平衡向逆反应方向移动B保持体积不变，加入少许NO2，将使正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动C保持体积不变，加入少许N2O4，再达到平衡时，颜色变深D保持体积不变，升高温度，再达平衡时颜色变深E.保持体积不变，充入He，压强增大，平衡向逆反应方向移动，NO2物质的量浓度减小F.保持压强不变，充入He，平衡不移动
22、，NO2物质的量浓度减小,BEF,例题3：,气体反应A+B C（正反应为放热反应），在密闭容器中进行，若反应在2000C、无催化剂时A的浓度变化示意曲线如图所示。试在图中画出在反应物起始浓度不变的情况下：（1）保持2000C和原压强，但反应在适当催化剂条件下进行时，A的浓度变化示意曲线。（2）在无催化剂、保持原压强下，使反应在5000C下进行，此时A的浓度变化示意曲线。,例题4：,已建立化学平衡的某可逆反应，当条件改变使化学平衡向正反应方向移动时，下列叙述正确的是（）生成物的质量分数一定增加，某种生成物总量一定增加，反应物的转化率一定增大，反应物的浓度一定降低，正反应速率一定大于逆反应速率，一
23、定使用催化剂 A B C D,C,例题5：,教学后记：勒夏特列原理中压强对化学平衡移动的影响比较抽象、也比较难理解，学生学习起来比较困难，所以我在分析讲解时讲的速度也比较慢，而且采取了讲练结合，希望学生通过练习训练后，能够掌握大多数内容。,第二章 化学反应速率和化学平衡,第三课时,在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也无论反应物起始浓度的大小,最后达到平衡时,尽管每种物质的浓度在各个体系中并不一致，但各种生成物浓度的系数次方的乘积除以各反应物浓度的系数次方的乘积所得的之比却是恒定值。,请仔细阅读教材P29表格，从中你能获得什么信息？,K,化学平衡常数,实验测得，同一反应（
24、如：aA+bB cC+dD）在某温度下达到的化学平衡状态，平衡体系中各物质的浓度满足下面关系：,其中c为各组分的平衡浓度，温度一定，K为定值。即化学平衡常数只与温度有关，而与反应物或生成物的浓度无关。,一、表达式,一定温度下，可逆反应处于平衡状态时，生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数,化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。表示在一定温度下，可逆反应达到平衡时该反应进行的程度（反应的限度）。,（1）K值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应程度越大，反应物转化率也越大；反之则转化率越低。,（2）K值与浓度无关，随温度变化而变化。化学平衡常数
25、是一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。,二、意义,化学平衡常数,三、使用平衡常数应注意的问题,（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态,（2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即速率大，K值不一定大,（3）在进行K值的计算时，反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做常数“1”而不代入公式，表达式中不需表达,一定温度下,一定温度下,（4）平衡常数的表达式与方程式的书写有关,N2+3H2 2NH3,2NH3 N2+3H2,1/2N2+3/2H2 NH3,K1=1/K2=K32,某温度下,化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若
26、方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一个反应，平衡常数也会改变。,（5）利用K值可判断某状态是否处于平衡状态,如某温度下，可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：,QK，V正V逆，反应向正方向进行,QK，V正V逆，反应处于平衡状态,QK，V正V逆，反应向逆方向进行,则：,例1：高炉炼铁中发生的基本反应如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)H0。其平衡常数可表达为:K=c(CO2)/c(CO)，已知1100，K=0.263(1)若反应向右进行，高炉内CO2和CO的体积比值_，平衡常数K值_(填“增大”“减
27、小”或“不变”)(2)1100时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_(填“是”或“否”)，此时化学反应速率是V正_V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是。,增大,不变,否,大于,c(CO2)/c(CO)0.250.263，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行,现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：,2SO2+O2 2SO3,知c(SO2)始=0.4mol/L，c(O2)始=1mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K19，试判断，（1）当SO2转化率为50时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，哪个方向进
28、行？（2）达平衡状态时，SO2的转化率应为多少？,例2,四、有关化学平衡的计算：,起始量、变化量、平衡量的计算关系,n1,n2,0,0,ax,bx,cx,dx,n1-ax,n2-bx,cx,dx,单位统一,已知条件,计量系数之比,加、减计算,、物质浓度的变化关系：,、反应物：平衡浓度,起始浓度变化浓度,、生成物：平衡浓度,起始浓度变化浓度,、各物质的变化浓度之比,化学计量系数之比,、反应物的转化率：反应物转化为生成物的百分率,解：,mol,2,0.154,1,3,3,4,2,2,、2:x 2:(0.154),x 2,解析：这是一个连续平衡的计算，计算思路为：第一个反应的平衡量作为第二个反应的起
29、始量,解：,起,变,平,4 mol,0,0,x,x,x,4 mol-x,x,x,x,0,x,y,y,y,x-y,y,x+y,x y=1.62,x+y=4.50,解得：,x=3.06 mol,y=1.44 mol,故：c（N2O5）=(4 3.06)mol/1L=0.94 mol/L,c（N2O）=1.44 mol/1L=1.44 mol/L,解：,n,n,0,x,2x,2x,n-x,n-2x,2x,由题意可知：,n-x+n-2x=2 x,x=0.4n,解题的一般步骤：,列出三栏数据,根据题意列方程,求解,气体反应计算时经常使用的推论：,例4 教材P29例1(3)计算(1)、(2)问条件下H2、I2的转化率，通过比较你有什么想法？不同的起始条件能达到相同的平衡状态。(4)在上述温度下，该容器中若通入0.1molH2、0.2molI2，试计算H2、I2的转化率，通过分别与(1)、(2)的转化率比较，你能得出什么结论？增加反应物之一的浓度，可以提高其他反应物的转化率，而自身的转化率降低。,再见,
