高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡课文内容课件ppt

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第二章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡（第一课时）
1、了解可逆反应的概念和特点。2、了解化学平衡的建立，理解化学平衡状态的基本概念。3、理解化学平衡形成条件、使用范围、特征。4、掌握化学平衡的判断。
化学平衡状态的概念、特征及其判断
向一杯水中加蔗糖，一勺一勺的加，最终会形成饱和溶液，不再继续溶解的现象。这就是 固体溶质 溶液中的溶质
动画模拟--饱和溶液形成过程
1、定义：在 下，既能向 方向进行，同时又能向 方向进行的反应。
2、特征①双向性：可逆反应分为方向相反的两个反应： 和 。②双同性：正逆反应在相同条件下是 进行的。③共存性：反应物和生成物 存在于同一体系中，反应物的转化率 100%。
一、化学平衡的建立过程
在反应CO+H2O CO2+H2中，将0.01 ml CO和0.01 ml H2O (g)通入1L密闭容器中，反应一段时间后，各物质浓度不变。
1、反应刚开始时： 反应物浓度————，正反应速率———— ，生成物浓度为————，逆反应速率为——。
2、反应过程中：反应物浓度——————，正反应速率——————— ，生成物浓度——————，逆反应速率————
3、一定时间后，必然出现
V正反应速率＝V逆反应速率
4、t1时刻后， v正＝ v逆 ,即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的反应物的量相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化 ——
用速率—时间(v－t)图像可表示为
1、概念： 在外界条件不变的情况下，可逆反应进行到一定的程度时，V正反应速率=V逆反应速率，化学反应进行到最大限度，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应混合物处于化学平衡状态，简称化学平衡。
本质：v(正)= v(逆)≠0
表现：反应混合物中各组分的质量或浓度保持不变
研究的对象是可逆反应。
化学平衡是动态平衡，虽然达到平衡状态，但正反应和逆反应并未停止，是一个动态平衡。
达到化学平衡时，v正＝ v逆＞0
反应混合物各组分的浓度保持一定。
化学平衡建立在一定条件下，条件改变时，平衡就会被破坏，变为不平衡，并在新条件下建立新的平衡。
通过以下题目的练习，归纳总结：怎样判断化学反应是否平衡。
【1】在一定温度下，向aL密闭容器中加入1mlX气体和2mlY气体发生如下反应：X(g)+2Y(g) 2Z(g），此反应达到平衡的标志是：A、容器内压强不随时间变化 B、容器内各物质的浓度不随时间变化 C、容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2D、单位时间消耗0.1mlX的同时生成0.2mlZ
【2】 下列说法中可以充分说明反应: P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒温下已达平衡状态的是（　） 反应容器内压强不随时间变化B.　P和S的生成速率相等C.　反应容器内P、Q、R、S四者共存 D.　反应容器内总物质的量不随时间而变化
3、达到化学平衡的标志：
V正=V逆和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志。
①速率关系： v正＝ v逆
②含量关系：反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、摩尔分数、体积分数、分子数之比保持不变
以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例
①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而———，（适用于—————————————）
②、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而————，（适用于—————————————）
③各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变
①对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达到平衡
②对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，反应达到平衡
利用 v正＝ v逆 判断反应是否达到平衡时需要注意的问题？
A的消耗速率与A的生成速率—————A的消耗速率与C的———速率之比等于———B的生成速率与C的———速率之比等于———A的生成速率与B的———速率之比等于———
异边同向，同边异向，比例计量
1、一定条件下，反应N2+3H2 2NH3达到平衡的标志是 A、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键形成 B、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键断裂 C、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键断裂 D、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键形成
在判断化学平衡时，要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。
2、在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是 ①C的生成 速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成a mlA,同时生成3a mlB ③A、B、C的浓度不再变化④混合气体的总压强不再变化⑤混合气体的物质的量不再变化
⑥A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A.② ⑥ B.②⑤ C.①③④ D.②⑤⑥
( A )
１、化学平衡状态的定义
2、化学平衡状态的特征
3、达到平衡状态的标志
第三节 化学平衡（第2-3课时）
本节课内容1.理解外界条件:浓度、温度、压强、催化剂 等对化学平衡的影响。2.认识外界条件对化学平衡影响的一般规律。
③动：动态平衡（v(正)= v(逆) ≠0）
②等：v(正)= v(逆)
④定：各组分的浓度和含量保持不变。
⑤变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建 立新的化学平衡
哪些条件的变化会对化学反应速率产生影响，将产生什么样的影响？
1、浓度： 增加反应物浓度，可以加快反应速率2、温度：升高温度，可以加快反应速率3、压强：（对于有气体参加的反应） 增大压强，可以加快反应速率4、催化剂： 使用正催化剂，可以反应速率
开始不平衡 平衡1 不平衡 平衡2
改变的条件是指：浓度，压强，温度，催化剂
v(正) ≠ v(逆)
一、化学平衡移动 定义： 达到平衡状态的反应体系，条件改变，引起原 平衡状态被改变的过程叫做化学平衡的移动。 研究对象：已经建立平衡状态的体系 平衡移动的本质原因：
外界条件改变： （1）若引起V正> V逆 ，平衡向 （2） 若引起V正< V逆 ，平衡向 （3） 外界条件的改变，虽引起V正，V逆的变化， 但 V正= V逆，
　化学平衡1　　v正=v逆 ≠0
v‵正=v‵逆 ≠0
　平衡被破坏　　　　v′正≠ v ′逆
　　化学平衡2　　　　v‵正=v‵逆 ≠0
速率变化与化学平衡的移动
二、浓度对化学平衡的影响
p26 实验2-5：
c(Cr2O72-)增大
结论：增大生成物的浓度平衡向 逆反应方向移动
滴加5～15滴浓H2SO4：
结论：减小生成物的浓度平衡向 正反应方向移动
滴加5～15滴6ml/LNaOH：
增大反应物c(Fe3+)
增大反应物c(SCN-)
c[Fe(SCN)3]增大
结论：增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动
V（ml·L-1·s-1）
C[Fe(SCN)3]减小
结论：减小反应物的浓度，平衡向逆反应方向移动
有红褐色沉淀生成，溶液红色变浅
在其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物的浓度，化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物的浓度，化学平衡向逆反应方向移动。
特别提示(1)“浓度对化学平衡移动的影响”中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中参加反应的离子的浓度。(2)对于离子平衡体系，注意离子浓度的改变方式，排除不参与反应的离子干扰。(3)固体或纯液体的浓度是常数，改变固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小，故平衡不移动。
浓度对化学平衡的影响图像分析
新旧平衡速率比较： 增大浓度，新平衡速率 旧平衡速率； 减小浓度，新平衡速率 旧平衡速率。
1. 可逆反应H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g)在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？为什么?
①增大水蒸气浓度 ②增加H2浓度③加入更多的碳
①平衡正向移动，②平衡逆向移动，③平衡不移动
注意： 增加固体或纯液体的量不能改变其浓度， 也不能改变速率，V(正)仍等于V(逆)， 所以平衡不移动。
浓度对化学平衡的影响规律：在其他条件不变时
（1）增大生成物浓度，化学平衡向 反应方向移动（2）减小生成物浓度，化学平衡向 反应方向移动（3）增大反应物浓度，化学平衡向 反应方向移动（4）减小反应物浓度，化学平衡向 反应方向移动
特别提醒：增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变速率，所以V(正)仍等于V(逆)，平衡不移动。
化学平衡的移动能削弱浓度改变给可逆反应所带来的影响，但并不能完全抵消。
2. 可逆反应2A(g) ＋ B(g) C(s) + D (g) 达到平衡时， 要使正反应速率下降，A的浓度增大，应采用的措施是（ ）A、增大A的浓度 E、减小A的浓度 B、增大B的浓度 F、减小B的浓度 C、增大C的浓度 G、减小C的浓度D、增大D的浓度 H、减小D的浓度
A．CO、H2 的浓度都比原平衡时小B．CO、H2 的浓度都比原平衡时大C．H2O(g)、H2 的浓度都比原平衡时大D． H2O(g)、CO 的浓度都比原平衡时大
三、温度对化学平衡的影响
2NO2(气) N2O4(气) △H=-56.9kJ/ml
加热时颜色加深；降温时颜色变浅。
在其它条件不变的情况下：升高温度，化学平衡向着吸热反应的方向移动；降低温度，化学平衡向着放热反应的方向移动。
三、温度对化学平衡的影响
2NO2(气) N2O4(气) △H=-56.9kJ/ml平衡混和物受热时， V正、V逆怎样变化？变化幅度？
在其它条件不变的情况下：升高温度，化学平衡向吸热反应的方向移动
2NO2 N2O4 　 ∆H =－ 57 KJ/ml
结论：在其它条件不变的情况下：降低温度，化学平衡向放热的方向移动。
1. 对于已达化学平衡的下列反应　　　2X(g)+Y(g)　　　 2Z(g)（正反应放热） 降低温度时，对反应产生的影响是（ ）A． V逆增大， V正减小，平衡向逆反应方向移动B． V逆减小， V正增大，平衡向正反应方向移动C． V正、V逆 都减小，平衡向正反应方向移动D． V正、V逆 都增大，平衡向逆反应方向移动
补充1.温度变化对化学平衡的影响
温度的改变对正逆反应速率都会产生影响，但影响的程度不同，温度的变化对吸热反应的速率比放热反应的速率影响大。
升高温度，正、逆反应速率都增大，但增大的倍数不一样，吸热反应增大的倍数大。
降低温度，正、逆反应速率都减小，但降低的倍数不一样，吸热反应降低的倍数大。
四.压强对化学平衡的影响
N2 (g) + 3H2 (g) ⇌ 2NH3 (g)
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系数缩小的方向移动；减小压强，会使化学平衡向着气体系数增大的方向移动。
N2 (g) + 3H2 (g) ⇌ 2NH3 (g)
a b c
在t1时刻（反应处于平衡状态I），我们将容器体积缩小一半
加压平衡右移的结果：正逆速率都增大、反应物转化率增大、所有物质浓度都变大、反应物体积分数减小、生成物体积分数增大。
(a 2a) ( b 2b) ＞2c
a b c
在t1时刻（反应处于平衡状态I），我们将容器体积扩大为原来二倍
减压平衡左移的结果：正逆速率都减小、反应物转化率减小、所有物质浓度都减小、反应物体积分数增大、生成物体积分数减小。
(a/2 a) ( b/2 b) (0 c/2)
a b c
2a 2b 2c
对此反应加压的结果：正逆速率同等倍数增大、平衡不移动、反应物转化率不变、所有物质浓度同等倍数都增大、体积分数不变。
思考：对此反应扩大体积减压呢？自己画画试试
补充1、压强变化对化学平衡的影响
(1)、增大压强，对于有气体参加和气体生成的化学反应来讲，由于缩小了体积，气体的浓度增大。
(2)、若两边都有气体，则改变压强，反应物和生产物的浓度均受影响 。
对于某些有气体参与的可逆反应，由于压强的改变引起了浓度的改变，有可能使平衡发生移动。
四、压强变化对化学平衡的影响
1、增大压强，化学平衡向着气体分子数目减少的方向移动；2、 减小压强，化学平衡向着气体分子数目增多的方向移动。3、 对于反应前后气体分子数目不变的反应，改变压强平衡不移动
V小＞V大 平衡向气体体积减小的方向移动
V大＞V小 平衡向气体体积增大的方向移动
结论：增加压强可使平衡向气体分子数目减小的方向移动;减小压强可使平衡向气体分子数目增大的方向移动.
压强引起平衡移动的v-t图分析
压强的变化对化学平衡的影响 (反应前后气体分子数有变化的体系)
对于反应前后气体分子数目不变的反应
压强引起平衡移动的相关v-t图分析
V正＝V逆 平衡不移动
2练习 在一定的温度和压强下，合成氨反应 3H2+N2 2NH3达到平衡时，下列操作平衡向正反应方向移动的是（ ）
（A） 恒温恒容充入氨气（B） 恒温恒容充入氮气（C） 缩小容器的体积（D） 增大容器的体积（E） 恒温恒压充入氩气（F） 恒温恒容充入氩气
充入”惰性气体” a 恒压 当成”减压” b 恒容 速率不变， 平衡不移动
3 在体积可变的密闭容器中，反应2HBr H2+Br2达到化学平衡状态后，增大压强，使体积减小一半，化学平衡__________
各物质的浓度 。正逆速率_____
增大（均变为原来的2倍）
压强的改变不影响平衡移动
对反应前后气体系数不变的反应
但浓度增大，颜色加深，速率加快！
五、催化剂对化学平衡的影响
催化剂降低了反应的活化能，正反应的活化能降低，逆反应的活化能也降低，正反应的活化分子百分数增加几倍，逆反应的活化分子百分数也增加几倍，正逆反应速率增加的倍数相等，加催化剂，不能使平衡发生移动，只影响到达平衡的时间。
催化剂同等程度的改变正、逆反应速率 （V正＝V逆） 使用催化剂，对化学平衡无影响。
正催化剂能缩短平衡到达的时间
五、使用催化剂对化学平衡的影响
[总结]改变反应条件时平衡移动的方向
早在1888年，法国科学家勒夏特列就发现了这其中的规律，并总结出著名的勒夏特列原理，也叫化学平衡移动原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、或压强等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
勒夏特列原理(平衡移动原理）
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
适用于任何动态平衡体系
能影响化学平衡的外界条件的变化
“减弱”外界条件的影响，而不能消除外界条件的影响。
思考：怎样理解勒夏特列原理中的“减弱这种改变”？
反应的移动方向总是想对抗外界条件的改变
这种改变：外界条件的改变
增加某物质浓度，升温，加压
减小某物质浓度，降温，减压
老子：天之道，损有余而补不足
化学平衡移动原理——勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度、或压强等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
注意：①是“减弱”这种改变，不是“消除”这种改变②勒夏特列原理适用于任何动态平衡体系（如：溶解平衡、电离平衡、沉淀平衡、水解平衡等），未平衡状态不能用此来分析③平衡移动原理只能用来判断平衡移动方向，但不能用来判断建立平衡所需时间。
浓度增大反应物浓度或减小生成物的浓度，化学平衡向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物的浓度，化学平衡向逆反应方向移动温度升高温度，化学平衡向着吸热反应的方向移动降低温度，化学平衡向着放热反应的方向移动压强增大压强，会使化学平衡向着气体系数缩小的方向移动减小压强，会使化学平衡向着气体系数增大的方向移动催化剂催化剂对化学平衡的移动没有影响
三、化学平衡移动原理应用——合成氨工业
问题1：写出合成氨的化学反应方程式，并说明这个反应有什么特点？
N2+3H2 2NH3 △H＝－92.4kJ·ml－1
特点：a、可逆反应b、正反应放热c、正反应是气体分子数目减小的反应。
问题2：请同学们分析工业生产主要要考虑哪些问题？
主要：经济效益与社会效益
基本要求：a、反应快b、原料利用率高c、单位时间内产量高
问题3：分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨的合适条件。
从反应速率的角度看：温度越高、压强越大，化学反应越快， 使用催化剂反应加快，单位时间内生成的产品越多；从化学平衡的角度看：高压低温，平衡时生成物NH3的百含量高。
N2+3H2 2NH3
第三节 化学平衡（第4课时）
1、平衡常数的意义2、掌握平衡常数的应用3、转化率的计算
请同学们观察以下实验数据，回答下面几个问题：１、表格中温度有无变化？２、反应从正向还是从逆向移动？３、起始浓度是否相同？４、　　　　的比值有什么变化？
阅读下列表格，你能得出什么结论？
与各物质的起始浓度，反应方向无关
通过对比这些数据，你又有什么发现？
　　　在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物 与反应物 的比值是一个常数，该常数叫化学平衡常数。用符号K表示。
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
２、化学平衡常数的表达式
（３）表达式中的各物质浓度是指平衡状态时的浓度。
（1）化学平衡常数（Ｋ）只与温度有关，只有温度改变，　　　Ｋ值才会发生变化（与浓度、压强、催化剂无关）。
（2）反应体系中有固体和纯液体存在时，其浓度为常数视为 　　“１”，故固体和纯液体不代入表达式中。
1.根据平衡常数的定义，请大家写出下列可逆反应的平衡常数表达式。
1、对于一个反应，其平衡常数的表达式是唯一的吗？平衡常数的表达式与哪些因素有关？2、对于一个反应，正、逆反应的平衡常数之间有何关系？
(2) 平衡常数与方程式书写方法有关。
K1 = 1/K2
K1 = 1/K2 = K32
（3）多重平衡规则 若干方程式相加(减)，则总反应的平衡 常数等于分步平衡常数之乘积(商)例1: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 K1 2NO2 (g) N2O4 K2 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g) K
例2: C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) K1CO (g) +H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) K2 C (s) + CO2(g) 2CO(g) K K = K1/K2
平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。1、对于同一化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的系数不同，平衡常数的表达式就不同。2、对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。3、平衡常数的单位也与化学方程式的表示形式一一对应。(平衡常数有单位，可以不写)。
　　平衡常数表示反应进行的程度，K值越大，表明反应进行的程度 ，反应物的转化率 。
一般当K＞105时，该反应进行得基本完全。
１、在某温度下，可逆反应：　mA(g)+nB(g) pC(g) + qD(g)的平衡常数为Ｋ，下列说法正确的是（　　）　Ａ.Ｋ越大，达到平衡时，反应进行的程　　度越大．　Ｂ.Ｋ越小，达到平衡时，反应物的转化　　率越大．　Ｃ.Ｋ随反应物浓度改变而改变．　Ｄ.Ｋ随温度改变而改变．
２、在密闭容器中，将NO2加热到某温度时，可进行如下反应： 2NO2 2NO+O2，在平衡时各物质的浓度分别是c(NO2) =0.06ml/L, c(NO)=0.24ml/L,c(O2)=0.12ml/L.试求：（1）该温度下反应的平衡常数。（2）开始时NO2的浓度。（3） NO2的转化率。
1、请通过以下各反应平衡常数的数值，讨论反应可能进行的程度：
说明：K值越大，正向反应进行的越完全，反应物转化率越大。反之，就越不完全，转化率越小。一般来说，K>105时，该反应进行的就基本完全了。
可逆反应在一定条件下达到平衡时，某一反应物的平衡转化率为：
除了化学平衡常数外，还有没有其他方法能用来表示化学反应进行的限度呢？
平衡转化率的意义：能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
例：在体积为1L的恒容密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g) 　CO(g)+H2O(g),平衡常数和温度关系如下：
回答下列问题：（1）该反应为______反应（填“吸热”或“放热”）。
（2）某温度下平衡浓度符合：c(CO2)·c(H2) = c(CO)·c(H2O) 试判断此时的温度为______℃。
若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为吸热反应 Ｋ值减小，则正反应为放热反应
若降低温度，Ｋ值增大，则正反应为放热反应 Ｋ值减小，则正反应为吸热反应
判断化学平衡移动的方向
注：Qc是浓度商，表达式中各物质浓度是任意时刻的浓度；
(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率
例题1：在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1ml混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得[H2]=0.0080ml/L，求：(1)反应的平衡常数(2)在上述温度下，该容器中若通入H2(g)和I2(g)各0.2ml,求达平衡时各物质的浓度。
化学平衡常数计算的一般步骤
0.010 0.010 0
0.0020 0.0020 0.0040
0.0080 0.0080 0.0040
正逆反应平衡常数什么关系？
　　　　　　　　　CH4： 0.2 ml·L－1 时，上述反应(
1、1000 K 时 反 应 C(s) ＋ 2H2(g)
CH4(g) 的 K ＝
8.28×107 L·ml－1，当气体物质的量浓度分别为H2： 0.7 ml·L－1 、
A．正向移动　　　　　　B．逆向移动C．达到平衡　　　　　　D．无法确定
3、化学平衡原理在工农业生产中发挥着重要的指导作用（1)反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)平衡常数K的表达式为 ; 已知：K(300℃)＞K(350℃)，该反应是 热反应。（2)已知某温度下，反应2SO2+O2 2SO3，的平衡常数 K=19 ml·L－1。在该温度下的体积固定的密闭容器 中充入c(SO2)=1ml·L－1，c(O2)=1 ml·L－1，当反 应在该温度下SO2转化率为80％时，该反应是否达到 化学平衡状态 ？（3）若未达到，反应向 (填“正反应”或 “逆反应”) 方向进行。