云南省紅河州彌勒縣慶來學校高二化學 23《化學平衡》課件

《云南省紅河州彌勒縣慶來學校高二化學 23《化學平衡》課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《云南省紅河州彌勒縣慶來學校高二化學 23《化學平衡》課件（70頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第三節(jié)第三節(jié) 化學平衡化學平衡（第一課時）（第一課時）一、什么是可逆反應？一、什么是可逆反應？ 在在同一條件同一條件下下,既能向正反應方向進既能向正反應方向進行行,同時又能向逆反應方向進行的反應同時又能向逆反應方向進行的反應,叫叫做可逆反應做可逆反應.NH3H2ONH3H2O 注意：可逆反應總是注意：可逆反應總是不能進行到底不能進行到底，不能，不能達到達到100%的轉化率；得到的總是反應物與生的轉化率；得到的總是反應物與生成物的成物的混合物混合物開始時開始時c(CO) 、c(H2O)最大，最大，c(CO2) 、c(H2)=0 隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，隨著反應的進行，正反應速率逐漸減

2、小，逆反應速率逐漸增大逆反應速率逐漸增大c(CO2) 、c(H2)逐漸增大逐漸增大 進行到一定程度，總有那么一刻，正反應速進行到一定程度，總有那么一刻，正反應速率和逆反應速率的大小不再變化率和逆反應速率的大小不再變化 在容積為在容積為1L的密閉容器里，加的密閉容器里，加0.01molCO和和0.01molH2O(g),COH2O CO2H2c(CO) 、c(H2O)逐漸減小逐漸減小且正反應速率且正反應速率=逆反應速率逆反應速率正反應正反應速率速率逆反應逆反應速率速率相等相等時間時間速速率率這時，這時，CO、H2O的消耗量等于的消耗量等于CO2、H2反應生成的反應生成的CO、H2O的量，的量，

3、反應仍在進行反應仍在進行，但是四種物質的濃度均保，但是四種物質的濃度均保持不變，達到動態(tài)平衡，這就是我們今天要持不變，達到動態(tài)平衡，這就是我們今天要重點研究的重要概念重點研究的重要概念化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)三、三、化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)定義：定義：化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)，就是指在一定條件下的可逆，就是指在一定條件下的可逆反應里，正反應速率和逆反應速率相等，反反應里，正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。強強調調三三點點前提條件：可逆反應前提條件：可逆反應實質：正反應速率實質：正反應速率=逆反應速率逆反應速率標志：反應混合

4、物中各組分的標志：反應混合物中各組分的 濃度保持不變濃度保持不變的狀態(tài)的狀態(tài)四、化學平衡狀態(tài)的特征四、化學平衡狀態(tài)的特征(3)動：動態(tài)平衡（正、逆反應仍在進行）動：動態(tài)平衡（正、逆反應仍在進行）(2)等：正反應速率等：正反應速率=逆反應速率逆反應速率0(4)定：反應混合物中各組分的濃度保持定：反應混合物中各組分的濃度保持 不變，各組分的含量一定。不變，各組分的含量一定。(5)變：條件改變，原平衡被破壞，在新變：條件改變，原平衡被破壞，在新 的條件下建立新的平衡。的條件下建立新的平衡。(1)逆逆：可：可逆反應逆反應速率：速率：v正正=v逆逆（即任何（即任何一種物質一種物質的生成速率等于的生成速率

5、等于 其消耗速率）其消耗速率）各成分的含量保持不變各成分的含量保持不變直直接接以以xA(g)+yB(g) zC(g)為例，分析為例，分析化學反應達到平衡狀態(tài)的標志：化學反應達到平衡狀態(tài)的標志：不同種物質必須有正、逆不同種物質必須有正、逆兩個不同的方向，且量比兩個不同的方向，且量比等于兩物質的系數(shù)比等于兩物質的系數(shù)比混合氣體的總壓、總體積、混合氣體的總壓、總體積、總物質的量不隨時間的延長而總物質的量不隨時間的延長而改變改變(x+yz)各物質的物質的量，物質的各物質的物質的量，物質的量濃度不隨時間的延長而改變量濃度不隨時間的延長而改變間間接接【例】【例】 在一定溫度下在一定溫度下,可逆反應可逆反應

6、A(氣氣)+3B(氣氣) 2C(氣氣)達到平衡的標志是達到平衡的標志是（）（）A.C的生成速率與的生成速率與C分解的速率相等分解的速率相等 B.單位時間內生成單位時間內生成nmolA,同時生成同時生成3nmolBC.A、B、C的濃度不再變化的濃度不再變化 D.A、B、C的分子數(shù)比為的分子數(shù)比為1:3:2AC判斷可逆反應達到平衡狀態(tài)？判斷可逆反應達到平衡狀態(tài)？重要題型：重要題型：【例【例2】 下列說法中可以充分說明反應下列說法中可以充分說明反應: P(氣氣)+Q(氣氣) R(氣氣)+S(氣氣) , 在恒溫下已在恒溫下已達平衡狀態(tài)的是（）達平衡狀態(tài)的是（） A. 反應容器內壓強不隨時間變化反應容器

7、內壓強不隨時間變化B.P和和S的生成速率相等的生成速率相等C.反應容器內反應容器內P、Q、R、S四者共存四者共存 D.反應容器內總物質的量不隨時間而反應容器內總物質的量不隨時間而 變化變化B【例【例3】下列說法可以證明反應】下列說法可以證明反應N2+3H2 2NH3 已達平衡狀態(tài)的是已達平衡狀態(tài)的是( )ACA.1個個NN鍵斷裂的同時鍵斷裂的同時,有有3個個HH鍵形成鍵形成B.1個個NN鍵斷裂的同時鍵斷裂的同時,有有3個個HH鍵斷裂鍵斷裂C.1個個NN鍵斷裂的同時鍵斷裂的同時,有有6個個NH鍵斷裂鍵斷裂D.1個個NN鍵斷裂的同時鍵斷裂的同時,有有6個個NH鍵形成鍵形成注意：注意：（1）對于反應

8、前后的氣體物質對于反應前后的氣體物質的分子總數(shù)的分子總數(shù)不相等不相等的可逆反應的可逆反應（如（如2SO2+O2 2SO3）來說，）來說，可利可利用混合氣體的總壓、總體積、總物質用混合氣體的總壓、總體積、總物質的量是否隨著時間的改變而改變來判的量是否隨著時間的改變而改變來判斷是否達到平衡。斷是否達到平衡。（2）對于反應前后氣體物質的分子數(shù)）對于反應前后氣體物質的分子數(shù)相等相等的可逆反應：的可逆反應：（如（如H2+I2(g) 2HI），），不能用不能用此標志此標志判斷平衡是否到達，因為在此反應過判斷平衡是否到達，因為在此反應過程中，氣體的總壓、總體積、總物質程中，氣體的總壓、總體積、總物質的量都不

9、隨時間的改變而改變。的量都不隨時間的改變而改變。（3）對于不同類型的可逆反應，某）對于不同類型的可逆反應，某一物理量不變是否可作為平衡已到達一物理量不變是否可作為平衡已到達的標志，取決于該物理量在平衡到達的標志，取決于該物理量在平衡到達前（反應過程中）前（反應過程中）是否發(fā)生變化是否發(fā)生變化。若。若是則可；否則，不行。是則可；否則，不行。第三節(jié)化學平衡第三節(jié)化學平衡（第二、三課時（第二、三課時-平衡移動）平衡移動）（復習回憶）化學平衡狀態(tài)的特征（復習回憶）化學平衡狀態(tài)的特征(1)逆：可逆反應逆：可逆反應 (2)動：動態(tài)平衡動：動態(tài)平衡(3)等：正反應速率等：正反應速率=逆反應速率逆反應速率(4

10、)定：反應混合物中各組分的濃度保持定：反應混合物中各組分的濃度保持 不變，各組分的含量一定。不變，各組分的含量一定。變并定變并定：看其在反應過程中變不變，：看其在反應過程中變不變，如果是變化的，則當其一定就是達到如果是變化的，則當其一定就是達到平衡狀態(tài)的標志平衡狀態(tài)的標志 【練習一】在一定溫度下的恒容容器中【練習一】在一定溫度下的恒容容器中,當當下列物理量不再發(fā)生變化時下列物理量不再發(fā)生變化時,表明反應表明反應: A(固固)+3B(氣氣) 2C(氣氣)+D(氣氣)已達平衡已達平衡狀態(tài)的是狀態(tài)的是 ( )A.混合氣體的壓強混合氣體的壓強 B.混合氣體的密度混合氣體的密度C.B的物質的量濃度的物質

11、的量濃度 D.氣體的總物質的量氣體的總物質的量BC【練習二】【練習二】 在一定溫度下在一定溫度下,下列敘述下列敘述不是不是可逆反應可逆反應A(氣氣)+3B(氣氣) 2C(氣氣)+2D(固固)達到平衡的標達到平衡的標志的是志的是 C的生成的生成 速率與速率與C的分解速率相等的分解速率相等 單位時間內生成單位時間內生成amolA,同時生成同時生成3amolB A、B、C的濃度不再變化的濃度不再變化A、B、C的分壓強不再變化的分壓強不再變化混合氣體的總壓強不再變化混合氣體的總壓強不再變化混合氣體的物質的量不再變化混合氣體的物質的量不再變化單位時間內消耗單位時間內消耗amolA,同時生成同時生成 3a

12、molBA、B、C、D的分子數(shù)之比為的分子數(shù)之比為1:3:2:2 A. B. C. D.(A )(5)變：條件改變，原平衡被破壞，在新變：條件改變，原平衡被破壞，在新 的條件下建立新的平衡。的條件下建立新的平衡?？梢?，化學平衡只有在一定的條件下才能保持。當外界條件改變，舊的化學平衡將被破壞，并建立起新的平衡狀態(tài)。 可逆反應中舊化學平衡的破壞、新化可逆反應中舊化學平衡的破壞、新化學平衡的建立過程叫做化學平衡的移動。學平衡的建立過程叫做化學平衡的移動?；瘜W平衡移動的概念化學平衡移動的概念:研究對象：研究對象：已建立平衡狀態(tài)的體系已建立平衡狀態(tài)的體系平衡移動的標志：平衡移動的標志：1、反應混合物中各

13、組分的濃度發(fā)生改變、反應混合物中各組分的濃度發(fā)生改變 2、 V正正 V逆逆一、濃度對化學平衡的影響：一、濃度對化學平衡的影響：Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 (硫氰化鐵硫氰化鐵)增加增加Fe3+ 或或 SCN-的濃度，平衡向生的濃度，平衡向生成成Fe(SCN)3的方向移動，故的方向移動，故紅色紅色加加深。深。t2V正正 = V逆逆V逆逆V,正正t3V正正= V逆逆V正正V逆逆t1 t（s） V（molL-1S-1）0 平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)增增大大反反應應物物濃濃度度原因分析原因分析:增加反應物的濃度增加反應物的濃度, V正正 V逆逆，平衡向正反應方向移動；平衡向正反應方

14、向移動；1.1.結論：結論：在其它條件不變的情況下，增加在其它條件不變的情況下，增加反應物的濃度反應物的濃度( (或減少生成物的濃度或減少生成物的濃度) )，平，平衡向正反應方向移動；衡向正反應方向移動；反之，增加生成物的濃度反之，增加生成物的濃度( (或減少反應物的或減少反應物的濃度濃度 ) )，平衡向逆反應方向移動。，平衡向逆反應方向移動。增大成本較低的反應物的濃度，增大成本較低的反應物的濃度，提高成本較高的原料的轉化率。提高成本較高的原料的轉化率。一、濃度對化學平衡的影響：一、濃度對化學平衡的影響：2.意義：意義：(二）溫度對化學平衡的影響(三）壓強對化學平衡的影響三）壓強對化學平衡的影

15、響外界條件外界條件平衡移平衡移動方向動方向平衡移動平衡移動結果結果注意事項注意事項濃濃度度溫溫度度外界條件外界條件平衡移動平衡移動方向方向平衡移動平衡移動結果結果注意事項注意事項壓壓強強總總結結二、圖像問題對于反應對于反應mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g); H 注意：正、逆反應速率同增或同減，注意：正、逆反應速率同增或同減，只是增大或減小的程度不一樣只是增大或減小的程度不一樣 對于反應前后氣體總體積不變的對于反應前后氣體總體積不變的可逆反應達到平衡后可逆反應達到平衡后第三節(jié)第三節(jié) 化學平衡化學平衡（第四課時（第四課時-化學平衡常數(shù)）化學平衡常數(shù)）實驗實驗數(shù)據(jù)驗證數(shù)據(jù)驗證通

16、過大量實驗，對其它平衡體系的數(shù)據(jù)進行分析，通過大量實驗，對其它平衡體系的數(shù)據(jù)進行分析，都有類似的關系。都有類似的關系。通過分析實驗數(shù)據(jù)得出：通過分析實驗數(shù)據(jù)得出：2c (HI)c(H2) c(I2) (1)某某溫度溫度下時，下時， 為常數(shù)為常數(shù)(2)(2)該常數(shù)該常數(shù)與反應的與反應的起始濃度大小起始濃度大小無關；無關；(3)該常數(shù)該常數(shù)與正向還是逆向建立平衡無關與正向還是逆向建立平衡無關,即與平衡建立的即與平衡建立的途徑無關。途徑無關。若用若用K表示表示,K平均平均 =48.74 對某一可逆反應，在對某一可逆反應，在一定溫度一定溫度下，無論下，無論反應物的起始濃度如何，反應反應物的起始濃度如何

17、，反應達達到到平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)后，后，反應物與生成物濃度系數(shù)次方的比是一個常數(shù)，反應物與生成物濃度系數(shù)次方的比是一個常數(shù)，稱為稱為化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)，用，用K K表示。表示。)()()()(BcAcDcCcKbadc對于下列可逆反應：對于下列可逆反應：aA（g） + bB(g) cC（g） + dD(g)，則有：，則有：其中其中c為各組分的為各組分的平衡濃度平衡濃度。固體、液體水固體、液體水( (濃度為常數(shù)濃度為常數(shù)100%)100%)不必寫出不必寫出; ;常數(shù)常數(shù)K K只有數(shù)值只有數(shù)值無單位無單位；K K的表達式與方程式的的表達式與方程式的化學計量數(shù)化學計量數(shù)書寫有關書寫有關；)()(

18、)()(BcAcDcCcKbadcaA（g） + bB(g) cC（g） + dD(g)化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+Fe3O4(s) + 4H2(g) 高溫高溫3Fe(s) + 4H2O(g) )H(c)N( c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH(cK/22322133N2+3H2 2NH32NH3 N2+ 3H2 N2 + H2 NH31232請寫請寫出下列可逆反應的平衡常數(shù)表達式。出下列可逆反應的平衡常數(shù)表達式。)H(c)OH(cK2424)()()(2722242OCrcHcCrOcK.

19、 規(guī)律規(guī)律:正反應和逆反應平衡常數(shù)正反應和逆反應平衡常數(shù)K互為倒數(shù)?；榈箶?shù)。.規(guī)律規(guī)律:平衡常數(shù)平衡常數(shù)K與化學計量數(shù)的次冪成正比。與化學計量數(shù)的次冪成正比。常數(shù)常數(shù)K K只和只和溫度溫度T T有關；有關；)()()()(BcAcDcCcKbadcaA + bB cC + dD因此使用常數(shù)因此使用常數(shù)K K時應注明溫度。時應注明溫度?；瘜W平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)1.1.某溫度下，反應某溫度下，反應mA(mA(g)g)+nB(g) +nB(g) pC(g)+qD(g)pC(g)+qD(g) 的平衡常數(shù)為，下列說法正確的是的平衡常數(shù)為，下列說法正確的是. .越大，達到平衡時，反應進行的程度越大越大，

20、達到平衡時，反應進行的程度越大. .越小，達到平衡時，反應物的轉化率越大越小，達到平衡時，反應物的轉化率越大. .隨反應物濃度改變而改變隨反應物濃度改變而改變. .隨溫度改變而改變隨溫度改變而改變化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)檢測練習檢測練習 課本例題講解訓練平衡三段式計算的訓練平衡三段式計算的步驟和要點步驟和要點2. 2. 某溫度下，向某溫度下，向10L10L真空容器中真空容器中注入注入1.00 mol H1.00 mol H2 2(g) (g) 和和1.00 mol 1.00 mol I I2 2(g)(g)，反應平衡后，反應平衡后I I2 2(g)(g)的濃度為的濃度為0.0200 molL0

21、.0200 molL-1-1試求該溫度下試求該溫度下 H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g) (g) 2HI(g)2HI(g)的平衡常的平衡常數(shù)數(shù)?；瘜W平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)檢測練習檢測練習3. 在一密閉容器中，在一密閉容器中，CO與與H2O混混合加熱到合加熱到800達到下列平衡：達到下列平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.00，若反應開始時若反應開始時CO和和H2O的濃度的濃度均均為為0.200 molL-1 ，求達，求達到平衡時到平衡時CO轉化為轉化為CO2轉化率是轉化率是多少？多少？化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)檢測練習檢測練習4.4.X X、Y Y、Z Z為

22、為3 3種氣體，把種氣體，把amolXamolX和和bmolYbmolY充入一密閉容器中，發(fā)生反充入一密閉容器中，發(fā)生反應應X+2Y 2ZX+2Y 2Z，平衡時，若它們，平衡時，若它們的物質的量滿足：的物質的量滿足：n(x)+n(y)= n(x)+n(y)= n(z)n(z)，則則Y Y的轉化率為的轉化率為化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)檢測練習檢測練習第三節(jié)第三節(jié) 化學平衡化學平衡（第五課時（第五課時-化學平衡常數(shù)的應用）化學平衡常數(shù)的應用）K K值值越大越大，正反應進行越，正反應進行越完全完全（即（即程度越大程度越大）。）。一般一般K 10K 105 5，則該反應進行完全；，則該反應進行完全；化學

23、平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)（1）判斷可逆反應進行的程度大?。┡袛嗫赡娣磻M行的程度大?。?K K值值越小越小，正反應進行越，正反應進行越不完全不完全（即（即程度越小程度越?。?；）；aA（g） + bB(g) cC（g） + dD(g)()()()(BcAcDcCcKbadcK只與溫度有關只與溫度有關溫度溫度623K698K763K濃度平衡常數(shù)濃度平衡常數(shù)66 .954.445.9通過改變溫度，平衡常數(shù)大小的變化趨勢可以判斷上面可逆通過改變溫度，平衡常數(shù)大小的變化趨勢可以判斷上面可逆反應的反應的正方向正方向:H _ 0放熱放熱0 2000時，在密閉容器內某時刻各物質濃度如下：時，在密閉容器內某時刻各物

24、質濃度如下： C(NO)=310-4mol/L; C(N2)= 2.5010-2mol /L; C(O2)= 4.0010-3mol /L. (2000 K=6.210-4) 通過計算回答：通過計算回答： （1）此反應是否為化學平衡狀態(tài)？）此反應是否為化學平衡狀態(tài)？ （2）若非化學平衡狀態(tài)，反應將向哪個方向進行）若非化學平衡狀態(tài)，反應將向哪個方向進行 以達到化學平衡狀態(tài)？以達到化學平衡狀態(tài)？)()()()(BcAcDcCcnmqp當Qc=K時，可逆反應處于平衡狀態(tài)當QcK時，可逆反應處于 狀態(tài)應用平衡常數(shù)解釋平衡移動的原因應用平衡常數(shù)解釋平衡移動的原因1.濃度化學平衡影響的規(guī)律濃度化學平衡影響

25、的規(guī)律K FeFe3+ 3+ + 3SCN+ 3SCN- - Fe(SCN) Fe(SCN)3 3C(FeC(Fe3+3+) ) C C3 3(SCN(SCN- -) )C(Fe(SCN)C(Fe(SCN)3 3) )C(FeC(Fe3+3+) )或或C(SCNC(SCN- -) )增大，增大，QK，平衡向正反應方向移動，平衡向正反應方向移動Qc= C(Fe(SCN)C(Fe(SCN)3 3) ) 增大，增大，QK，平衡向逆反應方向移動，平衡向逆反應方向移動= 問題討論問題討論: 壓強對化學平衡狀態(tài)的影響？壓強對化學平衡狀態(tài)的影響？ CO(g) +H2O (g) H2(g)+CO2(g) N2

26、(g) + 3H2(g) 2NH3(g)K COCO(g)(g) + H+ H2 2O O(g)(g) H H2(g)2(g) + + COCO2(g)2(g)C(CO) C(CO) C C(H(H2 2O O) ) C(H C(H2 2) ) C(CO C(CO2 2) )Qc= =V 1/2V ， P 2P 2 22 22 2 2 22.壓強對化學平衡的影響壓強對化學平衡的影響K N N2(g)2(g) + 3H+ 3H2(g)2(g) 2NH 2NH3(g)3(g)C(NC(N2 2) ) C C3 3(H(H2 2) ) C C2 2(NH(NH3 3) )增大壓強增大壓強(縮小體積縮

27、小體積)，平衡向氣體系數(shù)和小的方向移動，平衡向氣體系數(shù)和小的方向移動Qc= V 1/2V ， P 2P 2 22 22 2 2 23 3減小壓強減小壓強(增大體積增大體積)，平衡向氣體系數(shù)和大的方向移動，平衡向氣體系數(shù)和大的方向移動3.溫度對平衡的影響大量實驗證明K與H ，T存在下列關系：（R、C為常數(shù)）ClnRTHK mA + nB pC + qD)()()()(BcAcDcCcnmqp= KQc改變改變C或或P，Q改變改變改變改變T，K改變改變平 平平 平a.調控化學平衡的工具：調控化學平衡的工具： 化學平衡移動原理；化學平衡移動原理；b.解決化學平衡的一般思路解決化學平衡的一般思路化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)Q KQ2=K2 Q1=K1 平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)1 1平衡發(fā)生移動平衡發(fā)生移動平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)2 2 改變影響因素改變影響因素(C,P,T)