高中化学 第2章 化学反应速率和化学平衡 第3节 化学平衡（第1课时）化学平衡状态课件 新人教版选修4 (2).ppt

第二章 化学反应速率和化学平衡 第三节化学平衡 第1课时化学平衡状态 新课情境呈现 在19世纪后期 人们发现炼铁高炉排出的高炉气中含有相当量的co 有人认为是co与铁矿石的接触时间不长所造成的 英国人耗巨资建成一个高大的炼铁高炉 以增加co和铁矿石的接触时间 结果发现co的含量仍然没有减少 这就成了炼铁技术中的科学悬念 直到19世纪下半叶 这一谜底才得以揭开 你知道这是为什么吗 课前新知预习 1 可逆反应 1 定义 在 既能向 方向进行又能向 方向进行的反应 2 表示方法 约定采用 表示 把从左向右的反应称为 从右向左的反应称为 例如 so2和h2o反应可表示为 3 特征 可逆反应发生的条件 反应 进行到底 反应物 实现完全转化 反应体系中 与化学反应有关的各种物质 2 不可逆反应有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略 把 的反应叫不可逆反应 用 号表示 例如 ba2 so baso4 相同条件 正反应 逆反应 正反应 逆反应 相同 不能 不能 共存 几乎完全进行 3 化学平衡的建立如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器 其反应过程如下 1 反应开始时 v 正 v 逆 为 2 反应进行时 反应物浓度 v 正 逐渐 生成物浓度由零逐渐增大 v 逆 从 开始逐渐 3 反应达到平衡时 反应混合物中各组分的浓度 最大 零 减小 变小 零 增大 v 正 v 逆 不再发生变化 以上过程可用下图表示 4 化学平衡的定义在一定条件下的可逆反应里 当正 逆两个方向的反应速率 反应体系中所有参加反应的物质的 或 保持恒定的状态 相等 质量 浓度 5 化学平衡特征 预习自我检测 解析 存在平衡的不一定是化学反应 如溶解平衡 d正确 caco3分解与cao与co2反应的条件不同 二者不互为可逆反应 c 解析 hi充入密闭容器中 反应开始瞬间 浓度最大 正反应速率最大 随着反应的进行 正反应速率逐渐减小 对于逆反应 开始的瞬间 逆反应速率为零 随着反应的进行 逐渐增大 最后两者相等 建立平衡 趋向于平衡的过程中 正反应速率大于逆反应速率 即hi的生成速率小于其分解速率 b bc b 解析 由图象知 0 t2时间内n的浓度的变化量是m浓度的变化量的2倍 可得反应的方程式为2n m t2时刻体系并未达到平衡 故正反应速率与逆反应速率不相等 t3时刻反应已达到平衡 此时v正 v逆 因此选项a b c的说法都是错误的 d 课堂探究研析 知识点1可逆反应 a 解析 因为此反应是可逆反应 在一定条件下可同时向正 逆反应方向进行 向正反应方向进行时使so3中含18o 向逆反应方向 含有18o的so3分解 就可能使so2中含有18o 所以d正确 d 1 化学平衡研究的对象是可逆反应 2 可逆反应达到平衡时的特征 1 等 同一物质的正逆反应速率相等 不同物质不一定相等 2 动 动态平衡v 正 v 逆 0 3 定 各组分含量保持一定 4 变 外界条件改变 平衡状态发生改变 知识点2化学平衡状态 温馨提示 可逆反应达到平衡状态时有两个核心判断依据 1 正反应速率和逆反应速率相等 2 反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变 依据其他有关的量判断可逆反应是否达到平衡状态时 最终都要回归到这两个核心依据上来 b 解析 假设反应由正反应方向开始进行 由于在密闭容器中进行反应 所以由质量守恒定律可知 此反应是否达到平衡质量均不变化 此项不可作为平衡的判断依据 两种物质中只有no2为红棕色 因此 如果没有达到平衡 则no2的浓度在改变 从外观看 则是颜色一直在改变 此项可作为平衡的一个判断依据 平均摩尔质量等于混合气体总质量除以气体总物质的量 该反应的物质的量两边不相等 如果达到了平衡状态 平均摩尔质量应不变 否则 若平衡正向移动 则平均摩尔质量变大 逆向移动则变小 此项可作为平衡的一个判断依据 密度由总体积和总质量决定 由于容器的体积不变 反应物与生成物的总质量也不变 所以密度不变 此项不可作为平衡的判断的依据 热量可以作为平衡的一个判断依据 c 解析 在恒容条件 此反应为前后气体体积相等的反应 在达到平衡状态前后体系的压强不变 不能作为平衡状态的判断标志 容积固定 因为此反应有固体参与 气体密度不变说明气体总质量不变 说明此反应达到平衡状态 可作为平衡状态的判断标志 c g 的浓度不变说明生成c g 和消耗c g 的量相等 说明反应达到平衡状态 能作为平衡状态的判断标志 反应达到平衡状态 a c d三种气体浓度不变 并非等于化学计量数之比 不能作为平衡状态的判断标志 单位时间内生成c 同时生成d都是正反应方向 故 不能作为平衡状态的判断标志 单位时间内生成nmold 同时生成2nmola 说明反应同时向正 逆反应方向进行 生成d和a又符合化学计量数之比 能作为平衡状态的判断标志 由以上分析知c项正确 学科核心素养 法国科学家勒夏特列简介勒夏特列是一位精力旺盛的法国科学家 他研究过水泥的煅烧和凝固 陶器和玻璃器皿的退火 磨蚀剂的制造以及燃料 玻璃和炸药的发展等问题 从他研究的内容也可看出他对科学和工业之间的关系特别感兴趣 此外 他对乙炔进行了研究 并发明了氧炔焰发生器 迄今还用于金属的切割和焊接 勒夏特列对水泥 陶瓷和玻璃的化学原理很感兴趣 也为防止矿井爆炸而研究过火焰的物化原理 这就使得他要去研究热和热的测量 1877年他提出用热电偶测量高温 它是由两根金属丝组成的 一根是铂 另一根是铂铑合金 两端用导线相接 一端受热时 即有一微弱电流通过导线 电流强度与温度成正比 他还利用热体会发射光线的原理发明了一种测量高温的光学高温计 这种热电偶和光学高温计可顺利地测定3000 以上的高温 勒夏特列在1888年宣布了一条遐迩闻名的定律 那就是勒夏特列原理 勒夏特列原理的应用可以使某些工业生产过程的转化率达到或接近理论值 同时也可以避免一些并无实效的方案 如高炉加高的方案 其应用非常广泛 这个原理可以表达为 把平衡状态的某一因素加以改变之后 将使平衡状态向抵消原来因素改变的效果的方向移动 换句话说 如果把一个处于平衡状态的体系置于一个压力会增加的环境中 这个体系就会尽量缩小体积 重新达到平衡 由于这个缘故 这时压力就不会增加得像本来应该增加的那样多 又例如 如果把这个体系置于一个会正常增加温度的环境里 这个体系就会发生某种变化 额外吸收一部分热量 因此 温度的升高也不会像预计的那样大 勒夏特列原理因可预测特