v第二章第三节化学平衡(3)上课

1、第三节第三节 化化 学学 平平 衡衡 V(正)V( (正正)=)=V( (逆逆) )时间速率V(逆)知识回顾：知识回顾：什么是化学平衡状态？化学平衡状态有什么特征？什么是化学平衡状态？化学平衡状态有什么特征？逆、等、动、定、逆、等、动、定、变变定义：定义：可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平可逆反应中，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。衡建立过程叫做化学平衡的移动。V正正V逆逆V正正=V逆逆0条件改变条件改变 平衡平衡1 1建立新平衡建立新平衡破坏旧平衡破坏旧平衡V正正=V逆逆0一定时间一定时间一、化学平衡的移动一、化学平衡的移动不平衡不平衡平衡平衡2二、浓度对化学平衡

2、的影响二、浓度对化学平衡的影响【实验探究实验探究1】 p26页页实验实验25CrCr2 2O O7 72-2- +H +H2 2O O 2CrO 2CrO4 42-2-+2H+2H+ + 橙色橙色 黄色黄色 编编 号号 1 1 2 2 步步 骤骤滴加滴加10-2010-20滴浓硫酸滴浓硫酸滴加滴加3-63-6滴滴6mol/LNaOH6mol/LNaOH溶液溶液 K K2 2CrCr2 2O O7 7溶液溶液橙色变深橙色变深变为黄色变为黄色增大生成物浓度增大生成物浓度V逆vtV正V逆V正V正=V逆平衡平衡逆向逆向移动移动VV逆逆VV正正浓度对化学平衡的影响分析：浓度对化学平衡的影响分析：CrCr

3、2 2O O7 72-2- +H +H2 2O O 2CrO 2CrO4 42-2-+2H+2H+ + 橙色橙色 黄色黄色滴加浓硫酸滴加浓硫酸请思考：请思考：化学平衡有无变化？如何判断的？化学平衡有无变化？如何判断的？ 加入浓硫酸或氢氧化钠是改变了什么条件？加入浓硫酸或氢氧化钠是改变了什么条件？ 加入浓硫酸或氢氧化钠，是如何影响反应速率的？加入浓硫酸或氢氧化钠，是如何影响反应速率的？减小生成物浓度减小生成物浓度V正vtV逆V逆V正=V逆平衡平衡正向正向移动移动VV正正VV逆逆V正浓度对化学平衡的影响分析：浓度对化学平衡的影响分析：CrCr2 2O O7 72-2- +H +H2 2O O 2C

4、rO 2CrO4 42-2-+2H+2H+ + 橙色橙色 黄色黄色滴加氢氧化滴加氢氧化钠溶液钠溶液1、浓度对化学平衡的影响、浓度对化学平衡的影响【探究实验探究实验2】猜想并验证猜想并验证 p27页页实验实验26 编编 号号 1 1 2 2 步步 骤骤(1)(1)滴加饱和滴加饱和FeClFeCl3 3溶液溶液滴加滴加1mol/LKSCN1mol/LKSCN溶液溶液 现现 象象 步步 骤骤(2)(2) 滴加滴加NaOHNaOH溶液溶液 滴加滴加NaOHNaOH溶液溶液 现现 象象FeFe3+3+ +3SCN +3SCN- - Fe(SCN) Fe(SCN)3 3（ ）红色变深红色变深红色变深红色变

5、深红色变浅红色变浅, ,红褐色沉淀红褐色沉淀红色红色注意：开始加入的是注意：开始加入的是0.005mol/LFeCl3溶液和溶液和0.01mol/LKSCN溶液溶液浓度对化学平衡的影响总结：浓度对化学平衡的影响总结：由以上四图可以得出结论：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改变生成物浓度瞬间，只能改变逆反应速率2）改变浓度瞬间，）改变浓度瞬间， 若若V (正正) V (逆逆)，平衡向正反应方向移动，平衡向正反应方向移动 若若 V (逆逆) V (正正)，平衡向逆反应方向移动，平衡向逆

6、反应方向移动3）新旧平衡速率比较：）新旧平衡速率比较： 增大浓度，增大浓度， V (新新) V (旧旧)， 减小浓度，减小浓度， V (新新) V (旧旧)。三、温度对化学平衡的影响三、温度对化学平衡的影响【探究实验探究实验3】 p28页页实验实验272NO2 N2O4 (红棕色红棕色)(无色无色)H= -56.9kJ/mol序序号号实验内容实验内容实验现象实验现象实验结论实验结论( (平衡移动方向平衡移动方向) )温度变化温度变化混合气体颜混合气体颜色色c c(NO(NO2 2) )1 1将充有将充有NONO2 2的烧瓶放的烧瓶放入冷水中入冷水中2 2将充有将充有NONO2 2的烧瓶放的烧瓶

7、放入热水中入热水中红棕色红棕色变深变深红棕色红棕色变浅变浅温度降温度降低低温度升温度升高高变大变大变小变小向逆反应方向即向逆反应方向即吸热方向移动吸热方向移动向正反应方向即向正反应方向即放热方向移动放热方向移动vtvtV逆V正V正=V逆 V正正V逆逆VV正正=V=V逆逆升高温度升高温度平衡向吸热方向移动平衡向吸热方向移动降低温度降低温度平衡向放热方向移动平衡向放热方向移动t1温度对化学平衡的影响分析温度对化学平衡的影响分析（作图）（作图）（吸热）（吸热）2NO2 N2O4(放热）放热） 小结小结 改变反应条件时平衡移动的方向改变反应条件时平衡移动的方向改变反应条件改变反应条件平平 衡衡 移移

8、动动 增大反应物浓度增大反应物浓度减小生成物浓度减小生成物浓度向向正正反应方向移动反应方向移动减小反应物浓度减小反应物浓度增大生成物浓度增大生成物浓度向向逆逆反应方向移动反应方向移动升升 高高 温温 度度向向 吸热吸热 反应方向移动反应方向移动向向 放热放热 反应方向移动反应方向移动降降 低低 温温 度度应用：应用：在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度，在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可以提高价格使化学平衡向正反应方向移动，可以提高价格较高原料的转化率，以降低生产成本较高原料的转化率，以降低生产成本2SO2(g) + O2(g) SO3(g)的平衡体系中，

9、的平衡体系中，为了提高为了提高SO2的利用率，可采用什么措施？的利用率，可采用什么措施？催化剂催化剂化学平衡的移动方向的化学平衡的移动方向的速率速率判断：判断：若外界条件变化引起若外界条件变化引起 正正 逆逆：平衡向平衡向正正反应方反应方向移动向移动若外界条件变化引起若外界条件变化引起 正正 逆逆：平衡向平衡向逆逆反应方反应方向移动向移动若外界条件变化引起若外界条件变化引起 正正 逆逆：旧平衡未被破坏，旧平衡未被破坏，平衡不移动平衡不移动一、化学平衡的移动一、化学平衡的移动 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应中，反应中，压强变化和压强变化和NH3含量的关系含量的关系压强（MPa)15

10、103060100NH3 %2.09.216.435.553.669.4结论：结论：压强增大，压强增大， NH3增大，增大， 平衡向正反应方向移动。平衡向正反应方向移动。3、压强对化学平衡的影响、压强对化学平衡的影响 压强对化学平衡的影响分析（作图）压强对化学平衡的影响分析（作图）结论：结论：3、压强对化学平衡的影响、压强对化学平衡的影响增大压强，平衡向增大压强，平衡向气体气体体积缩小方向移动。体积缩小方向移动。减小压强，平衡向气体体积增大方向移动。减小压强，平衡向气体体积增大方向移动。 增大压强增大压强， v正正和和 v逆逆同时同时增大增大； 减小压强减小压强， v正正和和 v逆逆同时减小同

11、时减小。思考：思考： 对于对于等体积等体积的气体反应，压强改变的气体反应，压强改变将怎样影响化学平衡？将怎样影响化学平衡？结论：结论：由于压强变化同时、同步、等倍数由于压强变化同时、同步、等倍数影响正、逆反应速率，影响正、逆反应速率，vv正正= v= v逆逆，反应，反应速率改变，但化学平衡不移动。速率改变，但化学平衡不移动。例：在反应例：在反应I2(g)+H2 (g) 2HI (g)中增大压强中增大压强vtv正正= v逆逆v正正= v逆逆想想：想想： 压强的变化会使固态或液态反应的压强的变化会使固态或液态反应的化学化学平衡移动吗？平衡移动吗？结论：结论：无气体参加的反应无气体参加的反应，压强的

12、改变压强的改变， 不能使化学平衡移动不能使化学平衡移动4、催化剂对化学平衡的影响、催化剂对化学平衡的影响同步、等倍数改变同步、等倍数改变v正正和和 v逆逆加入正催化剂加入正催化剂vtV V正正V V逆逆VV正正=V=V逆逆加入负催化剂加入负催化剂vtV正V逆V正=V逆结论：结论： 催化剂不能使化学平衡发生移催化剂不能使化学平衡发生移动；不能改变反应混合物的百分含动；不能改变反应混合物的百分含量；但可以改变达到平衡的时间。量；但可以改变达到平衡的时间。4、催化剂对化学平衡的影响、催化剂对化学平衡的影响 含量含量 tt1t25、化学平衡移动原理、化学平衡移动原理勒夏特列原理勒夏特列原理 如果改变影

13、响平衡的一个条件（浓如果改变影响平衡的一个条件（浓 度、温度、压强等），化学平衡就度、温度、压强等），化学平衡就 向向减弱减弱这种改变的方向移动。这种改变的方向移动。原理：原理：5、化学平衡移动原理、化学平衡移动原理勒夏特列原理勒夏特列原理此原理只适用于此原理只适用于已达平衡已达平衡的体系的体系平衡移动方向与条件改变方向相反。平衡移动方向与条件改变方向相反。解释：解释：移动的结果移动的结果只能是减弱外界条件的该只能是减弱外界条件的该变量，但不能抵消。变量，但不能抵消。讨论：反应讨论：反应N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g) H0 ，达到化学平，达到化学平衡，改变下列条件，根据反应体系中

14、的变化填空：衡，改变下列条件，根据反应体系中的变化填空：若若N2的平衡浓度为的平衡浓度为a mol/L，其他条件不变时，充入，其他条件不变时，充入N2使其浓度增大到使其浓度增大到b mol/L后平衡向后平衡向方向移动，方向移动，达到新平衡后，达到新平衡后， N2的浓度为的浓度为c mol/L，则，则a、b、c的大小的大小为为；若平衡体系的压强为若平衡体系的压强为P1 ，之后缩小反应体系体积使，之后缩小反应体系体积使压强增大到压强增大到P2 ，此时平衡向，此时平衡向方向移动，达到方向移动，达到新平衡后新平衡后 体系的压强为体系的压强为P3 ，则，则P1 、 P2、 P3 的大小的大小为为；若平衡

15、体系的温度为若平衡体系的温度为T1 ，之后将温度升高到，之后将温度升高到 T2 ，此，此时平衡向时平衡向方向移动，达到新平衡后方向移动，达到新平衡后 体系的温度体系的温度为为T3 ，则，则T1 、 T2、 T3 的大小为的大小为。正反应正反应 a c b正反应正反应P1 P3 P2逆反应逆反应T1 T3 T21.1.恒温下恒温下, , 反应反应aX(g) bY(g) +cZ(g)aX(g) bY(g) +cZ(g)达到平衡后达到平衡后, , 把容器体积压缩到原来的一把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时半且达到新平衡时, X, X的物质的量浓度由的物质的量浓度由0.1mol/L0.1mol/

16、L增大到增大到0.19mol/L, 0.19mol/L, 下列判断正下列判断正确的是确的是: : （ ）A. aA. ab+c B. ab+c B. ab+c b+c C. aC. ab+c D. ab+c D. ab=cb=c A练习：2 2、容积固定的密闭容器中存在已达平衡的、容积固定的密闭容器中存在已达平衡的可逆反应可逆反应2A2A（g g） 2B+C(2B+C(H0)H0)，若随，若随着温度升高，气体平均相对分子质量减小，着温度升高，气体平均相对分子质量减小，则下列判断正确的是（则下列判断正确的是（ ）A A、B B和和C C可能都是液体可能都是液体B B、B B和和C C肯定都是气体

17、肯定都是气体C C、B B和和C C可能都是固体可能都是固体D D、若、若C C为固体，则为固体，则B B一定是气体一定是气体D D练习：序序号号起始时浓度（起始时浓度（mol/Lmol/L）457.6457.6平衡时浓度（平衡时浓度（mol/Lmol/L）457.6457.6平衡时平衡时c (Hc (H2 2) )c(Ic(I2 2) )c (HI)c (HI)c (Hc (H2 2) )c(Ic(I2 2) )c (HI)c (HI)1 11.1971.1971 10 0-2-26.9446.944 1010-3-30 05.6175.617 1010-3-35.9365.936 1010

18、-4-41.2701.270 1010-2-22 21.2281.2281 10 0-2-26.9646.964 1010-3-30 03.8413.841 1010-3-31.5241.524 1010-3-31.6871.687 1010-2-23 30 00 01.5201.5201 10 0-2-21.6961.696 1010-3-31.6961.696 1010-3-31.1811.181 1010-2-24 40 00 01.2871.2871 10 0-2-21.4331.433 1010-3-31.4331.433 1010-3-31.0001.000 1010-2-248.

19、3848.3848.6148.6148.4848.48根据表中的数据计算出平衡时根据表中的数据计算出平衡时 的值，并分析其中规律。的值，并分析其中规律。2()CHICC22（H ）（I ）2()CHICC22（H ）（I ）48.7148.71I2(g)+H2 (g) 2HI (g)探究：探究：457.6结论结论： 在在一定温度下一定温度下，可逆反应无论从正反，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，又不论反应应开始，还是从逆反应开始，又不论反应物起始浓度的大小，物起始浓度的大小，最后都能达到化学平最后都能达到化学平衡，衡，这时这时生成物的浓度幂之积与反应物的生成物的浓度幂之积与反应物的浓

20、度幂之积的比值是一个常数。浓度幂之积的比值是一个常数。五、化学平衡常数五、化学平衡常数（一）、化学平衡常数（一）、化学平衡常数1 1、定义、定义 一定温度下一定温度下，对于已达平衡的反应体系中，生成物，对于已达平衡的反应体系中，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值比值是一个常数，这是一个常数，这个常数叫做该反应的个常数叫做该反应的化学平衡常数。化学平衡常数。2 2、平衡常数的数学表达式、平衡常数的数学表达式pqmnC C（C） C （D）（A）C （B）K=K=mgnBgpCg +qDgA对于一般的可逆反应 （ ）（ ）（ ）（ ） 1 1、平衡常数的数值大小

21、可以、平衡常数的数值大小可以判断反应进行的判断反应进行的程度程度，估计反应的可能性。因为平衡状态是反，估计反应的可能性。因为平衡状态是反应进行的最大限度。应进行的最大限度。 （二）、平衡常数的意义（二）、平衡常数的意义K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比值越大，说明平衡体系中生成物所占的比 例越大，表示反应进行的程度越大，反应例越大，表示反应进行的程度越大，反应 物转化率也越大。物转化率也越大。一般，当一般，当K105时，时， 该反应进行得基本完全。该反应进行得基本完全。在某温度下，在某温度下， 可逆反应的平衡常数为可逆反应的平衡常数为K，下列说法正确的是，下列说法正确的是（ ）A、K越大，

22、达到平衡时，反应进行的程度越大越大，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随反应物浓度改变而改变D、K随温度改变而改变随温度改变而改变mgnBgpCg +qDgA（ ）（ ）（ ）（ ）A D例题：例题：( )( )( )( )mA gnB gpC gqD g2 2、判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向、判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行进行 对于可逆反应，在一定温度下的任意时刻，反应物对于可逆反应，在一定温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度之间有如下关系：的浓度和生成物的浓度之

23、间有如下关系： ( ) ( )( ) ( )pqmnc C c DQccAc BQc：对应反应的对应反应的浓度商浓度商、Qc K：、Qc = K：、Qc K：反应向反应向正正反应方向进行反应方向进行反应处于反应处于平衡平衡状态状态反应向反应向逆逆反应方向进行反应方向进行322(g)3gNHNH（）2例题：例题： 已知在某温度下，已知在某温度下， ， K=7.3210-3 某时刻的浓度值（某时刻的浓度值（mol/L） tC（N2）C（H2）C（NH3）移动方向移动方向t1266t24121逆反应方向逆反应方向正反应方向正反应方向0H 322(g)3gNHNH（ ）23 3、利用、利用K K值可以

24、判断反应的热效应值可以判断反应的热效应32223NHNHCKC C、若升高温度，值增大，则正反应为吸热反应、若升高温度，值增大，则正反应为吸热反应、若升高温度，值减小，则正反应为放热反应、若升高温度，值减小，则正反应为放热反应1、在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：、在一定体积的密闭容器中，进行如下反应： 其平衡常数其平衡常数K和温度和温度t的关系如下：的关系如下：k的表达式为：的表达式为：该反应为该反应为 _ 反应（填反应（填“吸热吸热”或或“放热放热”）若若C(CO2)C (H2) =C (CO) C (H2O)，此时温度为，此时温度为_gggl222CO （ ）+H （ ）CO（ ）+

25、H O（ ）t/70080083010001200k0.60.91.01.72.6吸热吸热830例题：例题： 2、合成氨的反应、合成氨的反应 在某温度下各物质的平在某温度下各物质的平衡浓度是；衡浓度是；C(N2)=3molL-1，C(H2)=9molL-1， C( NH3) =4molL-1 。求求该反应的平衡常数；该反应的平衡常数；N2、H2的初始浓度。的初始浓度。解：解：求平衡常数求平衡常数KKc= C2 ( NH3) /C(N2)C3 (H2) =16/(393)=7.3210-3求求N2、H2的初始浓度。的初始浓度。 C0： 5 15 0 C: 2 6 4 Ct： 3 9 4 答答:K

26、=7.3210-3, N2、H2的初始浓度分别为的初始浓度分别为5molL-1、15molL-1。例题：例题：322(g)3gNHNH（ ）2322(g)3gNHNH（ ）2六、等效平衡六、等效平衡 1、定义：、定义： 化学平衡的建立与反应途径无关，可化学平衡的建立与反应途径无关，可逆反应逆反应在相同状况在相同状况下，下，不论从正反应开始不论从正反应开始还是从逆反应开始，或者正逆反应同时进还是从逆反应开始，或者正逆反应同时进行，行，只要初始时有关物质的只要初始时有关物质的量量“相当相当”，它们即可以达到相同平衡状态，称为它们即可以达到相同平衡状态，称为“等等效平衡效平衡”。此时，等效平衡中各物

27、质的百此时，等效平衡中各物质的百分含量相等。分含量相等。例题：例题： 在在一定温度一定温度下，将下，将2mol N2和和6mol H2充入充入固固定容积定容积的密闭容器中的密闭容器中,发生发生N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，达到化学平衡后，若保持温度不变，令，达到化学平衡后，若保持温度不变，令a、b、c分别为分别为N2、H2、NH3的物质的量，重新建的物质的量，重新建立平衡，混合物中个物质的量仍和上述平衡相同，立平衡，混合物中个物质的量仍和上述平衡相同，填空填空 若若a=0，b=0，则，则c= 若若a=1， c =2，则，则 b = 若若a、 b 、 c取值必须满足的一般条件为取值必须

28、满足的一般条件为（用两个式子表示，一个只含（用两个式子表示，一个只含a和和c，一个只，一个只含含b和和c 、 4 3a+c/2 = 2b+3c/2 = 6恒恒 容容 等等 效效恒温、恒容时恒温、恒容时， 只要反应物和生成物的量相当（反应物只要反应物和生成物的量相当（反应物换算成生成物或生成物换算成反应物后与原换算成生成物或生成物换算成反应物后与原起始量起始量相同相同）则为等效平衡）则为等效平衡适用：适用：m+np 的反应的反应 练习练习 1.在一个固定容积的密闭容器中，加入在一个固定容积的密闭容器中，加入2molA和和1molB，发生，发生 2A(g)B (g) 3C(g) +D(g) ，达到

29、化学平衡时，达到化学平衡时，C的浓度为的浓度为w mol/L。若保持温度容积不变若保持温度容积不变，改变起始，改变起始物质的用量，达到平衡后，物质的用量，达到平衡后，C的浓度仍为的浓度仍为 w mol/L的是的是( ) A. 4molA+2molB B. 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD C. 3molC+1molD+1molB D. 3molC+1molDB D2.将将2mol SO2气体和气体和2mol SO3气体混合于气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应生反应: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)。

30、达到平衡时达到平衡时SO3为为n mol。在相同温度下，。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时始物质，平衡时SO3等于等于n mol的是的是( )A.1.6molSO2+0.3molO2+0.4molSO3 B.4molSO2+1molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3 D.3molSO2+1molO2+1molSO3B练习：3.在一定温度下，把在一定温度下，把1 mol CO和和2 mol H2O通入通入一个密闭容器中，发生如下反应：一个密闭容器中，发生如下反应：CO(g)+H2O (g) CO2(g)+H2(

31、g)，一定时，一定时间后达到平衡，此时，间后达到平衡，此时，CO的含量为的含量为p%，若，若维持温度不变，改变起始加入物质的物质的量，维持温度不变，改变起始加入物质的物质的量，平衡时平衡时CO的含量仍为的含量仍为p%的是（）的是（） A. 1molCO 、2molH B. 0.2molCO 、0.2molH 、 0.8molCO 、 1.8molH2O C. 1molCO、1molH2O D. 1molCO 、1molH 、1molH2OBD练习：恒温、恒容时，恒温、恒容时， 反应前后气体体积不变（等计量系数）反应前后气体体积不变（等计量系数）的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物的可逆反应，

32、只要反应物（或生成物）的物质的量质的量比例比例与起始状态相等，则二平衡等效。与起始状态相等，则二平衡等效。适用于：适用于：m+n=p 的反应的反应恒恒 容容 等等 效效恒温、恒压时，恒温、恒压时， 改变起始加入量，只要按化学计量数换改变起始加入量，只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边算成平衡式左右两边同一边物质的量之比与物质的量之比与原状态相同原状态相同，则二平衡等效。，则二平衡等效。恒恒 压压 等等 效效适用于：适用于：m+n=p 的反应的反应 m+np 的反的反应应 恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：如下发应：A（气）（气）B（气）（气） C（气）（气）（1）若开始时放入）若开始时放入1molA和和1molB，到达平，到达平衡后，生成衡后，生成a molC，这时，这时A的物质的量为的物质的量为 （2）若开始时放入）若开始时放入3molA和和3molB，到达平，到达平衡后，生成衡后，生成C物质的量为物质的量为 mol。（3）若开始时放入