化学平衡教案

1、化学平衡 化学反应进行的方向1、理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征。2、知道化学平衡常数的表达式及其表示的意义，并能进行简单的计算。3、知道转化率的表达式，并能进行简单的计算。4、理解浓度、压强、温度等条件对化学平衡的影响5、理解勒夏特列原理的涵义。6、了解化学反应进行方向的简单判断依据。重点难点：化学平衡状态的特征；化学平衡状态判断；化学平衡的移动；化学平衡常数的意义 【知识要点梳理】 知识点一：可逆反应与不可逆反应1、可逆反应：可逆反应是指在同一条件下，一个同时向正逆两个方向进行的化学反应。2、不可逆反应：一个化学反应在一定的条件下，只能向一个反应方向进行。而有的反应可以向正反应方

2、向进行，也可以向逆反应方向进行，但却是不可逆反应，比方“电解水的反应”和“氢气在氧气的燃烧”，因为它们不是在相同的条件下进行的，这个一定要注意。说明：可逆反应和不可逆反应的区别可逆反应可以在相同条件下同时向两个反应方向进行反应，且存在化学平衡，是动态的平衡，在改变反应条件和物质浓度及其他外部因素时，化学平衡会移动。不可逆反应只能向一个反应方向进行，不存在化学平衡。知识点二：化学平衡状态1、化学平衡状态的概念：一定条件下，可逆反应的正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。注意：化学平衡只研究可逆反应。化学平衡状态是在“一定条件”下建立的，学习化学平衡一定要树立“条件”意

3、识。 化学平衡状态的实质是“正反应速率=逆反应速率”。无论可逆反应从正反应方向开始即v (正)>v(逆)，还是从逆反应方向开始即v(正)<v(逆)，都可以建立化学平衡即v(正)=v(逆)。化学平衡状态的标志是“反应混合物中各组分的浓度保持不变”。当然平衡时体系中各物质的质量、质量分数、物质的量、物质的量分数、体积分数也都不再变化。2、化学平衡的特征以及判断依据（1）化学平衡状态具有“等”、“定”、“动”、“变”四个基本特征。（2）判断可逆反应达到平衡状态的根本依据是：正反应速率等于逆反应速率。各组分的的浓度保持不变。（3）化学平衡的移动概念：可逆反应中，旧化学平衡被破坏，新化学平衡

4、建立的过程叫做化学平衡的移动。化学平衡移动的实质是外界因素改变了反应速率，使正、逆反应速率不再相等，通过反应，在新的条件下达到正、逆反应速率相等。可用下图表示：平衡移动的方向与v(正)、v(逆)的相对大小有关，化学平衡向着反应速率大的方向移动。外界条件与化学平衡移动的关系 浓度：在其它条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，平衡向逆反应方向移动。 压强：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。 温度：在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化

5、学平衡向着吸热反应方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应方向移动。注意：A、固体及纯液体物质的浓度是一定值，反应速率不因其量的改变而改变，所以增加或减少固体及纯液体物质的量，不影响化学平衡。B、改变压强是通过改变容器体积，进而改变气态物质浓度，进而改变反应速率影响化学平衡的。所以，压强对化学平衡的影响实质是浓度对化学平衡的影响。下列情况改变压强平衡不移动：(a).平衡体系中没有气体物质，改变压强不会改变浓度，平衡不移动。(b).反应前后气体体积不变(即气态反应物和生成物的化学计量数之和相等)的可逆反应。如：H2(g)+I2(g)2HI(g)改变压强同等程度改变反应速率，平衡不移动。(c)

6、.向固定容积的容器中充入不参加反应的气体(如惰性气体He、Ar)，压强虽然增大了，但气态物质的浓度不变，平衡不移动。C、只要是升高温度，平衡一定移动，且新平衡状态的速率一定大于原平衡状态的速率。D、催化剂能同等程度地改变正反应和逆反应的速率，改变后正、逆反应速率仍相等，所以它对化学平衡的移动没有影响。但它能改变达到平衡所需的时间。勒夏特列原理浓度、压强、温度对化学平衡的影响可以概括为平衡移动原理，又称勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（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。知识点三：化学平衡常数与转化率1、化学平衡常数：(1)化学平衡常数的表示方法对于一般的可逆反应：

7、mA+ n B p C + q D。其中m、n、p、q分别表示化学方程式中个反应物和生成物的化学计量数。当在一定温度下达到化学平衡时，这个反应的平衡常数可以表示为：K=在一定温度下，可逆反应达到化学平衡时，生成物的浓度，反应物的浓度的关系依上述规律，其常数（用K表示）叫该反应的化学平衡常数(2)化学平衡常数的意义平衡常数的大小不随反应物或生成物的改变而改变，只随温度的改变而改变。 可以推断反应进行的程度。K很大，反应进行的程度很大，转化率大K的意义 K居中，典型的可逆反应，改变条件反应的方向变化。K 很小，反应进行的程度小，转化率小2、转化率：可逆反应到达平衡时，某反应物的转化浓度(等于某反应

8、物的起始浓度和平衡浓度的差)与该反应物的起始浓度比值的百分比。可用以表示可逆反应进行的程度。知识点四：化学反应进行的方向1、焓变和熵变的不同：焓变（H）指的是内能的变化值，常以热的形式表现出来。 熵变（S）指的是体系的混乱程度。 S(g)>S(l)>S(s)2、自发反应与否的判断依据H-TS<0 正反应自发反应 H-TS>0 逆反应自发反应【规律方法指导】1、判断反应达到平衡状态的方法以得出以下规律：改变一个影响因素，v正、v逆的变化不可能是一个增大，另一个减小的，二者的变化趋势是相同的，只是变化大小不一样（催化剂情况除外）；平衡向正反应方向移动并非v正增大，v逆减小，

9、等等。【经典例题透析】类型一：化学平衡状态的判断1对于可逆反应2HI(g) I2(g)+H2(g)。下列叙述能够说明已达平衡状态的是（ ）A各物质的物质的量浓度比为211B压强保持不变的状态C断裂2mol H-I键的同时生成1mol I-I键D混合气体的颜色不再变化时解析：可逆反应在一定条件下达到平衡状态的标志是v正=v逆。从速度的角度看，可逆反应是否已达平衡状态，则必须给出正、逆两个速度或与其相关的条件。A项是错的，平衡状态各物质的百分含量保持不变，是v正=v逆的结果，并非含量相等，更不是浓度比与系数比相等的状态。同理可知D项是正确的。对选项C描述的均为正反应，非平衡状态C也不正确，而将C项

10、改为断裂2molH-I键的同时断裂1mol I-I键才是平衡状态的标志。选项B对该反应讲，不管是否达平衡状态，只要温度和体积不变，压强均不变，这是由于该反应属气体体积不变的反应。对于合成氨反应 N2+3H22NH3，选项D才是平衡状态的标志。答案：D变式练习1：在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应： A(s)2B(g)C(g)D(g) 当下列物理量不再变化时，表明反应已达平衡的是( )A混合气体的压强B混合气体的密度C混合气体的平均相对分子质量D气体总物质的量解析：该可逆反应的反应物和生成物的气体分子数相等。也就是说，无论反应是否达到平衡，气体的总物质的量始终不变。在温度和体积一定时，混合气

11、体的压强与气体总物质的量成正比，所以混合气体的压强也始终不变。反应物A是固体，其它物质都是气体。根据质量守恒定律，反应体系中固体和气体的总质量是不变的。若混合气体的质量不变，则固体A的质量也不变，可说明反应已达平衡。根据混合气体的密度公式：，混合气体的平均相对分子质量的公式：，因为v、n 都是定值，所以它们不变就是混合气体的质量不变。答案：BC强调：分析反应的特点，熟悉各种物理量的计算关系是解题的关键。类型二： 化学平衡的有关计算2在500 1.01×105Pa条件下，将SO2与O2按21体积比充入一密闭容器中，达平衡时SO3的体积百分含量为91。求：(1)平衡时SO2和O2的体积百

12、分含量；(2)若温度和容器的体积不变，求平衡时压强；(3)平衡时SO2的转化率。解析：设开始时有2mol SO2、1mol O2，平衡时有SO3 2x(2)在容积、温度不变时 (3)SO2%（转化率）(2x/2)×100%=93.8%4 答案：6% ；7×10Pa；93.8%变式练习2：(广东高考题)在5L的密闭容器中充入2molA气体和1molB气体，在一定条件下发生反应：2A(g) + B(g) 2C(g)达平衡时，在相同条件下测得容器内混合气体的压强是反应前的5/6，则A 的转化率为( )A.67 B. 50 C. 25 D. 5解析：根据阿伏加德罗定律的推论，同温同

13、体积时，气体压强之比等于物质的量之比，平衡时气体的物质的量为×(2+1) mol=2.5mol。设达平衡时，B反应了xmol，根据则 (2-2x)+(1- x)+ 2x=2.5，x=0.5(A)=×100=50答案：B强调：将题给条件中的压强关系转化成气体物质的量关系是解题的基础；本题利用了“三段式”（起始量、变化量、平衡量）的化学平衡计算的基本模式。3 （2007山东高考）二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)某温度下，SO2

14、的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答下列问题：将2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于_。平衡状态由A变到B时平衡常数K(A)_K(B)（填“”、“”或“”）。解析：化学平衡常数是重要考点。用来表示化学平衡时，生成物的浓度，反应物的浓度的关系。注意化学平衡常数的大小只与温度有关。1 答案：800L·mol 类型三：外界条件变化与平衡移动的关系4 (上海高考题)可逆反应：3A(气)3B(?)+C(?)(正反应吸热)，随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断

15、正确的是 ( )A.B和C可能都是固体B.B和C一定都是气体C.若C为固体，则B一定是气体D.B和C可能都是气体解析：由于正反应吸热，升高温度平衡向正反应方向移动。若B和C都不是气体，则反应体系中只有气体A，相对分子质量不变。根据分别讨论：若B、C都气体，根据质量守恒定律，气体总质量m(g)不变，而正反应使气体体积增大，即气体总物质的量n(g)增大，所以气体平均相对分子质量将减小。若C为固体，B为气体，则反应前后气体物质的量n(g)不变，气体总质量m(g)因为生成固体C而减少，答案：CD也将减小。所以C、D选项正确。5： (全国高考题)在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度

16、不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60，则 ( )A.平衡向正反应方向移动了B.物质A的转化率减少了C.物质B的质量分数增加了D.a>b解析：平衡后将容器体积增加一倍，即压强减小到原来的一半，A、B的浓度都变为原来的50，达到新平衡后，B的浓度是原来的60，说明减压使平衡向正反应方向移动，B的质量、质量分数、物质的量、物质的量分数都增大了。正反应是气体体积增加的反应，所以b > a，应选A、C。答案：AC强调：将压强对B的浓度的影响理解为两部分：减压的一瞬间，体积变为原来的一倍，浓度变为原来的50，这时不考虑平衡移动。平衡移动使B的浓度从原来的50增加到原

17、来的60，并据此分析压强对平衡的影响。变式练习3：（08广东卷）将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H2（g）+Br2(g) 2HBr（g） H0。平衡时Br2(g)的转化率为a；若初始条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br2(g)的转化率为b。a与b的关系是（ ）Aab Ba=b Cab D无法确定解析：正反应为放热反应，前者恒温，后者相对前者，温度升高。使平衡向左移动，从而使Br2的转化率降低。所以b<a.答案：A类型四：平衡移动中图像的应用6：已知某可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，下图表示在不同反应时间t 时，温度T和压强P与生成物

18、C在混合物中的体积百分含量的关系曲线。由曲线分析，下列判断正确的是 ( )A.T1T2，P1P2，m+np，正反应放热B. T1T2，P1P2，m+np，正反应放热C.T1T2，P1P2，m+np，正反应放热D. T1T2，P1P2，m+np，正反应吸热解析：分析图像可知，每条曲线的起点到拐点表示C随时间不断增加，是建立平衡的过程；拐点后的水平线表示C的体积分数不随时间变化而变化，说明从拐点处巳达到平衡。用建立平衡所需时间长短判断T1、T2和P1、P2的大小，再根据T1、T2和P1、P2的大小及不同条件下平衡时C的体积分数，用勒夏特列原理判断反应前后化学计量数的关系及反应的热效应。分析T1、P2和T2、P2两条曲线，在压强相同时，T1温度下反应速率快，先达到平衡，所以T1T2。根据平衡后T2温度下生成物C的体积分数比T1温度下大，判断升温平衡正向移动，说明正反应放热。同理，由T1、P1和T1、P2两条曲线可得P1P2，m+np。答案：B强调：本题是不同温度、压强下，生成物的体积分数随时间变化的图像问题，这种图像能反映反应速率、化学平衡与温度、