精编高二化学化学平衡学习教案

1、会计学1精编高二化学精编高二化学(huxu)化学化学(huxu)平衡平衡第一页，共71页。一、什么一、什么(shn me)是可逆是可逆反应？反应？ 在同一条件下在同一条件下,既能向正反应方向进既能向正反应方向进行行,同时同时(tngsh)又能向逆反应方向进行的又能向逆反应方向进行的反应反应,叫叫做可逆反应做可逆反应.NH3H2ONH3H2O 注意注意(zh y)：可逆反应总是不能进行到底，不：可逆反应总是不能进行到底，不能达到能达到100%的转化率；得到的总是反应物与生的转化率；得到的总是反应物与生成物的混合物成物的混合物2第1页/共70页第二页，共71页。开始开始(kish)时时c(CO)

2、、c(H2O)最大，最大，c(CO2) 、c(H2)=0 随着反应的进行随着反应的进行(jnxng)，正反应速率逐，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大渐减小，逆反应速率逐渐增大c(CO2) 、c(H2)逐渐逐渐(zhjin)增大增大 进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速率和逆反应速率的大小不再变化率和逆反应速率的大小不再变化 在容积为在容积为1L的密闭容器里，加的密闭容器里，加0.01molCO和和0.01molH2O(g),COH2O CO2H2c(CO) 、c(H2O)逐渐减小逐渐减小3第2页/共70页第三页，共71页。且正反应且正反应(fnyn

3、g)速率速率=逆反应逆反应(fnyng)速率速率正反应正反应(fnyng)速率速率逆反应逆反应速率速率(sl)相等相等时时间间速速率率这时，这时，CO、H2O的消耗量等于的消耗量等于CO2、H2反反应生成的应生成的CO、H2O的量，的量， 反应仍在进行反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保持不，但是四种物质的浓度均保持不变，达到动态平衡，这就是我们今天要重点研究的变，达到动态平衡，这就是我们今天要重点研究的重要概念重要概念化学平衡状态化学平衡状态4第3页/共70页第四页，共71页。三、化学平衡状态三、化学平衡状态(zhungti)定义：定义：化学平衡状态化学平衡状态(zhungti)，就是指在一

4、定条件下，就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态(zhungti)。强强调调(qing dio)三三点点前提条件：可逆反应前提条件：可逆反应实质：正反应速率实质：正反应速率=逆反应速率逆反应速率标志：反应混合物中各组分的标志：反应混合物中各组分的 浓度保持不变浓度保持不变的状态的状态5第4页/共70页第五页，共71页。四、化学平衡状态四、化学平衡状态(zhungti)的特征的特征(3)动：动态平衡（正、逆反应仍在进行动：动态平衡（正、逆反应仍在进行(jnx

5、ng)）(2)等：正反应等：正反应(fnyng)速率速率=逆反应逆反应(fnyng)速率速率0(4)定：反应混合物中各组分的浓度保持定：反应混合物中各组分的浓度保持 不变，各组分的含量一定。不变，各组分的含量一定。(5)变：条件改变，原平衡被破坏，在新变：条件改变，原平衡被破坏，在新 的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。(1)逆逆：可：可逆反应逆反应6第5页/共70页第六页，共71页。速率：速率：v正正=v逆逆（即任何（即任何一种物质一种物质的生成速率等于的生成速率等于 其消耗速率）其消耗速率）各成分的含量保持不变各成分的含量保持不变直直接接以以xA(g)+yB(g) zC(g)为例，

6、分析为例，分析化学反应达到平衡状态的标志：化学反应达到平衡状态的标志：不同种物质必须有正、逆两不同种物质必须有正、逆两个个(lin )不同的方向，且不同的方向，且量比等于两物质的系数比量比等于两物质的系数比7第6页/共70页第七页，共71页。混合气体的总压、总体积、混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间的延长而总物质的量不随时间的延长而改变改变(x+yz)各物质的物质的量，物质的各物质的物质的量，物质的量浓度不随时间的延长而改变量浓度不随时间的延长而改变间间接接8第7页/共70页第八页，共71页。【例】【例】 在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(气气)+3B(气气) 2C(气气)

7、达到平衡的标志是达到平衡的标志是（）（）A.C的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,同时生成同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度的浓度(nngd)不再变化不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子数比为1:3:2AC判断可逆反应达到判断可逆反应达到(d do)平衡平衡状态？状态？重要重要(zhngyo)题题型：型：9第8页/共70页第九页，共71页。【例【例2】 下列说法中可以充分说明反应下列说法中可以充分说明反应: P(气气)+Q(气气) R(气气)+S(气气) , 在恒温下已达平在恒温下已达平衡状态的是（）衡状态的是（） 反

8、应容器内压强不随时间反应容器内压强不随时间(shjin)变化变化B.P和和S的生成速率相等的生成速率相等C.反应容器内反应容器内P、Q、R、S四者共存四者共存 D.反应容器内总物质的量不随时间反应容器内总物质的量不随时间(shjin)而而 变化变化B10第9页/共70页第十页，共71页。【例【例3】下列说法】下列说法(shuf)可以证明反应可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是( )ACA.1个个NN键断裂键断裂(dun li)的同时的同时,有有3个个HH键形成键形成B.1个个NN键断裂键断裂(dun li)的同时的同时,有有3个个HH键断裂键断裂(dun li)

9、C.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键断裂键断裂D.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键形成键形成11第10页/共70页第十一页，共71页。注意：（注意：（1）对于反应前后的气体物质的分）对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应子总数不相等的可逆反应(kn-fnyng)（如（如2SO2+O2 2SO3）来说，可利用混）来说，可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。衡。12第11页/共70页第十二页，共71页。（2）对于反应前后气体物质的分

10、子数）对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应：相等的可逆反应：（如（如H2+I2(g) 2HI），不能用此标志），不能用此标志判断判断(pndun)平衡是否到达，因为在此平衡是否到达，因为在此反应过反应过程中，气体的总压、总体积、总物质程中，气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。的量都不随时间的改变而改变。13第12页/共70页第十三页，共71页。（3）对于不同类型的可逆反应）对于不同类型的可逆反应(kn-fnyng)，某，某一物理量不变是否可作为平衡已到达一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志，取决于该物理量在平衡到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前（反应过程中）是否发

11、生变化。若前（反应过程中）是否发生变化。若是则可；否则，不行。是则可；否则，不行。14第13页/共70页第十四页，共71页。第三节化学平衡第三节化学平衡（第二、三课时（第二、三课时(ksh)-平衡移平衡移动）动）15第14页/共70页第十五页，共71页。（复习回忆）化学平衡状态（复习回忆）化学平衡状态(zhungti)的特征的特征(1)逆：可逆反应逆：可逆反应 (2)动：动态平衡动：动态平衡(3)等：正反应速率等：正反应速率=逆反应速率逆反应速率(4)定：反应混合物中各组分的浓度保持定：反应混合物中各组分的浓度保持 不变，各组分的含量不变，各组分的含量(hnling)一定一定。变并定：看其在反

12、应过程中变不变并定：看其在反应过程中变不变，如果是变化变，如果是变化(binhu)的，的，则当其一定就是达到平衡状态的则当其一定就是达到平衡状态的标志标志16第15页/共70页第十六页，共71页。 【练习一】在一定温度【练习一】在一定温度(wnd)下的恒容容下的恒容容器中器中,当下列物理量不再发生变化时当下列物理量不再发生变化时,表明反表明反应应: A(固固)+3B(气气) 2C(气气)+D(气气)已达平衡已达平衡状态的是状态的是 ( )A.混合气体的压强混合气体的压强 B.混合气体的密度混合气体的密度C.B的物质的量浓度的物质的量浓度 D.气体的总物质的量气体的总物质的量BC17第16页/共

13、70页第十七页，共71页。【练习二】【练习二】 在一定温度下在一定温度下,下列叙述不是可逆反下列叙述不是可逆反应应A(气气)+3B(气气) 2C(气气)+2D(固固)达到平衡的达到平衡的标志的是标志的是 C的生成的生成 速率与速率与C的分解速率相等的分解速率相等 单位时间内生成单位时间内生成amolA,同时生成同时生成3amolB A、B、C的浓度不再的浓度不再(b zi)变化变化A、B、C的分压强不再的分压强不再(b zi)变化变化混合气体的总压强不再混合气体的总压强不再(b zi)变化变化混合气体的物质的量不再变化混合气体的物质的量不再变化单位时间内消耗单位时间内消耗(xioho)amol

14、A,同时生成同时生成 3amolBA、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:2 A. B. C. D.(A )18第17页/共70页第十八页，共71页。(5)变：条件变：条件(tiojin)改变，原平衡被破坏，改变，原平衡被破坏，在新在新 的条件的条件(tiojin)下建立新的平衡。下建立新的平衡。可见，化学平衡只有在一定的条件可见，化学平衡只有在一定的条件(tiojin)下才能保持。当外界条件下才能保持。当外界条件(tiojin)改变，旧改变，旧的化学平衡将被破坏，并建立起新的平衡状的化学平衡将被破坏，并建立起新的平衡状态。态。19第18页/共70页第十九页，共71页。 可逆反应

15、中旧化学平衡的破坏可逆反应中旧化学平衡的破坏(phui)、新化学平衡的建立过程叫做化、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。学平衡的移动。化学平衡化学平衡(huxupnghng)移动的概念移动的概念:研究研究(ynji)对象对象：已建立平衡状态的体系已建立平衡状态的体系平衡移动的标志：平衡移动的标志：1、反应混合物中各组分的浓度发生改变、反应混合物中各组分的浓度发生改变 2、 V正正 V逆逆20第19页/共70页第二十页，共71页。一、浓度一、浓度(nngd)对化学平衡的影响：对化学平衡的影响：Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 (硫氰化铁硫氰化铁)增加增加Fe3+ 或或 SCN-的

16、浓度，平衡向的浓度，平衡向生成生成(shn chn)Fe(SCN)3的方的方向移动，故红色加深。向移动，故红色加深。21第20页/共70页第二十一页，共71页。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 平衡平衡(pnghng)状态状态平衡平衡(pnghng)状态状态增增大大(zn d)反反应应物物浓浓度度原因分析原因分析:增加反应物的浓度增加反应物的浓度, 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；22第21页/共70页第二十二页，共71页。1.1.结论：在其它条件不变的情况下，增加反应物的浓度结论：在其它

17、条件不变的情况下，增加反应物的浓度( (或减少或减少(jinsho)(jinsho)生成物的浓度生成物的浓度) )，平衡向正反应方向移动；，平衡向正反应方向移动；反之，增加生成物的浓度反之，增加生成物的浓度( (或减少或减少(jinsho)(jinsho)反应物的浓度反应物的浓度 ) )，平衡向逆反应方向移动。，平衡向逆反应方向移动。增大成本较低的反应物的浓度增大成本较低的反应物的浓度(nngd)，提高成本较高的原料的转化率。，提高成本较高的原料的转化率。一、浓度对化学平衡一、浓度对化学平衡(huxupnghng)的影响：的影响：2.意义意义：23第22页/共70页第二十三页，共71页。(三）

18、压强对化学平衡三）压强对化学平衡(huxupnghng)的影响的影响24第23页/共70页第二十四页，共71页。外界条件外界条件平衡移平衡移动方向动方向平衡移动平衡移动结果结果注意事项注意事项浓浓度度温温度度25第24页/共70页第二十五页，共71页。外界条件外界条件平衡移动平衡移动方向方向平衡移动平衡移动结果结果注意事项注意事项压压强强总总结结26第25页/共70页第二十六页，共71页。27第26页/共70页第二十七页，共71页。 28第27页/共70页第二十八页，共71页。 注意：正、逆反应速率同增或同减，注意：正、逆反应速率同增或同减，只是只是(zhsh)增大或减小的程度不一增大或减小的

19、程度不一样样29第28页/共70页第二十九页，共71页。 30第29页/共70页第三十页，共71页。 31第30页/共70页第三十一页，共71页。 32第31页/共70页第三十二页，共71页。 33第32页/共70页第三十三页，共71页。34第33页/共70页第三十四页，共71页。35第34页/共70页第三十五页，共71页。36第35页/共70页第三十六页，共71页。37第36页/共70页第三十七页，共71页。第三节第三节 化学平衡化学平衡(huxupnghng)（第四课时（第四课时-化学平衡化学平衡(huxupnghng)常数）常数）38第37页/共70页第三十八页，共71页。实验实验数据数

20、据(shj)(shj)验证验证39第38页/共70页第三十九页，共71页。通过通过(tnggu)大量实验，对其它平衡体系的数大量实验，对其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系。据进行分析，都有类似的关系。通过分析实验通过分析实验(shyn)数据得出：数据得出：2c (HI)c(H2) c(I2) (1)某温度某温度(wnd)下时，下时， 为常数为常数(2)(2)该常数该常数与反应的与反应的起始浓度大小起始浓度大小无关；无关；(3)该常数该常数与正向还是逆向建立平衡无关与正向还是逆向建立平衡无关,即与平衡建立的即与平衡建立的途径无关。途径无关。若用若用K表示表示,K平均平均 =48.7440

21、第39页/共70页第四十页，共71页。 对某一可逆反应，在一定温度下，无论反对某一可逆反应，在一定温度下，无论反应物的起始应物的起始(q sh)(q sh)浓度如何，反应达到平衡浓度如何，反应达到平衡状态后，反应物与生成物浓度系数次方的比是状态后，反应物与生成物浓度系数次方的比是一个常数，称为化学平衡常数，用一个常数，称为化学平衡常数，用K K表示。表示。)()()()(BcAcDcCcKbadc对于下列可逆反应：对于下列可逆反应：aA（g） + bB(g) cC（g） + dD(g)，则有：，则有：其中其中c为各组分的为各组分的平衡浓度平衡浓度。41第40页/共70页第四十一页，共71页。固

22、体、液体水固体、液体水( (浓度为常数浓度为常数(chngsh)100%)(chngsh)100%)不必不必写出写出; ;常数常数(chngsh)K(chngsh)K只有数值无单位只有数值无单位；K K的表达式与方程式的的表达式与方程式的化学计量数化学计量数书写有关书写有关；)()()()(BcAcDcCcKbadcaA（g） + bB(g) cC（g） + dD(g)化学平衡常数化学平衡常数42第41页/共70页第四十二页，共71页。Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+Fe3O4(s) + 4H2(g) 高高温温3Fe(s) + 4H2O(g) )H(c)N(c)NH(cK

23、232321)NH(c)H(c)N( cK322322)H(c)N(c)NH( cK/22322133N2+3H2 2NH32NH3 N2+ 3H2 N2 + H2 NH31232)H(c)OH(cK2424)()()(2722242OCrcHcCrOcK43第42页/共70页第四十三页，共71页。. 规律规律(gul):正反应和逆反应平衡正反应和逆反应平衡常数常数K互为倒数。互为倒数。.规律规律:平衡常数平衡常数K与化学与化学(huxu)计量数的次幂成计量数的次幂成正比。正比。44第43页/共70页第四十四页，共71页。常数常数(chngsh)K(chngsh)K只和温只和温度度T T有关；

24、有关；)()()()(BcAcDcCcKbadcaA + bB cC + dD因此使用常数因此使用常数K K时应注明时应注明(zh mn)(zh mn)温度。温度。化学平衡常数化学平衡常数45第44页/共70页第四十五页，共71页。. .随反应物浓度随反应物浓度(nngd)(nngd)改变而改变而改变改变. .随温度改变而改变随温度改变而改变化学化学(huxu)平衡平衡常数常数检测检测(jin c)练习练习 46第45页/共70页第四十六页，共71页。47第46页/共70页第四十七页，共71页。2. 2. 某温度下，向某温度下，向10L10L真空容器中真空容器中注入注入1.00 mol H2(

25、g) 1.00 mol H2(g) 和和1.00 mol 1.00 mol I2(g)I2(g)，反应平衡，反应平衡(pnghng)(pnghng)后后I2(g)I2(g)的浓度为的浓度为0.0200 molL-10.0200 molL-1试求该温度下试求该温度下 H2(g)+I2(g) H2(g)+I2(g) 2HI(g)2HI(g)的平衡的平衡(pnghng)(pnghng)常数。常数。化学化学(huxu)平平衡常数衡常数检测检测(jin c)练习练习48第47页/共70页第四十八页，共71页。3. 在一密闭容器中，在一密闭容器中，CO与与H2O混混合加热到合加热到800达到下列平衡：达到

26、下列平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.00，若反应开始，若反应开始(kish)时时CO和和H2O的浓度均为的浓度均为0.200 molL-1 ，求达到平衡时，求达到平衡时CO转化为转化为CO2转转化率是多少？化率是多少？化学化学(huxu)平平衡常数衡常数检测检测(jin c)练习练习49第48页/共70页第四十九页，共71页。4.4.X X、Y Y、Z Z为为3 3种气体，把种气体，把amolXamolX和和bmolYbmolY充入一密闭充入一密闭(mb)(mb)容器中，容器中，发生反应发生反应X+2Y 2ZX+2Y 2Z，平衡时，平衡时，若它们的物质的量满足

27、：若它们的物质的量满足：n(x)+n(y)= n(z)n(x)+n(y)= n(z)，则，则Y Y的转的转化率为化率为化学化学(huxu)平平衡常数衡常数检测检测(jin c)练习练习50第49页/共70页第五十页，共71页。第三节第三节 化学平衡化学平衡(huxupnghng)（第五课时（第五课时-化学平衡化学平衡(huxupnghng)常数的应用）常数的应用）51第50页/共70页第五十一页，共71页。K K值越大，正反应进行越完全值越大，正反应进行越完全(wnqun)(wnqun)（即程度越（即程度越大）。一般大）。一般K 105K 105，则该反应进行完全，则该反应进行完全(wnqun

28、)(wnqun)；化学化学(huxu)平衡平衡常数常数（1）判断可逆反应进行的程度大小）判断可逆反应进行的程度大小： K K值值越小越小，正反应进行越，正反应进行越不完全不完全（即（即程度越小程度越小）；）；aA（g） + bB(g) cC（g） + dD(g)()()()(BcAcDcCcKbadc52第51页/共70页第五十二页，共71页。K只与温度只与温度(wnd)有关有关温度温度623K698K763K浓度平衡常数浓度平衡常数66 .954.445.9通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上面可逆反应的通过改变温度，平衡常数大小的变化趋势可以判断上面可逆反应的正方向正方向:H _

29、 0放热放热53第52页/共70页第五十三页，共71页。 QcK， Qc = K， Qc K，(3)判断可逆反应是否达到平衡判断可逆反应是否达到平衡 或反应进行的方向（正、逆或反应进行的方向（正、逆 反应速率反应速率(sl)相对大小）；相对大小）；Qc = c(C)pc(D)q c(A) mc(B) n 浓度浓度(nngd)商（商（Qc）=mA + nB pC + qD c(C)pc(D)q c(A) mc(B) n K =反应向正方向反应向正方向(fngxing)进行进行反应达到平衡状态反应达到平衡状态反应向逆方向进行反应向逆方向进行54第53页/共70页第五十四页，共71页。 某时刻测得高

30、炉中某时刻测得高炉中c(CO2)=0.025molL-1，c(CO)=0.1molL-1 在这种情况下在这种情况下(3)此时化学反应速率此时化学反应速率(sl)是是V正正_V逆逆(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)，其原因是，其原因是_。(1)该反应是否处于平衡该反应是否处于平衡(pnghng)状态状态_(填填“是是”或或“否否”)，(2)反应向反应向_进行进行(jnxng)？（填？（填“正向正向”或或“逆向逆向”）否否正正向向 大于大于略略55第54页/共70页第五十五页，共71页。Qc = c(CO2) c(CO )= 0.025molL-1 0.1molL-1=0.25 Q

31、c K，反应向正方向反应向正方向(fngxing)进行进行56第55页/共70页第五十六页，共71页。K=7.3210-3,初始初始(ch sh)c(N2)、c(H2)为为5、15molL-1。57第56页/共70页第五十七页，共71页。练习练习2：在在2L的容器中充入的容器中充入 1mol CO和和 1mol H2O(g),发生反应：发生反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) 800时反应达平衡时反应达平衡,若若k=1.求：求：（1）CO的平衡浓度和转化率。的平衡浓度和转化率。（2）若温度不变，上容器中充入）若温度不变，上容器中充入 的是的是1mol CO和和 2mol H

32、2O(g)， CO和和H2O(g),的平衡浓度和转化的平衡浓度和转化 率是多少。率是多少。（3）若温度不变，要使）若温度不变，要使CO的转化率达到的转化率达到90%，在题，在题 干的条件干的条件(tiojin)下还要充入下还要充入 H2O(g) 物质的量为多物质的量为多少。少。平衡平衡(pnghng)转化率是指平衡转化率是指平衡(pnghng)时已转化了的某时已转化了的某反应物的量反应物的量与转化前该反应物的量之比。与转化前该反应物的量之比。58第57页/共70页第五十八页，共71页。t/C70080083010001200k0.60.91.01.72.6吸热吸热(x r)59第58页/共70页第五十九页，共71页。BC830 C60第59页/共70页第六十页，共71页。61第60页/共70页第六十一页，共71页。62第61页/共70页第六十二页，共71页。)()()()(BcAcDcCcnmqp当Qc=K时，可逆反应处于平衡(pnghng)状态当QcK时，可逆反应处于 状态应用平衡常数解释应用平衡常数解释(jish)平衡移动的原因平