【人教版】高中化学 选择性必修一 第二章 第二节 化学平衡 第1课时（两份打包）

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化学平衡状态

第二章化学反应速率与化学平衡

第2节化学平衡

一、感受平衡的存在

2023年9月，第十八届北京·密云鱼王文化节拉开帷幕，多年来密云区坚持生态立区，创新引领绿色发展，深化渔业净水和生物保水的理念，在文化节上展示了渔民捕获的多种水库鱼。每年9月25日至次年4月1日为开渔期，这段时间之外为休渔期。

为什么密云水库不能一年四季进行捕鱼呢？

二、寻找化学平衡状态存在的证据

如何寻找化学平衡存在的证据？

FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl

向盛有5mL0.005mol/LFeCl3溶液的试管中加入5mL0.015mol/LKSCN溶液，观察实验现象。

溶液呈现红色

此时FeCl3和KSCN恰好完全反应，反应停止？

还是Fe3+、SCN-、Fe(SCN)3均存在，这个化学反应的两个方向都在进行？请设计实验进行验证。

二、寻找化学平衡状态存在的证据

实验用品：0.005mol/LFeCl3溶液、0.015mol/LKSCN溶液、1mol/LFeCl3溶液、1mol/LKSCN溶液、色度计、量筒、试管。

实验目的：探究实验现象不变时，溶液中存在Fe3+、SCN-、Fe(SCN)3。

实验步骤：

5mL0.005mol/LFeCl3溶液+0.015mol/LKSCN溶液

任务1：探究溶液中是否存在Fe3+、SCN-、Fe(SCN)3？

试管a：

5滴1mol/LKSCN溶液

试管b：

5滴1mol/LFeCl3溶液

试管c：

5滴蒸馏水

对照

观察颜色变化

观察颜色变化

排除稀释对颜色影响

颜色加深

颜色加深

存在Fe3+

存在SCN-

溶液呈现红色

存在Fe(SCN)3

达到平衡了吗？

缺少什么证据？

浓度不再改变

二、寻找化学平衡状态存在的证据

设计实验方案：用肉眼很难分别出溶液颜色变化，利用色度计完成实验。

色度计可以测定溶液吸光度，通常溶液颜色越深，吸光度数值越大。

任务2：探究Fe3+、SCN-、Fe(SCN)3的浓度是否不变？

二、寻找化学平衡状态存在的证据

达到化学平衡时，反应物和生成物都在，反应停止了吗？

已知工业合成氨N2+3H22NH3，开始时向体系中通入N2和H2，依据反应物和生成物的浓度变化，分析化学反应速率变化过程。

c(N2)c(H2)v(正)c(NH3)v(逆)

开始

转化

终态

化学平衡状态具有的特征：

逆：一定条件下的可逆反应

等：v(正)=v(逆)≠0

动：动态平衡

定：各组分浓度一定，保持不变

变：条件改变，平衡发生变化

三、化学平衡及问题解决

为什用增加高炉高度的办法不能减少炼铁高炉气中CO的含量？

该措施是否改变了反应条件？

合成氨从实验室研究到实现工业生产，大约经历了150年。直至1909年，德国物理化学家哈伯用锇催化剂将氮气与氢气在17.5-20MPa和500-600℃下直接合成，反应器出口得到6%的氨，并于科尔斯鲁厄大学建立了一个每小时产80g合成氨的试验装置。但是，在高压、高温及催化剂存在的条件下，氮、氢混合气体每次通过反应器仅有一小部分转化为氨。为此，哈伯又提出将未参与反应的气体返回反应器的循环方法。

为什么反应物转化率只有6%？

三、化学平衡及问题解决

反应过程中氮气、氢气和氨气之间浓度随实践的变化是怎样的？

合成氨反应中有关物质的浓度随时间变化示意图

课堂小结

化学平衡状态

化学平衡状态具有的特征：

逆：一定条件下的可逆反应

等：v(正)=v(逆)≠0

动：动态平衡

定：各组分浓度一定，保持不变

变：条件改变，平衡发生变化(共15张PPT)

化学平衡常数

第二章化学反应速率与化学平衡

第2节化学平衡

一、化学平衡常数的建构

如何对一定条件下可逆反应的限度进行定量描述？

平衡时各物质浓度之间是否存在一定关系？

25℃时2NO2(g)N2O4(g)体系起始浓度和平衡时各物质的浓度

组别起始浓度/（mol/L）平衡浓度/（mol/L）c(NO2)c(N2O4)c(NO2)c(N2O4)

10.0200000.006320.00684

20.0300000.008000.01100

300.020000.009460.01520

400.100000.022800.08860

一、化学平衡常数的建构

添加趋势线

一、化学平衡常数的建构

幂函数吻合程度最高

c(N2O4)/c2(NO2)是常数！

一、化学平衡常数的建构

起始时各物质的浓度/(mol·L-1)平衡时各物质的浓度/(mol·L-1)平衡时

c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)

1.197×10-26.944×10-305.617×10-35.936×10-41.270×10-2

1.228×10-29.964×10-303.841×10-31.524×10-31.687×10-2

1.201×10-28.403×10-304.580×10-39.733×10-41.486×10-2

001.520×10-21.696×10-31.696×10-31.181×10-2

001.287×10-21.433×10-31.433×10-31.000×10-2

003.777×10-24.213×10-34.213×10-32.934×10-2

预测c2(HI)/[c(H2)·c(I2)]或c2(HI)/[c(H2)+c(I2)]是常数

一、化学平衡常数的建构

浓度关系c2(HI)/[c(H2)·c(I2)]c2(HI)/[c(H2)+c(I2)]

48.373679820.025970116

48.618425590.053046952

49.536511310.039763672

48.489543930.041119133

48.697606850.034891835

48.49950440.102164206

不管初始浓度多大，只要保持反应体系温度不变，达到化学平衡状态后，c2(HI)/[c(H2)·c(I2)]是常数

一、化学平衡常数的建构

起始时各物质的浓度/(mol·L-1)平衡时各物质的浓度/(mol·L-1)平衡时

c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)

1.197×10-26.944×10-305.617×10-35.936×10-41.270×10-248.37

1.228×10-29.964×10-303.841×10-31.524×10-31.687×10-248.62

1.201×10-28.403×10-304.580×10-39.733×10-41.486×10-249.54

001.520×10-21.696×10-31.696×10-31.181×10-248.49

001.287×10-21.433×10-31.433×10-31.000×10-248.70

003.777×10-24.213×10-34.213×10-32.934×10-248.50

平均值48.70

一、化学平衡常数的建构

在一定条件下，平衡时反应体系中各物质浓度之间存在规律性有确定的数值——化学平衡常数，用符号K表示。

aA(g)+bB(g)cC(g)＋dD(g)

对于有纯固体或纯液体参与的反应，纯固体或纯液体不列入平衡常数的表达式中。

化学平衡常数

表达式

二、化学平衡常数的特征

根据下表数据，计算不同温度2NO2(g)N2O4(g)，HK逆向

一般来说，如果K大于105，通常认为反应进行得较完全；

相反，