高中化學(xué)公開課化學(xué)平衡精品課件

1、 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 化學(xué)平衡思考：對于 N2 + 3H2 2NH3 的可逆反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)考慮在哪些條件下，可能有利于生產(chǎn) ？化工生產(chǎn)要解決的兩個問題一是化學(xué)反應(yīng)速率問題： 如何在單位時間內(nèi)提高合成氨的產(chǎn)量。二是化學(xué)反應(yīng)平衡研究問題： 如何使H2和N2 盡可能多轉(zhuǎn)化為NH3，即反應(yīng)進(jìn)行程度。溶解平衡：以硫酸銅晶體溶于水為例分析溶解平衡的建立開始時： v (溶解) v(結(jié)晶)； 平衡時： v (溶解) = v (結(jié)晶)達(dá)到了溶解的平衡狀態(tài)，一種 平衡；此時，溶液達(dá)到飽和，濃度不再改變。動態(tài)一、可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)的定義：在 同一條件 下，能 同時 向 正逆反應(yīng) 方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為可逆

2、反應(yīng)。2SO2 + O2 2SO32. 注意：（1）同一條件下； （2）可逆反應(yīng)總是不能進(jìn)行到底， 得到的總是 反應(yīng)物與生成物的混合物(反應(yīng)混合物)。 實(shí)例：在 1 L的容積的密閉容器里，加 1 mol CO和 1 mol H2O (g) ， 能發(fā)生什么反應(yīng)？CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2 (g)開始階段速率變化有什么特征？思考：瞬間后有什么特征？開始時：c(CO) 、c(H2O)最大，c(CO2) = c(H2) = 0隨著反應(yīng)的進(jìn)行， c(CO) 、c(H2O)逐漸減小c(CO2) 、c(H2)逐漸增大以CO為例, v正為CO的消耗速率; v逆為CO的生成速率 （1）

3、開始時， v正 ； v逆= 。（2）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，v正 ； v逆 . 反應(yīng)進(jìn)行到一定程度，到了某一時刻，正逆反應(yīng)速率相等，且不再變化， v正 = v逆 0 CO的消耗濃度等于CO的生成濃度，CO濃度不再改變。 最大0減小增大其它物質(zhì)也一樣，濃度保持不變，正逆反應(yīng)速率相等.反應(yīng)仍在進(jìn)行，但四種物質(zhì)的濃度均保持不變，達(dá)到動態(tài)平衡速率時間正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率相等這種狀態(tài)就是-化學(xué)平衡狀態(tài)二、化學(xué)平衡狀態(tài)2、定義：在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。討論前提：1、研究對象：可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)實(shí) 質(zhì)： v(正) = v(逆) 0標(biāo) 志：反應(yīng)混合物

4、中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)3、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征（1）動：動態(tài)平衡（正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行）（2）等： v(正) = v(逆) 0（3）定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變，各組分的百分含量一定。（4）變：條件改變，打破舊平衡，新條件下建立新的平衡。怎樣理解 v(正) = v(逆)？ 【例】 在一定溫度下,可逆反應(yīng)：A(g) + 3B(g) 2C(g) 達(dá)到平衡的標(biāo)志是 （ ） A. C的生成速率與 C分解的速率相等 B. 單位時間生成 n mol A，同時生成 3n mol B C. 單位時間生成B的速率，與生成C的速率相等（數(shù)值） D. 單位時間生成 n mol A，同時生成 2n mol C

5、AD v正、v逆是指同一化學(xué)反應(yīng)中的同一種物質(zhì)的消耗或生成，若給出不同物質(zhì)的數(shù)值時，應(yīng)轉(zhuǎn)換成同一物質(zhì)進(jìn)行比較。BD1. 在500、釩觸媒的作用下,某密閉容器中反應(yīng)： 2SO2O2 2SO3達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時的標(biāo)志是 A. SO2的消耗速率等于SO3的生成速率 B. SO2的生成速率等于SO3的生成速率 C. SO2的消耗速率等于O2消耗速率的 2 倍 D. SO3的生成速率等于O2生成速率的 2 倍在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時, 表明反應(yīng): A(s) + 3B(g) 2C(g) + D(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是 A. 混合氣體的壓強(qiáng) B. 混合氣體的密度 C. B的物質(zhì)的量

6、濃度 D. 氣體的總物質(zhì)的量BC如果A是氣體呢？ACD3. 下列說法中可以充分說明反應(yīng): P(g) + Q(g) R(g) + S(g) , 在恒溫下已達(dá)平衡狀態(tài)的是 A. 反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間變化 B. P和S的生成速率相等 C.反應(yīng)容器內(nèi)P、Q、R、S四者共存 D.反應(yīng)容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時間而變化B2P(g) + Q(g) R(g) + S(g) ？AD注意：對于不同類型的可逆反應(yīng)，某一物理量不變是否可做為反應(yīng)已達(dá)平衡的標(biāo)志，取決于該物理量在平衡達(dá)到前（反應(yīng)過程中）是否變化，若是則可，否則，不行。 4. 在一定溫度下, 可逆反應(yīng)A(g) + 3B(g) 2C(g) + 2D(s) 下列

7、敘述不是達(dá)到平衡的標(biāo)志是 C的生成 速率與C的分解速率相等 單位時間內(nèi)生成 a mol A,同時生成 3a mol B A、B、C的濃度不再變化 A、B、C的分壓不再變化 混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化 混合氣體的物質(zhì)的量不再變化 單位時間內(nèi)消耗 a mol A,同時生成 3a mol B A、B、C、D的分子數(shù)之比為1322 A. B. C. D.ABD5. 可逆反應(yīng)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，500時在 容積為10 L 的密閉容器中進(jìn)行，開始時加入 2 mol N2 和 2mol H2，則達(dá)到 平衡時，NH3的濃度不可能達(dá)到的值是 ( ) A0.1 mol/L B0.2 mol/L

8、C0.05 mol/L D0.15 mol/L6. 密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：X2(g)3Y2(g) 2Z(g)，已知 X2、Y2、Z的起始濃度分別為 0.2 mol/L、0.6 mol/L、0.4 mol/L， 當(dāng)平衡時，下列數(shù)據(jù)肯定不對的是 ( ) AX2為 0.4 mol/L，Y2為 1.2 mol/L BY2為 1.0 mol/L CX2為 0.3 mol/L，Z為 0.2 mol/L DZ為 1.0 mol/LAD 【小結(jié)】一定條件下，可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)?；瘜W(xué)平衡的研究對象：可逆反應(yīng)化學(xué)平衡的特征：動等定變動態(tài)平衡 ( v正

9、= v逆 0） v正 = v逆平衡時，各組分濃度保持不變 條件改變，平衡發(fā)生改變 可逆反應(yīng)中舊化學(xué)平衡的破壞、 新化學(xué)平衡的建立過程叫做化學(xué)平衡的移動。化學(xué)平衡移動的概念:研究對象：已建立平衡狀態(tài)的體系平衡移動的標(biāo)志：反應(yīng)混合物中各組分的百分含量發(fā)生改變； v正 v逆。影響化學(xué)平衡移動的因素 : 1. 濃度對化學(xué)平衡的影響：P27 實(shí)驗(yàn) 26Fe3+ + 3SCN Fe(SCN)3(棕黃色)(無色)(血紅色)（1）加少量飽和FeCl3溶液，紅色加深；（2）加少量KSCN濃溶液，紅色也加深；（3）加少量NaOH溶液顏色有何變化？有紅褐色沉淀生成，溶液紅色變淺實(shí)驗(yàn)結(jié)論：增大反應(yīng)物或減小生成物的濃度

10、，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。減小反應(yīng)物或增大生成物的濃度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。Fe3+ + 3SCN Fe(SCN)3在其他條件不變時，原因分析:增加反應(yīng)物的濃度, v 正 v 逆，平衡向正反應(yīng)方向移動；速率時間關(guān)系圖：增大反應(yīng)物濃度 v正= v逆 v正 v逆t1t（s）V（molL-1S-1）0 平衡狀態(tài)t2v/逆 v/正t3v/ 正 = v/ 逆平衡狀態(tài)濃度引起平衡移動增大生成物濃度0Vtt1V(正)V(逆)V/(逆)V/ (正)減小反應(yīng)物濃度0Vtt1V(正)V(逆)V/ (逆)V/ (正)討論增加生成物的濃度或減小反應(yīng)物濃度,正、逆反應(yīng)速率如何改變？平衡如何移動？并畫出相應(yīng)的圖象

11、。小結(jié)：濃度對化學(xué)平衡的影響：增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡均向正反應(yīng)方向移動；增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度，平衡均向逆反應(yīng)方向移動。(瞬間改變具有連續(xù)性)正在上 向正向移動逆在上 向逆向移動加壓 減壓 容器體積變小平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動2. 壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響： 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)平衡向氣體分子數(shù)增多的方向移動容器體積變大特點(diǎn)：正反應(yīng)方向氣體分子數(shù)減少 壓強(qiáng)引起平衡移動(具有突變性)對于反應(yīng)：m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g)（1）當(dāng) m + n p + q 時：Vt0V(正)V(逆)V/(正)V/(逆)Vt0V(正)

12、V(逆)V/(逆)V/(正)（2）當(dāng) m + n p + q 時：增大壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)思考：對于反應(yīng) ：H2O(g) + CO(g) H2(g) + CO2(g) 增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率是否改變,平衡是否移動?高溫催化劑 速率時間關(guān)系圖：V(molL-1S-1)t(s)0V正= V逆V/正= V/逆增大壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率均增大，但增大倍數(shù)一樣，V/正 = V/ 逆，平衡不移動.t2增大壓強(qiáng),先有容器體積的縮小，后有方程式氣體分子個數(shù)的減少，平衡向氣體分子個數(shù)減少的方向移動。 V/正 與 V/ 逆的相對大小根據(jù)移動的方向確定。練習(xí).下列反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，增大壓強(qiáng)，平衡是否移動？向哪個方

13、向移動？移動的根本原因是什么? 2NO(g) + O2(g) 2NO2 (g) CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g) H2O(g)+C (s) CO(g) + H2(g) H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g) H2S(g) H2(g) + S(s)3. 溫度對化學(xué)平衡的影響：2NO2(g) N2O4(g) H= 56.9 kJ/mol 紅棕色 無色現(xiàn)象及分析：降溫顏色變淺升溫顏色變深平衡向放熱方向移動平衡向吸熱方向移動解釋：在其它條件不變的情況下, 升高溫度, 正逆反應(yīng)的速率都增大,但吸熱反應(yīng)速率增大的倍數(shù)大于放熱反應(yīng)速率增大的倍數(shù),故平衡向吸熱反應(yīng)的方向移

14、動. 速率時間關(guān)系圖：升高溫度(具有突變性)t2V/(正) V (molL-1S-1)V(正)=V(逆)t1t(s)0V(正)V(逆)V/(逆)V/(逆)=V/(正)（1）當(dāng) H 0 時：V(逆)V(正)溫度影響平衡移動的相關(guān)圖象Vt0V(正)V(逆) 升高溫度V(逆)V(正)（2）當(dāng) H 0 時： 升高溫度 降低溫度對于反應(yīng) m A + n B p C + q DVt0V(正)V(逆) 降低溫度4. 催化劑對化學(xué)平衡的移動 無 影響：原因：催化劑降低反應(yīng)的活化能，同等倍數(shù)的增加正、逆反應(yīng)速率，故不影響化學(xué)平衡的移動，但能縮短達(dá)到平衡所需的時間，提高反應(yīng)效率。t0V(正)V(逆)V/(逆)=V

15、/(正)回顧、總結(jié)、新思考條件的改變平衡移動的方向 平衡移動的結(jié)果增大反應(yīng)物濃度減小生成物濃度升高溫度 降低壓強(qiáng)正反應(yīng)方向減弱反應(yīng)物濃度增大的趨勢正反應(yīng)方向減弱生成物濃度減小的趨勢吸熱反應(yīng)的方向減弱溫度升高的趨勢氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)方向減弱壓強(qiáng)降低的趨勢平衡移動原理勒夏特列原理 如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、溫度、或壓強(qiáng)等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。注意：是“減弱”這種改變，不是“抵消或消除”這種改變；只有單個條件改變，才能應(yīng)用（多個條件改變就要具體問題具體分析）勒沙特列原理適用于任何動態(tài)平衡體系（如：溶解平衡、電離平衡等），未平衡狀態(tài)不能用此來分析進(jìn)行過程中X的轉(zhuǎn)化率隨時間

16、變化的關(guān)系。若要改變起始條件，使反應(yīng)過程按 b 曲線進(jìn)行，可采取的措施是 （ ） A升高溫度 B加大X的投入量C加催化劑D增大體積C 1右圖曲線 a 表示放熱反應(yīng) X(g) + Y(g) Z(g) + M(g) + N(s)2. 對可逆反應(yīng): A(g) + B(s) C(s) + D(g) H 0 下圖所示為正逆反應(yīng)速率(V )與時間(t )關(guān)系的示意圖，如果在 t1時刻改變以下條件：加入A； 加入催化劑；加壓； 升溫；減少C；符合圖示的條件是 ( )A. B. C. D. AB 3. 在一密閉容器中，反應(yīng) aA(g) bB (g)達(dá)平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加一倍，當(dāng)達(dá)到新的平衡時，

17、A的濃度變?yōu)樵瓉淼?0%，則 （ ） A平衡向正反應(yīng)方向移動 B平衡向逆反應(yīng)方向移動 C物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加 Dab4. 一定溫度下，反應(yīng) 2SO2 + O2 2SO3 ；達(dá)到平衡時， n(SO2)n(O2)n(SO3) = 234。改變某一個條件， 反應(yīng)再次達(dá)到平衡時，n(O2) = 0.8 mol ，n(SO3) = 1.4 mol， 此時SO2的物質(zhì)的量應(yīng)是 （ ） A0.4 mol B0.6 mol C0.8 mol D.1.2 molA 5某溫度下在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2M(g) +N(g) 2E (g)； 若開始時只充入2mol E(g)，達(dá)到平衡時，混合氣體的壓強(qiáng)比起 始時增

18、大了20%；若開始時只充入了2 mol M和 1 mol N的混合 氣體，達(dá)到平衡時M的轉(zhuǎn)化率為 （ ） A20% B40% C60% D80%C 四. 平衡轉(zhuǎn)化率 平衡時已轉(zhuǎn)化了的某反應(yīng)物的量與轉(zhuǎn)化前該反應(yīng)物的量之比。解化學(xué)平衡圖像題的技巧 1、弄清橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的意義。2、弄清圖像上點(diǎn)的意義，特別是一些特殊點(diǎn)(如與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、幾條曲線的交叉點(diǎn))的意義。3、弄清圖像所示的增、減性。4、弄清圖像斜率的大小。 說出下圖的反應(yīng)起始時，是從正反應(yīng)、還是從逆反應(yīng)開始？然后是改變什么條件？化學(xué)平衡向什么方向移動？突變起始量不為0時間正、逆反應(yīng)同時開始。加催化劑或加壓（氣體分子個數(shù)不變的反應(yīng)）。

19、平衡不移動。VV(正)V(逆)V/(逆)=V/(正)c(C)t2先拐先平速度大（時間短）； (或濃度大，或壓強(qiáng)大，或溫度高） mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) H = Q kJ/molT2C時間0T1Ct1mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 判斷： 1. 正反應(yīng)是吸熱還是放熱？ 2. 正反應(yīng)是分子個數(shù)增大 還是減少？T2 P1T1P2T1P10tc(C)先拐先平Q0注意：有時用C%代替c(C)，誰優(yōu)？Tc(C)1.01106 Pa1.01105 Pa1.01104 Pa正反應(yīng)吸熱m + n p + q等溫線等壓線T1T21.橫、縱坐標(biāo)的意義2.圖像增、

20、減性3.定一議二對于反應(yīng) mA(g)+ nB(g) pC(g)+ qD(g)溫度一定，壓強(qiáng)分別為P1和P2時， 反應(yīng)體系 X(s) + 2Y(g) nZ(g)中 反應(yīng)物Y的轉(zhuǎn)化率與時間的關(guān)系如圖 所示，由此可知 （ ） A. P1p2，n2 B. P1P2，n2 C. P1P2，n2 D. P13 P2P10tY 的轉(zhuǎn)化率A先拐先平2. 可逆反應(yīng): aX(s) + bY(g) cZ(g) +dW(g)達(dá)到平衡，混合物中Y的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)（P）與溫度T（T2T1）的變化關(guān)系如圖示。1、當(dāng)壓強(qiáng)不變時，升高溫度，Y的體積分?jǐn)?shù)變 ，平衡向 方向移動，則正反應(yīng)是 熱反應(yīng)。2、當(dāng)溫度不變時，增大壓強(qiáng)，Y的

21、體積分?jǐn)?shù)變 ，平衡向 方向移動，則化學(xué)方程式中左右兩邊的系數(shù)大小關(guān)系是。Y的體積分?jǐn)?shù)壓強(qiáng)T1T2小正反應(yīng)吸大逆反應(yīng) 定一議二b c + d3. 可逆反應(yīng) aA(g) + bB(g) dD(g) + eE(g) H=Q，在一定 條件下達(dá)平衡狀態(tài)時，A的 轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系 如圖所示。則在下列空格處 填寫“大于”、“小于”或 “等于”。 （1）a + b d + e； （2）Q 0。 TA的轉(zhuǎn)化率1.01105 Pa2.02105 Pa3.03105 Pa小于大于4. 圖中的曲線是表示其他條件一定時，2NO O2 2NO2 H0，反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率與 溫度的關(guān)系曲線，圖中標(biāo)有a、b、 c、d四點(diǎn)，其中表示未達(dá)到平衡 狀態(tài)，且V(正