2.2化學平衡課件【知識精講精研】上學期高二化學人教版（2019）選擇性必修1

一定條件下的可逆反應中，當v正=v逆時，c(反應物)和c(生成物)均保持不變，即體系的組成不隨時間而改變，這表明該反應中物質的轉化達到了“限度”，這時的狀態(tài)稱之為化學平衡狀態(tài)，簡稱化學平衡。1．化學平衡狀態(tài)(1)含義1．化學平衡狀態(tài)(2)特征逆等動定變——研究對象為可逆反應——v正=v逆≠0——正逆反應速率相等——平衡混合物中，各組分的百分含量保持一定——外界條件改變，化學平衡狀態(tài)可能發(fā)生改變例1.在一定溫度下，將2molSO2和1molO2充入一定容積的密閉容器中，在催化劑作用下發(fā)生如下反應：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)

ΔH＝－197kJ·mol－1，當達到化學平衡時，下列說法正確的是A.生成SO32mol B.SO2和SO3共2mol C.放出197kJ熱量

D.含氧原子共8mol√1.直接依據(jù)

——根據(jù)速率關系2.間接依據(jù)——變量不變2．化學平衡狀態(tài)的判斷有正有逆，系數(shù)比例。同一個物質，消耗速率（量）等于生成速率（量）。不同物質，正逆反應速率，系數(shù)成比例。首先分析該量是“變量”還是“恒量”，如為“恒量”，即隨反應的進行永遠不變，則不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)；如為“變量”，即該量隨反應進行而改變，當其“不變”時，則為平衡狀態(tài)。

①③④⑦⑤⑦①③④⑤⑦

①②③④⑦①②③②④⑦3.化學平衡常數(shù)（1）概念：在一定溫度下，當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物的濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，稱為化學平衡常數(shù)，簡稱平衡常數(shù)，用符號K表示。特點：符號：KK

的數(shù)值只與溫度有關任意時刻，濃度商Q＝平衡狀態(tài)時，K＝Q＝①在任意時刻，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值，都為濃度商，而化學平衡常數(shù)，則是在一定溫度下可逆反應達到平衡時的濃度商。②當Q＝K時，表明該反應已達到化學平衡狀態(tài)。濃度商與平衡常數(shù)有什么區(qū)別？(2)表達式：mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)3.化學平衡常數(shù)例3.(1)已知在600℃時，寫出以下三個反應的平衡常數(shù)表達式：反應①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)K1＝_______反應②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)K2＝_______反應③：CO(g)＋H2O(g)

CO2(g)＋H2(g)

K3＝_____________(2)反應④2CO(g)＋2CuO(s)2CO2(g)＋2Cu(s)的平衡常數(shù)K4與K1的關系是__________。(3)反應③的K3與K1、K2的關系是________。歸納總結(1)K與化學計量數(shù)等倍擴大或縮小成冪指數(shù)關系。(2)對于給定的化學反應，正、逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。(3)若兩反應的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則：①若兩反應相加，則總反應的平衡常數(shù)K＝K1·K2。②若兩反應相減，則總反應的平衡常數(shù)K＝

。4.化學平衡常數(shù)的應用(1)判斷反應進行的程度K越大，反應進行的程度越大，轉化率越大。

(3)判斷可逆反應的熱效應4.化學平衡常數(shù)的應用——“三段式”法c(初)/(mol·L－1)

Δc/(mol·L－1)

c(平)/(mol·L－1)

(1)巧設未知數(shù)：根據(jù)題目要求靈活設立(2)確定三個量：確定平衡體系中各物質的起始量、變化量、平衡量并列出三段式關鍵找到達平衡狀態(tài)時的轉化量和平衡量

x

c1－x

c1

c200mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

(3)解決問題：明確“始”“變”“平”三個量的具體數(shù)值，根據(jù)相應關系進行計算5.化學平衡常數(shù)的相關計算例4.一定溫度下，將0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)注入體積為1.0L的密閉反應器，發(fā)生反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，達到平衡后，測得SO3的平衡濃度為0.044mol·L－1。(1)計算SO2和O2的平衡轉化率。(2)計算該溫度下的平衡常數(shù)K。88%73%例5.我國科學家開發(fā)銅催化劑實現(xiàn)由N，N－二甲基甲酰胺[(CH3)2NCHO，簡稱

DMF]制備三甲胺[N(CH3)3]：8(2)向體積相等的Ⅰ、Ⅱ兩個恒容密閉容器中分別充入1molDMF(g)和2molH2(g)發(fā)生上述反應，其中一個容器中是絕熱過程，另一個容器中是恒溫過程。反應體系中壓強隨時間變化關系如圖所示。①容器Ⅰ中為________(填“絕熱”或“恒溫”)過程。判斷的依據(jù)是_________________________________________。②在容器Ⅱ中，0～12min內H2分壓變化速率為________kPa·min－1。③n點時反應的平衡常數(shù)Kp＝________(kPa)－1。(提示：用分壓代替相應物質的平衡濃度計算的平衡常數(shù)為Kp，分壓等于總壓×物質的量分數(shù))絕熱容器Ⅰ中的壓強比容器Ⅱ中的壓強大10.5625A一定條件下，化學反應速率與反應物濃度之間存在一定的函數(shù)關系，但這種關系只有通過實驗測得。對于基元反應aA+bB=cC

v=k

ca(A)

cb(B)

其中k稱為速率常數(shù)；它表示單位濃度下的化學反應速率，與濃度無關，但受溫度、催化劑、固體表面性質等因素的影響，通常反應速率常數(shù)越大，反應進行得越快。不同反應有不同的速率常數(shù)。6.反應速率方程適用范圍：①基元反應②對于非基元反應，其速率方程的濃度的次方與反應方程的計量數(shù)無確定關系，需要由實驗測得。例：在298K時，實驗測得溶液中的反應H2O2+2HI=2H2O+I2在不同濃度時的速率提出了濃度與反應速率的關系式：

v=k

c(H2O2)

c(HI)6.反應速率方程對于一般的化學反應:mA+nB=pC+qD，通過實驗可以確定其反應速率與反應物濃度之間的關系：v=k

cx(A)

cy(B)

這個方程被稱為化學反應速率方程。①式中c(A),c(B)分別為反應物A和B的濃度②x,y可以是正整數(shù)、零、分數(shù)、負數(shù)。

一個化學反應的濃度跟速率的關系式由實驗測得，不能隨意根據(jù)反應的化學方程式直接寫出。總結：

c(H2)/(mol·L-1)c(Br2)/(mol·L-1)c(HBr)/(mol·L-1)反應速率0.10.12v0.10.428v0.20.4216v0.40.142v0.20.1x4vAB對于基元反應aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)平衡常數(shù)K＝=

7.速率常數(shù)與化學平衡常數(shù)的關系v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，反應達到平衡時v正＝v逆，故K＝。例9.T1溫度時在容積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)

ΔH<0。實驗測得：v正＝v(NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k正c2(NO)·c(O2)，v逆＝v(NO2)消耗＝k逆c2(NO2)，k正、k逆為速率常數(shù)，只受溫度影響。不同時刻測得容器中n(NO)、n(O2)如表：時間/s012345n(NO)/mol10.60.40.20.20.2n(O2)/mol0.60.40.30.20.20.2160(2)若將容器的溫度改變?yōu)門2時，其k正＝k逆，則T2______(填“>”“<”或“＝”)T1。>8.影響化學平衡的因素濃度壓強溫度外界條件改變后，化學平衡就一定移動嗎？②υ正＞υ逆：平衡向正反應方向移動③υ正＜υ逆：平衡向逆反應方向移動①υ正＝υ逆：平衡不移動如果改變影響平衡的一個條件（如溫度、壓強及參加反應的物質的濃度），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動，該結論就是勒夏特列原理。其他條件不變時：減小反應物的濃度，平衡向逆反應（反應物濃度增大）方向移動；增大反應物的濃度，平衡向正反應（反應物濃度減?。┓较蛞苿?。濃度問題1：根據(jù)濃度對化學平衡的影響，請以時間為橫坐標，化學反應速率為縱坐標，畫出反應物濃度增大或減小對化學平衡移動影響的v-t圖像。

v(正)

v(逆)v'正＝v'逆v正＝v逆增大反應物濃度v(逆)v(正)v'正＝v'逆減小反應物濃度問題2：畫出生成物濃度增大或減小對化學平衡移動影響的v-t圖像。

v(逆)

v(正)v'正＝v'逆增大生成物濃度v(正)v(逆)v'正＝v'逆減小生成物濃度在其他條件不變的情況下：升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動；降低溫度，平衡向放熱反應方向移動。溫度問題3：根據(jù)溫度對化學平衡的影響，畫出溫度的變化對化學平衡移動影響的v-t圖像。正反應是吸熱反應

v(正)

v(逆)v'正＝v'逆v正＝v逆升高溫度v(逆)v(正)v'正＝v'逆降低溫度v正＝v逆問題3：根據(jù)溫度對化學平衡的影響，畫出溫度的變化對化學平衡移動影響的v-t圖像。正反應是吸熱反應

v(正)

v(逆)v'正＝v'逆v正＝v逆升高溫度v(逆)v(正)v'正＝v'逆降低溫度v正＝v逆問題5：對于可mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，請畫出不同情況下壓強對化學平衡移動影響的v-t圖像。①m+n>p+q

v(正)

v(逆