2.3+化學(xué)平衡【中職專用】（高教版2021通用類）

化學(xué)通用類高等教育出版社主題二化學(xué)反應(yīng)及其規(guī)律2.3化學(xué)平衡主題二化學(xué)反應(yīng)及其規(guī)律2.3化學(xué)平衡學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)是有方向的，了解可逆反應(yīng)的含義，知道可逆反應(yīng)在一定條件下能達(dá)到平衡狀態(tài)，構(gòu)建化學(xué)平衡認(rèn)知模型。2.了解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)中的能量守恒，初步了解熱化學(xué)方程式。3.了解濃度、壓強(qiáng)、溫度等外界條件改變對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的影響，認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡移動(dòng)的規(guī)律，能夠運(yùn)用勒夏特列原理分析反應(yīng)條件的選擇及控制問題。一.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)觀察圖片，并結(jié)合生活常識(shí)和所學(xué)化學(xué)知識(shí)分析圖片中發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)？除了物質(zhì)變化之外，還伴隨什么變化？（a）天然氣燃燒（b）暖寶寶保溫（c）雷電產(chǎn)生氮氧化物觀察與認(rèn)知都是化學(xué)反應(yīng)，天然氣燃燒放熱用于加熱；暖寶寶中的有效成分鐵粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)提供熱量用于取暖…化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的同時(shí)伴隨能量的變化一.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)天然氣燃燒、酸堿中和反應(yīng)等，除了有新物質(zhì)生成外，同時(shí)還向環(huán)境放出熱量，這種放出熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)；還有一些化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)過程中要吸收熱量，如碳酸鈣的分解反應(yīng)等，只有從環(huán)境不斷獲得能量才能維持反應(yīng)的進(jìn)行，這種吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)。知識(shí)拓展常見的放（吸）熱反應(yīng)（1）放熱反應(yīng)：燃燒、酸堿中和、金屬與酸（水）的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)、大多數(shù)化合反應(yīng)；（2）吸熱反應(yīng)：銨鹽與堿的反應(yīng)、醋酸（檸檬酸）與小蘇打的反應(yīng)、大多數(shù)分解反應(yīng)。一.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)過程中常常伴隨著能量變化。不存在既不吸熱也不放熱的化學(xué)反應(yīng)，因?yàn)槟芰渴睾恪Ｒ?吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)與探究

Mg+2HCl

MgCl2+H2↑

一.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)與探究現(xiàn)象與結(jié)論鎂與稀鹽酸作用生成氫氣且試管底變熱，說明反應(yīng)發(fā)生的同時(shí)有熱量放出。該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)探究1：Mg和稀HCl的反應(yīng)鎂條與稀鹽酸反應(yīng)Mg+2HCl

MgCl2+H2↑一.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)與探究

實(shí)驗(yàn)探究2：Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl的反應(yīng)一.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)與探究現(xiàn)象與結(jié)論

溫度計(jì)示數(shù)明顯下降，玻璃片上結(jié)冰而與小燒杯粘在一起，紅色石蕊試紙變藍(lán)。說明二者反應(yīng)在生成氨氣的同時(shí)還從環(huán)境中吸熱，該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)探究2：Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl的反應(yīng)一.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)已知化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收能量，化學(xué)鍵形成時(shí)能夠釋放能量。斷裂1molH—H鍵需要吸收432kJ的能量，斷裂1molO—O鍵需要吸收142kJ的能量，形成1molH—O鍵釋放464kJ的能量，則氫氣與氧氣燃燒生成水的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？吸收能量和釋放能量的原因是什么？2H2+O22H2O點(diǎn)燃一.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)結(jié)論1.氫氣與氧氣的燃燒反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)。2.舊化學(xué)鍵斷裂吸收的能量小于新化學(xué)鍵形成釋放的能量，反應(yīng)表現(xiàn)為向環(huán)境釋放能量的放熱反應(yīng)，反之，表現(xiàn)為從環(huán)境汲取能量的吸熱反應(yīng)。3.物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的同時(shí)常常伴隨著能量的變化，是因?yàn)榛瘜W(xué)變化的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，而舊鍵斷裂需要吸收能量，新鍵形成則會(huì)釋放能量。一.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)結(jié)論化學(xué)反應(yīng)表象實(shí)質(zhì)新物質(zhì)生成舊化學(xué)鍵斷裂新化學(xué)鍵形成伴隨能量變化一.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)結(jié)論知識(shí)拓展熱化學(xué)方程式二.化學(xué)平衡結(jié)論觀察與認(rèn)知氯氣的水溶液稱為"氯水"。新制氯水在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，總是保持著黃綠色，并有類似氯氣的刺鼻氣味，這是為什么呢？新制氯水已知：1.氯氣（Cl2）

黃綠色氣體，有刺激性氣味，易溶于水，生成鹽酸（HCl）和次氯酸（HClO）

。2.次氯酸(HClO)不穩(wěn)定，易分解生成氧氣（O2）

。氯氣（Cl2）未完全與水反應(yīng)，在新制氯水中，氯氣（Cl2）、水

（反應(yīng)物）和HClO（次氯酸）、HCl（生成物）同時(shí)存在。二.化學(xué)平衡結(jié)論觀察氯氣（Cl2）

和水反應(yīng)的微觀過程示意圖，結(jié)合活動(dòng)五中的現(xiàn)象，小組討論：氯氣（Cl2）和水反應(yīng)不能進(jìn)行到底的原因。氯氣和水反應(yīng)的微觀過程示意圖二.化學(xué)平衡結(jié)論氯氣(Cl2)與水反應(yīng)生成鹽酸（HCl）和次氯酸（HClO）的同時(shí)；部分鹽酸（HCl）和次氯酸（HClO）又反應(yīng)生成氯氣（Cl2）與水。Cl2＋H2OHCl＋HClO化學(xué)反應(yīng)存在限度。有的反應(yīng)不能進(jìn)行完全。二.化學(xué)平衡1.可逆反應(yīng)在同一條件下，能夠同時(shí)向兩個(gè)相反方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)?？赡娣磻?yīng)通常在反應(yīng)方程式中用符號(hào)""表示。提示：通常，把向右進(jìn)行的反應(yīng)稱為正反應(yīng)，把向左進(jìn)行的反應(yīng)稱為逆反應(yīng)。二.化學(xué)平衡結(jié)論2.化學(xué)平衡反應(yīng)時(shí)間/min051015202530H2/(mol/L)6.004.53.63.33.033.003.00N2/(mol/L)2.001.51.21.11.011.001.00NH3/(mol/L)0.001.001.601.801.982.002.00表2-3-1工業(yè)合成氨反應(yīng)相關(guān)數(shù)據(jù)N2(g)＋3H2(g)2NH3

(g)

ΔH=-92.38kJ/mol高溫、高壓催化劑在一定條件下進(jìn)行的工業(yè)合成氨反應(yīng)，相關(guān)數(shù)據(jù)如表2-3-1所示，依據(jù)表中數(shù)據(jù)，計(jì)算正、逆反應(yīng)速率，說說你的發(fā)現(xiàn)？二.化學(xué)平衡結(jié)論2.化學(xué)平衡N2(g)＋3H2(g)2NH3

(g)，ΔH=-92.38kJ/mol高溫、高壓催化劑剛開始反應(yīng)時(shí)，正向進(jìn)行很快，隨著時(shí)間的推移，反應(yīng)物濃度減小，生成物濃度增大，正反應(yīng)速率減慢，逆反應(yīng)速率增大，在25min后正逆反應(yīng)速率相等。反應(yīng)停止了嗎？二.化學(xué)平衡結(jié)論依據(jù)計(jì)算的正逆反應(yīng)速率，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，反應(yīng)速率為縱坐標(biāo)，畫出速率—時(shí)間圖，觀察所繪圖像，說說你的發(fā)現(xiàn)？

反應(yīng)速率與時(shí)間圖像2.化學(xué)平衡二.化學(xué)平衡結(jié)論單位時(shí)間內(nèi)正反應(yīng)消耗的N2和H2的分子數(shù)恰好等于逆反應(yīng)生成的N2和H2的分子數(shù)。所以反應(yīng)體系中，N2、H2和NH3的濃度不再發(fā)生變化。達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。

化學(xué)平衡狀態(tài)具有五大特征：逆——可逆反應(yīng)等——正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率動(dòng)——化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡，即v正

=v逆

≠0定——可逆反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，混合體系中各物質(zhì)濃度保持不變變——改變影響平衡的條件，平衡會(huì)被打破，并在新的條件下建立新的平衡二.化學(xué)平衡結(jié)論化學(xué)平衡只是可逆反應(yīng)在一定條件下的一種暫時(shí)的、相對(duì)的穩(wěn)定狀態(tài)。因平衡狀態(tài)被破壞而建立新的平衡的過程，稱為化學(xué)平衡的移動(dòng)。3.化學(xué)平衡的移動(dòng)二.化學(xué)平衡結(jié)論化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)隨溫度、濃度等條件的變化而發(fā)生改變，化學(xué)平衡狀態(tài)又是可逆反應(yīng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)的一種暫時(shí)的、相對(duì)的穩(wěn)定狀態(tài)。因此，只要正逆反應(yīng)速率發(fā)生變化，平衡狀態(tài)一定會(huì)被破壞。那么，哪些因素會(huì)破壞平衡狀態(tài)呢？當(dāng)外界條件改變時(shí)，化學(xué)平衡狀態(tài)又會(huì)發(fā)生怎樣的改變呢（即平衡如何移動(dòng)）？3.化學(xué)平衡的移動(dòng)猜想：濃度、溫度可能會(huì)引起化學(xué)平衡的移動(dòng)二.化學(xué)平衡結(jié)論實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)探究1：濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響在3支試管中各加入2mL蒸餾水，然后分別加入3滴0.1mol/LFeCl3溶液和3滴0.1mol/LKSCN溶液得到紅色溶液。試管編號(hào)再滴入0.1mol/LFeCl3溶液/滴再滴入0.1mol/LKSCN溶液/滴紅色深淺變化140204300表2-3-2紅色深淺變化記錄表紅色加深紅色加深無(wú)變化FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3

＋3KCl二.化學(xué)平衡結(jié)論實(shí)驗(yàn)與探究試管1和2中顏色加深，說明化學(xué)平衡正向移動(dòng)。增大濃度，化學(xué)反應(yīng)平衡發(fā)生了移動(dòng)。在其他條件不變的情況下，增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度，都可以使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃度，都可以使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)探究1：濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響二.化學(xué)平衡結(jié)論實(shí)驗(yàn)探究2：溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響燒杯熱水杯（左）冰水杯（右）球內(nèi)氣體顏色變化表2-3-3氣體顏色變化記錄表溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響顏色加深顏色變淺2NO2(g)N2O4

(g)，ΔH=-56.9kJ/mol放熱吸熱（紅棕色）（無(wú)色）實(shí)驗(yàn)與探究二.化學(xué)平衡結(jié)論熱水中平衡球中氣體顏色加深，說明化學(xué)平衡正向移動(dòng)；冰水中平衡球中氣體顏色變淺，說明化學(xué)平衡逆向移動(dòng)。改變溫度，化學(xué)反應(yīng)平衡發(fā)生了移動(dòng)。在其他條件不變的情況下，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)；降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)的方向移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)探究2：溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響實(shí)驗(yàn)與探究二.化學(xué)平衡結(jié)論壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響用注射器吸入NO2和N2O4的平衡混合氣體后，將細(xì)管端用橡皮塞加以封閉，推拉注射器活塞，觀察管中顏色的變化。2NO2(g)N2O4(g)，ΔH=-56.9kJ/mol吸熱（紅棕色）（無(wú)色）實(shí)驗(yàn)探究3：壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響實(shí)驗(yàn)與探究二.化學(xué)平衡結(jié)論實(shí)驗(yàn)探究3：壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響實(shí)驗(yàn)與探究增大壓強(qiáng)，體系顏色先變深后變淺，說明化學(xué)平衡正向移動(dòng)。在其他條件不變的情況下，對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng);減小壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。二.化學(xué)平衡結(jié)論特別提示

壓強(qiáng)只對(duì)有氣體參加的且反應(yīng)前后氣體體積不相等的平衡體系才有影響。對(duì)于有氣體參與的可逆反應(yīng)，改變壓強(qiáng)是否一定會(huì)導(dǎo)致化學(xué)平衡的移動(dòng)？請(qǐng)以小組為單位，以氫氣與碘蒸氣作用生成碘化氫（H2(g)+I2(g)2HI(g)）為例進(jìn)行討論。實(shí)驗(yàn)探究3：壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響實(shí)驗(yàn)與探究二.化學(xué)平衡如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如溫度、壓強(qiáng)，以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。這就是著名的勒夏特列原理，又稱化學(xué)平衡移動(dòng)原理。由于催化劑能夠同等程度地改變正反應(yīng)和逆反應(yīng)的反應(yīng)速率。因此，它對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)沒有影響，但它能改變反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間。這對(duì)于提高生產(chǎn)效率具有十分重要的意義。二.化學(xué)平衡閔恩澤——中國(guó)催化劑之父二.化學(xué)平衡影響因素化學(xué)平衡濃度溫度壓強(qiáng)催化劑不引起平衡移動(dòng)如果只改變影響平衡的一個(gè)條件，平衡總是向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。勒夏特列原理（平衡移動(dòng)原理）【跟蹤檢測(cè)】1．下列關(guān)于可逆反應(yīng)的敘述中，不正確的是A．任何可逆反應(yīng)都有一定的反應(yīng)限度B．反應(yīng)條件改變，可逆反應(yīng)的反應(yīng)限度可能改變C．可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)停止D．可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率一定相等【答案】C【跟蹤檢測(cè)】2．下列反應(yīng)不屬于可逆反應(yīng)的是A．二氧化硫與水反應(yīng) B．二氧化硫的催化氧化C．工業(yè)合成氨

D．銅與稀硝酸反應(yīng)【答案】D【跟蹤檢測(cè)】3．下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是A．鹽酸和氫氧化鈉溶液混合 B．灼熱的木炭與二氧化碳反應(yīng)C．鋅放入稀硫酸中 D．碳不完全燃燒生成一氧化碳【答案】B【跟蹤檢測(cè)】4．一定溫度下的恒容密閉容器中，鐵和CO2發(fā)生反應(yīng)：Fe(s)+CO2(g)

FeO(s)+CO(g)。下列描述能說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是