高中化學平衡

第二章化學反應速率和化學平衡第三節(jié)化學平衡（第一課時）復習：什么叫可逆反應？可逆反應有哪些特點？在相同條件下，既能向正反應方向進行，同時，又能向逆反應方向進行的化學反應，叫做可逆反應。思考：化學反應速率研究反應的快慢，研究一個化學反應還需要討論哪些內容？可逆反應的特點：①同一條件、同時反應、方向對立②不可能完全轉化還需要研究化學反應進行的程度——化學平衡第三節(jié)化學平衡討論：可逆反應為什么有“度”的限制？“度”是怎樣產生的？分析：在一定溫度下，將一定質量的蔗糖溶于100mL水的過程如右圖，蔗糖在溶解時，一方面，蔗糖分子不斷離開蔗糖表面擴散到水中，另一方面，溶液中的蔗糖分子又不斷在未溶解的蔗糖表面聚集成為晶體。蔗糖晶體蔗糖溶液溶解結晶過程分析：①開始時，v溶解—————，v結晶＝———②然后，v溶解

—————，v結晶——————最大0逐漸減小逐漸增大③最后，v溶解

——

v結晶＝建立溶解平衡，形成飽和溶液，即溶解的蔗糖的質量與結晶的蔗糖質量相等，固體質量不再減少了。討論：在一定條件下，達到溶解平衡后，蔗糖晶體的質量和溶液的濃度是否變化？溶解和結晶過程是否停止？晶體質量和溶液的濃度不會發(fā)生改變，但溶解和結晶過程并未停止，

v溶解＝v結晶，蔗糖溶解多少則結晶多少?！岸取保ㄏ薅龋┑漠a生—消耗量等于生成量，量上不再變化一、化學平衡的建立過程在反應CO+H2OCO2+H2中，將0.01molCO和0.01molH2O(g)通入1L密閉容器中，反應一段時間后，各物質濃度不變。1、反應剛開始時：反應物濃度————，正反應速率————，生成物濃度為————，逆反應速率為——。最大最大00逐漸減小逐漸減小逐漸增大逐漸增大2、反應過程中：反應物濃度———————，正反應速率———————，生成物濃度——————，逆反應速率————3、一定時間后，必然出現(xiàn)V正反應速率＝V逆反應速率···vtv正v逆v’正＝v’逆t14、t1時刻后，v正＝v逆

,即正反應消耗的反應物的量與逆反應生成的反應物的量相等，反應物和生成物的濃度不再發(fā)生變化——化學平衡二、化學平衡1、概念：

在外界條件不變的情況下，可逆反應進行到一定的程度時，V正反應速率=V逆反應速率，化學反應進行到最大限度，反應物和生成物的濃度不再發(fā)生變化，反應混合物處于化學平衡狀態(tài)，簡稱化學平衡⑴反應條件：2、化學平衡的性質：溫度、壓強、濃度等不變可逆反應，不可逆反應一般不會出現(xiàn)平衡狀態(tài)——條件不變是基礎⑵研究對象：——可逆反應是前提⑶本質：

v正＝v逆即同一物質消耗速率與生成速率相等——速率相等是實質⑷現(xiàn)象：反應混合物組成成分的濃度保持不變——濃度不變是標志注意：平衡時，反應混合物各組成成分的物質的量濃度、百分含量恒定，但不相等。同時，平衡狀態(tài)下，反應體系的壓強恒定、反應混合氣體的相對分子質量恒定3、化學平衡的特征：逆、動、等、定、變、同⑴逆：研究的對象是可逆反應。⑵動：化學平衡是動態(tài)平衡，雖然達到平衡狀，但正反應和逆反應并未停止，是一個動態(tài)平衡。⑶等：達到化學平衡時，v正＝v逆＞0⑷定：反應混合物各組分的濃度保持一定。⑸變：化學平衡建立在一定條件下，條件改變時，平衡就會被破壞，變?yōu)椴黄胶?，并在新條件下建立新的平衡。⑹同：在一定條件下，可逆反應不論是從正反應還是逆反應開始，還是正逆反應同時開始，只要起始濃度相當，均可以建立相同的化學平衡。即平衡的建立與途徑無關。4、達到化學平衡的標志：V正=V逆和反應混合物各組分濃度保持不變是判斷平衡的兩大主要標志。⑴直接標志：①速率關系：

v正＝v逆應用：判斷平衡時，要注意用“同”、“等”、“逆”的原則同：同一種物質的V正和V逆才能比較等：轉化后的反應速率必須相等逆：反應方向必須對立②含量關系：反應混合物各組分的濃度、質量分數(shù)、物質的量、摩爾分數(shù)、體積分數(shù)、分子數(shù)之比保持不變以反應mA(g)+nB(g)pC(g)為例，達到平衡的標志為：A的消耗速率與A的生成速率—————A的消耗速率與C的———速率之比等于———B的生成速率與C的———速率之比等于———A的生成速率與B的———速率之比等于———相等消耗m：p生成n：p消耗m：n異邊同向，同邊異向，比例計量例1、一定條件下，反應A2(g)+B2(g)2AB(g)達到平衡的標志是A、單位時間內生成nmolA2同時生成nmolAB

B、單位時間內生成2nmolAB同時生成nmolB2C、單位時間內生成nmolA2

同時生成nmolB2D、單位時間內生成nmolA2

同時消耗nmolB2√√例2、一定條件下，反應N2+3H22NH3達到平衡的標志是A、一個N≡N鍵斷裂的同時，有三個H－H鍵形成B、一個N≡N鍵斷裂的同時，有三個H－H鍵斷裂C、一個N≡N鍵斷裂的同時，有六個N－H鍵斷裂

D、一個N≡N鍵斷裂的同時，有六個N－H鍵形成√√在判斷化學平衡時，要注意化學鍵數(shù)與反應物質的物質的量之間的聯(lián)系，同時要注意成鍵、斷鍵與反應方向之間的關系。⑵間接標志：以反應mA(g)+nB(g)pC(g)為例①混合氣體的總壓強、總體積、總物質的量不隨時間改變而———，（適用于—————————————）改變m+n≠p的反應②、混合氣體的平均相對分子質量、密度不隨時間改變而————，（適用于—————————————）改變m+n≠p的反應③各氣體體積、氣體分壓、各物質的物質的量不隨時間改變⑶、特殊標志：①對于有色物質參加反應，如果體系顏色不變，反應達到平衡②對于吸熱或放熱反應，如果體系溫度不變，反應達到平衡氣體的總壓、氣體的總的物質的量、混合氣體的平均相對分子質量、混合氣體的密度、反應混合物平衡時物質的量之比⑷在等系數(shù)的氣體反應中不能作為平衡判據(jù)的是：例3、在一定溫度下，向aL密閉容器中加入1molX氣體和2molY氣體發(fā)生如下反應：X(g)+2Y(g)2Z(g），此反應達到平衡的標志是：A、容器內壓強不隨時間變化B、容器內各物質的濃度不隨時間變化C、容器內X、Y、Z的濃度之比為1:2:2D、單位時間消耗0.1molX的同時生成0.2molZ√√課堂練習：

【１】在一定溫度下,可逆反應A(g)+3B(g)2C(g)達到平衡的標志是（）A.

C的生成速率與C分解的速率相等B.

單位時間內生成nmolA,同時生3nmolBC.

A、B、C的濃度不再變化D.

A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2AC【2】下列說法中可以充分說明反應:P(g)+Q(g)R(g)+S(g),在恒溫下已達平衡狀態(tài)的是（）反應容器內壓強不隨時間變化B.

P和S的生成速率相等C.

反應容器內P、Q、R、S四者共存D.

反應容器內總物質的量不隨時間而變化B

【3】在一定溫度下的恒容容器中,當下列物理量不再發(fā)生變化時,表明A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已達平衡狀態(tài)的是()A.混合氣體的壓強B.混合氣體的密度C.B的物質的量濃度D.氣體的總物質的量BC【4】在一定溫度下,下列敘述不是可逆反應A(g)+3B(g)2C(g)+2D(s)達到平衡的標志的是①C的生成速率與C的分解速率相等②單位時間內生成amolA,同時生成3amolB

③A、B、C的濃度不再變化④A、B、C的分壓強不再變化⑤混合氣體的總壓強不再變化⑥混合氣體的物質的量不再變化⑦A、B、C、D的分子數(shù)之比為1:3:2:2A.②⑦B.②⑤⑦C.①③④⑦D.②⑤⑥⑦(

A

)第二章化學反應速率和化學平衡邵東一中高二化學備課組1/31/2023第三節(jié)化學平衡（第二課時）★影響化學平衡的條件思考：反應條件改變是如何影響化學平衡？一定條件下的化學平衡v正＝v逆，反應混合物中各組分的含量恒定條件改變反應速率改變，且變化量不同非平衡狀態(tài)平衡被破壞

v正≠v逆，反應混合物中各組分的含量不斷變化一定時間后新條件下的新化學平衡v’正＝v’逆，反應混合物中各組分的含量恒定平衡狀態(tài)Ⅰ平衡狀態(tài)Ⅱ化學平衡的移動一、化學平衡的移動總結：化學平衡的研究對象是——————，化學平衡是有條件限制的————平衡，只有在————————時才能保持平衡，當外界條件（濃度、溫度、壓強）改變時，化學平衡會被————，反應混合物里各組分的含量不斷—————，由于條件變化對正逆反應速率的影響不同，致使v正——v逆，然后在新條件下建立————可逆反應動態(tài)條件一定破壞發(fā)生變化新的平衡≠1、化學平衡移動的定義：化學上把這種可逆反應中舊化學平衡的破壞、新化學平衡建立的過程叫做化學平衡的移動2、化學平衡的移動方向的速率判斷：⑴若外界條件變化引起v正＞v逆：平衡向正反應方向移動⑵若外界條件變化引起v正＜v逆：平衡向逆反應方向移動⑶若外界條件變化引起v正＝v逆：舊平衡未被破壞，平衡不移動二、影響化學平衡的條件1、濃度對化學平衡的影響【實驗2－5】【實驗2－6】結論：增大任何一種反應物濃度使化學平衡向———反應方向移動正移動方向速率變化減小反應物濃度減小生成物濃度增大生成物濃度增大反應物濃度平衡移動原因濃度變化對反應速率的影響v正首先增大v逆隨后增大且v’正＞v’逆正反應方向v逆首先增大v正隨后增大且v’逆＞v’正逆反應方向

v逆首先減小

v正隨后減小且v’正＞v’逆正反應方向v正首先減小v逆隨后減小且v’逆＞v’正逆反應方向結論：當其他條件不變時，增大反應物濃度或減小生成物濃度，化學平衡向————反應方向移動；增大生成物濃度或減小反應物濃度，化學平衡向————反應方向移動。正逆思考：某溫度下，反應C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)達到平衡后，增加或移去一部分碳固體，化學平衡移動嗎？為什么？結論：平衡不移動，因為固體或純液體的濃度是常數(shù)，其用量的改變不會影響v正和v逆，化學平衡不移動強調：氣體或溶液濃度的改變會引起反應速率的變化，純固體或純液體用量的變化不會引起反應速率改變，化學平衡不移動2、壓強對化學平衡的影響討論：壓強的變化對化學反應速率如何影響？v正和v逆怎樣變化？結論：壓強增大，v正和v逆同時增大，壓強減小，v正和v逆同時減小。問題：壓強的變化如何改變不同反應的v正和v逆的倍數(shù)？N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應中，壓強變化和NH3含量的關系壓強（MPaH3%2.09.216.435.553.669.4結論：壓強增大，NH3％增大，平衡向正反應方向移動。增大壓強，平衡向氣體體積縮小方向移動。減小壓強，平衡向氣體體積增大方向移動。思考：對于等體積的氣體反應，壓強改變將怎樣影響化學平衡？結論：由于壓強變化同時、同步、等倍數(shù)影響正、逆反應速率，v’正=v’逆，化學平衡不移動，但反應速率改變。例、在反應I2(g)+H2(g)

2HI(g)中增大壓強vtv’正=v’逆v正=v逆討論：壓強的變化不會影響固體或氣體物質的反應速率，壓強的變化會使固態(tài)或液態(tài)反應的化學平衡移動嗎？結論：無氣體參加的反應，壓強的改變，不能使化學平衡移動強調：壓強變化若沒有濃度的變化，化學反應速率——————，化學平衡——————。不變不移動討論：在N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)密閉反應體系中，充入He氣體：⑴容積不變時，反應物質濃度—————，反應速率————，化學平衡——————；⑵氣體壓強不變時，容器的體積________，各氣體的濃度_____，反應速率—————，化學平衡向——————

方向移動不變不變不移動減小增大逆反應減小3、溫度對化學平衡的影響討論：溫度的變化對化學反應速率如何影響？v正和v逆怎樣變化？結論：溫度升高，v正和v逆同時增大；溫度降低，v正和v逆同時減小。問題：溫度的變化如何改變不同反應的v正和v逆的倍數(shù)？【實驗2-7】2NO2N2O4△H＜0實驗現(xiàn)象：溫度升高，混合氣體顏色加深，——————————，平衡向——————方向移動；溫度降低，混合氣體顏色變淺，————————————，平衡向——————方向移動NO2濃度增大逆反應NO2濃度減小正反應結論：升高溫度化學平衡向—————————移動，吸熱反應方向降低溫度化學平衡向—————————移動，放熱反應方向4、化學平衡移動原理——勒夏特列原理原理：如果改變影響平衡的一個條件（濃度、溫度、壓強等），化學平衡就向減弱這種改變的方向移動。①此原理只適用于已達平衡的體系②平衡移動方向與條件改變方向相反。ps：③移動的結果只能是減弱外界條件的該變量，但不能抵消。討論：反應N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)△H＜0，達到化學平衡，改變下列條件，根據(jù)反應體系中的變化填空：①若N2的平衡濃度為amol/L，其他條件不變時，充入N2使其濃度增大到bmol/L后平衡向——————方向移動，達到新平衡后，N2的濃度為cmol/L，則a、b、c的大小為———————；②若平衡體系的壓強為P1，之后縮小反應體系體積使壓強增大到P2，此時平衡向——————方向移動，達到新平衡后體系的壓強為P3，則P1、P2、P3的大小為——————————；③若平衡體系的溫度為T1，之后將溫度升高到T2，此時平衡向——————方向移動，達到新平衡后體系的溫度為T3，則T1、T2、T3的大小為——————————。正反應a＜c＜b正反應P1＜P3＜P2逆反應T1＜T3＜T25、催化劑對化學平衡的影響討論：催化劑怎樣改變v正和v逆？小結：同步、等倍數(shù)改變v正和v逆結論：催化劑不能使化學平衡發(fā)生移動；不能改變反應混合物的百分含量；但可以改變達到平衡的時間。vtv’正=v’逆v正=v逆含量tt1t21.已建立化學平衡的某可逆反應，當改變條件使化學平衡向正反應方向移動時，下列有關敘述正確的是①生成物的百分含量一定增加②生成物的產量一定增加③反應物的轉化率一定增大④反應物濃度一定降低⑤正反應速率一定大于逆反應速率⑥使用了合適的催化劑

A、①②B、②⑤C、③⑤

D、④⑥B2.恒溫下,反應aX(g)

bY(g)+cZ(g)達到平衡后,把容器體積壓縮到原來的一半且達到新平衡時,X的物質的量濃度由0.1mol/L增大到0.19mol/L,下列判斷正確的是:

A.a＞b+cB.a＜b+c

C.a＝b+cD.a＝b=c

A3、容積固定的密閉容器中存在已達平衡的可逆反應2A（g）2B+C(△H>0)，若隨著溫度升高，氣體平均相對分子質量減小，則下列判斷正確的是（）A、B和C可能都是液體B、B和C肯定都是氣體C、B和C可能都是固體D、若C為固體，則B一定是氣體D第二章化學反應速率和化學平衡邵東一中高二化學備課組1/31/2023第三節(jié)化學平衡（第三課時）三、化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)：是指在一定溫度下,可逆反應無論從正反應開始,還是從逆反應開始,也無論反應物起始濃度的大小,最后都能達到平衡,這時各種生成物濃度的系數(shù)次方的乘積除以各反應物濃度的系數(shù)次方的乘積所得的比值。它是個常數(shù)，用K表示，例如：mA+nB

pC+qDK=[C（C）]p×[C（D）]q[C（A）]m×[C（B）]n化學平衡常數(shù)同阿伏加德羅常數(shù)以及物理中的萬有引力常數(shù)一樣都是一個常數(shù)，只要溫度不變，對于一個具體的可逆反應就對應一個具體的常數(shù)值。1.使用化學平衡常數(shù)應注意的問題：（1）化學平衡常數(shù)只與溫度有關，與反應物或生成物的濃度無關。（2）反應物或生成物中有固體和純液體存在時，由于其濃度可看做常數(shù)“1”而不代入公式（3）化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)。若反應方向改變，則平衡常數(shù)改變。若方程式中各物質的系數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一個反應，平衡常數(shù)也會改變。2.化學平衡常數(shù)的應用。（1）化學平衡常數(shù)值的大小是可逆反應進行程度的標志。它能夠表示出可逆反應進行的完全程度。一個反應的K值越大，說明平衡時生成物的濃度越大，反應物的濃度越小，反應物轉化率也越大?？梢哉f，化學平衡常數(shù)是一定溫度下一個反應本身固有的內在性質的定量體現(xiàn)。

（2）可以利用平衡常數(shù)的值做標準，判斷正在進行的可逆反應是否平衡及不平衡時向何方進行建立平衡。如：對于可逆反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在一定溫度的任意時刻，反應物與生成物的濃度如下關系：Qc=[C（C）]p×[C（D）]q[C（A）]m×[C（B）]nQc,叫做該反應的溶液商。Qc〈K，反應向正反應方向進行Qc=K，反應處于平衡狀態(tài)Qc>K，反應向逆方向進行3.利用K可判斷反應的熱效應若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應；若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。四、有關化學平衡的計算：起始量、變化量、平衡量的計算關系在反應aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中，計算關系為：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)起變平n1n200ax

bxcxdxn1-axn2-bxcxdx單位統(tǒng)一已知條件計量系數(shù)之比加、減計算⑴、物質濃度的變化關系：①、反應物：平衡濃度＝————————————————起始濃度－變化濃度②、生成物：平衡濃度＝————————————————起始濃度＋變化濃度③、各物質的變化濃度之比＝————————————————反應式計量系數(shù)之比⑵、反應物的轉化率：反應物轉化為生成物的百分率例1、將6molA氣體和5molB氣體混合放入4L密閉容器中，發(fā)生下列反應：3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)，經過5min達到化學平衡，此時生成C為2mol，測得D的反應速率為0.1mol/L·min，計算：①、x的值；②、平衡時B的轉化率；③、A的平衡濃度。3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)解：∵起變平mol650020.1×5×4133422①、∵2:x＝2:(0.1×5×4)∴x＝2例2、加熱N2O5時，發(fā)生下列兩個分解反應：

N2O5N2O3＋O2，N2O3N2O＋O2；在1L密閉容器中加熱4molN2O5達到化學平衡時O2的濃度為4.50mol/L，N2O3的濃度為1.62mol/L，求其他各物質的平衡濃度。解析：這是一個連續(xù)平衡的計算，計算思路為：第一個反應的平衡量作為第二個反應的起始量∴解：∵N2O5N2O3＋O2N2O3N2O＋O2起變平mol400

x

x

x4-x

x

x

x

0

xyyyx-yyx+yx–y=1.62x+y=4.50解得：

x=3.06moly=1.44mol

故：CN2O5=(4–3.06)mol/1L=0.94mol/LCN2O

=1.44mol/1L=1.44mol/L例3、在密閉容器中，用等物質的量的A和B發(fā)生下列反應：A(g)+2B(g)2C(g)反應達到平衡時，若混合氣體中A和B的物質的量之和與C的物質的量相等，求B的轉化率解：∵A(g)+2B(g)2C(g)起變平nn0x2x2xn-xn-2x2x由題意可知：n-x+n-2x=2xx=0.4n解題的一般步驟：列出三欄數(shù)據(jù)根據(jù)題意列方程求解氣體反應計算時經常使用的推論：第二章化學反應速率和化學平衡邵東一中高二化學備課組1/31/2023第三節(jié)化學平衡（第四課時）一、等效平衡⑴定義：化學平衡的建立與反應途徑無關，可逆反應在相同狀況下，不論從正反應開始還是從逆反應開始，或者正逆反應同時進行，只要初始時有關物質的量“相當”，它們即可以達到相同平衡狀態(tài)，稱為“等效平衡”。此時，等效平衡中各物質的百分含量相等。

無論平衡從哪個方向建立，在判斷時都可根據(jù)題給條件和反應計量系數(shù)把生成物全部推算為反應物或把反應物全部推算成生成物再與原平衡加入的物質的量相比較，若物質的量“相當”，則為等效平衡，推算式為：某反應物的物質的量(mol)+變成生成物而消耗的該反應物的物質的量(mol)＝原來該反應物的物質的量(mol)⑵等效平衡的解法

—極值轉換法二、等效平衡的分類①恒溫、恒容時，只要反應物和生成物的量相當（反應物換算成生成物或生成物換算成反應物后與原起始量相同）則為等效平衡例1、在一定溫度下，將2molN2和6molH2充入固定容積的密閉容器中，發(fā)生N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，達到化學平衡后，若保持溫度不變，令a、b、c分別為N2、H2、NH3的物質的量，重新建立平衡，混合物中個物質的量仍和上述平衡相同，填空⑴、若a=0，b=0，則c=———

⑵、若a=1，c=2，則b=————⑶、若a、b、c取值必須滿足的一般條件為（用兩個式子表示，一個只含a和c，一個只含b和c————————、

————————43a+c/2=2b+3c/2=6例2、在一個固定容積的密閉容器中，加入2molA和1molB，發(fā)生

2A(g)＋B(g)3C(g)+D(g)，達到化學平衡時，C的濃度為wmol/L。若保持溫度容積不變，改變起始物質的用量，達到平衡后，C的濃度仍為wmol/L的是：A.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molD√√②恒溫、恒容時，反應前后氣體體積不變（等計量系數(shù)）的可逆反應，只要反應物（或生成物）的物質的量比例與起始狀態(tài)相等，則二平衡等效。③恒溫、恒壓時，改變起始加入量，只要按化學計量數(shù)換算成平衡式左右兩邊同一邊物質的量之比與原狀態(tài)相同，則二平衡等效。例3、溫度壓強