2.2化學(xué)平衡課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修1

第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第二節(jié)化學(xué)平衡寄語(yǔ)：人生就像騎單車，想保持平衡就得往前走學(xué)習(xí)目標(biāo)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)到化學(xué)平衡。能描述化學(xué)平衡狀態(tài)，能判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。寫出SO2轉(zhuǎn)化為SO3、工業(yè)合成氨、形成氯水的三個(gè)化學(xué)方程式。觀察上述方程式，有何共同的特點(diǎn)？一、可逆反應(yīng)1．定義：在

下，既能向

方向進(jìn)行，同時(shí)又能向

方向進(jìn)行的反應(yīng)。2．表示：書寫可逆反應(yīng)的方程式不

用，而用“

”連接。3．特點(diǎn)：雙向性可逆反應(yīng)分為正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向雙同性正、逆反應(yīng)在同一條件下同時(shí)進(jìn)行共存性反應(yīng)物與生成物共存，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%同一條件正反應(yīng)逆反應(yīng)“===”閱讀課本32-33頁(yè)思考可逆反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行到底，那如果給予充足的時(shí)間，讓1molN2和3molH2

充分反應(yīng)，其濃度、速率是如何變化的？二、化學(xué)平衡狀態(tài)1．化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過(guò)程

2．化學(xué)平衡狀態(tài)的概念在一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)正、逆反應(yīng)的速率相等時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度均保持不變，即體系的組成不隨時(shí)間而改變，這表明該反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達(dá)到了“限度”，這時(shí)的狀態(tài)我們稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡。3．化學(xué)平衡的基本特征逆化學(xué)平衡狀態(tài)的研究對(duì)象是_______反應(yīng)等各組分濃度/物質(zhì)的量/百分含量________動(dòng)v正____v逆____0，是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡定變外界條件改變時(shí)，原平衡狀態(tài)被破壞，在新條件下建立平衡可逆＝≠保持不變?cè)趺磁袛嘁粋€(gè)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)呢？從這兩個(gè)角度入手

注：體系密度（有非氣體參與）；總壓強(qiáng)和總物質(zhì)的量（反應(yīng)物的氣體計(jì)量數(shù)與生成物的氣體計(jì)量數(shù)不相等）；混合氣體的平均摩爾質(zhì)量（能用總壓或密度判斷）

。BB化學(xué)平衡體系中反應(yīng)物濃度與生成物濃度之間有什么關(guān)系呢？在457.6℃時(shí)，反應(yīng)體系H2(g)+I2(g)2HI(g)總各物質(zhì)的濃度如下表所示：三、化學(xué)平衡常數(shù)（一）化學(xué)平衡常數(shù)1．化學(xué)平衡常數(shù)的概念在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，該常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)（簡(jiǎn)稱平衡常數(shù)），用符號(hào)K表示。

2．表達(dá)式對(duì)于可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，化學(xué)平衡常數(shù)K＝

。（二）濃度商的概念與表達(dá)式1．濃度商的概念在

，

與

的比值，稱為濃度商，常用Q表示。2．表達(dá)式對(duì)于可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)濃度商Q＝____________任意時(shí)刻生成物濃度冪之積反應(yīng)物濃度冪之積注：固體或液體純物質(zhì)一般不列入濃度商和平衡常數(shù)在任意時(shí)刻，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，都為濃度商，而化學(xué)平衡常數(shù)，則是在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的濃度商。當(dāng)反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的濃度商等于平衡常數(shù)時(shí)，表明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。濃度商與平衡常數(shù)有什么區(qū)別？想一想？3.化學(xué)平衡常數(shù)的影響因素化學(xué)平衡常數(shù)是表明化學(xué)反應(yīng)限度的一個(gè)特征值，通常情況下只受________影響。4.化學(xué)平衡常數(shù)的意義（1）通常，K越大，說(shuō)明平衡體系中_生成物_______所占的比例越大，_正__反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全，平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；反之，K越小，該反應(yīng)進(jìn)行得越不完全，平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小。（2）一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)K＞_105_時(shí)，該反應(yīng)就進(jìn)行得基本完全了。溫度5.平衡常數(shù)與方程式的關(guān)系（1）對(duì)于同一可逆反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)；（2）若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)都擴(kuò)大或縮小至原來(lái)的n倍，則化學(xué)平衡常數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的

n次冪或1/n次冪。（3）若干方程式相加，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積；若干方程式相減，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之商。6.平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度K值越大，說(shuō)明正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)進(jìn)行得越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大；反之，反應(yīng)進(jìn)行得越不完全，轉(zhuǎn)化率就越小。(2)判斷反應(yīng)的方向?qū)τ诳赡娣磻?yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，其濃度商Q＝則：①當(dāng)Q＝K時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，v正＝v逆②當(dāng)Q＜K時(shí)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正＞v逆③當(dāng)Q＞K時(shí)，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，v正＜v逆(3)判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)【拓展】平衡常數(shù)的計(jì)算模板——三段式法2.計(jì)算過(guò)程中三個(gè)常用量當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，如果改變濃度、壓強(qiáng)、溫度等條件，化學(xué)平衡狀態(tài)是否會(huì)發(fā)生變化？如何變化？逆化學(xué)平衡狀態(tài)的研究對(duì)象是_______反應(yīng)等各組分濃度/物質(zhì)的量/百分含量________動(dòng)v正____v逆____0，是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡定變外界條件改變時(shí)，原平衡狀態(tài)被破壞，在新條件下建立平衡可逆＝≠保持不變（一）化學(xué)平衡的移動(dòng)1．定義：在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，如果改變反應(yīng)條件，平衡狀態(tài)被破壞，平衡體系的物質(zhì)組成也會(huì)隨著改變，直到達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這種由原有的平衡狀態(tài)達(dá)到新的平衡狀態(tài)的過(guò)程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。小楊老師楊sir化學(xué)某條件下平衡(Ⅰ)不平衡新條件下平衡(Ⅱ)改變條件一定時(shí)間v正=v逆各組分含量保持不變v正

≠v逆各組分含量發(fā)生變化v'正=v'逆各組分含量又保持不變化學(xué)平衡移動(dòng)四、影響化學(xué)平衡的因素2．化學(xué)平衡移動(dòng)的方向：（1）v正＞v逆，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；（2）v正＜v逆，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；（3）v正＝v逆，化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)。不同的外界條件改變，對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響分別是怎樣的呢？（二）影響化學(xué)平衡的因素閱讀課本36頁(yè)【實(shí)驗(yàn)2-1】1、濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響Fe3＋

＋

3SCN－

Fe(SCN)3淺黃色

無(wú)色

紅色【實(shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)操作】【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】a試管中溶液呈紅色，b試管溶液紅色變淺，c試管中溶液紅色變深【實(shí)驗(yàn)解釋】（1）鐵粉與Fe3＋反應(yīng)使其濃度減小，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；（2）加入KSCN溶液使SCN-的濃度增大，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】【理論分析】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_________方向移動(dòng)；在其他條件不變的情況下，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_________方向移動(dòng)。正反應(yīng)逆反應(yīng)0vtt1

v(正)

v(逆)增大反應(yīng)物濃度

v(正)

v(逆)若t1

時(shí)刻增大反應(yīng)物濃度，正、逆反應(yīng)速率瞬間怎么變化？后續(xù)又如何變化？試著畫出減小反應(yīng)物濃度、增大生成物濃度、減小生成物濃度的v–t圖0vtt1

v(正)

v(逆)0vtt1

v(正)

v(逆)0vtt1

v(正)

v(逆)閱讀課本38頁(yè)【實(shí)驗(yàn)2-2】2、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響2NO2(g)N2O4(g)紅棕色【實(shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)操作】【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】（1）氣體顏色先變深，后變淺，最終比原來(lái)深（2）氣體顏色先變淺，后變深，最終比原來(lái)淺【實(shí)驗(yàn)解釋】壓縮體積使壓強(qiáng)增大時(shí)，c(NO2)瞬間變大后又變小，平衡向右移動(dòng)增大體積使壓強(qiáng)減小時(shí)，c(NO2)瞬間變小后又變大，平衡向左移動(dòng)用50mL注射器抽入20mLNO2和N2O4混合氣體，將細(xì)管端用橡膠塞封閉（1）將針筒活塞迅速推至10mL處(壓強(qiáng)增大)（2）將針筒活塞從10mL處迅速拉至40mL處(壓強(qiáng)減小)【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】【理論分析】在其他條件不變的情況下，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體物質(zhì)的量減小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，平衡向氣體物質(zhì)的量增大的方向移動(dòng)。0vtt1

v(正)

v(逆)

v(正)

v(逆)若t1

時(shí)刻增大壓強(qiáng)（壓縮體積），正、逆反應(yīng)速率瞬間怎么變化？后續(xù)又如何變化？壓強(qiáng)改變只影響有氣體參加或生成的可逆反應(yīng)。2NO2(g)N2O4(g)n氣、反＞n氣、生試著畫出減小壓強(qiáng)（增大體積）的v–t圖0vtt1

v(正)

v(逆)2NO2(g)N2O4(g)n氣、反＞n氣、生若換一個(gè)合成HI的反應(yīng)，試著畫出增大壓強(qiáng)（減小體積）、減小壓強(qiáng)（增大體積）的v–t圖0vtt1

v(正)

v(逆)H2(g)+I2(g)2HI(g)0vtt1

v(正)

v(逆)閱讀課本39頁(yè)【實(shí)驗(yàn)2-3】3、溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－56.9kJ·mol-1

紅棕色【實(shí)驗(yàn)原理】【實(shí)驗(yàn)操作】【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】熱水中混合氣體顏色變深；冰水中混合氣體顏色變淺【實(shí)驗(yàn)解釋】混合氣體受熱顏色變深，說(shuō)明NO2濃度增大，即平衡向逆方向移動(dòng)；混合氣體受熱顏色變淺，說(shuō)明NO2濃度減小，即平衡向正方向移動(dòng)。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】【理論分析】在其他條件不變的情況下，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)的方向移動(dòng)。0vtt1

v(正)

v(逆)

v(正)

v(逆)若t1

時(shí)刻降低溫度，正、逆反應(yīng)速率瞬間怎么變化？后續(xù)又如何變化？2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－56.9kJ·mol-1

試著畫出升高溫度的v–t圖0vtt1

v(正)

v(逆)2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－56.9kJ·mol-1

4、催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響使用正催化劑，正、逆反應(yīng)速率同時(shí)增大，且增大的倍數(shù)相同，化學(xué)平衡不移動(dòng)?！纠碚摲治觥?vtt1

v(正)

v(逆)

v(正)=v(逆)（三）勒夏特列原理如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如溫度、壓強(qiáng)及參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)，該結(jié)論就是勒夏特列原理。舉個(gè)例子原平衡（100℃）升溫到200℃減弱（降溫）吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)減弱但不抵消新平衡（溫度介于100-200℃之間）知識(shí)點(diǎn)都掌握了嗎？來(lái)做幾道題檢測(cè)下~BC3.寫出下列反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)K=_________________________4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)K=_________________________H2(g)+I2(g)2HI(g)K=_________________________C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K=_________________________6.下列關(guān)于平衡常數(shù)的說(shuō)法正確的是(

)A.在平衡常數(shù)表達(dá)式中，反應(yīng)物濃度用起始濃度，生成物濃度用平衡濃度B.在任何條件下，化學(xué)平衡常數(shù)都是一個(gè)定值C.平衡常數(shù)的大小只與溫度有關(guān)，而與濃度、壓強(qiáng)、催化劑等無(wú)關(guān)D.從平衡常數(shù)的大小可以推斷一個(gè)反應(yīng)進(jìn)行的快慢CC8.工業(yè)上用CO2和H2催化合成甲醇存在如下反應(yīng)：

(1)在相同時(shí)間內(nèi)，測(cè)得甲醇產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖所示。溫度為470K時(shí)，圖中P點(diǎn)________(填“處于”或“不處于”)平衡狀態(tài)。不處于(2)某溫度下，達(dá)平衡時(shí)容器中CH3OH的物質(zhì)的量為cmol,CO的物質(zhì)的量為

dmol。則此條件下CO2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______________(列式表示，下同)；甲醇

的選擇性(指轉(zhuǎn)化為甲醇的CO2占發(fā)生反應(yīng)的CO2的百分比)為_(kāi)______________；此條件下副反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)____________________________。DDACC14.符合圖像(縱坐標(biāo)表示反應(yīng)速率，橫坐標(biāo)表示壓強(qiáng))的反應(yīng)為(

)BAACCDDA.該反應(yīng)的ΔH<0為n(H2O)隨溫度的變化曲線C.向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動(dòng)D.向平衡體系中加入BaSO4，H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大CCH>0B.氣體的總物質(zhì)的量：na>nc點(diǎn)平衡常數(shù)：K>12D.反應(yīng)速率：va正<vb正CBC5.(2022·全國(guó)乙卷節(jié)選)油氣開(kāi)采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利