第二節(jié)化學(xué)平衡省公開課一等獎全國示范課微課金獎?wù)n件

第二節(jié)化學(xué)平衡1/63用可逆符號表示，即使生成氣體和沉淀也不打狀態(tài)符號。

a、可逆反應(yīng)中，反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物；b、有兩種速率，υ正、υ逆定義：表示方法：特點(diǎn)：可逆反應(yīng)同一條件下，反應(yīng)既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行反應(yīng)。2/63一、化學(xué)平衡建立圖象說明：

1、化學(xué)平衡狀態(tài)定義：

在一定條件下可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中組成成份含量保持不變狀態(tài)。3/633、判斷化學(xué)反應(yīng)是否到達(dá)平衡依據(jù)

（思維點(diǎn)撥48頁小結(jié)）4、例題2、化學(xué)平衡狀態(tài)特征：可用“等”“動”“定”“變”“同”五個字概括4/632、化學(xué)平衡狀態(tài)特征：“等”“動”“定”“變”“同”“等”：υ正=υ逆，確切含義是：單位時間內(nèi)某一反應(yīng)物所消耗量恰好等于生成物又逆轉(zhuǎn)化為該反應(yīng)物量。即任一時刻同一物質(zhì)生成速率和消耗速率相等。

“動”：υ正=υ逆≠0，是動態(tài)平衡，如溶解平衡。

5/63“變”：平衡是有條件，一旦外界條件發(fā)生改變，平衡就有可能被破壞直至建立新平衡為止。“同”：建立化學(xué)平衡與它路徑無關(guān)（課本38頁倒數(shù)第三自然段）。“定”：條件不變時候，反應(yīng)混合物中各組成成份百分含量保持不變。

6/63判斷化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志項(xiàng)目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡混合體系中各組分含量各物質(zhì)物質(zhì)量或物質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定各物質(zhì)質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定各氣體體積或體積分?jǐn)?shù)一定總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)量一定平衡平衡平衡不一定平衡7/63項(xiàng)目mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)是否平衡正逆反應(yīng)速率關(guān)系在單位時間內(nèi)消耗了mmolA同時生成了mmolA

在單位時間內(nèi)消耗了nmolB同時消耗了pmolC在單位時間內(nèi)生成了nmolB同時消耗了qmolD(均指ひ逆)ひ(A)?ひ(B)?ひ(C)?ひ(D)==m?n?p?qひ正不一定等于ひ逆判斷化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志平衡平衡不一定平衡不一定平衡8/63項(xiàng)目mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)是否平衡壓強(qiáng)當(dāng)m+n≠p+q時，總壓力一定(其它條件一定)當(dāng)m+n=p+q時，總壓力一定(其它條件一定)混合氣體平均相對分子質(zhì)量(M)當(dāng)m+n≠p+q時，M一定當(dāng)m+n=p+q時，M一定判斷化學(xué)平衡狀態(tài)標(biāo)志平衡不一定平衡平衡不一定平衡9/63項(xiàng)目注意化學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)是否平衡密度(ρ)C(s)+CO2(g)2CO(g)(ρ一定)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(ρ一定)H2(g)+I2(g)2HI(g)(ρ一定)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)方法標(biāo)志不一定平衡不一定平衡不一定平衡10/63判斷化學(xué)反應(yīng)是否到達(dá)平衡依據(jù)（小結(jié)）

①

υ正=υ逆不再隨時間改變而改變。②

體系中各組分濃度、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率等保持不變。③

對同一物質(zhì)而言，斷裂化學(xué)鍵物質(zhì)量與形成化學(xué)鍵物質(zhì)量相等。④

對有顏色物質(zhì)參加或生成可逆反應(yīng)，體系顏色不再隨時間發(fā)生改變。11/63

⑤

對反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等可逆反應(yīng)，壓強(qiáng)、氣體平均分子質(zhì)量及反應(yīng)體系總物質(zhì)量不隨時間發(fā)生改變。

但要注意，若反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等可逆反應(yīng)，就不能再看壓強(qiáng)、密度、氣體平均分子質(zhì)量或反應(yīng)體系總物質(zhì)量，因?yàn)樗鼈儚姆磻?yīng)開始到結(jié)束一直是一個定值。12/63例題1、反應(yīng)A2（g）+B2（g）2AB（g）在一定溫度下，達(dá)平衡標(biāo)志是（）CA、單位時間內(nèi)生成nmolA2同時生成nmolABB、容器內(nèi)總壓強(qiáng)不隨時間改變而改變C、單位時間內(nèi)生成2nmolAB同時生成nmolB2D、單位時間內(nèi)生成nmolA2同時生成nmolB2E、A2、B2、AB分子數(shù)之比為1：1：213/632、以下說法中，能夠證實(shí)反應(yīng)N2+3H2

2NH3已達(dá)平衡是：（）A、1個鍵斷裂同時有3個H—H鍵形成B、1個鍵斷裂同時有3個H—H鍵斷裂C、1個鍵斷裂同時有6個N—H鍵斷裂D、1個鍵斷裂同時有6個N—H鍵形成NNA、C3、反應(yīng)2SO2+O22SO3達(dá)平衡時，再向反應(yīng)容器中充入含OO2，經(jīng)過一段時間后，O存在于（）中。SO2、O2、SO3NNNNNN14/63二、化學(xué)平衡常數(shù)1、化學(xué)平衡常數(shù)表示式：

對于反應(yīng)aA+bBcC+dD化學(xué)平衡常數(shù)表示式：注：以上濃度均指平衡時濃度，且以上物質(zhì)不是固態(tài)和純液態(tài)。15/634、例題3、影響原因：只與溫度相關(guān)，與其它條件無關(guān)。所以說明K時需指明溫度。

2、意義：K越大，說明反應(yīng)進(jìn)行程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大。16/63對于反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）有甲乙丙丁四人以不一樣路徑投入反應(yīng)，已知開始濃度和平衡時濃度以下：800℃催化劑

C（CO）C（H2O）C（CO2）C（H2）

開始C（CO）C（H2O）C（CO2）C（H2）平衡甲乙丙丁0.010.0100000.020.010.0250.0300.00750.00750.010.03000.0050.0050.0050.0050.00670.00670.01330.00330.00210.02960.00790.00790.00250.02250.00750.0075依據(jù)以上數(shù)據(jù)，求K。17/63經(jīng)過計(jì)算，以上四種情況，K≈1。應(yīng)用：已知一個反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)可用來計(jì)算平衡時各物質(zhì)濃度；化學(xué)平衡常數(shù)還能夠幫助我們了解一些相關(guān)平衡移動問題。18/63三、相關(guān)化學(xué)平衡計(jì)算①反應(yīng)物：平衡濃度=起始濃度-轉(zhuǎn)化濃度②生成物：平衡濃度=起始濃度+轉(zhuǎn)化濃度其中，各物質(zhì)轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們在化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。1、物質(zhì)濃度改變關(guān)系：2、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率

轉(zhuǎn)化率=19/633、產(chǎn)品產(chǎn)率產(chǎn)率=

4、在密閉容器中有氣體參加可逆反應(yīng)，計(jì)算時可能用到阿伏加德羅定律兩個結(jié)論：恒溫恒容時：P1/P2=n1/n2；恒溫恒壓時：V1/V2=n1/n220/635、計(jì)算模式：

aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g）C始（mol/L）mn00C轉(zhuǎn)（mol/L）axbxcxdxC平（mol/L）m-axn-bxcxdx6、例題：21/63

例題

（答案：50%；33.3%；1.33）1、恒溫、恒壓下，將N2和H2按體積比1：3混合充入一密閉容器中，發(fā)生以下反應(yīng)N2+3H2

2NH3，達(dá)平衡時，測得氣體體積為起始?xì)怏w體積0.75倍，求：（1）平衡時N2轉(zhuǎn)化率。（2）平衡時混合氣體中NH3體積分?jǐn)?shù)。（3）平衡時混合氣體相對分子質(zhì)量與起始?xì)怏w相對分子質(zhì)量之比。22/63（50%）

2、在5L密閉容器中充入2molA氣體和1molB氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2A

（g）+B

（g）2C（g），達(dá)平衡時，在相同溫度下，測得容器內(nèi)混合氣體壓強(qiáng)是反應(yīng)前5/6倍，則A轉(zhuǎn)化率是？3、反應(yīng)2A

（g）B

（g）+xC（g），在一定條件下到達(dá)平衡后，容器內(nèi)壓強(qiáng)增大了W%，A轉(zhuǎn)化率也為W%，則x值為？（3）23/63四、化學(xué)平衡移動對一個可逆反應(yīng)，到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)以后，反應(yīng)條件(如溫度、壓強(qiáng)、濃度等)發(fā)生改變，平衡混合物里各組分濃度也就伴隨改變而達(dá)到新平衡狀態(tài)，這個過程叫做化學(xué)平衡移動?；瘜W(xué)平衡移動根本原因：外界條件改變，引發(fā)ひ正、ひ逆發(fā)生改變，且：ひ正≠ひ逆≠0，造成化學(xué)平衡移動。24/63五、影響化學(xué)平衡移動原因1、濃度：在其它條件不變時，增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度都可使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動；反之化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。25/6326/632、壓強(qiáng)：

對于反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生改變可逆反應(yīng)，在其它條件不變時，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體體積縮小方向移動；反之，化學(xué)平衡向氣體體積增大方向移動。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)27/63壓強(qiáng)對平衡影響，只考慮對參加反應(yīng)氣態(tài)物質(zhì)影響。H2(g)+I2(g)2HI(g)28/633、溫度：

在其它條件不變情況下，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H＜029/634、催化劑對化學(xué)平衡移動無影響，它使用能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率（即反應(yīng)速率改變但依然相等），能夠改改變學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡所需要時間。正催化劑能夠加緊反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)到達(dá)平衡所需要時間。t1t2t產(chǎn)物含量使用催化劑30/63勒夏特列原理：——化學(xué)平衡移動原理若改變影響平衡一個條件(濃度、壓強(qiáng)、溫度)，平衡就向能夠減弱這種改變方向移動。31/63專題知識一：在氣體混和物中充入惰性氣體，對化學(xué)平衡移動影響

①恒溫恒壓：充入惰性氣體，密閉容器體積體積增大，各組分濃度同等程度降低，其效果相當(dāng)于減小平衡混和物壓強(qiáng)，所以，平衡向反應(yīng)氣體體積增大方向移動。如對合成氨反應(yīng)來說，則向逆反應(yīng)方向移動。圖象以下：

VV’逆

V’正

t32/63

②恒溫恒容:充入惰性氣體，似乎總壓強(qiáng)增大了，但實(shí)際上容器體積不變，對平衡混和物各組成濃度不變，即原各氣體分壓不變，增大惰性氣體分壓與平衡體系無關(guān)，所以平衡不發(fā)生移動.圖象以下：V正’＝V逆’V正

V逆

若可逆反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)總物質(zhì)量不變,則化學(xué)平衡不受壓強(qiáng)影響,上述恒溫恒壓、恒溫恒容兩情況都不會使化學(xué)平衡移動。

33/63主題知識二：等效平衡問題及解題思緒1、等效平衡含義

在一定條件(定溫、定容或定溫、定壓)下，只是起始加入情況不一樣同一可逆反應(yīng)到達(dá)平衡后，任何相同組分分?jǐn)?shù)(體積、物質(zhì)量)均相同，這么化學(xué)平衡互稱等效平衡。34/632、等效平衡分類⑴、定溫、定容條件下等效平衡I類：

對于反應(yīng)前后氣體體積有改變可逆反應(yīng)，在定T、V條件下，改變起始加入情況，只要按反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)將生成物（或反應(yīng)物）歸0，投料量與原平衡已知量相同，則兩平衡等效。35/63Ⅱ類：

對于反應(yīng)前后氣體體積無改變可逆反應(yīng)，在定T、V條件下，改變起始加入情況，只要按反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)將生成物（或反應(yīng)物）歸0，投料量與原平衡已知量成百分比，則兩平衡等效。36/63⑵、定溫、定壓條件下等效平衡Ⅲ類：

對于可逆反應(yīng)，在定T、P條件下，改變起始加入情況，只要按反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)將生成物（或反應(yīng)物）歸0，投料量與原平衡已知量成百分比，則兩平衡等效。37/63例1.將裝有1molHI容器密封并加熱，部分HI分解成H2和I2（g）并到達(dá)化學(xué)平衡。此時I2（g）體積分?jǐn)?shù)為x%，若在該容器中加入2molHI后密封，加熱到相同溫度使之到達(dá)平衡，設(shè)此時I2體積分?jǐn)?shù)為y%，則x與y關(guān)系為（）。

A.x>yB.x<y

C.x=yD.x>yC38/63例2:將2molSO2和2molSO3氣體混合于固定體積密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2SO2(氣)+O2(氣)2SO3（氣），平衡時SO3為nmol。相同溫度下，分別按以下配比在相同體積密閉容器中加入起始物質(zhì)，平衡時SO3物質(zhì)量大于nmol是（）2molSO2+1molO2

B.4molSO2+1molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3

D.3molSO2+1molO2+1molSO3CD39/63例3:在一定溫度下，把2molSO2和1molO2通入一個一定容積密閉容器里，發(fā)生以下反應(yīng)：2SO2+O2

2SO3,當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入SO2、O2、SO3物質(zhì)量。假如a、b、c取不一樣數(shù)值，它們必須滿足一定相互關(guān)系，才能確保到達(dá)平衡時，反應(yīng)混合物中三種氣體百分含量仍跟上述平衡時完全相同。請?zhí)顚懸韵驴瞻祝海?）若a=0,b=0,則c=----。（2）若a=0.5,則b=----和c=----。（3）a、b、c取值必須滿足普通條件是（請用兩個方程式表示，其中一個只含a和c,另一個只含b和c):---------------------.20.251.5a+c=22b+c=240/63反應(yīng)到達(dá)平衡后，CA↑，B轉(zhuǎn)化率可提升，但A轉(zhuǎn)化率降低；CB↑，A轉(zhuǎn)化率可提升，但B轉(zhuǎn)化率降低。專題知識三:反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率與濃度關(guān)系⑴對于各種物質(zhì)參加反應(yīng)(氣、液態(tài))同時按百分比增加A、B濃度，A、B轉(zhuǎn)化率都增大。m+n>

p+qm+n<p+q同時按百分比增加A、B濃度，A、B轉(zhuǎn)化率都減小。m+n=p+q同時按百分比增加A、B濃度，A、B轉(zhuǎn)化率都不變。mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)41/63⑵對于分解反應(yīng)，要視反應(yīng)前后物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)而定。不論怎樣改變反應(yīng)物濃度，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率都不變。增加反應(yīng)物濃度時，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率減小。m=n

+

pm<n

+pm>n+

pmA(g)

nB(g)+pC(g)例：2HI

(g)H2(g)+I2(g)例：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)增加反應(yīng)物濃度時，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大。42/63專題知識四:

圖象在化學(xué)平衡中應(yīng)用43/63在化學(xué)平衡建立及移動過程中

相關(guān)量會隨時間及條件改變而發(fā)生對應(yīng)改變，能夠用圖象將其表示出來。44/63一、n–t圖（物質(zhì)量隨時間改變圖象）45/63

可逆反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)在一定條件下反應(yīng)混合物中各組分濃度(mol·L-1)與時間t(min)改變曲線如圖所表示，依據(jù)圖示，回答(1)時間t1意義是

.(2)在時間0至t1間隔里，v（I2）=

.(3)此平衡狀態(tài)下，H2轉(zhuǎn)化率為

.

(1)到達(dá)平衡所用時間(2)(0.2/t1mol·L-1·min-1)(3)50%

例146/63二、v–t圖

例2DV正V逆VtAV正V逆VtBV逆V正VtCV正V逆Vt例2：

A.增加反應(yīng)濃度，平衡移動V-t曲線。B.增加生成物濃度，平衡移動V-t曲線。C.減小反應(yīng)物濃度，平衡移動V-t曲線。D.減小生成物濃度，平衡移動V-t曲線。（正、逆反應(yīng)速率隨時間改變圖象，其中還有改變條件改變）47/63例3：以下圖線分別有哪些含義？tV正V逆AV逆V正BV正V逆CV逆V正DtVVVVttA.升溫時，正、逆反應(yīng)速率均增大，但吸熱反應(yīng)方向速率增得更多，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；或氣體反應(yīng)時增壓，正逆反應(yīng)速率均增大，但氣體體積大增大得更多，正反應(yīng)為氣體縮小反應(yīng)。C與A正、逆相反。48/63例3：以下圖線分別有哪些含義？tV正V逆AV逆V正BV正V逆CV逆V正DtVVVVttB.降溫，正、逆反應(yīng)速率均降低，但吸熱反應(yīng)方向速率降得更多，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)?；驓怏w反應(yīng)時減壓，正逆反應(yīng)速率均減小，但體積大減小得更多，正反應(yīng)為氣體體積增大反應(yīng)。D與B正、逆相反。49/63例3：以下圖線分別有哪些含義？tV正V逆AV逆V正BV正V逆CV逆V正DtVVVVtt說明：上述圖線特點(diǎn)是正、逆反應(yīng)速率同時發(fā)生改變，屬于溫度、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡影響特征。50/63例4：請畫出壓強(qiáng)、催化劑對化學(xué)平衡影響V-t曲線。CDBAVV小→V大→tV大→V正=V逆V小→VVtttVV正=V逆51/63三、x%–t圖

x%（或用φ(C)表示）能夠表示反應(yīng)物、生成物在反應(yīng)體系中物質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（體積分?jǐn)?shù)）、或表示反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率等；t表示時間；

52/63在可逆反應(yīng)：mA+nBpC+qD中，A百分含量與時間t關(guān)系曲線有以下A、B、C、D四種，其實(shí)際意義分別是

。tA%A%A%A%ttt0000ABCD例5：53/63答案：

A為由反應(yīng)物向生成物轉(zhuǎn)化并最終形成化學(xué)平衡過程；

B為由生成物向反應(yīng)物轉(zhuǎn)化并最終形成化學(xué)平衡過程；

C為先以逆反應(yīng)為主，后發(fā)生化學(xué)平衡向正反應(yīng)移動；

D則相反，先以正反應(yīng)為主，后化學(xué)平衡向逆反應(yīng)移動。54/63四、x%–T、P圖

x%（或用φ(C)表示）能夠表示反應(yīng)物、生成物在平衡體系中物質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（體積分?jǐn)?shù)）、或表示反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率等；T、P分別表示溫度、壓強(qiáng)。

55/63對于反應(yīng)

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+Q由以下圖象能分析得出什么結(jié)論？A%T0AA%P0BC%T0CD%P0D正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)m+n>p+q正反應(yīng)是放熱反應(yīng)m+n<p+q56/63對于反應(yīng)

mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+Q由以下圖象能分析得出什么結(jié)論？A%T0AA%P0BC%T0CD%P0D正反應(yīng)是放熱反應(yīng)m+n<p+q正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)m+n>p+q57/63例6對于可逆反應(yīng)2AB3(g)A2(g)＋3B2(g)（正反應(yīng)中吸熱反應(yīng)），以下圖像正確是（）υυ逆υ正溫度A．AB3%100℃時間500℃B．AB3%時間1×106Pa1