高中化学 专题2 第二单元 第二课时 化学平衡课件 苏教版选修4.ppt

专专题题2 2化化学学反反应应速速率率与与化化学学平平衡衡第二第二课时课时化学化学平衡平衡课前预习课前预习··巧设计巧设计名师课堂名师课堂··一点通一点通设计设计1 1设计设计2 2考点一考点一考点二考点二第第二二单单元元化化学学反反应应的的方方向向和和限限度度创新演练创新演练··大冲关大冲关课堂课堂1010分钟练习分钟练习课堂课堂5 5分钟归纳分钟归纳课下课下3030分钟演练分钟演练设计设计3 3 (1)可逆反应是指在同一条件下既可以向可逆反应是指在同一条件下既可以向 方向方向进行，同时又可以向进行，同时又可以向 方向进行，反应物不能方向进行，反应物不能 转化为生成物可逆反应有一定的转化为生成物可逆反应有一定的 ，反应物，反应物的转化率的转化率 100% (2)化学平衡状态：可逆反应在一定条件下进行到一定化学平衡状态：可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率程度时，正反应速率和逆反应速率 ，反应物和生成物，反应物和生成物的浓度的浓度 ，反应达到化学平衡状态。

反应达到化学平衡状态正反应正反应逆反应逆反应完全完全限度限度小于小于相等相等不再发生变化不再发生变化 (3)化学平衡是一种化学平衡是一种 平衡，当条件改变时，原平衡，当条件改变时，原平衡状态被破坏，一段时间后达到新的平衡平衡状态被破坏，一段时间后达到新的平衡动态动态 一、化学平衡状态一、化学平衡状态 1．化学平衡的建立．化学平衡的建立 如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器，其反应过如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器，其反应过程如下：程如下： (1)反应开始时：反应开始时：ν(正正) ，，ν(逆逆)为为 (2)反应进行时：反应物浓度反应进行时：反应物浓度 →ν(正正)逐渐逐渐 生成物浓度由零逐渐增大成物浓度由零逐渐增大→ν(逆逆)从从 开始逐渐开始逐渐 最大最大零零减小减小减小减小零零增大增大 (3)反应达到平衡时：反应达到平衡时： ，反应混合物中，反应混合物中各组分的浓度各组分的浓度 。

以上过程可用下图表示：以上过程可用下图表示：ν(正正)＝＝ν(逆逆)不再发生变化不再发生变化 2．化学平衡的概念．化学平衡的概念 在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率应速率 时，反应体系中所有参加反应的物质的时，反应体系中所有参加反应的物质的 和和 保持恒定的状态这种状态称为化学平衡状保持恒定的状态这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡态，简称化学平衡相等相等质量质量浓度浓度3．化学平衡状态的特征．化学平衡状态的特征 二、化学平衡常数二、化学平衡常数 1．化学平衡常数．化学平衡常数 (1)概念：概念： 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时， 的幂之积与的幂之积与 的幂之积之比为的幂之积之比为一常数。

一常数生成物浓度生成物浓度反应物浓度反应物浓度大大 (4)影响因素：影响因素： K只受只受 影响，当影响，当ΔH>0时，升高温度时，升高温度K值增大，值增大，ΔH<0时，升高温度时，升高温度K值减小 2．平衡转化率．平衡转化率 (1)概念：概念： 反应物在反应中反应物在反应中 与该物质与该物质 的比值温度温度已转化的量已转化的量总量总量起始浓度起始浓度2．下列为四个同学对．下列为四个同学对“化学平衡状态化学平衡状态 ”的理解，其中理的理解，其中理解正确的同学是解正确的同学是________分析：分析：当当ν(正正)＝＝ν(逆逆)＞＞0时，化学反应达到平衡状态，时，化学反应达到平衡状态，此时反应仍在继续此时反应仍在继续答案：答案：小英、小明小英、小明3．对于可逆反应．对于可逆反应C(s)＋＋H2O(g) CO(g)＋＋H2(g)ΔH>0，思考回答以下问题：，思考回答以下问题：(1)写出其平衡常数表达式，并据此分析应注意的问题。

写出其平衡常数表达式，并据此分析应注意的问题2)若在一定温度下，增大若在一定温度下，增大c(H2O)，，K如何变化？若升如何变化？若升高温度，高温度，K又如何变化？又如何变化？4．已知汽车尾气无害化处理反应为．已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)＋＋2CO(g) N2(g)＋＋2CO2(g)下列说法不正确的是下列说法不正确的是 (　　　　)A．达到化学平衡时正、逆反应速率都为．达到化学平衡时正、逆反应速率都为0B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率．使用高效催化剂可有效提高正反应速率C．反应达到平衡后，．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定的反应速率保持恒定D．单位时间内消耗．单位时间内消耗CO和和CO2的物质的量相等时，反应的物质的量相等时，反应达到平衡达到平衡. .分析：分析：化学平衡是动态平衡，反应并未停止，化学平衡是动态平衡，反应并未停止，A选项错选项错误，误，B选项正确反应达到平衡后，正反应速率和逆反选项正确反应达到平衡后，正反应速率和逆反应速率相等，因此应速率相等，因此C、、D选项都是正确的选项都是正确的答案：答案：A5．判断下列说法的正误。

．判断下列说法的正误1)随着化学反应的进行，随着化学反应的进行，ν(正正)逐渐减小，最后为零，逐渐减小，最后为零，ν(逆逆)逐渐增大逐渐增大　　　　)(2)化学平衡常数与反应物的浓度有关化学平衡常数与反应物的浓度有关　　　　)(3)可逆反应的化学平衡常数互为倒数可逆反应的化学平衡常数互为倒数　　　　)(4)同一个化学反应，化学方程式的写法不同则平衡常数同一个化学反应，化学方程式的写法不同则平衡常数不同　　　　)(5)压强不变可以作为化学平衡状态的标志压强不变可以作为化学平衡状态的标志　　　　)分析：分析：(1)ν(正正)不会为零，化学平衡为动态平衡；不会为零，化学平衡为动态平衡；(2)K只与只与温度有关；温度有关；(3)可逆反应的化学平衡常数互为倒数关系；可逆反应的化学平衡常数互为倒数关系；(4)即使同一个化学反应，当写法不同时，平衡常数表达式不即使同一个化学反应，当写法不同时，平衡常数表达式不同，单位也可能不同；同，单位也可能不同；(5)对于在固定容积的容器中进行的对于在固定容积的容器中进行的反应前后气体体积不变的反应，压强始终不变反应前后气体体积不变的反应，压强始终不变答案：答案：(1)×　　(2)×　　(3)√　　(4)√　　(5)× 化学平衡状态的本质特征是正反应速率和逆反应速率相化学平衡状态的本质特征是正反应速率和逆反应速率相等，这是判断化学平衡状态的根本标志。

由于等，这是判断化学平衡状态的根本标志由于ν正正＝＝ν逆逆，可使，可使平衡体系中各组分的百分含量保持不变，所以一般情况下平平衡体系中各组分的百分含量保持不变，所以一般情况下平衡体系中各组分的浓度等多种宏观性质也保持不变，这些宏衡体系中各组分的浓度等多种宏观性质也保持不变，这些宏观的特征有时也可作为判断化学平衡状态的标志观的特征有时也可作为判断化学平衡状态的标志以反应以反应mA(g)＋＋nB(g) pC(g)＋＋qD(g)为例来说明为例来说明混合物混合物体系中体系中各成分各成分的含量的含量①①各物质的物质的量、质量或物质的各物质的物质的量、质量或物质的量分数、质量分数一定量分数、质量分数一定平衡平衡②②各气体的体积或体积分数一定各气体的体积或体积分数一定平衡平衡③③总体积、总压强、总物质的量一定总体积、总压强、总物质的量一定不一定不一定平衡平衡正、逆正、逆反应反应速率的速率的关系关系①①在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了m mol A，同，同时也生成了时也生成了m mol A，即，即ν(正正)＝＝ν(逆逆)平衡平衡②②在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了n mol B的同时的同时也消耗了也消耗了p mol C，即，即ν(正正)＝＝ν(逆逆)平衡平衡③③ν(A)∶∶ν(B)∶∶ν(C)∶∶ν(D)＝＝m∶∶n∶∶p∶∶q，，ν(正正)不一定等于不一定等于ν(逆逆)(平衡平衡与否该式都成立与否该式都成立)不一定不一定平衡平衡④④在单位时间内生成了在单位时间内生成了n mol B的同时的同时消耗了消耗了q mol D，均指，均指ν(逆逆)不一定不一定平衡平衡压压强强①①m＋＋n≠≠p＋＋q时，总压强一定时，总压强一定(其他条件其他条件一定一定)平衡平衡②②m＋＋n＝＝p＋＋q时，总压强一定时，总压强一定(其他条其他条件一定件一定)不一定不一定平衡平衡温度温度任何化学反应都伴随着能量变化，任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时当体系温度一定时(其他不变其他不变)平衡平衡气体气体密度密度m＋＋n＝＝p＋＋q，且压强一定，且压强一定不一定不一定平衡平衡m＋＋n≠≠p＋＋q，且压强一定，且压强一定平衡平衡颜色颜色反应体系内有色物质的颜色不变反应体系内有色物质的颜色不变平衡平衡 [例例1]　　(2011·山东高考节选山东高考节选)研究研究NO2、、SO2、、CO等大等大气污染气体的处理具有重要意义。

气污染气体的处理具有重要意义一定条件下，将一定条件下，将NO2与与SO2以体积比以体积比1∶ ∶2置于密闭容器中发置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是____a．体系压强保持不变．体系压强保持不变b．混合气体颜色保持不变．混合气体颜色保持不变c．．SO3和和NO的体积比保持不变的体积比保持不变d．每消耗．每消耗1 mol SO3的同时生成的同时生成1 mol NO2 [解析解析]　反应　反应NO2(g)＋＋SO2(g) SO3(g)＋＋NO(g)的特的特点是反应后气体物质的量不变的可逆反应，因此点是反应后气体物质的量不变的可逆反应，因此a不能说明不能说明颜色的深浅与气体的浓度大小有关，而在反应体系中只有颜色的深浅与气体的浓度大小有关，而在反应体系中只有二氧化氮是红棕色气体，所以混合气体颜色保持不变时即二氧化氮是红棕色气体，所以混合气体颜色保持不变时即说明说明NO2的浓度不再发生变化，因此的浓度不再发生变化，因此b可以说明；可以说明；SO3和和NO是生成物，因此在任何情况下二者的体积比总是满是生成物，因此在任何情况下二者的体积比总是满足足1∶ ∶1，，c不能说明；不能说明；SO3和和NO2一个作为生成物，一个作一个作为生成物，一个作为反应物，因此在任何情况下每消耗为反应物，因此在任何情况下每消耗1 mol SO3的同时必的同时必然会生成然会生成1 mol NO2，因此，因此d也不能说明。

也不能说明 [答案答案]　　b  可逆反应达到平衡状态的标志可逆反应达到平衡状态的标志 (1)微观标志微观标志(根本标志根本标志)：：ν(正正)＝＝ν(逆逆)≠0具体表现在：具体表现在： ①①同一种物质的生成速率等于消耗速率同一种物质的生成速率等于消耗速率 ②②在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比率之比等于化学计量数之比 ③③化学方程式两边的不同物质生成速率与消耗速率之化学方程式两边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比比等于化学计量数之比(2)宏观标志：各组分的浓度保持一定具体表现在：宏观标志：各组分的浓度保持一定具体表现在：①①各组分的物质的量浓度不随时间的改变而改变各组分的物质的量浓度不随时间的改变而改变②②各气体组成的体积分数不随时间的改变而改变各气体组成的体积分数不随时间的改变而改变③③各组分的物质的量之比、分子个数之比保持不变各组分的物质的量之比、分子个数之比保持不变 1．化学平衡常数．化学平衡常数 (1)化学平衡常数的意义：化学平衡常数的意义： 化学平衡常数的大小是可逆反应进行程度的标志。

化学平衡常数的大小是可逆反应进行程度的标志它能够表示出可逆反应进行的完全程度一个反应的它能够表示出可逆反应进行的完全程度一个反应的K值值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物转化率也越大可以说，化学平衡常数是一小，反应物转化率也越大可以说，化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现 (2)使用化学平衡常数应注意的问题：使用化学平衡常数应注意的问题： ①①化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关浓度无关 ②②反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做浓度可看做“1”而不代入公式而不代入公式 ③③化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数 若反应方向改变，则平衡常数改变若反应方向改变，则平衡常数改变 若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。

管是同一反应，平衡常数也会改变 ②②利用利用K可判断反应的热效应：可判断反应的热效应： 若升高温度，若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；值增大，则正反应为吸热反应； 若升高温度，若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应值减小，则正反应为放热反应 ③③计算转化率：计算转化率： 依据起始浓度依据起始浓度(或平衡浓度或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡和平衡常数可以计算平衡浓度浓度(或起始浓度或起始浓度)，从而计算反应物的转化率从而计算反应物的转化率2．化学平衡的计算．化学平衡的计算——“三段式三段式”分析法分析法(1)模式：模式： mA(g)＋＋nB(g) pC(g)＋＋qD(g)起始量　　起始量　　a　　　　　　 b　　　　　　　　 0　　　　　　0变化量　　变化量　　mx　　　　 nx　　　　　　 px　　　　qx平衡量　　平衡量　　a－－mx　　b－－nx　　　　 px　　　　qx对于反应物：对于反应物：n(平平)＝＝n(始始)－－n(变变)对于生成物：对于生成物：n(平平)＝＝n(始始)＋＋n(变变) [例例2]　　(2011·潍坊质检潍坊质检)已知已知2A(g)＋＋B(g) 2C(g)，，向容积为向容积为1 L的密闭容器中加入的密闭容器中加入0.050 mol A和和0.025 mol B，，在在500℃时充分反应，达平衡后测得时充分反应，达平衡后测得c(C)＝＝0.040 mol·L－－1。

 (1)500℃时，上述反应的化学时，上述反应的化学平衡常数平衡常数K＝＝________；； (2)已知：已知：K(300℃)>K(350℃)，，该反应是该反应是________(填填“放放”或或“吸吸”)热反应；若反应温度升高，热反应；若反应温度升高，A的转化率的转化率__________(填填“增增大大”、、“减小减小”或或“不变不变”)；； (3)某温度下，某温度下，A的平衡转化率的平衡转化率(a)与体系总压强与体系总压强(p)的的关系如图所示，平衡状态由关系如图所示，平衡状态由a变到变到b时，化学平衡常数时，化学平衡常数K(A)__________K(B)(填填“>”、、“<”或或“＝＝”) (2)根据温度与平衡常数的关系知：升高温度根据温度与平衡常数的关系知：升高温度K值减小，值减小，说明此反应是放热反应，升高温度，转化率降低说明此反应是放热反应，升高温度，转化率降低 (3)平衡常数只与温度有关，所以平衡状态由平衡常数只与温度有关，所以平衡状态由a变到变到b时，化学平衡常数时，化学平衡常数K(A)＝＝K(B)。

[答案答案]　　(1)3200　　(2)放热　减少　放热　减少　(3)＝＝ 平衡常数只是温度的函数，当温度相同时，可以根平衡常数只是温度的函数，当温度相同时，可以根据平衡常数不变这一特点进行化学平衡的相关计算据平衡常数不变这一特点进行化学平衡的相关计算 (1)化学平衡状态的重要特征：化学平衡状态的重要特征： ①①正、逆反应速率相等；正、逆反应速率相等； ②②反应物、生成物的浓度不再变化反应物、生成物的浓度不再变化 (2)化学平衡常数与温度和方程式的化学计量数有关；化学平衡常数与温度和方程式的化学计量数有关；对对ΔH<0的可逆反应，升高温度，的可逆反应，升高温度，K值减小，降低温度，值减小，降低温度，K值增大。