河北省石家莊市高中化學 第二章 化學反應速率和化學平衡 2.3 化學平衡課件 新人教版選修4.ppt

《河北省石家莊市高中化學 第二章 化學反應速率和化學平衡 2.3 化學平衡課件 新人教版選修4.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《河北省石家莊市高中化學 第二章 化學反應速率和化學平衡 2.3 化學平衡課件 新人教版選修4.ppt（117頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、我們知道在化學反應中，反應物之間是按照化學方程式中的計量關(guān)系進行反應的，那么，一個化學反應在實際進行時，反應物能否按相應的計量關(guān)系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢？,分析與討論,可是后來發(fā)現(xiàn)用這個高爐煉鐵，所排出的高、 爐氣中CO的含量并沒有減少，你知道為什 么嗎？,科學史話,煉鐵高爐尾氣之謎,加高,17世紀后期，人們發(fā)現(xiàn)高爐煉鐵所排出的高爐氣中含有相當量的CO，作為工業(yè)革命發(fā)源地的英國有些工程師認為----這是由于CO和鐵礦石的接觸時間不長所造成的，于是在英國耗費了大量資金建造了一個高大的煉鐵高爐（如圖），以增加CO和鐵礦石的接觸時間。,科學研究表明，很多化學反應在進行時都具有可逆性，即正向反應和逆向反應

2、在同時進行，只是可逆的程度有所不同并且差異很大而已。,例如：,有些化學反應逆向反應進行的程度很小因而可以忽略，把幾乎完全進行的反應叫不可逆反應，用“”號表示。,例如：Ba2+ + SO42- BaSO4,H+ + OH- H2O,一、可逆反應,概念：,在 下,既能向 方向進行,同時又能向 方向進行的反應叫做可逆反應，用“ ”號表示。,同一條件,正反應,逆反應,,正反應 正,,逆反應 逆,消耗N2、H2和生成NH3的反應均可用于表示正反應,生成N2、H2和消耗NH3(NH3分解)的反應均可用于表示逆反應,,,特征：,同時性,同條件,可逆性,可逆反應不能進行到底，反應物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，

3、得到的總是反應物與生成物組成的混合物共存于同一體系中，即可逆反應有一定的限度。,可逆反應“不為0”原則,普遍性,能量類型的轉(zhuǎn)化互逆,若正反應放熱， 則逆反應吸熱。,對于可逆反應 ，在混合氣體中充入一定量的18O2，足夠長時間后，18O原子。 A.只存在于O2中 B.只存在于O2和SO3中 C.只存在于O2和SO2中 D.存在于O2、SO2和SO3中,飽和溶液中溶質(zhì)的溶解過程完全停止了嗎？,蔗糖分子離開蔗糖表面擴散到水中的速率與溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成為晶體的速率相等時，,蔗糖的溶解達最大程度，達到溶解平衡，即形成了飽和溶液。,溶解平衡是一種動態(tài)平衡（溶解速率結(jié)晶速率0）,溶

4、解結(jié)晶,濃度、 m晶體不變,實驗：探索蔗糖的溶解平衡,,,,正(CO)消耗,逆(CO)生成,,時間,,在容積為1L的密閉容器里，加入0.01molCO和0.01molH2O(g),一定條件下發(fā)生反應：,速率,進行到一定程度，總有那么一刻，,CO + H2O CO2 + H2,正逆,,,,正(CO)消耗,逆(CO)生成,,時間,,在容積為1L的密閉容器里，加入0.01molCO和0.01molH2O(g),一定條件下發(fā)生反應：,速率,正逆,這時，CO、H2O的消耗量等于CO2、H2反應生成的CO、H2O的量，,c(CO)、c(H2O)、c(CO2)、c(H2)不再改變,CO + H2O CO

5、2 + H2,,,,正(CO)消耗,逆(CO)生成,,時間,,在容積為1L的密閉容器里，加入0.01molCO和0.01molH2O(g),一定條件下發(fā)生反應：,速率,正逆,c(CO)、c(H2O)、c(CO2)、c(H2)不再改變,CO + H2O CO2 + H2,雖然反應仍在繼續(xù)進行，但是這四種物質(zhì)的濃度均保持不變，達到一種表面靜止的狀態(tài)。,定義,二、反應進行的限度化學平衡狀態(tài),在一定條件下的可逆反應里，正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變（達到一種表面靜止）的狀態(tài)，稱為 “化學平衡狀態(tài)”，簡稱化學平衡。,化學平衡狀態(tài)是可逆反應在該條件下所能達到或完成的最大程度

6、，即該反應進行的限度。,化學反應的限度決定了反應物在該條件下的最大轉(zhuǎn)化率。,適用對象（前提條件）：,可逆反應,實 質(zhì)：,v(正) v(逆) 0,主要特征：,逆：研究對象---可逆反應,等：v(正)v(逆) ----同一物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率,（針對同一參照物）,本 質(zhì),動：動態(tài)平衡（v(正) v(逆) 0）,定：反應混合物中各組分的濃度保持不變（一定）------外在標志，各組分的含量保持不變。,表面現(xiàn)象,變：當條件發(fā)生變化時，反應所能達到的限度隨之發(fā)生變化。原有的化學平衡被破壞，直至在新的條件下建立新的平衡為止。,改變反應條件可以在一定程度上改變一個化學反應的限度。,所以，化學平衡是

7、一定條件下的平衡。, 1mol 3mol 0mol, 0.5mol 1mol 0mol,+0.5mol,+2mol, 0mol 0mol 2mol,同：化學平衡的建立只與條件有關(guān)，與途徑無關(guān)。條件相同，不管采取何種方式和途徑進行， 無論反應從什么方向開始 是一次投料還是分幾次投料，只要起始濃度相當，最終均可達到同一平衡狀態(tài)。,補充知識,以xA(g) + yB(g) zC(g)為例，分析化學反應達到平衡狀態(tài)的標志：,直接：,速率標志：v(正) v(逆),含量標志：各組分的含量濃度保持不變,速率等,化學平衡狀態(tài)的標志：,同一種物質(zhì)： 該物質(zhì)的生成速率

8、等于其消耗速率 不同的物質(zhì)： 速率之比等于方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率。,含量定,兩個方向,同等異比,平衡體系的顏色保持不變。,間接：,所表述的內(nèi)容并非直接而是間接反映“等”和“定”的意義（體系中的某些物理量保持不變）。,某化學鍵的斷裂速率和生成速率相等。,2NO2 N2O4,絕熱的恒容反應體系的溫度保持不變。,產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變；,反應物的轉(zhuǎn)化率保持不變；,體系中各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量分數(shù)保持不變；,體系中各組分的質(zhì)量、質(zhì)量分數(shù)保持不變；,氣體的密度不再發(fā)生改變（恒容密閉容器）；,指所表述的內(nèi)容并不能適用所有反應，只有在某些特定的情況下才能適用。,氣體的總壓

9、強保持不變（恒容密閉容器）；,體系中氣體物質(zhì)的平均相對分子質(zhì)量、平均摩爾質(zhì)量保持不變；,反應體系中氣體物質(zhì)的總質(zhì)量、總體積、總物質(zhì)的量、分子數(shù)保持不變；,“特殊”特征：,CO + H2O CO2 + H2,要根據(jù)具體反應具體分析是否達到平衡狀態(tài),分析思路,變 變 定,看其在反應過程中變不變，如果是變化的，則當其一定就是達到平衡狀態(tài)的標志,在一定溫度下,可逆反應 A(氣) + 3B(氣) 2C(氣)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(nèi)生成nmolA,同時生成3nmolB C.A、B、C的濃度不再變化 D.A、B、C的分子數(shù)比

10、為1:3:2,AC,下列說法可以證明反應N2 + 3H2 2NH3 已達平衡狀態(tài)的是( ) A.1個NN鍵斷裂的同時,有3個HH鍵形成 B.1個NN鍵斷裂的同時,有3個HH鍵斷裂 C.1個NN鍵斷裂的同時,有6個NH鍵斷裂 D.1個NN鍵斷裂的同時,有6個NH鍵形成,AC,下列說法中可以充分說明反應: P(氣) + Q(氣) R(氣) + S(氣),在恒溫下已達平衡狀態(tài)的是（） A.反應容器內(nèi)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(nèi)P、Q、R、S四者共存 D.反應容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時間而變化,B,

11、知識總結(jié),,,,正,逆,,時間,,速率,正逆,一定條件下處于化學平衡的可逆反應，當外界條件發(fā)生改變時，平衡狀態(tài)是否會發(fā)生變化呢？,條件改變,,,平衡移動,,,平衡被破壞,新平衡,一定條件下建立的平衡,化學平衡是一定條件下的平衡，當條件發(fā)生變化導致v(正) v(逆)時，原有的化學平衡就被破壞，直至在新的條件下建立新的平衡為止。,,可逆反應中舊化學平衡的破壞、新化學平衡的建立過程叫做化學平衡的移動。,平衡移動的標志：,反應混合物中各組分的百分含量發(fā)生改變, v正v逆,定義：,研究對象：已建立平衡狀態(tài)的體系,【提出假設(shè)】,影響化學平衡的主要因素是,三、化學平衡的移動,濃 度,溫 度,壓 強,催化劑,

12、【回憶】影響化學反應速率的外界條件主要有哪些？,化學反應速率,影響化學平衡的因素,探究濃度對化學平衡移動的影響,實驗2-5,交流思考,根據(jù)現(xiàn)象，思考討論以下問題：,滴加5-15滴濃硫酸,滴加5-15滴NaOH溶液,,,濃度對化學平衡移動的影響：,實驗現(xiàn)象,加入濃硫酸,c(H+)增大,增大生成物濃度,化學平衡有無變化？如何判斷？,溶液顏色改變說明什么問題？,,c(Cr2O72-)增大,,,平衡向逆反應方向移動,,,加入濃硫酸,反應向著生成Cr2O72-的方向進行,c(CrO42-)增大,加入NaOH,c(H+)減小,減小生成物濃度,,,加入NaOH,,反應向著生成CrO42-的方向進行,,,平衡

13、向正反應方向移動,探究濃度對化學平衡移動的影響,實驗2-6,溶液顏色變深,溶液顏色變深,溶液顏色變淺,溶液顏色變淺,實驗原理,交流思考,根據(jù)現(xiàn)象，思考討論以下問題：,Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 （紅色）,實驗現(xiàn)象,顏色加深,加入FeCl3,c(Fe3+)增大,平衡向正反應方向移動,增大反應物濃度,加入KSCN,化學平衡有無變化？,溶液顏色加深和變淺說明什么問題？,,c(Fe(SCN)3)增大,顏色加深,c(Fe(SCN)3)增大,,c(SCN-)增大,增大反應物濃度,,,平衡向正反應方向移動,,加入FeCl3,反應向著生成Fe(SCN)3的方向進行,,,,,,加入KSCN,反

14、應向著生成Fe(SCN)3的方向進行,Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 （紅色）,,,,v正 = v逆,v逆,v正,,,,v正= v逆,,,,v正,v逆,,,V mol/(L.S）,平衡狀態(tài),平衡狀態(tài),速率-時間關(guān)系圖：,,增大反應物的濃度，,原因分析,增大反應物的濃度， v正 v逆，平衡向正反應方向移動；,濃度對平衡的影響,化學平衡向正反應方向移動,速率-時間關(guān)系圖：,濃度對平衡的影響,化學平衡向逆反應方向移動,速率-時間關(guān)系圖：,例如： 在二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的過程中，應該怎樣通過改變濃度的方法來提高該反應的程度？,結(jié)論：,在工業(yè)生產(chǎn)中適當增大廉價的反應物的濃度，使化學平

15、衡向正反應方向移動，從而提高價格較高的原料的轉(zhuǎn)化率，以降低生產(chǎn)成本。,意義：,反應物有兩種或兩種以上, 增大一種物質(zhì)的濃度, 該物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率降低, 而其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率提高。,只要是增大濃度，不論增大的是反應物的濃度，還是生成物的濃度，新平衡狀態(tài)下的反應速率一定大于原平衡狀態(tài)下的反應速率；減小濃度，新平衡狀態(tài)下的速率一定小于原平衡狀態(tài)下的反應速率。,反應物只有一種時, 增大反應物的濃度，該物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率不一定提高。,改變固體或純液體的量對V正、V逆的大小沒有影響，所以化學平衡不移動。---對氣體、溶液適用。,注意：,壓強對化學平衡的影響：氣體,實驗數(shù)據(jù)：,NH3的百分含量隨著壓強的增大而增

16、大，即增大壓強，反應向著生成NH3的方向進行。,增大壓強，平衡向著氣體體積減小的方向移動。,,,,v正 = v逆,v(增大),v(減小),,,,v正 = v逆,,,,v正,v逆,,,v,平衡狀態(tài),平衡狀態(tài),增壓,速率-時間關(guān)系圖：,,原因分析,a + b c,增大壓強，平衡向著氣體體積減小的方向移動。,,v正 = v逆,v(增大),v(減小),,,,v正 = v逆,,,,v正,v逆,,,v,平衡狀態(tài),平衡狀態(tài),減壓,速率-時間關(guān)系圖：,,原因分析,a + b c,減小壓強，平衡向著氣體體積增大的方向移動。,,,體積縮小：即氣體分子數(shù)目減少 體積增大：即氣體分子數(shù)目增多,說明:,反應體系中有氣體

17、參加且反應前后氣體總體積發(fā)生改變的反應。,前提條件：,對于反應前后氣體總體積發(fā)生變化的可逆反應，在其它條件不變時，增大壓強，會使化學平衡向著氣體體積 的方向移動，減小壓強，會使化學平衡向著氣體體積 的方向移動。,縮小,增大,結(jié)論：,,V正= V逆,,t2,對于反應H2O(g)+CO H2+CO2 ，如果增大壓強,反應速率是否改變,平衡是否移動？,交流思考,保持體積不變：充入惰性氣體，平衡不移動。,保持壓強不變：充入惰性氣體，體積增大，相當于減小壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動。,增大壓強,探究溫度對化學平衡移動的影響,實驗2-7,溫度對化學平衡的影響,升溫,顏色加深,c(NO2)增

18、大,c(NO2)增大,,,,,升溫,平衡向吸熱反應方向移動,降溫,顏色變淺,c(N2O4)增大,c(N2O4)增大,,,,,降溫,平衡向放熱反應方向移動,,,,v正 = v逆,v(放熱),v(吸熱),,,,v正= v逆,,,,v正,v逆,,,v,平衡狀態(tài),平衡狀態(tài),升溫,速率-時間關(guān)系圖：,,原因分析,升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動。,（正反應是放熱反應）,,v正 = v逆,v(放熱),v(吸熱),,,,v正 = v逆,,,,v正,v逆,,,v,平衡狀態(tài),平衡狀態(tài),降溫,速率-時間關(guān)系圖：,,原因分析,降低溫度，平衡向放熱反應方向移動。,,,（正反應是放熱反應）,結(jié)論：,注意：,在其它條件不

19、變的情況下，升高溫度,不管是吸熱反應還是放熱反應，反應速率都增大，但吸熱反應增大的倍數(shù)大于放熱反應增大的倍數(shù)，故平衡向吸熱反應的方向移動。,,,催化劑對化學平衡的影響,加入催化劑,催化劑不能使化學平衡發(fā)生移動；不能改變反應混合物含量；但可以改變達到平衡的時間,可見，要引起化學平衡的移動，必須是由于外界條件的改變而引起V正 V逆。,V正= V逆,結(jié)論：,化學平衡移動方向的速率判斷：,若外界條件變化引起v正 v逆： 平衡向正反應方向移動,若外界條件變化引起v正 v逆： 平衡向逆反應方向移動,若外界條件變化引起v正 v逆： 平衡未被破壞，平衡不移動,化學平衡總往反應速率大的方向移動,

20、結(jié)論：,科學史話,1900年，化學家勒沙特列通過計算，認為N2、H2在高壓條件下可直接生成氨，接著用實驗來驗證。但實驗過程中發(fā)生了爆炸，他沒調(diào)查事故原因，覺得這實驗有危險，放棄了研究。勒沙特列的合成氨實驗就這樣夭折了。,早在1888年，法國科學家勒夏特列就發(fā)現(xiàn)了這其中的規(guī)律，并總結(jié)出著名的勒夏特列原理，也叫化學平衡移動原理：,平衡移動原理,如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、溫度、或壓強等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。,平衡移動的本質(zhì)：,化學平衡為動態(tài)平衡，條件改變造成V正 V逆,平衡移動原理（勒沙特列原理）：,注意：,1.勒夏特列原理的適用范圍,2.對“減弱這種改變”的正確理解,平

21、衡移動原理只能用來判斷平衡移動的方向，但不能用來判斷建立平衡所需的時間。,只適用于已達平衡的體系，對所有的動態(tài)平衡都適用。,定性角度：用于判斷平衡移動的方向。平衡移動方向與條件改變方向相反。,定量角度：平衡移動后結(jié)果變化的方向不變，但程度減小?！皽p弱”并不是“完全消除”這種改變，更不是“扭轉(zhuǎn)”。,B,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(guān)敘述正確的是（ ） 生成物的百分含量一定增加 生成物的產(chǎn)量一定增加 反應物的轉(zhuǎn)化率一定增大 反應物濃度一定降低 正反應速率一定大于逆反應速率 使用了合適的催化劑 A. B. C. D. ,A.m +

22、 n p B.A的轉(zhuǎn)化率降低 C.平衡向正反應方向移動 D.C的體積分數(shù)增加,一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應：m A(g) + nB (g) pC (g) ,達到平衡后，溫度不變，將氣體體積縮小到原來的1/2,達到新平衡時，C的濃度為原來的1.8倍，則下列說法正確的是( ),B,3.在一個不導熱的密閉反應器中，只發(fā)生兩個反應： a(g) + b(g) 2c(g)；H0 進行先關(guān)操作且達到平衡后(忽略體積改變所做的功)，下列敘述錯誤的是( ),A.等壓使，通入惰性氣體，c的物質(zhì)的量不變 B.等壓時，通入z氣體，反應器中溫度升高 C.等容時，通入惰性氣體，各反應速率不變 D.等容

23、時，通入z氣體，y的物質(zhì)的量濃度增大,A,化學反應速率、平衡圖像,解圖像題離不開讀圖、析圖和解答。讀圖是解題的基礎(chǔ)，析圖是關(guān)鍵，解答是目的。,面：圖像形狀，橫坐標、縱坐標的含義（無論是反應速率圖像還是平衡圖像）。,解圖象題三步曲：一看、二想、三判斷,“一看”看圖像,線：弄清線的走向、變化趨勢及線的陡與平。,點：弄清曲線上點的含義，抓住四點(起點、終點、交點、拐點)。,是否需要作輔助線（等溫線、等壓線）。,看量的變化：,“二想”想規(guī)律,與化學原理相聯(lián)系，聯(lián)想外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響規(guī)律。,“三判斷”通過對比分析，作出正確判斷。,根據(jù)圖像中體現(xiàn)的關(guān)系與所學規(guī)律進行對比分析，作出符合題

24、目要求的判斷。,二維圖象,物質(zhì)的量（濃度） 時間像,看起點和終點,此類圖像揭示了體系中某組分濃度在反應過程中的變化情況，應注意各組分曲線的拐點，要看清平衡時反應物的消耗量和生成物的增加量，并結(jié)合有關(guān)原理進行推理判斷。,從反應開始到平衡時，該反應物實際減小的濃度,,對于一般的可逆反應mA + nB pC + qD,速率 時間圖,二維圖象,速率 時間圖,對于一般的可逆反應mA + nB pC + qD,一點連續(xù)、一點突躍是濃度變化對平衡影響的特征,,二維圖象,此類圖像揭示了反應速率隨時間變化的規(guī)律，應抓住曲線的變化趨勢，注意看清曲線是連續(xù)的、還是跳躍的，并結(jié)合有關(guān)原理進行推理判斷。,速率 時間

25、圖,對于一般的可逆反應mA + nB pC + qD,,,二維圖象,,,V正,V逆,V,,溫度,速率 壓強（或溫度）圖,2A(s) + 2B(g) 2C(g) + D(g) H 0,壓強,V,,,V正,V逆,二維圖象,,三維圖象,轉(zhuǎn)化率（含量） 溫度（壓強） 時間圖,N2 + 3H2 2NH3 H -92.3kJ/mol,此類圖像反映了體系中某組分含量在不同溫度（或壓強）下隨時間的變化趨勢。應看清各曲線拐點出現(xiàn)的先后，先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡，該變化的溫度高（壓強大）。,先拐先平數(shù)字大,,轉(zhuǎn)化率（含量） 溫度（壓強） 時間圖,三維圖象,先從拐點向橫軸作垂線： 先拐

26、先平，溫度、壓強高。,再從拐點向縱軸作垂線： 分析溫度、壓強升高時，轉(zhuǎn)化率或含量的變化， 判斷平衡移動的方向，從而確定反應的熱效應或物質(zhì)計量數(shù)。,解題思路：,三維圖象,轉(zhuǎn)化率（含量） 溫度 壓強圖像,N2 + 3H2 2NH3 H -92.3kJ/mol,,,定一議二,圖像中有三個量時，先確定橫坐標不變，再討論縱坐標和變量兩個量的關(guān)系。,判斷：,A轉(zhuǎn) 化 率,溫度,0,T,,m + n p + q,,Q 0,等溫線,<,豎直做垂線,轉(zhuǎn)化率（含量） 壓強 溫度圖像,三維圖象,mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) HkJ/mol,四維圖象,含量 壓強、溫度 時間圖,mA(

27、g) + nB(g) pC(g) + qD(g) HkJ/mol,此類圖像反映了體系中某組分含量隨溫度、壓強改變而變化的情況。由于圖像中涉及到多因素的改變，應先確定其中一個量不變，再討論其他量的變化關(guān)系。,定一議二,判斷壓強高低： P1____P2 m + n____p + q,判斷溫度高低： T1___T2 正反應____熱,,,<,吸,四維圖象,含量 壓強、溫度 時間圖,mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) HkJ/mol,六、其它：, 正反應吸熱, 正反應吸熱, 正反應放熱, m+n

28、5. 下圖是在其它條件一定時，反應,中NO 的最大轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。圖中坐標有A、B、C、D4點，其中表示未達平衡狀態(tài)且V正V逆的點是 。,濃度(含量等)-壓強(溫度等)圖,已知：mM(s)+ nN(g) pQ(g)；H V逆 BA點比B點反應速率快 Cnp Dm+np,在工業(yè)生產(chǎn)中，人們經(jīng)常會遇到各種各樣的可逆反應，如合成氨、接觸法制硫酸等等?？赡娣磻哂幸欢ǖ南薅龋磻薅鹊拇笮τ诠I(yè)生產(chǎn)有著直接的影響，如何定量地描述化學反應的限度呢？,當一個可逆反應在一定條件下達到化學平衡狀態(tài)時，反應物和生成物的濃度之間有沒有關(guān)系？有什么樣的關(guān)系？,請同學們閱讀教材P28P29 表中的數(shù)據(jù)回

29、答下列問題。,一定溫度下達到平衡時， 的數(shù)值有什么特點？, 的結(jié)果與起始濃度的大小以及建立平衡的途徑有無關(guān)系, 表達式中的冪與化學計量數(shù)之間有何關(guān)聯(lián)？,,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，也無論起始濃度的大小，最后都能達到化學平衡。,冪之積--- 以濃度為底數(shù)、化學計量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積,達到平衡時，盡管每種物質(zhì)的濃度在各個體系中并不一致，但生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)。,在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)叫做該反應的化學平衡常數(shù)(簡稱平衡常數(shù))，用K表示。,二、化學

30、平衡常數(shù),概念：,化學平衡常數(shù)是一定溫度下一個反應本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。,其中c為各組分達到平衡狀態(tài)時的濃度,數(shù)學表達式：,對于一般的可逆反應mA + nB pC + qD,單位：,K只與溫度有關(guān)，與反應物或生成物的濃度無關(guān)，與平衡建立的途徑無關(guān)。,特點：,單位為(molL-1)n（沒有固定單位）,意義：,教材P29,一般當K 105 時，該反應進行得基本完全， K < 10-5 時則認為該反應很難進行(逆反應較完全）,化學平衡常數(shù)數(shù)值的大小是可逆反應進行程度的標志。 它表示在一定溫度下，可逆反應達到平衡時該反應進行的程度（反應的限度）。,平衡常數(shù)只表示反應進行的程度，不表示反應

31、進行的快慢程度（即速率大，K值不一定大）。,注意事項:,必須指明溫度，反應必須達到平衡狀態(tài)。,稀溶液中進行的反應，如有水參加，水的濃度不必寫在平衡常數(shù)表達式中，,寫出反應,的平衡常數(shù)表達式，想一想書寫平衡常數(shù)表達式時需要注意什么問題？,固體、純液體不寫在平衡常數(shù)表達式中，只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。,一定溫度下水溶液中的水不能代入表達式，但非水溶液中的水和氣態(tài)水要代入表達式。,寫出下列可逆反應的平衡常數(shù)表達式,化學平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫方式有關(guān)。同一個化學反應，可以用不同的化學方程式來表示，每個化學方程式都有自己的平衡常數(shù)表達式及相應的平衡常數(shù)、相應的單位。,K1 1/K2

32、K32,多重平衡規(guī)則,若干可逆反應方程式相加(減)，則總反應的平衡常數(shù)等于分步反應平衡常數(shù)之乘積(商)。,K = K1 K2,例1:,如某溫度下，可逆反應 mA + nB pC + qD平衡常數(shù)為K，若某時刻時，反應物和生成物的濃度關(guān)系如下：,化 學 平 衡 常 數(shù) 的 應 用,利用K值作標準，判斷正在進行的可逆反應是否處于平衡狀態(tài)及不平衡時反應進行的方向。,濃度商,其中c為各組分在任意時刻時的濃度,Q K，v正v逆，反應向正反應方向進行,Q K，v正v逆，反應向逆反應方向進行,平衡常數(shù)只能大致告訴我們一個可逆反應的正向反應所進行的最大程度，并不能預示反應達到平衡所需要的時間。,Q K，v正

33、v逆，反應處于平衡狀態(tài),則：,利用K值判斷反應的熱效應,若升高溫度，K值增大，,若升高溫度，K值減小，,則正反應為吸熱反應；,則正反應為放熱反應；,利用平衡常數(shù)，求平衡時各組分的濃度.,教材P29 例1,利用平衡常數(shù)，求平衡時反應物的轉(zhuǎn)化率.,教材P30 例2,化學平衡的有關(guān)計算,基本模式“三段式”,運用“三段式”進行化學平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率、物質(zhì)的量分數(shù)、平均相對分子質(zhì)量等的計算。,基本關(guān)系,反應物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度,生成物：平衡濃度起始濃度轉(zhuǎn)化濃度,如果平衡向正方向移動，反應物轉(zhuǎn)化率一定會增大嗎？,不一定。這要看平衡向正反應方向移動是由什么條件引起的。如果是通過改變溫度、壓強或減小生成

34、物濃度引起的平衡右移，則反應物的轉(zhuǎn)化率一定增大。如果是向體系中增加某種反應物的量，造成平衡向正反應方向移動，則轉(zhuǎn)化率的變化要具體分析,如果平衡向正方向移動，正一定增大嗎？,不一定。因為平衡向正反應方向移動的原因是：正 逆，盡管正 減小，但只要滿足正 逆平衡就向正反應方向移動。,交流思考,濃度/molL-1,時間/s,,,0.00,,,1.00,2.00,,,1.58,0.21,濃度/molL-1,,,t2,,,HI,H2或I2,,,0.00,,,1.00,2.00,,,,1.58,0.21,,,t1,時間/s,HI,H2或I2,,在425時，在1L密閉容器中進行反應： H2+I2 2HI,達到

35、平衡，分別說明下列各圖所示的涵義。由圖中的事實可以說明化學平衡具有哪些特征？,,從正反應開始,從逆反應開始,1molH21mol I2,2mol HI,,相當于, 1mol 3mol 0mol, 0.5mol 1mol 0mol,+0.5mol,+2mol, 0mol 0mol 2mol,化學平衡的建立只與條件有關(guān)，與途徑無關(guān)。條件相同，不管采取何種方式和途徑進行， 無論反應從什么方向開始正向開始、逆向開始、從中間某狀態(tài)開始）是一次投料還是分幾次投料，只要起始濃度相當，最終均可達到同一平衡狀態(tài)。,,等 效 平 衡,一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下的同一可逆反應，無論

36、經(jīng)過何種途徑，達到平衡后，平衡混合物中各組分的百分含量(質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)等)對應相同（但各組分的物質(zhì)的量、濃度可能不同），這樣的化學平衡互稱為等效平衡。,一、等 效 平 衡,含義：,化學平衡之,分類：,完全等同相同組分的百分含量和物質(zhì)的量都相同 （等量等比）,比例相同相同組分的百分含量相同、物質(zhì)的量不等（等比不等量）,等效平衡建立的規(guī)律,恒溫恒容,在一定溫度下，一個容積固定的密閉容器中發(fā)生反應：2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g)，根據(jù)下表有關(guān)數(shù)據(jù)分析恒溫、恒容下等效平衡建成的條件。,探究等效平衡建成的條件（一）,對于反應前后氣體分子數(shù)不等的可逆反應，只改變起始

37、加入情況，使用極限轉(zhuǎn)化法將各種情況換算成平衡式左右兩邊同一邊相同反應物或生成物，其物質(zhì)的量與原平衡相同，則二平衡等效。,極限轉(zhuǎn)化,（一邊倒、投料量相同）,產(chǎn)生結(jié)果：,各組分百分含量、n、c均相同。,等量等效,,?,恒溫恒容,例1、在一定溫度下，把2molSO2和1molO2通入一個一定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，當此反應進行到一定程度時，反應混合物就處于化學平衡狀態(tài)。現(xiàn)在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量（mol）。如a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達到平衡時，反應混

38、合物中三種氣體的體積分數(shù)仍跟上述平衡時的完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? 若a=0，b=0，則c=______ 。 若a=0.5，則b=______c=______。 a、b、c必須滿足的一般條件是（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 ）____________、___________________。,對于反應前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應，只要反應物(或生成物)的物質(zhì)的量的比例與原平衡相同，則二平衡等效。,（投料比相同）,例2、在一個固定容積的密閉容器中，保持一定溫度進行反應A(g)+B(g) 2C(g),已知加入1molA和2molB，在達到平衡后

39、生成了amolC（見下表已知項），此時C在平衡混合氣中的體積分數(shù)為x。在相同的實驗條件下，填寫下表中的空白：,等比等效,恒溫恒壓,在一定溫度下，一個壓強恒定的密閉容器中發(fā)生反應：2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g)，根據(jù)下表有關(guān)數(shù)據(jù)分析恒溫、恒壓下等效平衡建成的條件。,探究等效平衡建成的條件（二）,恒溫恒壓,2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g),改變起始加入情況，使用極限轉(zhuǎn)化法將各種情況換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)，其物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達平衡后與原平衡等效。,產(chǎn)生結(jié)果：,各組分百分含量、c均相同，n同比例變化,（一邊倒、投料比相同）,等比等效,例3、在

40、一個盛有催化劑容積可變的密閉容器中，保持一定溫度和壓強，進行以下反應： N2 +3H2 2NH3 。已知加入1molN2和4molH2時達到平衡后生成amol NH3 (見下表“已知”項)。在相同溫度、壓強下，保持平衡時各組分的體積分數(shù)不變。對下列編號的狀態(tài)填寫表中的空白。,,恒溫恒壓,,平衡狀態(tài),?,等效平衡小結(jié),投料換算成相同物質(zhì)表示時量相同,兩次平衡時各組分百分量、n、c均相同,投料換算成相同物質(zhì)表示時等比例,兩次平衡時各組分百分量相同，n、c同比例變化,投料換算成相同物質(zhì)表示時等比例,兩次平衡時各組分百分量、c相同，n同比例變化,等效思想的應用,放縮法,,反應A(g)+B(g) C(

41、g)；H<0已達平衡,升高溫度,平衡逆向移動,當反應一段時間后反應又達平衡,則速率對時間的曲線為,首先要把握大方向,即升溫使V正、V逆都變大,所以B不對；再看起點和終點,由于原反應是平衡的(V逆=V正),因而起點相同,又由于再次達到平衡(V正V逆),因而終點相同,故A不對；由于正反應是放熱反應,所以升溫使V正和V逆都增大,但逆反應增大得更多,故V逆更大,即V逆的曲線斜率大，故答案為C。,變式1,,加熱N2O5時，發(fā)生下列兩個分解反應： N2O5 N2O3O2 ， N2O3 N2OO2；在1L密閉容器中加熱4mol N2O5達到化學平衡時O2的濃度為4.50 mol/L， N2O3的濃度為1

42、.62 mol/L，求其他各物質(zhì)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：,起,變,平,,4mol,0,0,x,4mol-x,y,x-y,x+y,xy = 1.62,x +y = 4.50,解得：,x = 3.06 mol,y = 1.44 mol,故：c（N2O5）= (43.06)mol/1L=0.94mol/L,c（N2O ）= 1.44 mol/1L=1.44mol/L,x,x,x,x,x,x,0,y,y,y,碳酸甲乙酯(CH3OCOOC2H5)是一種理想的鋰電池有機電解液，生成碳酸甲乙酯的原理為：C2H5OCOOC2H5(

43、g)CH3OCOOCH3(g) 2CH3OCOOC2H5(g) 。其他條件相同CH3OCOOCH3 的平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度(T)、反應物配比(R)的關(guān)系如下圖所示,在密閉容器中將1molC2H5OCOOC2H5和1molCH3OCOOCH3 混合加熱到 650 K，利用圖中的數(shù)據(jù)，求此溫度下該反應的平衡常數(shù) K。,控制化學反應條件的目的,控制反應，讓反應向我們需要的方向進行。,對于有害的反應：抑制,減緩反應速率；,減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生，控制副反應的發(fā)生；,三、化學反應條件的控制,對于有利的反應：促進,設(shè)法加快反應速率以提高生產(chǎn)或工作效率；,設(shè)法促進反應的完成程度以提高原料的利用率或轉(zhuǎn)化率

44、。,控制化學反應條件的方法,從反應物濃度、反應溫度、壓強、催化劑的選擇等角度入手，根據(jù)化學反應速率和化學平衡理論，同時結(jié)合環(huán)境保護思想進行分析。,如何充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量？,應選擇什么樣的爐（灶）膛材料？理由是什么？,空氣用量對煤的充分燃燒有什么影響？為什么？,煤的狀態(tài)與煤燃燒的速率有何關(guān)系？與煤的充分燃燒有何關(guān)系？,粉碎固體原料，以增大其與氧氣的接觸面，加快反應速率，同時可以提高原料的利用率；,空氣過量有利于煤的充分燃燒，提高煤的利用率；,爐膛應該用隔熱、耐高溫材料，減少熱量的損失；,廢氣中的熱量可以加以利用，避免浪費。,提高煤的燃燒效率,燃燒時要有適當過量的空氣；, 固體燃料粉碎，液體燃料霧化,提高燃料的燃燒效率,盡可能使燃料充分燃燒，提高能量的轉(zhuǎn)化率；,燃料與空氣或氧氣要有足夠大的接觸面積。,盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放出的熱能，提高熱能的利用率；,,加熱使反應速率增大，.,減緩或抑制橡膠與塑料老化的速率，延長使用壽命。,隔絕空氣和水分，防止金屬與之反應。,使林木與火源脫離接觸，防止火勢擴大，以利滅火。,硅膠可以吸收水分，防止食品、藥品受潮變質(zhì)。,