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化学平衡

第三节. 化学平衡. 教学目标. 一、 知识与技能 1 、理解可逆反应、化学平衡的概念 2 、理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征。 二、过程与方法 1 、通过对化学平衡概念、化学平衡的特征的学习，培养演绎、归纳的能力，观察能力，识图能力以及思维的广阔性、深刻性和批判性。 2 、通过溶解平衡、化学平衡、可逆反应之间的联系，提高知识的归纳总结能力。 三、情感态度与价值观 1 、利用化学平衡的动态特征，渗透对立统一的辩证唯物主义思想教育。 2 、加强新知识的运用，找到新旧知识的连接处是掌握知识的关键，培养严谨的学习态度和思维习惯。. 教学重点 :.

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化学平衡

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Presentation Transcript

  1. 第三节 化学平衡

  2. 教学目标 一、知识与技能 1、理解可逆反应、化学平衡的概念 2、理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征。 二、过程与方法 1、通过对化学平衡概念、化学平衡的特征的学习，培养演绎、归纳的能力，观察能力，识图能力以及思维的广阔性、深刻性和批判性。 2、通过溶解平衡、化学平衡、可逆反应之间的联系，提高知识的归纳总结能力。 三、情感态度与价值观1、利用化学平衡的动态特征，渗透对立统一的辩证唯物主义思想教育。 2、加强新知识的运用，找到新旧知识的连接处是掌握知识的关键，培养严谨的学习态度和思维习惯。 教学重点: 化学平衡的概念和特征

  3. 学生活动:两人一组扳手腕比赛 结果分析 思考：你得到了什么启示？

  4. 物理学中：力平衡 作用于同一物体的两个力大小相等方向相反， 合力为零 化学中：溶解平衡 可逆平衡

  5. 什么是饱和溶液？ 在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。 饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？

  6. 阅读课本P25，学生思考 1、蔗糖晶体溶解过程中存在哪两个相反的过程？ 2、随着时间的变化，这两种过程的速率如何变化？ 3、达到溶解平衡时，是不是这两过程均已停止？溶液有何特征？

  7. 小结:溶解平衡的建立过程 开始时：V（溶解）>V( 结晶 ) 平衡时：（1）V（溶解）=V( 结晶 ) ≠0 （2）溶解与结晶未停止 (3)达到了溶解的平衡状态，一种动态平衡 溶解 蔗糖晶体 蔗糖溶液 结晶

  8. 那么，可逆反应的情况又怎样呢？

  9. 可逆反应 一、 1、什么是可逆反应？ 在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应. N2 + 3H2 2NH3 • 可逆反应的特征： 不能向一个方向完全进行到底，反应物的转化率 不能达到100%

  10. 在容积为1L的密闭容器里，加0.01molCO和0.01molH2O(g), CO＋H2O CO2＋H2 二、化学平衡的建立过程 最大 1、反应刚开始时： 反应物浓度————，正反应速率———— 生成物浓度为————，逆反应速率为—— 最大 0 0 减小 2、反应过程中： 反应物浓度————，正反应速率，生成物浓度，逆反应速率。 逐渐减小 增大 逐渐增大 正反应速率＝逆反应速率 3、一定时间后，必然出现：

  11. V t 反应开始 V正> V逆 V正 反应过程中 V正减小, V逆增大 V正=V逆 V逆 到一定时间 V正＝V逆≠0 反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保持不变，达到动态平衡，这就是我们今天要重点研究的重要概念—化学平衡状态

  12. 三、 化学平衡: 1、定义： 化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度 （或百分含量）保持不变的状态。 2、化学平衡的性质： ⑴、反应条件： ——一定条件是基础 ⑵、研究对象： ——可逆反应是前提 ⑶、本质： v正＝ v逆 反应混合物组成成分的浓度保持 不变 ⑷、标志：

  13. 3、化学平衡状态的特征： ⑴、逆： 化学平衡研究的对象是可逆反应 化学平衡是动态平衡，虽然达到平衡状态，但正反应和逆反应并未停止 ⑵、动 ⑶、等： 化学平衡时，v正＝ v逆＞0 ⑷、定： 反应混合物各组分的浓度保持一定 ⑸、变： 化学平衡建立在一定条件下，条件改变时，平衡就会被破坏，变为不平衡，并在新条件下建立新的平衡

  14. 4、判断是否达到平衡状态的标志 正逆反应速率相等和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志 ⑴、直接标志： ①、速率关系：v正＝ v逆

  15. 【思考交流1】怎样理解v正= v逆？ 【例１】 在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是　() A.C的生成速率与C分解的速率相等 B.　单位时间生成n molA,同时生成3n molB C.　单位时间生成B的速率,与生成C的速率 相等 D.　单位时间生成n molA,同时生成2n molC AD

  16. 方法小结：判断平衡时，要注意 (1)：不同物质表示的反应速率必须与计量数成正比 (2)：反应方向必须对立

  17. 迁移应用 【例2】下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3已达平衡状态的是( ) A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成 B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂 C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂 D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成 AC 方法小结：在判断化学平衡时，要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。

  18. ②、含量关系：反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、物质的量分数、体积分数保持不变②、含量关系：反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、物质的量分数、体积分数保持不变

  19. 【思考交流2】怎样理解反应混合物中各组分的浓度保持不变【思考交流2】怎样理解反应混合物中各组分的浓度保持不变 【例3】下列说法中可以充分说明反应: P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒温下已达平衡状态的是（　　　） (A) P、Q、R、S的浓度不再变化 (B) P、Q、R、S的分子数比为1:1:1：1 (C)反应容器内P、Q、R、S共存 (D)反应容器内总物质的量不随时间而变化 A

  20. 方法小结：怎样理解反应混合物中各组分的浓度保持不变？方法小结：怎样理解反应混合物中各组分的浓度保持不变？ “各组分的浓度保持不变”不能理解为与方程式的化学计量数成正比。也不能理解为各组分浓度相等。

  21. 【思考交流3】怎样理解平衡与体系特征物理量的关系？ 【例4】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是（其中只有B气体有颜色） ( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.气体的平均分子量 D.气体的颜色 BCD

  22. 方法小结：某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前是否发生变化。方法小结：某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前是否发生变化。 若是则可；否则，不行。

  23. 迁移提升 【例5】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A(s)+3B(g) 2C(g)+2D(g)已达平衡状态的是 （ ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量 ABCD

  24. 方法小结：混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间的延长而改变(适用前提反应前后气体分子个数不相等)方法小结：混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间的延长而改变(适用前提反应前后气体分子个数不相等)

  25. 能够说明 N2 + 3H2 2NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是 ： 你学会了吗？ ①容器内N2、H2、NH3三者共存 ②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等 ③ 容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2 ④t min内生成1molNH3同时消耗0.5molN2 ⑤t min内，生成1molN2同时消耗3mol H2 ⑥ 某时间内断裂3molH-H键的同时，断裂6molN-H键 ⑦容器内质量不随时间的变化而变化 ⑧容器内压强不随时间的变化而变化 ⑨容器内密度不再发生变化 ⑩容器内的平均摩尔质量不再发生变化 25

  26. ↓ 分析 归纳 → 迁移 → 课时小结： 一、化学平衡的建立 化学平衡特征 化学平衡概念 常见平衡 (前提.对象.本质.现象) 判定平衡状态

  27. 化学平衡的应用价值： 已知合成氨工业，发生的反应为N２ (g) +3H２ (g) 2NH３ (g) 如何使更多的N２ (g)和H２ (g) 转变为 NH３？

  28. 练习 ：在500℃、钒触媒的作用下，某密闭容器中反应 2SO2＋ O2 2SO3达到化学平衡状态时的标志是 （ ） BD A SO2的消耗速率等于SO3的生成速率 B SO2的生成速率等于SO3的生成速率 C SO2的消耗速率等于O2消耗速率的2倍 D SO3的生成速率等于O2生成速率的 2倍

  29. 可逆反应达到平衡状态的标志 可逆反应达到平衡时，V正=V逆，即单位时间内任一物质生成多少，就消耗多少。表现在外部的特点是：各物质的物质的量不变，总物质的量也不变，每一种物质的物质的量的百分含量也不变，混合气体的平均相对分子质量也不变，每种物质的浓度也不变，如温度、体积固定，反应容器内的总压，也不随时间的变化而变。（但对反应前后气体物质分子数相等的可逆反应，就不能用总压、平均分子质量是否随时间变化来判断是否达到了平衡。

  30. 复习引入： 1、影响化学反应速率的因素有哪些？如何影响？ 2、化学反应达平衡的标志是什么？平衡特征？ 3、 V正 =V逆在外界条件的作用下能否被改变？哪些条件能改变？如何改变？ 4、浓度、温度等外界条件的改变后， V正 =V逆还一定成立吗？ 5、当V正 ≠V逆时，化学反应还处于平衡状态吗？反应会如何进行？

  31. 以mA+ nB= xC + yD为例，反应前投入一定量的A、B 一定时间 正向移动 条件改变 一定时间 建立平衡 破坏旧平衡 建立新平衡 三 影响化学平衡的条件 V正>V逆 V正=V逆 V正≠V逆 V正=V逆 开始不平衡 平衡1 不平衡 平衡2 定义：可逆反应中旧化学平衡的破坏，新化学平衡的建立过程，称为化学平衡的移动。 根据平衡移动发生的过程分析平衡移动发生的本质原因是什么？ 哪些因素的改变可能会引起平衡移动？

  32. 1 浓度对化学平衡的影响 实验： FeCl3与KSCN反应 实验原理： FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl 根据实验原理分析当加入FeCl3或KSCN溶液后，试管中溶液颜色有什么变化？反应朝哪边进行？ 为什么增加任一反应物的浓度都能促进平衡朝正反应方向进行？（试从浓度的变化如何影响V正 、V逆的速率来解释原因） 能否用v-t（速率— 时间） 图象来表示这个过程？ 若用减少生成物浓度 、减少反应物浓度、增加生成物浓度来代替增加反应物浓度，上面这些问题分别有何不同？

  33. V Vˊ正 Vˊ正＝Vˊ逆 平衡状态2 V正 V正＝V逆 Vˊ逆 平衡状态1 V逆 t3 t1 t2 O 时间 【图象】：平衡移动过程，用速率—时间图象表示如下：

  34. 条件改变 平衡移动方向 原因 结果 增大反应物浓度 正反应方向 υ正↑>υ逆↑ 消耗反应物 υ正↓> υ逆 ↓补充生成物 减小生成物浓度 正反应方向 增大生成物浓度 逆反应方向 υ正↑< υ逆 ↑ 消耗生成物 减小反应物浓度 逆反应方向 υ正↓< υ逆 ↓ 补充反应物 [小结] （1） 谁增耗谁，谁减补谁，但不能将外加 条件削减为0。 （2）此规律只适用于气态、溶液中的平衡混合物。对于固体纯液体来说，它们的浓度是常数，改变它们的量，平衡不移动。

  35.  Cl2+H2O HCl+HClO达平衡后 总结浓度变化引起平衡移动的规律： 在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度（或减少生成物的浓度），都可以使平衡向正反应方向移动，反之亦然。 应用： 硫酸工业中，常鼓入过量的空气与SO2反应原因？ A、加入氢氧化钠发生什么反应？ B、久置氯水的成分是什么？为什么？ C、反应中增加HCl的浓度怎么反应？ D、为什么氯气不溶于饱和食盐水？ E、加入NaHCO3固体，[HClO]变化？

  36. 对可逆反应N2+3H2 2NH3+Q达到平衡，填写下列空白： 温度，体积不变，往其中通入N2，开始时 V正，V逆 —————，平衡向_______反应方向移动。 • 在密闭容器中进行CaCO3 CaO+CO2，达平衡 • A、为什么在密闭容器中该反应才是可逆反应？ • B、加入CaCO3平衡如何移动？ • C、体积不变，充入CO2平衡怎么移动？ 增大 增大 正

  37. 例:在一定条件下，对于密闭容器中进行的反应例:在一定条件下，对于密闭容器中进行的反应 P(g)＋Q(g) R(g)＋S(s) 下列说法中可以充分说明这一反应已经达到平衡状态的是 （ ） A．P、Q、R、S的浓度相等 B. P、Q、R、S在密闭容器中共存 C．P、Q、R、S的浓度不再变化 D.用P的浓度表示的化学反应速率与用Q的浓度表示的化学反 应速率相等 C

  38. 2 压强对化学平衡的影响 适用范围：反应中只要有气体物质存在 ， （无论是发应物还是 生成物） 对反应前后气体总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。 例: 在可逆反应2SO2+O2 2SO3的平衡体系中，增大体系压强时，v正_________,v逆__________,平衡向_______移动，SO2的转化率______ 正反应 增大 增大 提高

  39. 注:对反应前后气态物质的总体积没有变化的可逆反应，增大或减小压强都不能使化学平衡移动，如H2(g)＋I2(g) 2HI(g) 增大压强，对已达到平衡的下列反应3X（g）＋Y(g) 2Z(g) ＋2Q（s）产生的影响是 （ ） A.     正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动 B.     正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动 C.     正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动 D.     正、逆反应速率都没有变化，平衡不发生移动 C

  40. [练习]分析下列两个可逆反应达到平衡后，当改变压强平衡[练习]分析下列两个可逆反应达到平衡后，当改变压强平衡 否移动？怎样移动？ ①H2 + I2(气) 2HI ②CO2 + C(固) 2CO 注：平衡混合物都是固体或纯液体，改变压强对化学平衡无影响。

  41. 判断压强引起平衡移动的思路： • 压强变化是否引起体积变化？ • 若体积变化则浓度发生改变 • 浓度改变则引起速率的变化 • 速率变化后，若导致V正 ≠V逆时平衡移动 • 若V正 = V逆时，则平衡不移动 例：已知N2 + 3H2 2NH3在一密闭容器中反应达平衡后，向容器中充入一定量的稀有气体使容器内的压强增大，平衡是否移动？ 不移动，体系压强没有改变，体积没有改变，浓度也没变。

  42. V正’ V正’= V逆’ V正 平衡状态Ⅱ V逆’ V正= V逆 V逆 0 t1 t2 t3 压强对化学平衡的影响 • 2NO2(气) N2O4(气) [思考]用V-t图像分析 平衡状态Ⅰ 加压对化学平衡的影响

  43. V正’= V逆’ 压强对化学平衡的影响 • 2NO2(气) N2O4(气) [练习]用V-t图像分析 V正 V正= V逆 平衡状态Ⅰ V逆’ 平衡状态Ⅱ V逆 V正’ 0 t1 t2 t3 减压对化学平衡的影响

  44. 二、压强对化学平衡的影响：

  45. 温度对化学平衡的影响 • 『实验』 2NO2 N2O4 （正反应放热反应） （无色） (红棕色） 达到平衡的混合气体 放入热水中→颜色加深，NO2 浓度增大→平衡向逆向移动 （吸热方向） 放入冷水中→颜色变浅，N2O4浓度增大→平衡向正向移动 （放热方向 ） 在其他条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；温度降低会使平衡向着放热反应方向移动。

  46. V逆’ 即v吸 V正’= V逆’ V正 平衡状态Ⅱ V正’ 即v放 V正= V逆 V逆 0 t1 t2 t3 • 结合速率 — 时间图象分析升温后该反应的正、逆速率怎么变，平衡为什么向逆反应方向移动？ 平衡状态Ⅰ 升温对化学平衡的影响

  47. V正’= V逆’ 练习：如果对该反应采取温度降低措施，图像如何画呢？ V正 V正= V逆 平衡状态Ⅰ V正’ 平衡状态Ⅱ V逆 V逆’ 0 t1 t2 t3 降温对化学平衡的影响

  48. 三、温度对化学平衡的影响：

  49. 例题： 下列反应在密闭容器中进行，并达平衡， 减小压强，平衡逆向移动的是（ ）；升高温度，平衡正向移动的是（ ） A CO+NO2 CO2+NO+Q B N2+3H2 2NH3+Q C 3O2 2O3 — Q D PCl3（g）+Cl2 PCl5（g）+Q BCD C

  50. 例题：1、在高温下，下列反应达到平衡：C(s)＋H2O CO(g)＋H2(正反应为吸热反应）如果温度升高，平衡向________移动；减小压强，平衡向_________移动。 正反应方向 正反应方向 2、对于任何一个平衡体系，采取下列措施一定会引起平衡移动的是( ) A、加入一种反应物 B、增加体系的压强 C、升高温度 D、使用催化剂 C

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