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第三节 化学平衡. 第一课时. 教学目标. 1. 建立化学平衡的观点; 2. 理解化学平衡的特征; 3. 理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响; 4. 理解平衡移动的原理。. 【 复习 】1 外界条件对化学反应速率影响的规律. 浓度、压强、温度、催化剂. 是影响化学反应速率的 四大因素. 此外还有 光、超声波、激光、放射性、电磁波、 反应物的颗粒的大小、 扩散速率、溶剂效应 等也影响了反应速率。. 2 、用碰撞理论解释化学反应速率的影响.
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第三节 化学平衡 第一课时
教学目标 1.建立化学平衡的观点; 2.理解化学平衡的特征; 3.理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响; 4.理解平衡移动的原理。
【复习】1外界条件对化学反应速率影响的规律【复习】1外界条件对化学反应速率影响的规律
浓度、压强、温度、催化剂 是影响化学反应速率的四大因素 此外还有光、超声波、激光、放射性、电磁波、反应物的颗粒的大小、扩散速率、溶剂效应等也影响了反应速率。
2、用碰撞理论解释化学反应速率的影响 (1)浓度:在其他条件不变时,增大反应物浓度,单位体积内分子的总数增多,活化分子数也相应增多,因而单位时间内的有效碰撞次数增多,化学反应速率增大。 (2)压强:对于气体来说,其他条件不变时,增大压强即增大反应物的浓度,因而可以增大化学反应速率。
2、用碰撞理论解释化学反应速率的影响 (3)温度:在其他条件不变时,升高温度,一方面使反应物分子的能量增加,使活化分子百分数增多;另一方面分子的运动加快,单位时间里反应物分子间的碰撞次数增加,从而导致反应速率加快。前者是主要的因素。 (4)催化剂:在其他条件不变时,使用催化剂,能降低反应的活化能,大大增加单位体积内活化分子的百分数,反应速率加快。
影响 结果 外界 条件改变 课堂练习 1 、试将外界条件对反应速率的影响结果 填入下表中:
NH3+H2O NH3·H2O 一、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. 注意:可逆反应总是不能进行到底,得到的总是反应物与生成物的混合物,反应会达到一定的限度.
问题: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? 没有!以胆矾溶解于水为例
溶解 溶液中 的溶质 固体 溶质 结晶 硫酸铜晶体 饱和硫酸铜溶液
即:溶解速率 = 结晶速率 达到了溶解的平衡状态,一种动态平衡 那么,可逆反应的情况又怎样呢?
在一定条件下,2mol SO2与1mol O2反应能否得到2mol SO3? 1、可逆反应是在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应; 2、可逆反应不能进行到底,因而对于任何一个可逆反应都存在一个反应进行到什么程度的问题。
在容积为1L的密闭容器里,加0.01molCO和0.01molH2O(g),CO+H2O CO2+H2 速率 时间 开始时c(CO) 、c(H2O)最大,c(CO2) 、c(H2)=0 随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大 进行到一定程度,总有那么一刻,正反应速率和逆反应速率的大小不再变化 化学 平衡状态 c(CO) 、c(H2O)逐渐减小 c(CO2) 、c(H2)逐渐增大 正反应速率 相等 正反应速率=逆反应速率 逆反应速率
二、化学平衡状态: 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保持不变的状态。 前提条件:可逆反应 强调三点 实质:正反应速率=逆反应速率 标志:反应混合物中各组分的 浓度保持不变的状态
2、化学平衡状态的特征 (1)逆:可逆反应; (2)等:正反应速率=逆反应速率 (3)动:动态平衡(正逆反应仍在进行) (4)定:反应混合物中各组分的浓度保持不变,各组分的含量一定。 即等效平衡,稍后讨论 (5)变:条件改变,原平衡被破坏,在新的条件下建立新的平衡。 (6)同:条件相同,某一可逆反应无论是从正反应开始还是从逆反应开始,最终均可达到同一平衡状态。
3、可逆反应达到化学平衡状态的标志 (1)直接标志: ①正反应速率等于逆反应速率 ②各组分的百分含量不随时间改变而改变 (2)间接标志: ①各组分的浓度不随时间改变而改变 ②各物质的物质的量不随时间改变而改变 ③各气体的压强不随时间改变而改变 ④气体的颜色不随时间改变而改变 ⑤气体的密度或平均相对分子质量不随时间改变而改变 有时不一定可用!!
注意! 对于不同类型的可逆反应,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(反应过程中)是否发生变化。若 是则可;否则,不行。
如: (1)对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应: (2SO2+O2 2SO3) 来说,可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。
(2)对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应:(2)对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应: (H2+I2(g) 2HI) 不能用此标志判断平衡是否到达,因为在此反应过程中,气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。
重要题型: 【例1】 在一定温度下,可逆反应: A(气)+3B(气) 2C(气) 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. 单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolB C.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1:3:2 AC
【例2】 下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气) , 在恒温下已达平衡状态的是( ) A. 反应容器内压强不随时间变化 B. P和S的生成速率相等 C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存 D. 反应容器内总物质的量不随时间而 变化 B
【例3】下列说法可以证明反应 N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是( ) AC 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
【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(固)+3B(气) 2C(气)+D(气) 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 B C
【例5】 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是( ) ①C的生成 速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB ③A、B、C的浓度不再变化 ④A、B、C的分压强不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB ⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 ②⑧
思 考 练 习 在固定体积的的密闭容器中发生反应: 2NO2 2NO + O2 该反应达到平衡的标志是: (1)混合气体的颜色不再改变 ( ) (2)混合气体的平均相对分子质量不变( ) (3)混合气体的密度不变 ( ) (4)混合气体的压强不变 ( ) (5)单位时间内消耗2nmolNO2的同时 生成2nmolO2 ( ) (6) O2气体的物质的量浓度不变 ( )
小结 前提条件 1、化学平衡状态的定义 实质 标志 2、化学平衡状态的特征 逆、动、等、定、变、同 3、达到平衡状态的标志
相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,达到平衡时,任何相同物质的含量(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同的化学平衡互称等效平衡。相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,达到平衡时,任何相同物质的含量(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同的化学平衡互称等效平衡。