化学平衡状态全

1、化学平衡状态全第1页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一反应速率v(正)v(逆)v(正)= v(逆)t1时间（t）0(1) 0t1：v(正)v(逆)(2) t1： v(正)=v(逆)化学平衡状态第2页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 一、化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应， 当正反应速率与逆反应速率相等， 反应物与生成物的物质的量或浓度不再改变， 这种状态称为“化学平衡状态”简称化学平衡。第3页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应， （研究对象）当正反应速率与逆反应速率相等， （本质）反应物

2、与生成物的物质的量或浓度不再改变。 （结果）这种状态称为“化学平衡状态”简称化学平衡。第4页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一v正 = v逆化学平衡状态的特征？逆、等、动、定、变思考第5页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一(3)动：动态平衡（正逆反应仍在进行）(2)等：V正=V逆(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。(5)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。(1)逆：可逆反应 化学平衡状态特征第6页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 探究2 在容积为2L的密闭容器里，加0.01molC

3、O和0.01molH2O(g), 进行如下反应: COH2O CO2H2该可逆反应达平衡状态的特征?如何判断此反应已达到化学平衡状态?第7页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 在一定体积的容器中进行N2+3H2 2NH3下列说法是否可以证明此反应达到平衡状态?单位时间内生成2nmol NH3的同时生成 3nmol H2.2.单位时间内分解2nmol NH3的同时生成 nmol N2.3.H2的生成速率与N2的生成速率之比为3:1.6. 混合气体中n(N2):n( H2):n(NH3)=1:3:27. 混合气体中C(N2)=C( H2)=C(NH3)8. 混合气体中N2的浓

4、度保持不变.9. 混合气体中气体的密度保持不变.10. 混合气体中的压强保持不变.5.1个N N断裂的同时有3个H-H键断裂.4.1个N N断裂的同时有6个N-H键断裂.思考第8页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一1.在一定温度下,一定容器内进行的可逆反应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3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1:3:2E.容器内总压强不变.思考 A C E第9页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一2.下列说法中可以

5、充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气),在恒温恒容下已达平衡状态的是（） 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思考第10页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一可 能 的 情 况 举 例是否达到平衡1.混合物 体系中 各成分 的含量各物质的物质的量或物质的量分数一定各物质的质量或质量分数一定各气体的体积或体积分数一定总压强、总物质的量一定2.正逆反 应速率 的关系单位时间内消耗m molA，同时生成mmol A单位时间内消耗了n molB，同时消耗p mol CV(A

6、):V(B):V(C): V(D) = m : n : p : q 单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D是是是分情况是是否是对于密闭容器中的可逆反应： mA（g）+ nB （g） pC （g） + q D （g） 根据你对化学平衡概念的理解，判断下列各种情况下，是否达到平衡状态。 第11页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一可 能 的 情 况 举 例是否达到平衡3.压强其他条件不变， m + n = p + q时，压强不变其他条件不变， m + n = p + q时，压强不变4.平均分子量M m + n = p + q时，M 一定 m + n = p + q

7、时，M 一定5.温度其他条件一定时，体系温度不变6.体系密度其它条件一定时，密度不变7.其他组成成分有颜色时，体系颜色不再变化是否是否是否是第12页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一1.对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应（如2SO2+O2 2SO3）来说，可利用混合气体的总压强、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。注意2.对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应：如H2(g) +I2(g) 2HI(g)，因为在此反应过程中，气体的总压、总物质的量都不随时间的改变而改变,因此不能用此标志判断平衡是否到达.第13页，共90页，2022年，5月

8、20日，23点23分，星期一 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。第14页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 1.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.气体的总物质的量思考 BC第15页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一第16页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一序号起始时

9、浓度mol/L平衡时浓度mol/L平衡时c (H2)c(I2)c (HI)cH2c(I2)c(HI)10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.010840.0070100.00100.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g) + H2(g) 2HI(g)54.554.654.4554.33c (HI)2c(H2) c(I2) 在698.6K，反应体系中各物质浓度的有关数据如下常数对比书P29？第1

10、7页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一1.定义： 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）二、化学平衡常数（符号：K）2.表达式：（K 只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关）第18页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一反应正向进行程度大的是 ，反应物转化率大的是 。Cl2(g) + H2(g) 2HCl(g)Br2(g) + H2(g) 2HBr(g)25时，该反应的化学平衡常数K= 5.3 x103325时，该反应的化学平衡常数K= 2.2 x10

11、18对比以下两个化学反应：1、2、？反应1反应1第19页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 K值越大，表示反应进行的程度越大，反应 物转化率也越大。3.化学平衡常数的意义：定量的衡量化学反应进行的程度一般当K105时，该反应进行得基本完全。第20页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一化学反应方程式化学平衡常数 N2+3H2 2NH3 K1 1/2N2+3/2H2 NH3 K2 2NH3 N2+3H2 K3判断K1与K2、K3的关系K1 = （K2）2K1 = 1K3 ？第21页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一写出下列反应化学平衡

12、常数的表达式：CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)K = c(CO2) c(CO) c(CO2) c(H2)K = ？第22页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一4.书写平衡常数表达式时应注意：对同一反应，平衡常数表达式和数值， 与化学方程式的书写有关 凡浓度保持恒定不变的物质（如：固体、纯液体）， 不写入平衡常数的表达式 必须指明温度，反应必须达到平衡状态第23页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一5.有关化学平衡常数和转化率的计算 在某温度下，将I2和H2各0.1mol的气态混合物充入10L

13、的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得C（H2）=0.008mol/L。（1）求该反应的平衡常数。（2）在上述温度下，该容器中若通入I2和H各0.20mol。 试求达到化学平衡时各物质的浓度。例1：第24页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 思考在密闭容器中，将2.0molCO与10molH2O混合加热到800.达到下列平衡：求CO转化为CO2的转化率。CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.0 平衡转化率= 平衡时已转化了的某反应物的量 转化前该反应物的量100%第25页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一1.已知一氧化碳与水蒸

14、气的反应为CO + H2O(g) CO2 + H2催化剂高温 在427时的平衡常数是9.4。如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。 思考第26页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一2.现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2+O2 2SO3 已知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K19，试判断，当SO2转化率为50时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，向哪个方向进行？达平衡状态时,SO2的转化率应为多少？ 思考第27页，共90页，2022年，5月20

15、日，23点23分，星期一第28页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一(5)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。 可见，化学平衡只有在一定的条件下才能保持。当外界条件改变，旧的化学平衡将被破坏，并建立起新的平衡状态。 探究1化学平衡状态特征中的 “变” ?如何理解 “化学平衡移动”?第29页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。化学平衡移动的概念:研究对象：已建立平衡状态的体系平衡移动的标志：2.反应混合物中各组分的浓度发生改变.(各组分的物质的量的百分含量,质量百分含量

16、,体积百分含量,反应物的转化率等都发生变化) 1. V正 V逆三、化学平衡移动第30页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 探究2 那些外界因素可以促使化学平衡发生移动 ? 如何设计实验证明化学平衡发生移动 ?浓度压强温度催化剂?第31页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一1、影响化学平衡的因素浓度对化学平衡的影响 实验 请大家阅读课本P26 实验2-5，设计实验。 请大家阅读课本P27 实验2-6，设计实验。第32页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 在其它条件不变的情况下， 增加反应物的浓度,平衡向正反应方向移动; 减少生成物的

17、浓度，平衡向正反应方向移动； 增加生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动;减少反应物的浓度 ，平衡向逆反应方向移动。 结论第33页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一t2V正 = V逆V逆V正t3V正= V逆V正V逆t1 t（s） V（molL-1S-1）0 平衡状态平衡状态 图象速率时间 增大反应物浓度第34页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 当减小反应物的浓度时, 化学平衡将怎样移动?并画出速率-时间关系图思考第35页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一浓度引起平衡移动的相关图象增大反应物浓度平衡正向移动减小生成物浓度平衡正向移动

18、0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)第36页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一浓度引起平衡移动的相关图象增大生成物浓度平衡逆向移动减小反应物浓度平衡逆向移动0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)第37页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 增大成本较低的反应物的浓度，提高成本较高的原料的转化率。浓度对化学平衡的影响 意义第38页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一1.在二氧化硫转化为三氧化硫的过程中，应该怎样通过改变浓度的方法来提高该反应的

19、程度？ 增加氧气的浓度 思考2.可逆反应H2O(g)C(s) CO(g)H2(g) 在一定条件下达平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？CO浓度有何变化? 增大水蒸气浓度 加入更多的碳 增加H2浓度第39页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一影响化学平衡的因素温度对化学平衡的影响 实验 请大家阅读课本P28 实验2-5，设计实验。第40页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一在其它条件不变的情况下， 升高温度，平衡向吸热反应方向移动； 降低温度，平衡向放热反应方向移动。 结论第41页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一t2V正 =

20、V逆V正V,逆t3V正= V逆V正V逆t1 t（s） V（molL-1S-1）0 平衡状态平衡状态 图象速率时间 2NO2 N2O4 H=56.9KJ/mol 升高温度第42页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一温度引起平衡移动的相关图象对于反应m A + n B p C + q D （正向放热）Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)升高温度平衡逆向移动降低温度平衡正向移动第43页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一条件的改变 平衡移动的方向 平衡移动的结果增大反应物浓度减小反应物浓度增大生成物浓度 减小生成物浓度升

21、高温度降低温度正反应方向减弱反应物浓度增大的趋势正反应方向减弱生成物浓度减小的趋势逆反应方向逆反应方向减弱反应物浓度减小的趋势减弱生应物浓度增大的趋势吸热反应的方向减弱温度降低的趋势放热反应的方向减弱温度升高的趋势第44页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一平衡移动原理勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。第45页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 结合勒夏特列原理思考：压强对平衡移动如何影响？2NO2 N2O4例： 增大压强或减小压强平衡如何变化？有何现象？如何解释？（g）（g）思考第46页，

22、共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 2NO2 N2O4(红棕色)(无色)当加压气体体积缩小时，混和气体颜色先变深是由于 ， 后又逐渐变浅是由于 _ 当减压气体体积增大时，混和气体颜色先变浅是由于 后又逐渐变深是由于_ NO2浓度增大 NO2浓度减小 平衡向正反应方向移动平衡向逆反应方向移动（g）（g）压强对化学平衡的影响第47页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一条件的改变 平衡移动的方向 平衡移动的结果增大压强 降低压强气体体积增大的反应方向减弱压强降低的趋势气体体积减小的反应方向减弱压强增大的趋势 结论在其它条件不变的情况下， 增大压强，平衡向气体体

23、积减少的方向移动； 减少压强，平衡向气体体积增大的方向移动。第48页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一压强引起平衡移动的相关图象当 m + n p + q时：Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)增大压强平衡正向移动减小压强平衡逆向移动对于反应 m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g) 第49页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一压强引起平衡移动的相关图象对于反应 m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g) 当 m + n = p + q时：增大压强平衡不移

24、动减小压强平衡不移动Vt0V(正)V(逆)Vt0V(正)V(逆)第50页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强对平衡无影响；例：对如下平衡 A(气)B (气) 2C (气) D (固) V正V逆0t1t2V正= V逆t3加压对化学平衡的影响V正V逆0t1t2V正= V逆t3减压对化学平衡的影响 注意第51页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 1.催化剂同等程度的加快或减慢正、逆反应速率(V正=V逆)；对化学平衡无影响。t时间（b）V速率V正V逆0V逆V正2.催化剂能缩短平衡到达的时间，提高工作效率。催化剂对化学

25、平衡无影响第52页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一N2（g） + 3H2（g） 2NH3（g） ( 正反应放热 )tt0t1t2t3t4t5t6(正)(逆)(正)(逆)增压使用催化剂降温第53页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 化学平衡的移动，就是改变外界条件，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程。1、反应速率改变2、反应混合物中各组分的质量或浓度发生改变.(各组分的物质的量的百分含量,质量百分含量,体积百分含量,反应物的转化率等都发生变化) 第54页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一第55页，共90页，2022年，

26、5月20日，23点23分，星期一 四、化学平衡图像问题第56页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一一、浓度 时间图：tcCAB 1)写出化学反应方程式：2)求反应物的转化率：A+2B 3CA的转化率=33.3%B的转化率=66.7%5A 3B+2CA的转化率=62.5%1)写出化学反应方程式：2)求反应物的转化率：ABCtc0.40.30.20.1第57页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一tvV逆V正t1 t2引起平衡移动的因素是 ，平衡将向 方向移动。增大生成物浓度逆反应二、速率 时间图：tvV逆V正t1 t2引起平衡移动的因素是 ，平衡将向 方向移

27、动。减小反应物浓度逆反应第58页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 对于可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，达平衡后，改变压强有如下图变化： 则压强变化是 (填“增大或减小”)， 平衡向 反应方向移动， m+n p+q(填“、=”)。v逆t1 t2tvv正增大逆反应第59页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 对于反应A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g) HT22、画垂线：找关系推出：升温A的转化率增大即升温平衡正向移动3、结合原理：得结论升温平衡向吸热方向移动第61页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一

28、对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)tC%P1P2m+n p+qP12、画垂线：找关系推出:减压C%增大即减压平衡正向移动3、结合原理：得结论减压平衡向气体体积增大的方向移动第62页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)tT1T2A%正反应为 反应（填“吸热或放热”）C%tP1P2m+n p+q放热=第63页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一tB%T2P2T1P2T1P1 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)123 1和2对比：温度相同，压强不同 2和3对比：温度

29、不同，压强相同H 0m+np+q1、注意曲线走势的含义推出：随温度升高 A的转化率减小正反应放热2、画垂线推出：随压强增大 A的转化率增大T1第65页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)m+n p+q正反应放热PA%500200等温线等压线P1第66页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一图像题解题思路：1、看清横、纵坐标代表的含义；2、看清曲线的变化趋势；3、看清曲线上的特殊点；4、必要时作辅助线；5、依据外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律，得出结论。 拐点：先拐先平，速率快 图像出现三个变

30、量时：定一议二 小结：第67页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 通过平衡常数的特征，可以区分化学反应限度与化学平衡状态，即：平衡常数（K）与化学反应限度对应，平衡转化率与化学平衡状态对应，所以，一个化学反应限度可能对应千千万万个平衡状态。 化学平衡状态改变，化学反应限度不一定发生变化。第68页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 五、等效平衡第69页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 在一定条件下的同一可逆反应，只是起始物质加入情况不同（先加反应物或先加入生成物或者同时加入），则达到平衡后，同一组分的体积分数(或物质的量分数)均

31、相同，这样的化学平衡互称等效平衡。 等效平衡的含义恒温恒容or恒温恒压转化成同一边的物质，相等或成比例第70页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一二、等效平衡建立的条件及类型恒温恒容（定T、V）的等效平衡在定T、V的条件下，对于反应前后气体体积改变的反应：若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。在定T、V条件下，对于反应前后气体体积不变的反应：只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡相同，则两平衡等效。第71页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一 Eg1:在一定温度下的某体

32、积恒定密闭容器中,从4个不同途径建立下列可逆反应的平衡状态: N2 + 3H2 = 2NH3 (1) 1mol 3mol 0mol (2) 0mol 0mol 2mol (3) 0.5mol 1.5mol 1mol (4) xmol ymol zmol 如果 : x+z/2=1; y+3z/2=3.Eg2:在一定温度下的某体积恒定密闭容器中,从4个不同途径建立下列可逆反应的平衡状态: H2 + I2 = 2HI(1) 1mol 1mol 0mol(2) 0mol 0mol 4mol(3) 1mol 1mol 4mol(4) xmol ymol zmol第72页，共90页，2022年，5月20日

33、，23点23分，星期一在恒温恒压（T、P）的等效平衡在定T、P条件下：若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成方程式左右两边同一物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。第73页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一Eg3:在一定温度下的某压强恒定密闭容器中,从4个不同途径建立下列可逆反应的平衡状态:N2 + 3H2 = 2NH31mol 3mol 0mol 0mol 0mol 4mol1mol 3mol 4molX mol y mol z mol如果：(x +z/2 ) :(y + 3z/2) = 1:3第74页，共90页，2022年，5月20日，23点23分

34、，星期一总结：对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应而言恒容容器中要想达到同一平衡状态，投料量必须相同；恒压容器中要想达到同一平衡状态，投料量可以不同，但投入的比例得相同。对于反应前后气体体积不变的可逆反应而言，不管是恒容还是恒压，要想达到同一平衡状态，只要按比例投料即可。等压比相同；等容量相同,若系数（气体系数）不变，可为比相同。第75页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一第76页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一序号起始时浓度mol/L698.6K平衡时浓度mol/L698.6K平衡时c (H2)c(I2)c (HI)cH2cI2cHI10.010

35、670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g) + H2(g) 2HI(g)54.554.654.4554.33根据表中的数据计算出平衡时 的值，并分析其中规律。c (HI)2c(H2) c(I2) 2c (HI)c(H2) c(I2) 探究1第77页，共90页，2022年，5月20日，23点23分，星期一1.定义： 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）化学平衡常数2.表达式：第78