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文档简介
2-3化学平衡【教学目标】之知识与技能1、了解可逆反应和不可逆反应概念2、描述化学平衡建立过程,建立起化学平衡概念3、经过试验探究温度、浓度和压强对化学平衡影响4、掌握平衡移动原理(勒夏特列原理)并能利用其处理平衡问题【教学目标】之过程与方法1、从学生已经有关于饱和溶液溶解平衡,导入化学平衡,经过对溶液节平衡了解和迁移,让学生建立起化学平衡是个动态平衡概念2、经过边讲边试验形式引导学生认真观察试验现象,启发学生充分讨论。师生共同归纳出平衡移动原理,达成既激发学生兴趣又启发思维目标【教学目标】之情感态度与价值观1、化学平衡是宇宙中各种平衡一个小小分支,它和日常生活中溶解、环境、生态等平衡问题都与生活息息相关;27中“生命元素”在人体中为此着平衡,其含量由生命活动需要而定,既不可多,也不可少,不然就会破坏平衡,影响人体健康——化学与生命息息相关【教学重点】EQ\B\lc\{(\a\al(1、化学平衡概念建立,2、温度、浓度、压强对化学平衡影响,3、化学平衡移动原理应用,))【教学难点】EQ\B\lc\{(\a\al(1、化学平衡概念建立,2、温度、浓度、压强对化学平衡影响,3、化学平衡移动原理应用,))【教学方法】试验探究、推理、讨论【课时安排】10课时【教学过程】第一课时【知识回顾】什么是可逆反应?可逆反应有什么特点?一、可逆反应1、定义: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反应2、表示方法:用“”表示。如:H2+I22HI【讲解】可逆反应中所谓正反应、逆反应是相正确,通常把向右进行反应叫做正反应,向左进行反应叫做逆反应。【学与问】反应2H2+O2点燃2H2O与2H2O电解2H2↑+O2↑是否是可逆反应?点燃电解【讲解】可逆反应是在同一个条件下,同时向两个方向发生反应才叫可逆反应。这两个反应是在不一样条件下进行反应,所以不是可逆反应【讲解】因为可逆反应同时向两个方向发生反应,所以不论反应多长时间,都不能向任何一个方向进行到底,如3H2+2N22NH3,只能尽可能多地将氮气和氢气转化为氨气,反应最终能进行到什么程度,这就是我们今天要研究问题——化学平衡3、特点:参加反应物质不能完全转化二、化学平衡1、化学平衡状态建立⑴溶解平衡建立【试验探究】将CuSO4粉末逐步加入到20mL水烧杯中到烧杯底部有适量晶体出现EQ\B\lc\{(\a\al(起始:υ(溶)最大υ(析)=0,中间:υ(溶)逐步减小,υ(析)逐步增大,但υ(溶)>υ(析),最终:υ(溶)=υ(析)>0,即达成溶解平衡状态,))【讲解】若不改变条件,υ(溶)=υ(析)>0将一直进行下去,也即溶解平衡是一个动态平衡。比如将晶形不完整晶体放入到其饱和溶液中一段时间后,晶体会变得完整、有规则,但晶体质量并不发生改变υυυυ(溶)υ(溶)=υ(析)>0υ(析0tυυ(正)υ(正)=υ(逆)>0υ(逆0t溶解平衡图像化学平衡图像:从反应物达成平衡⑵化学平衡状态建立【讲解】以可逆反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)为例,若反应开始时只有CO和H2O,没有CO2和H2,此时c(CO)、c(H2O)最大,所以υ(正)最大,c(CO2)=c(H2)=0mol/L,所以υ(逆)AUTOTEXT==0。伴随反应进行,反应物不停降低,生成物逐步增加,υ(正)逐步减小,υ(逆)逐步增大,当反应进行到某一时刻,υ(正)AUTOTEXT==υ(逆),此时,反应达成了其“程度”,反应体系中各物质物质量、浓度等都不再发生改变,但反应依然在进行着,只是υ(正)AUTOTEXT==υ(逆),我们把这么状态叫作化学平衡状态,简称化学平衡⑶定义:在一定条件下可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分浓度保持不变状态,就叫做化学平衡状态,简称化学平衡【思索与交流】依照前面分析,请大家思索:化学平衡研究对象是什么?2、化学平衡特征⑴逆:化学平衡研究对象是可逆反应【思索与交流】当反应达成平衡时,有什么特点?⑵等:化学反应处于化学平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率,但都不等于零,即:υ(正)=υ(逆)>0【思索与交流】反应是否还在进行?为何?⑶动:化学平衡是动态平衡,反应处于平衡状态时,化学反应仍在进行,反应并没有停【思索与交流】平衡状态下反应体系中各成份量是否发生改变?⑷定:化学反应处于化学平衡状态时,反应化合物中各组分浓度保持一定,体积分数保持一定【思索与交流】平衡能否一直保持不变?⑸变:化学平衡是有条件平衡状态,当外界条件改变,原有化学平衡被破坏,直到建立新化学平衡。3、化学平衡标志⑴微观标志:υ(A正)=υ(A逆)>0——实质【讲解】υ(正)=υ(逆)指是同一物质正反应速率与逆反应速率相等⑵宏观标志:反应混合物中个组分浓度和体积分数保持不变【练习】在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达成平衡标志是(C)A.单位时间内生成nmolA2同时生成nmolABB.容器内总压不随时间改变C.单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2D.单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2第二课时4、化学平衡状态判断⑴基本依据:EQ\B\lc\{(\a\al(①υ(A正)==υ(A逆)>0,只要能证实此即可,②反应混合物中各组成成份质量分数保持不变,))⑵常见方法:以xA+yBzC为例①直接Ⅰ、速率:EQ\B\lc\{(\a\al(a、υ(A正)==υ(A逆),b、υ(A耗)==υ(A生),c、υ(A耗)∶υ(A生)==x∶y,d、υ(B耗)∶υ(C耗)==y∶z,))【练习】《红对勾——讲义手册》P33:例3、P34:2Ⅱ、各物质质量分数保持不变【讲解】依照理想气体状态方程:pV=nRT我们还能够推导出以下结论:②间接:EQ\B\lc\{(\a\al(a、混合气体总压、总体积、总物质量不随时间改变而改变(x+y≠z),b、各物质浓度、物质量、质量不随时间改变而改变,c、各气体压强、体积不随时间改变而改变,d、混合气密度、平均分子量、压强不随时间改变而改变(x+y≠z),))【问题探究】当外界条件改变时,已经建立化学平衡会不会发生什么改变?【讲解】我们知道,化学平衡是有条件平衡,在一定条件下才能保持平衡状态,当平衡条件发生改变时,原平衡就会被破坏,反应混合物里各组分含量会随之改变,然后在新条件下重新建立平衡,我们把这么过程叫作化学平衡移动υυυ'(正)υ'(正)=υ'(逆)υ(正)υ'(逆)υ'(正)=υ'(逆)υ(正)0t三、化学平衡移动1、定义:可逆反应中旧化学平衡破坏、新化学平衡建立过程叫做化学平衡移动2、化学平衡移动原因化学平衡移动原因是反应条件改变引发反应速率改变,使υ(正)≠υ(逆),平衡混合物中各组分含量也发生对应改变3、化学平衡移动标志⑴微观:外界条件改变使原平衡体系υ(正)=υ(逆)关系被破坏,使υ(正)≠υ(逆),然后在新条件下,重新建立υ(正)=υ(逆)关系,才能表明化学平衡发生了移动【学与问】假如外界条件改变使得υ(正)、υ(逆)同等程度地改变,平衡是否发生移动?【讲解】假如外界条件改变使υ(正)、υ(逆)改变倍数相同,那么对反应中任何一个物质而言:消耗了多少就会生成多少,所以体系中各物质浓度不发生改变,全部此时平衡不移动⑵宏观:反应混合物中各组分体积分数发生了改变,才能说明化学平衡发生了移动【思索与交流】当外界条件发生改变时,我们怎样才能判断平衡移动方向?4、化学平衡移动方向判定【讲解】外界条件改变,首先影响是化学反应速率,所以要判断平衡移动方向,我们首先必须知道条件改变对υ(正)、υ(逆)影响哪个大些⑴υ(正)>υ(逆):化学平衡向正反应方向(右)移动υυυ(正)υ'(正)υ'(正)=υ'(逆)υ'(正)=υ'(逆)υ'(逆)υ''(正)υ''(正)=υ''(逆)υ(正)υ''(逆)0t⑵υ(正)<υ(逆):化学平衡向逆反应方向(左)移动υυυ(正)υ'(逆)υ'(正)=υ'(逆)υ'(正)=υ'(逆)υ'(正)υ''(逆)υ''(正)=υ''(逆)υ(正)υ''(正)0t⑶υ(正)=υ(逆):化学平衡不移动υυυ(正)υ'(正)=υ'(逆)υ'(正)=υ'(逆)υ''(正)=υ''(逆)υ(正)0t【小结】EQ\B\lc\{(\a\al(1、化学平衡状态判断依据:EQ\B\lc\{(\a\al(①υ(A正)==υ(A逆)>0,只要能证实此即可,②反应混合物中各组成成份质量分数保持不变,)),,2、平衡移动方向判断:EQ\B\lc\{(\a\al(⑴υ(正)>υ(逆):化学平衡向正反应方向(右)移动,⑵υ(正)<υ(逆):化学平衡向逆反应方向(左)移动,⑶υ(正)=υ(逆):化学平衡不移动,)),))【作业】第三课时【引言】上节课我们学习了化学平衡移动方向判断方法,那么,外界条件改改变学平衡将向哪个方向移动呢?这节课我们就来详细研究外界条件对化学平衡影响四、外界条件对化学平衡影响1、浓度【试验探究】演示试验2-5【现象】1号试管橙红色变深,2号试管黄色变深【结论】EQ\B\lc\{(\a\al(增大产物浓度时平衡向逆反应方向移动,减小产物浓度时平衡向正反应方向移动,))【试验探究】演示试验2-5编号12步骤1滴加饱和FeCl3滴加1mol/LKSCN溶液现象溶液变得更红溶液变得更红步骤2滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液现象红色变浅红色变浅【结论】⑴EQ\B\lc\{(\a\al(增大反应物浓度时平衡向正反应方向移动,减小反应物浓度时平衡向逆反应方向移动,))【思索与交流】为何改变反应物浓度会引发化学平衡移动?【讲解】当增大反应物浓度时,正反应速率增大,随之生成物浓度也逐步增大,逆反应速率也增大,但逆反应速率增大量不及正反应速率增大量,所以平衡向正反应方向(右)移动,如图⑴。若降低生成物浓度,则逆反应速率减小,随之反应物浓度降低,正反应速率也减小,但正反应速率减小程度不及逆反应速率减小程度,所以平衡向正反应方向(右)移动,如图⑵。反之亦然,如图⑶⑷①增大反应物浓度②降低生成物浓度υυ(υυ(正)υ'(正)υ'(正)=υ'(逆)υ'(正)=υ'(逆)υ'(逆)υ(逆)0tυυ(正)υ'(正)=υ'(逆)υ'(正)υ'(正)=υ'(逆)υ(逆)υ'(逆)0t③增大生成物浓度④降低反应物浓度υυ(υυ(正)υ'(逆)υ'(正)=υ'(逆)υ'(正)=υ'(逆)υ'(正)υ(逆)0tυυ(正)υ'(正)=υ'(逆)υ'(逆)υ'(正)=υ'(逆)υ(逆)υ'(正)0t【思索与交流】是否增加反应物或降低生成物量都能使平衡向正反应方向移动;增加生成物或降低反应物量都能使平衡向逆反应方向移动?【结论】否。增大固体或纯液体量,因为浓度不变,所以平衡不移动【思索与交流】对反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),若增大反应物A浓度,平衡将向哪个方向移动?反应物A.B转化率将怎样改变?【结论】对反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),若增大反应物A浓度,平衡将向正反应方向移动。反应物B转化率将增大,而A则减小【思索与交流】本规律在化工生产上有何利用价值?【讲解】在化工生产上,往往采取增大轻易取得或成本较低反应物浓度方法,使成本较高原料得到充分利用⑵速率-时间图(见上,从图像分析可得以下结论)①改变反应物浓度,只能使正反应速率瞬间增大或减小;改变生成物浓度,只能使逆反应速率瞬间增大或减小②只要υ(正)在上面,υ(逆)在下面,即υ(正)>υ(逆),化学平衡一定向正反应方向移动,反之亦然③只要增大浓度,不论增大是反应物还是生成物浓度,新平衡状态下反应速率一定大于原平衡状态;降低浓度,新平衡条件下反应速率一定小于原平衡状态2、温度【学与问】温度改变对化学反应速率有何影响?υ(正)和υ(逆)将怎样改变?【讲解】升高温度,将增大化学反应速率,υ(正)和υ(逆)都将增大;降低温度,将减小化学反应速率,υ(正)和υ(逆)都将减小【学与问】温度改变怎样改变同一反应υ(正)和υ(逆)倍数?【试验探究】演示试验2-7【试验现象】EQ\B\lc\{(\a\al(温度升高,混合气体颜色加深,NO2浓度增大,温度降低,混合气体颜色变浅,NO2浓度减小,))【思索与交流】怎样解释这么现象?【讲解】对于反应:aA(g)+bB(g)AUTOTEXT<=>cC(g)△H有υυ(υυ(逆)υ(正)升温υ(正)υ(正)υ(逆)降温υ(逆)0t放热反应υυ(正)υ(正)升温υ(逆)υ(逆)υ(逆)降温υ(正)0t吸热反应⑴在其余条件不变时:EQ\B\lc\{(\a\al(升高温度,平衡向吸热方向移动,降低温度,平衡向放热方向移动,))【学与问】升高温度后,化学平衡发生移动,反应速率在移动后与移动前有何关系?【讲解】升高温度,化学平衡移动后,在新平衡状态下,化学反应速率一定大于原平衡状态化学反应速率,反之亦然【学与问】分析以上图像,升温和降温对正、逆反应速率有何影响?【讲解】升高温度,可逆反应速率都增大,但吸热反应增大程度要大于放热反应,反之亦然【小结】EQ\B\lc\{(\a\al(1、浓度对化学平衡影响:EQ\B\lc\{(\a\al(增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动,增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动,)),2、速率-时间图像特点,))【作业】第四课时【学与问】压强改变对化学反应速率怎样影响?υ(正)和υ(逆)怎样改变?3、压强【思索与交流】压强改变怎样改变不一样反应υ(正)和υ(逆)倍数?【科学探究】N2(g)+3H2(g)2NH3(g),压强改变和NH3含量如表,请分析后归纳压强(MPaH3(%)2.09.216.435.553.669.4【结论】增大压强,NH3百分含量增大,平衡向正反应方向移动【思索与交流】请分析合成氨反应,找出加压后平衡右移和反应方程式中系数关系?【结论】在其余条件不变时:EQ\B\lc\{(\a\al(增大压强,平衡向着气体体积减小方向移动,减小压强,平衡向着气体体积增大方向移动,))【思索与交流】对于等体积气体反应,压强改变将怎样影响化学平衡?如H2(g)+I2(g)2HI(g)【讲解】对于反应:aA(g)+bB(g)cC(g)①a+b>c改变压强速率-时间图像②a+b=c改变压强速率-时间图像υυυυ'(正)υ(正)υ'(正)=υ'(逆)增大Pυ'(逆)υ'(逆)υ(逆)υ'(正)=υ'(逆)减小Pυ'(正)0tυυ(正)υ'(正)=υ'(逆)增大Pυ'(正)=υ'(逆)减小Pυ(逆)0t⑴在其它条件不变时:EQ\B\lc\{(\a\al(增大压强,会使平衡向着气体体积缩小方向移动,减小压强,会使平衡向着气体体积增大方向移动,))⑵在其余体积不变时:若反应前后气体体积不变,则平衡不移动【思索与交流】浓度改变和压强改变速率-时间图像有何区分?【讲解】EQ\B\lc\{(\a\al(压强改变瞬间,正、逆速率都改变,故υ-t图像出现“断点”,浓度改变瞬间,只有浓度发生改变方向速率发生改变,υ-t图像无“断点”,))【学与问】对于反应aA(s)+bB(l)cC(l)达成平衡后,改变压强,平衡将怎样移动?【讲解】对于无气体参加化学平衡,改变压强不能使化学平衡发生移动【学与问】对于反应aA(g)+bB(g)cC(g),若a+b=c,达成平衡后改变压强,平衡将做怎样移动?【讲解】对于反应前后气态物质总体积不变化学平衡(a+b=c),压强改变对平衡无影响(但将同等程度改变正、逆反应速率)【学与问】一定条件下密闭容器中,反应N2+3H22NH3达成平衡后,再充入一定量氩气,平衡将做怎样移动?【讲解】充入“无关气体”,如He、Ne、Ar或不参加反应N2等有以下两种可能情况:⑶充入“无关气体”对平衡影响①恒容时充入“无关气体”→引发总压增大,但各反应物浓度不变→平衡不移动②恒压时充入“无关气体”→引发总体积增大→使各反应物浓度减小→各气体分压减小→平衡向气体体积增大方向移动【结论】压强改变假如没有引发气体体积改变,则不能引发平衡移动五、勒夏特列原理1、定义:假如改变影响平衡一个条件(如温度、压强、浓度),平衡就向能够减弱这种改变方向移动【学与问】对于一个正在进行可逆反应,改变其中一个条件(如温度、压强、浓度),平衡应该怎样移动?【讲解】勒夏特列原理不适适用于未达成平衡体系【思索与交流】怎样了解“减弱这种改变”这句话?2、关键点:EQ\B\lc\{(\a\al(a、增大某种物质浓度,化学平衡就向这种物质浓度减小方向移动,b、增大压强,化学平衡向气体体积减小方向移动,c、升高温度,化学平衡向吸热方向移动,))六、催化剂对化学平衡移动影响【思索与交流】催化剂能改改变学反应速率,那么向一个已经达成平衡反应体系中加入催化剂,平衡将怎样移动?【讲解】因为催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,化学平衡不移动υυυ'(正)=υ'(逆)正催υ(正)υ(逆)υ'(正)=υ'(逆)负催0t【讲解】对于未达成平衡反应体系,使用催化剂能够缩短达成平衡所需时间【小结】EQ\B\lc\{(\a\al(1、压强对平衡影响:EQ\B\lc\{(\a\al(增大压强,会使平衡向着气体体积缩小方向移动,减小压强,会使平衡向着气体体积增大方向移动,)),2、催化剂对平衡影响:不影响,3、勒夏特列原理:减弱外界条件对平衡影响,))第五课时七、化学平衡常数【问题探究】当一个可逆反应达成化学平衡状态时,反应物和生成物浓度之间有怎样定量关系,请你分析教材P29表进行归纳【讲解】从H2和I2反应能够看出,在可逆反应中,不论平衡是从哪个方向形成,只要温度相同,生成物浓度系数次方乘积跟反应物浓度系数次方乘积之比为一个常数,这个常数就叫作化学平衡常数,简称平衡常数1、定义:达成平衡,这时各种生成物浓度系数次方乘积除以各反应物浓度系数次方乘积所得比值,惯用K表示2、表示式:对于通常可逆反应,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当在一定温度下达成平衡时,K=EQ\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))【讲解】化学平衡常数同阿伏加德罗常数以及物理中万有引力常数一样都是一个常数,只要温度不变,对于一个详细可逆反应就对应一个详细常数值;通常情况下使用平衡常数不注明单位3、影响原因:【练习】设在某温度时,在容积为1L密闭容器内,把氮气和氢气两种气体混合,反应后生成氨气。试验测得,当达成平衡时,氮气和氢气浓度各为2mol/L,生成氨气浓度为3mol/L,求这个反应在该温度下平衡常数和氮气、氢气在反应开始时浓度。(答案:K=0.5625;氮气、氢气在反应开始时浓度分别为3.5mol/L和6.5mol/L)4、书写平衡常数关系式规则【学与问】在进行关于平衡常数计算时,对于反应中有固体、纯液体参加反应,应该怎样处理?⑴假如反应中有固体和纯液体参加,它们浓度不应写在平衡关系式中,因为它们浓度是固定不变,化学平衡关系式中只包含气态物质和溶液中各溶质浓度。如:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)K=c(CO2)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l)K=EQ\f(c(CO),c(CO2)c(H2))【学与问】在稀溶液中进行反应,假如有水参加反应,那么水浓度该怎样表示?⑵稀溶液中进行反应,如有水参加,水浓度也无须写在平衡关系式中,如:Cr2O72—+H2O2CrO42—+2H+K=EQ\f(c(CrO42—)c2(H+),c(Cr2O72—))【学与问】在水溶液中进行反应,水浓度不需要表示,那么在非水溶液中进行反应呢?⑶非水溶液中反应,如有水生成或有水参加反应,此时水浓度不可视为常数,必须表示在平衡关系式中。如酒精和醋酸液相反应C2H5OH+CH3COOHAUTOTEXT<=>CH3COOC2H5+H2OK=EQ\f(c(CH3COOC2H5)c(H2O),c(C2H5OH)c(CH3COOH))【学与问】反应:H2(g)+I2(g)AUTOTEXT<=>2HI(g)、EQ\f(1,2)H2(g)+EQ\f(1,2)I2(g)AUTOTEXT<=>HI(g)、2HI(g)AUTOTEXT<=>H2(g)+I2(g),它们平衡常数是否相同?为何?【讲解】比如:373K时N2O4和NO2平衡体系。N2O4(g)AUTOTEXT<=>2NO2(g)2N2O4(g)4NO2(g)2NO2(g)N2O4(g)K1=EQ\f(c(NO2)2,c(N2O4))K2=EQ\f(c(NO2)4,c(N2O4)2)K3=EQ\f(c(N2O4),c(NO2)2)即K12=K2=EQ\f(1,K32),所以平衡常数必须与反应方程式相互对应⑷化学平衡常数是指某一详细反应平衡常数:EQ\B\lc\{(\a\al(①若反应方向改变,则平衡常数改变,正、逆反应平衡常数互为倒数,②若方程式中各物质系数等倍扩大或缩小,则平衡常数扩大或缩小对应次方倍,))5、平衡常数应用【思索与交流】在25℃时:H2+Cl2AUTOTEXT<=>2HCl,K=5.3×1033;H2+Br2AUTOTEXT<=>2HBr,K=5.3×1028;H2+I2AUTOTEXT<=>2HI,K=49;请结合以前知识推测平衡常数跟反应难易程度有何关系?⑴化学平衡常数值大小是可逆反应进行程度标志。它能够表示出可逆反应进行完全程度。一个反应K值越大,平衡时生成物浓度越大,反应物浓度越小,反应物转化率也越大。能够说,化学平衡常数是一定温度下一个反应本身固有内在性质定量表现【科学探究】mA(g)+nB(g)AUTOTEXT<=>pC(g)+qD(g),在一定温度任意时刻,反应物与生成物浓度以下关系:Q=EQ\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B));当:EQ\B\lc\{(\a\al(Q<K时,说明产物浓度还没有达成平衡浓度,平衡在向正反应方向移动,Q=K时,说明产物浓度达成平衡浓度,反应达成平衡,Q>K时,说明产物浓度比平衡浓度大,平衡向逆反应方向移动,))⑵能够利用平衡常数值做标准,判断正在进行可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡:EQ\B\lc\{(\a\al(Q<K时,平衡在向正反应方向移动,Q=K时,反应达成平衡,Q>K时,平衡向逆反应方向移动,))【思索与交流】对于反应H2(g)+I2(g)AUTOTEXT<=>2HI△H<0,其平衡常数跟温度有以下关系:请据表分析,平衡常数与反应热效应有什么关系?T(K)623698763K66.954.445.9⑶利用K可判断反应热效应:EQ\B\lc\{(\a\al(若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应,若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应,))【练习】见教材P29~30例题【练习】现有一定温度下密闭容器中存在以下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),知CO和H2O起始浓度均为2mol/L经测定该反应在该温度下平衡常数K=2.60,试判断,⑴当CO转化率为50%时,该反应是否达成平衡状态,若未达成,哪个方向进行?⑵达平衡状态时,CO转化率应为多少?⑶当CO起始浓度仍为2mol/L,H2O起始浓度为6mol/L时,CO转化率为多少?(答案:⑴不平衡,反应向正方向进行⑵61.7%⑶86.5%)【小结】平衡常数:EQ\B\lc\{(\a\al(1、定义:,2、表示式书写,3、影响原因:只受温度影响,4、平衡常数应用,))【作业】P33习题9第六课时等效平衡八、等效平衡【科学探究】在一定温度、容积不变密闭容器中,对于合成氨反应以下四种初始量,在这四种情况下,若将NH3量全部转化为N2和H2量,跟第①种情况相同,所以,达成平衡状态时,此四种情况下各物质浓度、体积分数均相同,且υ(正)=υ(逆)也相同。也即即使初始投入量标题,但最终达成了相同平衡状态,这么平衡就叫做等效平衡N2+3H22NH3①no(mol)130②no(mol)002③no(mol)0.61.80.8④no(mol)0.20.61.61、定义:在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应,只要起始时加入物质物质量不一样,而达成平衡时,同种物质质量分数相同,这么平衡称为等效平衡2、等效平衡分类:以mA(g)+nB(g)AUTOTEXT<=>pC(g)+qD(g)为例⑴恒温恒容时(温容等)①当x+y≠p+q时,在恒温恒容条件下,改变起始加入情况,只要经过可逆反应化学计量数之比换算成反应左右两边同一物质量与原平衡相同,则两平衡等效mA(g)+nB(g)AUTOTEXT<=>pC(g)+qD(g)第一次加入nmn00EQ\B\lc\{(\a\al(第二次加入nxyzw,△nEQ\f(m,q)wEQ\f(n,q)wEQ\f(p,q)ww,折算nx+EQ\f(m,q)wy+EQ\f(n,q)w00,))∴若二者为等效平衡,则有:EQ\B\lc\{(\a\al(m=x+EQ\f(m,q)w,n=y+EQ\f(n,q)w,z=EQ\f(p,q)w,))【例题】在一定温度下,将2molN2和6molH2充入固定容积密闭容器中,发生以下反应:N2(g)+3H2(g)AUTOTEXT<=>2NH3(g),达成平衡后,若保持温度不变,令a、b、c分别为初始加入N2、H2、NH3物质量,重新建立平衡,混合物中各物质量仍和上述相同。请填空:⑴若a=0,b=0,则c=________;⑵若a=1,c=2,则b=____;⑶A.B.c取值必须满足通常条件是(用两个式子表示:其中一个只含a和c,另一个只含b和c)_____【分析】对与平衡状态建立,只与条件关于,即与温度压强(或容积)、反应物与生成物相对关系关于,而与反应进行方向无关。所以对于该条件下反应,初始状态是2molN2和6molH2混合物,依据反应方程式可知2molN2和6molH2与4molNH3是等价,最终达成平衡状态完全相同。若N2、H2、NH3起始量分别为A.B.c,依据反应:N2+3H22NH3原始物质量n1(mol)260起始物质量n2(mol)abcNH3完全转化△n'(mol)EQ\f(1,2)cEQ\f(3,2)cc起始物质量n2'(mol)a+EQ\f(1,2)cb+EQ\f(3,2)c0则要达成等效平衡应满足关系为:EQ\B\lc\{(\a\al(a+EQ\f(1,2)c=2,b+EQ\f(3,2)c=6,))即:EQ\B\lc\{(\a\al(2a+c=4,2b+3c=12,))∴EQ\B\lc\{(\a\al(⑴若a=0,b=0,则c=4,⑵若a=1,c=2,则b=3,⑶2a+c=4,2b+3c=12,))②当x+y=p+q即反应前后气体体积不变可逆反应,在恒温恒容时,只要反应物(或生成物)物质量之比与原平衡相同,则两平衡等效。【例题】在密闭容器中加入以下四种情况:属于等效平衡是ABCEQ\B\lc\{(\a\al(I2(g)+H2(g)AUTOTEXT<=>2HI(g),A.起始n(mol)3
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