化学平衡 公开课比赛一等奖

三、化学平衡的建立1、化学平衡的建立从反应物开始从生成物开始2、化学平衡状态

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，称为化学平衡状态。概念的理解：前提是一定条件下的可逆反应实质是ひ正=ひ逆≠0标志是反应混合物中各组分的浓度保持不变3、化学平衡的特征(1)逆——可逆反应

变——当浓度、压强、温度等条件改变时，化学平衡即发生移动(2)等——ひ正=ひ逆≠0(3)动——动态平衡

定——平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持不变4、判断化学平衡状态的方法⑴项目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡混合体系中各组分的含量各物质的物质的量或物质的量的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、总体积、总物质的量一定平衡平衡平衡不一定平衡项目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡正逆反应速率关系在单位时间内消耗了mmolA的同时生成了mmolA

在单位时间内消耗了nmolB的同时消耗了pmolC在单位时间内生成了nmolB的同时消耗了qmolD(均指ひ逆)ひ(A)׃ひ(B)׃ひ(C)׃ひ(D)==m׃n׃p׃qひ正不一定等于ひ逆4、判断化学平衡状态的方法⑵平衡平衡不一定平衡不一定平衡项目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡压强

当m+n≠p+q时，总压力一定(其它条件一定)当m+n=p+q时，总压力一定(其它条件一定)混合气体的平均相对分子质量(M)当m+n≠p+q时，M一定当m+n=p+q时，M一定4、判断化学平衡状态的方法⑶平衡不一定平衡平衡不一定平衡项目注意化学反应的特点是否平衡密度(ρ)C(s)+CO2(g)2CO(g)(V一定时，ρ一定)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(V一定时，ρ一定)H2(g)+I2(g)2HI(g)(V一定时，ρ一定)4、判断化学平衡状态的方法⑷不一定平衡不一定平衡平衡课堂练习1、下列方法中可以证明A(s)+2B2(g)2C2(g)+D2(g)已经达到平衡状态的是______________________.⑵、一个B—B键的断裂的同时有一个C—C键的生成⑼、百分组成B2%=C2%=D2%⑴、单位时间内生成了2molC的同时也生成了1molA⑶、反应速率ひ(B2)=ひ(C2)=1/2ひ(D2)⑷、C(B2):C(C2):C(D2)=2:2:1⑸、温度、体积一定时，[B2]、[C2]、[D2]浓度不再变化⑹、温度、体积一定时，容器内的压强不再变化⑺、条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑻、温度、体积一定时，混合气体的密度不再变化⑴、⑸、⑹、⑻

小结：化学平衡的标志①正反应速率等于逆反应速率②各成分的百分含量保持不变③各物质的浓度不变④各物质的转化率不变⑤对于气体计量数和前后不相等的反应，压强保持不变······2、在一定温度下，可逆反应：A2(气)+B2(气)2AB(气)达到平衡的标志是(A)A2、B2、AB的浓度不再变化(B)容器中的压强不再随时间变化(C)单位时间内生成n

mol的A2同时生成2n

mol的AB(D)A2、B2、AB的浓度之比为1:1:2AC四、化学平衡移动

对一个可逆反应，达到化学平衡状态以后，反应条件(如温度、压强、浓度等)发生改变，平衡混合物里各组分的浓度也就随着改变而达到新的平衡状态，这个过程叫做化学平衡移动。

化学平衡移动的根本原因：外界条件改变，引起ひ正、ひ逆发生改变，且：ひ正≠ひ逆≠0，造成化学平衡移动。五、影响化学平衡移动的因素1、浓度：在其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度都可使化学平衡向正反应方向移动；反之化学平衡向逆反应方向移动。2、压强：

对于反应前后气体总体积发生变化的可逆反应，在其他条件不变时，增大压强，化学平衡向气体体积缩小的方向移动；反之，化学平衡向气体体积增大的方向移动。

其他条件不变时，压强增大，ひ正、ひ逆都提高，但气体体积之和大的反应速率增大的幅度更大。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

压强对平衡的影响，只考虑对参加反应的气态物质的影响。H2(g)+I2(g)2HI(g)1、在一个固定体积的密闭的容器中，放入3升X(气)和2升Y(气)，在一定条件下发生下列反应：4X(气)+3Y(气)2Q(气)+nR(气)。达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5%，X的浓度减小1/3，则该反应方程式中的n值是

(A)3(B)4(C)5(D)6D2、在密闭容器中进行反应N2+3H22NH3；△H＜0，一定温度下达到平衡，若将平衡体系中各物质浓度都增加到原来的2倍，则产生结果是①平衡不移动②平衡向正反应方向移动③NH3的百分含量增加④H2的转化率增大⑤达到新平衡后容器的压强等于原平衡的压强的2倍⑥C(N2)减小⑦C(NH3)新>2C(NH3)原(A)①②③④(B)②③④⑦(C)③④⑤⑥(D)④⑤⑥⑦B课堂练习3、温度：在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。升高温度，吸热反应方向的速率增大的幅度更大。降低温度，吸热反应方向的速率降低的幅度更大。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H＜0

对于平衡：①C2H2+H2

C2H4；△Ha和平衡：②2CH4

C2H4+2H2；△Hb在其他条件不变时，温度降低①式向右移动②式相左移动。则热化学方程式：C(固)+2H2(气)=CH4(气)；△H1=-Q1KJ/mol2C(固)+H2(气)=C2H2(气)；△H2=-2Q2KJ/mol2C(固)+2H2(气)=C2H4(气)；△H3=-2Q3KJ/mol中Q1、Q2、Q3值的大小比较是(A)Q1>Q2>Q3(B)Q1>Q3>Q2

(C)Q2>Q1>Q3(D)Q3>Q2>Q1B课堂练习△Ha=2Q2-2Q3<0△Hb=2Q1-2Q3>0

催化剂对化学平衡移动无影响，它的使用能同等程度地改变正、逆反应速率（即反应速率改变但仍然相等），可以改变化学反应达到平衡所需要的时间。正催化剂可以加快反应速率，缩短反应达到平衡所需要的时间。t1t2t产物含量使用催化剂勒夏特列原理：——化学平衡移动原理

若改变影响平衡的一个条件(浓度、压强、温度)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。课堂练习：1、反应X(g)+Y(g)2Z(g)(正反应放热)，从正反应开始经t1时间达到平衡状态，在t2末由于条件变化，平衡受到破坏，在t3时达到新的平衡，下图表示上述反应过程中物质的浓度与反应时间的变化关系，试问图中的曲线变化是由哪种条件的改变引起的？（）A、增大X或Y的浓度B、增大压强C、增大Z浓度D、降低温度D2、下图表示可逆反应：A(g)+B(g)C(g)，当增大压强时，平衡由a点移动到b点，正确的曲线是（）。BD3、对于可逆反应：A(g)+2B(g)2C(g)；△H＞0，下列图像中正确的是（）。4、如图曲线是在其他条件一定时，反应：2NO2N2O4；△H

<O中，NO2最大转化率与温度的关系曲线。图上标有A、B、C、D、E5点，其中表示未达到平衡状态且ひ(正)>ひ(逆)的点是（）（A）A或E（B）C（C）B（D）DB5、可逆反应：

mA(S)+nB(g)pC(g)；△H＜0在一定温度的密闭容器中进行，B的体积分数(VB%)与压强关系如图所示。下列叙述正确的是（）（A）m+n<p（B）n>p（C）n<p（D）x点时:

ひ(正)>ひ(逆)CD7、已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是①生成物的百分含量一定增加②生成物的产量一定增加③反应物的转化率一定增大④反应物浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥使用了合适的催化剂A①②(B)②⑤(C)③⑤(D)④⑥B6、下列事实中不能用平衡移动原理解释的是(A)密闭、低温是存放氨水的必要条件(B)实验室用排饱和食盐水法收集氯气(C)硝酸工业生产中，使用过量空气以提高

NH3的利用率(D)在FeSO4溶液中，加入铁粉以防止氧化D8、对于平衡体系：mA(气)+nB(气)pC(气)+qD(气)；△H＜0，下列判断正确的是(A)若温度不变，将容器的体积增大1倍，此时A的浓度变为原来的0.48倍,则m+n>p+q(B)若平衡时，A、B的转化率相等，说明反应开始时A、B的物质的量之比为m:n(C)若平衡体系共有气体amol，再向其中加入bmolB物质，当重新达到平衡时，气体的总物质的量等于(a+b)mol，则m+n=q+p(D)温度不变时，若压强增大为原来的2倍，达到新平衡时，总体积一定比原体积的1/2要小BC六、等效平衡问题及解题思路1、等效平衡的含义

在一定条件(定温、定容或定温、定压)下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的分数(体积、物质的量)均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。2、等效平衡的分类⑴、定温、定容条件下的等效平衡I类：对于一般可逆反应，在定T、V条件下，改变起始加入情况，只要按可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的量与原平衡起始量相同，则两平衡等效。Ⅲ类：对于一般可逆反应，在定T、P条件下，改变起始加入情况，只要按可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的量比与原平衡相同，则两平衡等效。⑵、定温、定压条件下的等效平衡Ⅱ类：对于一般可逆反应，在定T、V条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量的比与原平衡相同，则两平衡等效。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)定T、V定T、Pm+n≠p+qm+n=p+q极限相等法极限成比例法极限成比例法m+n≠p+qm+n=p+q1、在一定容密闭容器中，加入mmolA，nmolB发生下列反应：mA(气)+nB(气)pC(气)，平衡时C的浓度为wmol·L-1，若维持容器体积和温度不变，起始加入amolA,bmolB，cmolC，要使平衡后C的浓度仍为wmol·L-1，则：a、b、c必须满足的关系是(A)a:b:c=m:n:p

(B)a:b=m:n；ap/m+c=p(C)mc/p+a=m；nc/p+b=n(D)a=m/3；b=n/3;c=p/3

BC课堂练习2、有两只密闭容器A和B，A容器有一个可移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。起始时间这两只容器中分别充入等量的体积比为2∶1的SO2和O2的混合气体，并使A和B容积相等，如右图。在保持400℃的条件下使之发生如下反应：2SO2+O22SO3请填空下列空白：⑴达到平衡时所需的时间A容器比B容器

(多、少)A容器中SO2的转化率比B容器中

(大、小)。⑵达到⑴所述平衡后，若向两容器中通入数量不多的等量的H2，A容器中化学平衡

移动。B容器中化学平衡

移动。(向左、向右不移动)。⑶达到⑴所述平衡后，若向两容器中再通入等量的原反应气体，达到平衡时，A容器中SO3的百分含量

。B容器中SO3的百分含量

。(增大、减小、不变。)少大向左不不变增大七、合成氨适宜条件的选择

在实际生产中，需要综合考虑反应速率、化学平衡、原料选择、产品和设备等各方面的情况，还要兼顾实际条件和生产成本，以确定最佳生产条件。⑴催化剂：催化剂虽不能改变化学平衡，但可加快反应速率，提高单位时间内的产量。⑵温度：升高温度可加快反应速率，但从平衡移动考虑，此反应温度不宜太高。选择温度的另一个重要因素是要使催化剂的活性最大。(即催化剂的活性温度)

合成氨的反应原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H＜0，这是一个气体体积缩小的、放热的可逆反应。1、理论分析：⑶压强：无论是反应速率，还是化学平衡，都要求压强要大，但生产设备又不能承受太大的压强，而且压力越大，消耗的动力越大、能源越多。⑷浓度：在实际生产过程中，不断补充N2和H2，及时分离出NH3，不但可以加快反应速率，还能使平衡右移，提高NH3的产量。2、合成氨的适宜条件N2(g)+3H2(g)2NH3(g)20MPa~50MPa5000C;铁触媒⑴浓度：n(N2)

：n(H2)略大于1：3，以提高H2的利用率。⑵压强：20MPa~50MPa⑶温度：5000C左右（此时催化剂的活性最大）⑷催化剂：铁触媒反应原理为：3、合成氨工业的简要流程原料气体净化液氨分离合成压缩N2、H24、原料气的制取N2：方法Ⅰ：液化空气（N2先逸出）方法Ⅱ：消耗空气中的O2(例：C+O2=CO2，除去CO2可得N2)

H2：水煤气法C+H2O（气）CO+H2CO+H2O（气）CO2+H2ΔΔ催化剂合成氨工厂通过测定反应前后混合气体的密度来确定氨的转化率。某工厂测得合成塔中N2、H2混合气体的密度为0.5536g/L(标况)，从合成塔中出来的混合气体在相同条件下密度为0.693g/L，求该合成氨厂N2的转化率。课堂练习解：反应前混合气

反应后混合气据十字交叉法：反应前N2和H2的体积比为2∶3。解得：N2转化率=八、有关化学平衡的计算1、可逆反应达到平衡过程中物质浓度的变化关系⑴反应物的平衡量==起始量转化量⑵生成物的平衡量==起始量+转化量⑶各物质转化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量数之比⑷化学平衡前后，同种元素原子的物质的量相等2、反应的转化率C反应物起始浓度C反应物平衡浓度C反应物起始浓度×100%n反应物起始时物质的量n反应物平衡时物质的量n反应物起始时物质的量×100%（体积变化也可以）

反应达到平衡后，CA↑，B的转化率可提高，但A的转化率一般降低；CB↑，A的转化率可提高，但B的转化率一般降低。4、反应物转化率与浓度的关系⑴对于多种物质参加的反应(气、液态)同时按比例增加A、B的浓度，A、B的转化率都增大。m+n>

p+qm+n<p+q同时按比例增加A、B的浓度，A、B的转化率都减小。m+n=p+q同时按比例增加A、B的浓度，A、B的转化率都不变。mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)3、产率产率==×100%

实际生成产物的物质的量（或体积、质量）理论上可得到产物的物质的量（或体积、质量）⑵对于分解反应，要视反应前后物质的化学计量数而定。不论如何改变反应物的浓度，反应物的转化率都不变。增加反应物的浓度时，反应物的转化率减小。m=n

+

pm<n

+pm>n+

pmA(g)nB(g)+pC(g)例：2HI

(g)H2(g)+I2(g)例：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)1、某体积可变的密闭容器，盛有一定质量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A+3B2C，若维持温度和压强不变当达到平衡时，容器的体积为VL，其中C的气体体积占10%，下列推断正确的是()①原混合气体的体积为1.2VL②原混合气体的体积为1.1VL③反应达到平衡时气体A消耗掉0.05VL④反应达到平衡时气体B消耗掉0.05VLA.②③B.②④ C.①③D.①④2、在一密闭容器中，用等物质的量的A和B发生如下反应：A(g)+2B(g)2C(g)，反应达到平衡时，若混合气体A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为()A.40% B.50%C.60%D.70%AA课堂练习3、在一个容积固定的反应器中，有一个可左右滑动的隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应。各物质