2.3+化学平衡【中职专用】（高教版2021通用类）

化学通用类高等教育出版社主题二化学反应及其规律2.3化学平衡主题二化学反应及其规律2.3化学平衡学习目标1.认识化学反应是有方向的，了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到平衡状态，构建化学平衡认知模型。2.了解吸热反应和放热反应，认识化学反应中的能量守恒，初步了解热化学方程式。3.了解浓度、压强、温度等外界条件改变对化学平衡状态的影响，认识化学平衡移动的规律，能够运用勒夏特列原理分析反应条件的选择及控制问题。一.吸热反应与放热反应观察图片，并结合生活常识和所学化学知识分析图片中发生了哪些化学反应？除了物质变化之外，还伴随什么变化？（a）天然气燃烧（b）暖宝宝保温（c）雷电产生氮氧化物观察与认知都是化学反应，天然气燃烧放热用于加热；暖宝宝中的有效成分铁粉发生化学反应提供热量用于取暖…化学反应发生的同时伴随能量的变化一.吸热反应与放热反应天然气燃烧、酸碱中和反应等，除了有新物质生成外，同时还向环境放出热量，这种放出热量的化学反应称为放热反应；还有一些化学反应在反应过程中要吸收热量，如碳酸钙的分解反应等，只有从环境不断获得能量才能维持反应的进行，这种吸收热量的化学反应称为吸热反应。知识拓展常见的放（吸）热反应（1）放热反应：燃烧、酸碱中和、金属与酸（水）的反应、铝热反应、大多数化合反应；（2）吸热反应：铵盐与碱的反应、醋酸（柠檬酸）与小苏打的反应、大多数分解反应。一.吸热反应与放热反应化学反应过程中常常伴随着能量变化。不存在既不吸热也不放热的化学反应，因为能量守恒。一.吸热反应与放热反应实验与探究

Mg+2HCl

MgCl2+H2↑

一.吸热反应与放热反应实验与探究现象与结论镁与稀盐酸作用生成氢气且试管底变热，说明反应发生的同时有热量放出。该反应属于放热反应。实验探究1：Mg和稀HCl的反应镁条与稀盐酸反应Mg+2HCl

MgCl2+H2↑一.吸热反应与放热反应实验与探究

实验探究2：Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl的反应一.吸热反应与放热反应实验与探究现象与结论

温度计示数明显下降，玻璃片上结冰而与小烧杯粘在一起，红色石蕊试纸变蓝。说明二者反应在生成氨气的同时还从环境中吸热，该反应属于吸热反应。

实验探究2：Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl的反应一.吸热反应与放热反应已知化学键断裂时需要吸收能量，化学键形成时能够释放能量。断裂1molH—H键需要吸收432kJ的能量，断裂1molO—O键需要吸收142kJ的能量，形成1molH—O键释放464kJ的能量，则氢气与氧气燃烧生成水的反应是吸热反应还是放热反应？吸收能量和释放能量的原因是什么？2H2+O22H2O点燃一.吸热反应与放热反应结论1.氢气与氧气的燃烧反应属于放热反应。2.旧化学键断裂吸收的能量小于新化学键形成释放的能量，反应表现为向环境释放能量的放热反应，反之，表现为从环境汲取能量的吸热反应。3.物质发生化学变化的同时常常伴随着能量的变化，是因为化学变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，而旧键断裂需要吸收能量，新键形成则会释放能量。一.吸热反应与放热反应结论化学反应表象实质新物质生成旧化学键断裂新化学键形成伴随能量变化一.吸热反应与放热反应结论知识拓展热化学方程式二.化学平衡结论观察与认知氯气的水溶液称为"氯水"。新制氯水在很长一段时间内，总是保持着黄绿色，并有类似氯气的刺鼻气味，这是为什么呢？新制氯水已知：1.氯气（Cl2）

黄绿色气体，有刺激性气味，易溶于水，生成盐酸（HCl）和次氯酸（HClO）

。2.次氯酸(HClO)不稳定，易分解生成氧气（O2）

。氯气（Cl2）未完全与水反应，在新制氯水中，氯气（Cl2）、水

（反应物）和HClO（次氯酸）、HCl（生成物）同时存在。二.化学平衡结论观察氯气（Cl2）

和水反应的微观过程示意图，结合活动五中的现象，小组讨论：氯气（Cl2）和水反应不能进行到底的原因。氯气和水反应的微观过程示意图二.化学平衡结论氯气(Cl2)与水反应生成盐酸（HCl）和次氯酸（HClO）的同时；部分盐酸（HCl）和次氯酸（HClO）又反应生成氯气（Cl2）与水。Cl2＋H2OHCl＋HClO化学反应存在限度。有的反应不能进行完全。二.化学平衡1.可逆反应在同一条件下，能够同时向两个相反方向进行的反应称为可逆反应。可逆反应通常在反应方程式中用符号""表示。提示：通常，把向右进行的反应称为正反应，把向左进行的反应称为逆反应。二.化学平衡结论2.化学平衡反应时间/min051015202530H2/(mol/L)6.004.53.63.33.033.003.00N2/(mol/L)2.001.51.21.11.011.001.00NH3/(mol/L)0.001.001.601.801.982.002.00表2-3-1工业合成氨反应相关数据N2(g)＋3H2(g)2NH3

(g)

ΔH=-92.38kJ/mol高温、高压催化剂在一定条件下进行的工业合成氨反应，相关数据如表2-3-1所示，依据表中数据，计算正、逆反应速率，说说你的发现？二.化学平衡结论2.化学平衡N2(g)＋3H2(g)2NH3

(g)，ΔH=-92.38kJ/mol高温、高压催化剂刚开始反应时，正向进行很快，随着时间的推移，反应物浓度减小，生成物浓度增大，正反应速率减慢，逆反应速率增大，在25min后正逆反应速率相等。反应停止了吗？二.化学平衡结论依据计算的正逆反应速率，以时间为横坐标，反应速率为纵坐标，画出速率—时间图，观察所绘图像，说说你的发现？

反应速率与时间图像2.化学平衡二.化学平衡结论单位时间内正反应消耗的N2和H2的分子数恰好等于逆反应生成的N2和H2的分子数。所以反应体系中，N2、H2和NH3的浓度不再发生变化。达到化学平衡状态。

化学平衡状态具有五大特征：逆——可逆反应等——正反应速率=逆反应速率动——化学平衡是动态平衡，即v正

=v逆

≠0定——可逆反应处于化学平衡状态时，混合体系中各物质浓度保持不变变——改变影响平衡的条件，平衡会被打破，并在新的条件下建立新的平衡二.化学平衡结论化学平衡只是可逆反应在一定条件下的一种暂时的、相对的稳定状态。因平衡状态被破坏而建立新的平衡的过程，称为化学平衡的移动。3.化学平衡的移动二.化学平衡结论化学反应速率会随温度、浓度等条件的变化而发生改变，化学平衡状态又是可逆反应正逆反应速率相等时的一种暂时的、相对的稳定状态。因此，只要正逆反应速率发生变化，平衡状态一定会被破坏。那么，哪些因素会破坏平衡状态呢？当外界条件改变时，化学平衡状态又会发生怎样的改变呢（即平衡如何移动）？3.化学平衡的移动猜想：浓度、温度可能会引起化学平衡的移动二.化学平衡结论实验与探究实验探究1：浓度对化学平衡的影响在3支试管中各加入2mL蒸馏水，然后分别加入3滴0.1mol/LFeCl3溶液和3滴0.1mol/LKSCN溶液得到红色溶液。试管编号再滴入0.1mol/LFeCl3溶液/滴再滴入0.1mol/LKSCN溶液/滴红色深浅变化140204300表2-3-2红色深浅变化记录表红色加深红色加深无变化FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3

＋3KCl二.化学平衡结论实验与探究试管1和2中颜色加深，说明化学平衡正向移动。增大浓度，化学反应平衡发生了移动。在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆反应方向移动。实验探究1：浓度对化学平衡的影响二.化学平衡结论实验探究2：温度对化学平衡的影响烧杯热水杯（左）冰水杯（右）球内气体颜色变化表2-3-3气体颜色变化记录表温度对化学平衡的影响颜色加深颜色变浅2NO2(g)N2O4

(g)，ΔH=-56.9kJ/mol放热吸热（红棕色）（无色）实验与探究二.化学平衡结论热水中平衡球中气体颜色加深，说明化学平衡正向移动；冰水中平衡球中气体颜色变浅，说明化学平衡逆向移动。改变温度，化学反应平衡发生了移动。在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应的方向移动。实验探究2：温度对化学平衡的影响实验与探究二.化学平衡结论压强对化学平衡的影响用注射器吸入NO2和N2O4的平衡混合气体后，将细管端用橡皮塞加以封闭，推拉注射器活塞，观察管中颜色的变化。2NO2(g)N2O4(g)，ΔH=-56.9kJ/mol吸热（红棕色）（无色）实验探究3：压强对化学平衡的影响实验与探究二.化学平衡结论实验探究3：压强对化学平衡的影响实验与探究增大压强，体系颜色先变深后变浅，说明化学平衡正向移动。在其他条件不变的情况下，对于有气体参加的反应，增大压强，化学平衡向气体体积缩小的方向移动;减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。二.化学平衡结论特别提示

压强只对有气体参加的且反应前后气体体积不相等的平衡体系才有影响。对于有气体参与的可逆反应，改变压强是否一定会导致化学平衡的移动？请以小组为单位，以氢气与碘蒸气作用生成碘化氢（H2(g)+I2(g)2HI(g)）为例进行讨论。实验探究3：压强对化学平衡的影响实验与探究二.化学平衡如果改变影响平衡的一个条件（如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。这就是著名的勒夏特列原理，又称化学平衡移动原理。由于催化剂能够同等程度地改变正反应和逆反应的反应速率。因此，它对化学平衡的移动没有影响，但它能改变反应达到平衡所需的时间。这对于提高生产效率具有十分重要的意义。二.化学平衡闵恩泽——中国催化剂之父二.化学平衡影响因素化学平衡浓度温度压强催化剂不引起平衡移动如果只改变影响平衡的一个条件，平衡总是向着能够减弱这种改变的方向移动。勒夏特列原理（平衡移动原理）【跟踪检测】1．下列关于可逆反应的叙述中，不正确的是A．任何可逆反应都有一定的反应限度B．反应条件改变，可逆反应的反应限度可能改变C．可逆反应达到平衡时，反应停止D．可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率一定相等【答案】C【跟踪检测】2．下列反应不属于可逆反应的是A．二氧化硫与水反应 B．二氧化硫的催化氧化C．工业合成氨

D．铜与稀硝酸反应【答案】D【跟踪检测】3．下列反应属于吸热反应的是A．盐酸和氢氧化钠溶液混合 B．灼热的木炭与二氧化碳反应C．锌放入稀硫酸中 D．碳不完全燃烧生成一氧化碳【答案】B【跟踪检测】4．一定温度下的恒容密闭容器中，铁和CO2发生反应：Fe(s)+CO2(g)

FeO(s)+CO(g)。下列描述能说明该反应已达平衡状态的是