2.2化学平衡 课件高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第1课时

化学平衡状态与化学平衡常数第二章

第二节

化学平衡情景导入工业合成氨

氨气在国民经济中占有重要地位，随着人类社会的发展，对氨的需求量日益增长。

如何提高生产效率呢？只要尽力提高化学反应速率生产效率就一定高吗？只考虑化学反应速率不够，还需考虑如何尽可能多地将原料转化为产品。温故知新3.什么是化学平衡状态？化学平衡状态有哪些基本特征？【知识回顾】1.什么是可逆反应？可逆反应有什么特征？2.在一定条件下的容积不变的密闭容器中进行合成氨的反应：请分别画出该反应建立平衡状态过程中的c-t图和v-t图。H2N2NH3时间速率υ正＝υ逆化学平衡状态υ正υ逆t0t0浓度时间新知讲授

学习任务一：化学平衡状态的判断例1.

恒温条件下，可逆反应：2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是(

)A.单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2

B.单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNOC.υ正(O2)=2υ逆

(NO2)D.NO2、NO、O2的物质的量浓度之比为2∶2∶1(1)速率:υ正=υ逆①同一物质:ν生成(A)

=ν消耗(A)直接标志(2)各组分的浓度(质量分数、物质的量分数、体积分数等)保持不变。②不同物质，v正(A):v逆(B)=化学计量数之比A新知讲授

学习任务一：化学平衡状态的判断例2.

恒温条件下，可逆反应：2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)在体积固定的密闭容器中进行,不能说明该反应达到平衡状态的标志是(

)A.混合气体的颜色不再改变的状态B.混合气体的密度不再改变的状态C.混合气体的压强不再改变的状态D.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态B

定量不变，变量不变恒温恒容、恒温恒压、绝热恒容等体积反应，还是非等体积反应；是否有固体参加或生成间接标志反应条件反应特点变量不变判断情景导入

通过前面的学习，我们知道可逆反应不可能进行完全，在一定条件下过一段时间后一定达到平衡状态（即反应达到最大限度）。那么限度如何来比较精确的定量描述呢？达到平衡时反应物与生成物浓度之间又有什么关系呢？思考与交流【发现规律】分析上表的数据，你得出什么结论？在457.6℃时，反应体系H2(g)+I2(g)

2HI(g)各物质的浓度如下表所示：序号起始时浓度mol/L平衡时浓度mol/L平衡时c0(H2)c0(I2)c0(HI)c(H2)c(I2)c(HI)11.197×10-26.944×10-305.617×10-35.936×10-41.270×10-248.3721.228×10-29.964×10-303.841×10-31.524×10-31.687×10-248.6231.201×10-28.403×10-304.580×10-39.733×10-41.486×10-249.544001.520×10-21.696×10-31.696×10-31.181×10-248.495001.287×10-21.433×10-31.433×10-31.000×10-248.706003.777×10-24.213×10-34.213×10-32.934×10-248.50平均值48.70有什么特点？改变反应体系中各反应物的起始浓度改变建立平衡的途径

学习任务二：化学平衡常数概念的建立思考与交流结论2：结论1：这个常数和反应的起始浓度大小无关是个常数这个常数与正向建立还是逆向建立平衡无关,即与平衡建立的过程无关。结论3：在457.6℃时，反应体系H2(g)+I2(g)

2HI(g)达到化学平衡时：【提出质疑】上述结论是否适用于其他可逆反应？

学习任务二：化学平衡常数概念的建立资料卡片序号起始时的浓度（×10－2mol·L-1）平衡时的浓度（×10－2mol·L-1）平衡时c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)111000.50.50.50.51.0213000.252.250.750.751.030.2530.750.750.212.960.790.791.0

800℃,在容积不变的密闭容器中:

CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)各物质的浓度如下表所示:

学习任务二：化学平衡常数概念的建立【科学证明】大量科学实验数据验证：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，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。新知讲授

学习任务二：化学平衡常数概念的建立1.概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，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，这个常数叫做该反应的化学平衡常数。2.表达式：对于一般可逆反应：

mA+nB⇋pC+qD，在一定条件下达到平衡。K=cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)3.影响因素：只与温度有关，与起始浓度及反应途径无关。注意：反应物或生成物中固体和纯液体不代入公式浓度商：在任意时刻的称为浓度商，常用Q表示。4.意义：K的大小定量反映了一定温度下可逆反应进行的最大程度（即反应限度）。K值越大，反应进行得越完全。当K>105时，该反应就进行得基本完全了。练习应用)H(c)OH(cK2424＝1.写出下列可逆反应的平衡常数表达式。②Cr2O72－(aq)＋H2O(l)

2CrO42－(aq)＋2H＋(aq)K＝c2(CrO42－)·c2(H＋)c(Cr2O72－)K＝c(CO2)③CaCO3(s)⇌CaO(s)＋CO2(g)K＝c(CO)·c(H2)c(H2O)①Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g)

高温

⑤2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化剂④C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)练习应用2.写出下列平衡常数表达式，并思考，K1、K2、K3之间有何关系？总结提升平衡常数与方程式的关系1.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关2.对于同一可逆反应，正反应和逆反应的平衡常数互为倒数；3.若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或1/n次幂。4.若干方程式相加，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积。新知讲授

学习任务三：有关化学平衡常数的计算1.在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(H2)=0.0080mol/L，求：(1)反应的平衡常数(2)在上述温度下，该容器中若通入0.2molHI，试求达平衡时HI的转化率。新知讲授

学习任务三：有关化学平衡常数的计算2.830K时，在密闭容器中发生反应

∆H,试回答下列问题：（1）若起始时c(CO)=2mol/L,c(H2O)=3mol/L,4s后达到平衡，此时CO的转化率为60%。则在该温度下该反应的平衡常数是多少？（2）在该温度下，若起始时c(CO)=1mol/L,c(H2O)=2mol/L,反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5mol/L.此时该反应是否达到平衡？此时V(正）_____V(逆）。思维建模由浓度商Q与平衡常数K之间的关系判断反应进行的方向Q＜K，反应向正方向进行，V（正）>V(逆）Q＞K，反应向逆方向进行，V（正）<V(逆）Q=K，反应达到平衡状态第2课时

影响化学平衡的因素第二章

第二节

化学平衡实验探究【实验2-1】探究浓度对FeCl3与KSCN反应的平衡体系的影响实验操作实验现象与试管a对比观察：试管b中溶液颜色变浅；试管c中溶液颜色变深。思考与交流

学习任务一：探究浓度对化学平衡的影响1.在上述实验中,化学平衡状态是否发生了变化?你是如何判断的?2.向试管b中加入铁粉,发生的反应是?为什么溶液的颜色会变浅?由此得出的实验结论是什么?3.向试管c中加入1mol·L-1

KSCN溶液,为什么溶液的颜色会加深?由此得出的实验结论是什么?4.在上述实验中，改变条件时，反应的平衡常数和浓度商如何变化？对化学平衡状态的变化有何影响？5.对于反应FeCl3＋3KSCN

Fe(SCN)3＋3KCl，加入KCl固体平衡是否移动？为什么？新知讲授υ正

=υ逆各组分含量保持不变某条件下平衡(Ⅰ)平衡被破坏非平衡状态新条件下平衡(Ⅱ)改变条件一定时间各组分含量发生变化υ''正

=υ''逆各组分含量又保持不变化学平衡的移动υ'正

≠

υ'逆破坏旧平衡建立新平衡化学平衡的移动：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。思考与交流

学习任务一：探究浓度对化学平衡的影响1.在上述实验中,化学平衡状态是否发生了变化?你是如何判断的?2.向试管b中加入铁粉,发生的反应是?为什么溶液的颜色会变浅?由此得出的实验结论是什么?3.向试管c中加入1mol·L-1

KSCN溶液,为什么溶液的颜色会加深?由此得出的实验结论是什么?4.在上述实验中，改变条件时，反应的平衡常数和浓度商如何变化？对化学平衡状态的变化有何影响？5.对于反应FeCl3＋3KSCN

Fe(SCN)3＋3KCl，加入KCl固体平衡是否移动？为什么？思考与交流

学习任务一：探究浓度对化学平衡的影响6.在K2Cr2O7溶液中存在下列平衡：橙色黄色。若分别向K2Cr2O7溶液中滴加几滴NaOH溶液和H2SO4溶液，溶液的颜色如何变化？上述化学平衡状态是否发生了变化？请结合浓度商分析如何变化？7.根据实验2-1，结合上述问题的讨论结果，请你总结出浓度对化学平衡的影响规律？改变条件K变化Q变化Q与K比较平衡移动方向增加反应物浓度不变变小Q<K正向移动减小反应物浓度不变变大Q>K逆向移动增大生成物浓度不变变大Q>K逆向移动减小生成物浓度不变变小Q<K正向移动新知讲授

学习任务一：探究浓度对化学平衡的影响2.浓度对化学平衡的影响规律（其他条件不变）：【思考】在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，改变浓度，平衡移动过程中v(正)、v(逆)是如何变化呢？注意：增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以化学平衡不移动。工业生产上适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高的原料的转化率，以降低生产成本。增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，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，向逆反应方向移动。新知讲授

学习任务一：探究浓度对化学平衡的影响增大反应物浓度

v

(正)

v(逆)

v

(正)=v(逆)3.

浓度使平衡发生移动的原因——v-t图像分析【想一想】1.若t1

时刻增大反应物浓度，正、逆反应速率瞬间怎么变化？后续又如何变化？2.试着画出减小反应物浓度、增大生成物浓度、减小生成物浓度的v–t图平衡状态2平衡状态1新知讲授浓度使平衡发生移动的原因——v-t图像分析增大反应物浓度

v(正)

v(逆)v'正＝v'逆增大生成物浓度

v

(逆)

v

(正)v'正＝v'逆减小反应物浓度减小生成物浓度

v

(逆)

v

(正)

v

(逆)

v

(正)v'正＝v'逆v'正＝v'逆练习应用2.已知在氨水中存在下列平衡：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-

(1)、向氨水中加入浓盐酸，平衡向

移动，此时溶液中浓度减小的粒子有

。(2)、向氨水中加入少量NaOH固体，平衡向

移动，此时发生的现象是

。正反应方向OH-、NH3·H2O、NH3逆反应方向有气体放出1.在密闭容器中进行反应：CO2(g)+C(s)⇋2CO(g)△H﹥0达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化？(1)增大c(CO2)，平衡________,c(CO)______。(2)加入更多碳，平衡

,c(CO

。(3)增大c(CO)，平衡________,c(CO2)。正向移动增大不移动不变逆向移动增大实验探究实验操作活塞由Ⅰ拉到Ⅱ活塞由Ⅱ推到Ⅰ实验现象先变深又逐渐变浅【实验2-2】探究压强对2NO2

⇌N2O4的平衡体系的影响先变浅又逐渐变深

思考与交流

学习任务二：探究压强对化学平衡的影响2.注射器活塞活塞由Ⅱ推到Ⅰ时，为什么管内气体的颜色先变深又逐渐变浅？由此得出的实验结论是什么？3.在实验2-2中，改变压强时，反应的平衡常数和浓度商如何变化？对化学平衡状态的变化有何影响？1.注射器活塞活塞由Ⅰ拉到Ⅱ时，为什么管内气体的颜色先变浅又逐渐变深？由此得出的实验结论是什么？4.可逆反应C(s)＋H2O(g)

⇌

CO(g)+H2O(g)，在一定条件达到平衡状态后，若减小体系压强，平衡状态如何变化？据此你能总结出压强对化学平衡的影响规律？新知讲授1.压强对化学平衡的影响规律：【思考】在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，改变压强，平衡移动过程中v(正)、v(逆)是如何变化呢？注意：改变压强，对于反应前后气体分子数相等的可逆反应化学平衡没有影响。

学习任务二：探究压强对化学平衡的影响增大压强(减小容器的容积)，向气体体积减小的方向移动；减小压强(增大容器的容积)，向气体体积增大的方向移动。有气体参与或生成的反应，其它条件不变时。新知讲授

学习任务二：探究压强对化学平衡的影响0vV正V逆V正=V逆V

正=V

逆V’正V’逆增大压强0vV正V逆V正=V逆V

正=V

逆V’逆V’正减小压强3.

压强使平衡发生移动的原因——v-t图像分析(1)当m+n＞p+q时：mA(g)

+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)

新知讲授

学习任务二：探究压强对化学平衡的影响0vV正V逆V正=V逆V

正=V

逆V’逆V’正增大压强0vV正V逆V正=V逆V

正=V

逆V’正V’逆减小压强3.

压强使平衡发生移动的原因——v-t图像分析(2)当m+n＜p+q时：mA(g)

+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)

新知讲授3.

压强使平衡发生移动的原因——v-t图像分析

学习任务三：探究温度对化学平衡的影响mA(g)

+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)

m+n＞p+qm+n＜p+q压强对气体体积减小方向的反应速率影响倍数最大。新知讲授

学习任务二：探究压强对化学平衡的影响0vV正V逆V正=V逆增大压强0vV正V逆V正=V逆减小压强3.

压强使平衡发生移动的原因——v-t图像分析V'逆V'正v

正=v

逆V'逆V'正v

正=v

逆mA(g)

+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)

(3)当m+n=p+q时：思维建模

“压强对化学平衡移动的影响”问题分析浓度改变改变压强速率改变反应前后气体体积不等的反应：υ'正≠υ'逆反应前后气体体积相等的反应：υ'正=υ'逆平衡移动平衡不移动

引起

引起不同倍数变化相同倍数变化浓度不变平衡不移动

【想一想】对于只有固体或液体参加的反应，体系压强改变会使化学平衡发生移动吗？练习应用1、在一定条件下的密闭容器中发生反应：C2H6(g)⇌

C2H4(g)

+H2(g)∆H＞0。当达到平衡时，下列各项措施中，不能提高乙烷转化率的是（）A.增大容器的容积B.升高反应的温度C.分离出部分氢气D.等容下通入稀有气体2、在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA(g)+yB(g)⇌zC(g),平衡是测得A的浓度为0.50mol/L。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度为0.30mol/L。

下列有关判断正确的是

(

)A.x+y＜zB.平衡向正反应方向移动

C.B的转化率降低D.C的体积分数减小C、DD实验探究实验操作浸泡在热水中浸泡在冰水中实验现象混合气体的红棕色变浅【实验2-3】探究温度对2NO2(g)⇌N2O4(g)∆H=-56.9kJ•mol-1的平衡体系的影响混合气体的红棕色加深

思考与交流

学习任务三：探究温度对化学平衡的影响1.已知反应：2NO2(g)⇌N2O4(g)∆H=-56.9kJ•mol-1，回答：①浸泡在热水中的烧瓶内气体红棕色为什么会加深？由此得出的实验结论是什么？②浸泡在冰水中的烧瓶内气体红棕色为什么会变浅？由此得出的实验结论是什么？

3.根据上述问题的讨论结果，请你总结出温度对化学平衡的影响规律？新知讲授4.温度对化学平衡的影响规律(其它条件不变)：【思考】在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，改变温度，平衡移动过程中v(正)、v(逆)是如何变化呢？

学习任务三：探究温度对化学平衡的影响升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，平衡向放热反应的方向移动。新知讲授3.

温度使平衡发生移动的原因——v-t图像分析

学习任务三：探究温度对化学平衡的影响升高温度aA(g)+bB(g)⇌cC(g)

ΔH>0降低温度0vV正V逆V正=V逆V

正=V

逆V’正V’逆0vV正V逆V正=V逆V

正=V

逆V’逆V’正新知讲授3.

温度使平衡发生移动的原因——v-t图像分析

学习任务三：探究温度对化学平衡的影响0vV正V逆V正=V逆V

正=V

逆V’逆V’正升高温度0vV正V逆V正=V逆V

正=V

逆V’正V’逆降低温度aA(g)+bB(g)⇌cC(g)

ΔH＜0新知讲授3.

温度使平衡发生移动的原因——v-t图像分析

学习任务三：探究温度对化学平衡的影响温度对吸热方向的反应速率影响倍数最大。练习应用1.在容积不变的密闭容器中，一定量的SO2与O2发生反应：

2SO2(g)＋O2(g)

⇌2SO3(g)。温度分别为t1和t2时，

SO3的体积分数随时间的变化如右图。该反应的∆H

0（填“＞”、“＜”或“=”，下同）；若t1和t2时该反应的化学平衡常数分别为K1、K2，则K1

K2。化学平衡常数与反应热的关系：若升高温度，K值增大，平衡正移，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，平衡逆移，则正反应为放热反应。＜＞新知讲授催化剂对化学平衡移动影响的v-t图像分析v'正＝v'逆4.催化剂对化学平衡的作用

催化剂可同等程度地改变正反应速率和逆反应速率,因此催化剂对化学平衡的移动没有影响。但催化剂可改变反应达到平衡所需的时间。新知讲授

学习任务四：勒夏特列原理及其应用改变条件平衡移动方向平衡移动结果新平衡建立时与改变条件时比较新平衡建立时与原平衡时比较浓度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压强增大体系压强减小体系压强温度升高温度降低温度正反应方向逆反应方向逆反应方向正反应方向气体体积减小的反应方向气体体积增大的反应方向吸热反应方向放热反应方向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增大体系压强减小体系压强增大体系温度降低体系温度升高反应物浓度增大反应物浓度减小生成物浓度增大生成物浓度减小体系压强增大体系压强减小体系温度升高体系温度降低化学平衡有自我调节能力，总是力求保持原状态。类似于物理学中“惯性”。新知讲授

学习任务四：勒夏特列原理及其应用3．勒夏特列原理(又称为化学平衡移动原理)(1)内容：如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强或参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。(2)适用范围：适用于任何动态平衡体系(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不适用。

(3)平衡移动的结果是“减弱”外界因素的影响，而不是“消除”外界因素的影响，更不是“扭转”外界因素的影响。练习应用

学习任务四：勒夏特列原理及其应用1．下列事实中不能用勒夏特列原理解释的是 (

)A．光照新制的氯水时，溶液的酸性逐渐增强B．向含有Fe(SCN)3的红色溶液中加铁粉，振荡，溶液颜色变浅或褪去C．加入催化剂有利于氨的氧化反应D．用排饱和食盐水法除去Cl2中的HClC第3课时

化学反应速率与平衡图像第二章

第二节

化学平衡新知讲授一、常见图像坐标组成横坐标通常是t(时间)、T(温度)、p(压强)等。纵坐标通常是v(速率)、c(物质的量浓度)、n(物质的量)、α(转化率)、φ(体积分数)等。新知讲授1.反应过程中物质的量或浓度—时间图像例1.在2L密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。析图方法：看坐标，定意义；零起点，定投料；线变化，定方向；量变化，定计量。二、常见图像类型及其特点新知讲授2.条件改变时速率—时间图像例2.对于反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)

ΔH＜0，m＋n＞p＋q。答下列问题：析图方法：改变浓度条件，图像一点保持连续；改变温度或压强，两点突变。①上述v-t图像中，正、逆速率的变化有什么特点？②t1、t2、t3、t4时刻改变的条件分别是什么？③t1、t2、t3、t4时刻中，A的转化率最高的时刻是？新知讲授3.条件改变时物质的量或浓度—时间图像条件改变图像示例析图方法减压(容器体积扩大到原来的2倍)N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)当容器体积扩大到原来的2倍压强发生改变时，气态反应物和生成物各物质的浓度均变为原来浓度的一半，所有线都出现“断点”新知讲授3.条件改变时物质的量或浓度—时间图像条件改变图像示例析图方法升高温度2NO2(g)⇌N2O4(g)

ΔH＝－56.9kJ·mol－1

降低温度2NO2(g)⇌N2O4(g)

ΔH＝－56.9kJ·mol－1

当反应体系中温度发生改变时，v－t中速率曲线出现“断点”，而c－t中所有线全部是连续的。方法建模图像分析1.横坐标和纵坐标的含义；2.曲线的斜率或者趋势；3.曲线上的特殊点。如起点、终点、交点和拐点等；4.根据需要运用辅助线，如等温线、等压线等。通常对比图像中两条不同曲线的斜率，或者比较同一条曲线不同时刻的斜率变化来判断反应改变的外界条件。新知讲授4.转化率(α)或者百分含量(%)等在不同温度或压强下随时间变化的图像——单一条件例3.根据图像回答下列问题：(1)