第三节化学平衡第一课时教学目标1.建立化学平衡的观点;2.理解化学平衡的特征;3.理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响;4.理解平衡移动的原理。一、什么是可逆反应?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的反应,叫做可逆反应.注意:可逆反应总是不能进行到底,得到的总是反应物与生成物的混合物,反应会达到一定的限度.NH3+H2ONH3·H2O在一定条件下,2molSO2与1molO2反应能否得到2molSO3?1、可逆反应是在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应;2、可逆反应不能进行到底,因而对于任何一个可逆反应都存在一个反应进行到什么程度的问题。开始时c(CO)、c(H2O)最大,c(CO2)、c(H2)=0随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大c(CO2)、c(H2)逐渐增大进行到一定程度,总有那么一刻,正反应速率和逆反应速率的大小不再变化c(CO)、c(H2O)逐渐减小在容积为1L的密闭容器里,加0.01molCO和0.01molH2O(g),CO+H2OCO2+H2正反应速率逆反应速率相等时间速率正反应速率=逆反应速率化学平衡状态二、化学平衡状态:1.定义:化学平衡状态,就是指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。2、化学平衡状态的特征(3)动:动态平衡(正逆反应仍在进行)(5)变:条件改变,原平衡被破坏,在新的条件下建立新的平衡。(2)等:正反应速率=逆反应速率(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。(1)逆:可逆反应;•1.直接判断法•(1)正反应速率=逆反应速率>0。•(2)同一物质的消耗速率与生成速率相等。•(3)各组分的浓度保持不变。•2.间接判断法•(1)各组分的百分含量保持不变。•(2)各组分的物质的量保持不变。•(3)各气体的体积不随时间的改变而改变。3、可逆反应达到化学平衡状态的标志•3.以反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例来说明混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量、质量或物质的量分数、质量分数一定平衡②各气体的体积或体积分数一定平衡③总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA,同时也生成了mmolA,即υ(正)=υ(逆)平衡②在单位时间内消耗了nmolB的同时也消耗了pmolC,即υ(正)=υ(逆)平衡③υ(A)∶υ(B)∶υ(C)∶υ(D)=m∶n∶p∶q,υ(正)不一定等于υ(逆)(平衡与否该式都成立)不一定平衡④在单位时间内生成了nmolB的同时消耗了qmolD,均指υ(逆)不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压强一定(其他条件一定)平衡②m+n=p+q时,总压强一定(其他条件一定)不一定平衡混合气体的平均相对分子质量①一定,当m+n≠p+q时(=)平衡②一定,但m+n=p+q时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时(其他不变)平衡气体的密度(ρ)密度一定(ρ=)不一定平衡颜色反应体系内有有色物质时,颜色稳定不变平衡【例1】在一定温度下,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1:3:2AC【例2】下列说法中可以充分说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+S(气),在恒温下已达平衡状态的是()A.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【例3】下列说法可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是()ACA.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成【例4】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BC【例5】在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是()①C的生成速率与C的分解速率相等②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB③A、B、C的浓度不再变化④A、B、C的分压强不再变化⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2②⑧思考练习(1)混合气体的颜色不再改变()(2)混合气体的平均相对分子质量不变()(3)混合气体的密度不变()(4)混合气体的压强不变()(5)单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成2nmolO2()(6)O2气体的物质的量浓度不变()在固定体积的的密闭容器中发生反应:2NO22NO+O2该反应达到平衡的标志是:第三节化学平衡第二课时学习目标:1.深入理解化学平衡的概念及其特征(动、等、定、同、变);2.学会用图示的方法表示在可逆反应中,反应物或生成物浓度、反应速率随时间的变化;3.理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响;4.理解平衡移动的原理。【复习】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BC【复习】化学平衡状态的定义:(化学反应的限度)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的浓度保持不变的状态。化学平衡的特征:逆等动定变——可逆反应(或可逆过程)——V正=V逆(用同一物质浓度表示)——动态平衡。(V正=V逆≠0)——平衡时,各组分浓度、含量保持不变(恒定)——条件改变,平衡发生改变1、浓度对化学平衡的影响:增大反应物浓度平衡正向移动实验探究(实验2-6)FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl现象:溶液变成红色(血红色)A.加少量FeCl3——红色加深;B.加少量KSCN——红色也加深;(无色)(黄色)(无色)思考:加少量NaOH溶液颜色有何变化。有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅图象观察由以上四图可以得出结论:1)改变反应物浓度瞬间,只能改变正反应速率改变生成物浓度瞬间,只能改变逆反应速率2)改变浓度瞬间,若v(正)v(逆),平衡向正反应方向移动若v(逆)v(正),平衡向逆反应方向移动3)新旧平衡速率比较:增大浓度,新平衡速率大于旧平衡速率减小浓度,新平衡速率小于旧平衡速率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。意义:练习:可逆反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)在一定条件下达到平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动?CO的浓度有何变化?①增大水蒸气浓度②加入更多的碳③增加H2浓度①平衡正向移动,CO浓度增大②平衡不移动,CO浓度不变③平衡逆向移动,CO浓度减小小结:增加固体或纯液体的量不能改变其浓度,也不能改变速率,所以V(正)仍等于V(逆),平衡不移动。2、压强对化学平衡的影响实验探究2NO2(气)N2O4(气)现象:(2体积,红棕色)(1体积,无色)A.加压混和气体颜色先深后浅;B.减压混和气体颜色先浅后深。压强对化学平衡的影响2NO2(气)N2O4(气)(2体积,红棕色)(1体积,无色)[讨论]A:当加压气体体积缩小时,混和气体颜色先变深是由于①,后又逐渐变浅是由于②;B:当减压气体体积增大时,混和气体颜色先变浅是由于①,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aA(g)+bB(g)cC(g)图象观察[讨论]对于反应2NO2(气)N2O4(气)试比较以下三种状态下的压强关系:改变压强前混和气体压强P1;改变压强后瞬时气体压强P2;改变压强达新平衡后混和气体压强P3;加压:;减压:。[结论]在其它条件不变的情况下:A:增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动;B:减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。P2>P3>P1P1>P3>P2压强对化学平衡的影响[注意]①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;②平衡混合物都是固体或液体的,改变压强不能使平衡移动;③压强的变化必须改变混合物浓度(即容器体积有变化)才能使平衡移动。变化规律:大的大增、小的小增;大的大减、小的小减练习:下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否移动?向哪个方向移动?①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)②H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)③H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)⑤H2S(g)H2(g)+S(s)正向移动不移动逆向移动逆向移动不移动思考:对于反应②和⑤,增大压强时,平衡没有移动,但正逆反应速率有无变化?如何变化?1.一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:mA(g)+nB(g)pC(g)达到平衡后,温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2但达到平衡时,C的浓度为原来的1.8倍,则下列说法正确的是A、m+npB、A的转化率降低C、平衡向正反应方向移动D、C的体积分数增加(B)(红棕色)(无色)[讨论]A:混和气体受热颜色变深,说明①;②。B:混和气体遇冷颜色变浅,说明①;②。NO2浓度增大平衡向逆反应方向移动NO2浓度减小平衡向正反应方向移动2NO2N2O4;△H=-56.9kJ/mol温度对化学平衡的影响(图像)[讨论]对于反应2NO2(气)N2O4(气)+57千焦试比较以下三种状态下的温度关系:改变温度前混和气体温度T1;改变温度后瞬时气体温度T2;改变温度达新平衡后混和气体温度T3;升温:;降温:。[结论]在其它条件不变的情况下:A:温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;B:温度降低,会使化学平衡向着放热反应的方向移动。T2>T3>T1T1>T3>T2升温对吸热反应有利、降温对放热反应有利练习在高温下,反应(正反应为吸热反应)要使混合气体颜色加深,可采取的方法是A、减小压强B、缩小体积C、升高温度D、增大H2浓度(BC)2HBr(g)H2(g)+Br2(g)4、催化剂对化学平衡的影响催化剂同等程度改变化学反应速率,V’正=V’逆,只改变反应到达平衡所需要的时间,而不影响化学平衡的移动。练习对任何一个平衡体系,采取下列措施一定引起平衡移动的是A、加入一种反应物B、增加体系的压强C、升高温度D、使用催化剂(C)改变影响平衡的一个条件化学平衡移动方向化学平衡移动结果浓度增大反应物浓度向正反应方向移动反应物浓度减小减小反应物浓度向逆反应方向移动反应物浓度增大增大生成物浓度向逆反应方向移动生成物浓度减小减小生成物浓度向正反应方向移动生成物浓度增大压强增大体系压强向气体体积减小的反应方向移动体系压强减小减小体系压强向气体体积增大的反应方向移动体系压强增大温度升高温度向吸热反应方向移动体系温度降低降低温度向放热反应方向移动体系温度升高催化剂由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是等同的,所以平衡不移动。但应注意,虽然催化剂不使化学平衡移动,但使用催化剂可影响可逆反应达平衡的时间。影响化学平衡的条件小结勒沙持列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、温度)平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。这就是勒沙特列原理。其中包含:①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种;②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况(温度或压强或一种物质的浓度),当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂;③平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。1、某一温度下,在一带有活塞的体积可变的密闭容器中,可逆反应:N2+3H22NH3达到平衡,若向活塞施加一定的压力,使容器体积减小,则下列叙述正