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1、第二节第二节 化学平衡化学平衡第一课时第一课时 化学平衡状态化学平衡状态人教版高中化学选择性必修1第二章第二章 化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡人教版高中化学选择性必修1一、化学平衡状态一、化学平衡状态H2 +I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应1、可逆反应、可逆反应在同一条件下，既向正反应方向进行，同时又向逆反应方向进行的反应在同一条件下，既向正反应方向进行，同时又向逆反应方向进行的反应。典型的可逆反应有典型的可逆反应有:正反应正反应逆反应逆反应强调同时强调同时（反应不彻底）（反应不彻底）（1 1）同一条件下正、逆反应同时进行同一条件下正、逆反应同时进行；注注意意（2 2）反应
2、物的转化率不能达到反应物的转化率不能达到100%；（3）反应物和生成物共存反应物和生成物共存。N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂 SO2+H2O H2SO3NH3+H2O NH3 H2O人教版高中化学选择性必修12、化学平衡状态：、化学平衡状态：（1）平衡的建立平衡的建立起始时：反应物浓度最大，v(正)最大；产物浓度为零，v(逆)为零。反应中：反应物浓度逐渐减小，v(正)逐渐减小；产物浓度逐渐增大，v(逆)逐渐增大。某时刻：v(正)v(逆)、各物质浓度保持不变。vt化学平衡化学平衡t1V逆逆V V正正 COH2O CO2H2一、化学平衡状态一
3、、化学平衡状态人教版高中化学选择性必修12、化学平衡状态：、化学平衡状态：（2）定义定义：一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。（即为可逆反应在该条件下的”限度”）注意注意前提（适用范围）：可逆反应前提（适用范围）：可逆反应内在本质：内在本质：v(正正)=v(逆逆)0外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变一、化学平衡状态一、化学平衡状态人教版高中化学选择性必修12、化学平衡状态：、化学平衡状态：（3）特征特征：a.正逆过程都在同时进行正逆过程都在同时进行“逆逆”b.v(正正)0，v(逆逆)0“动动”
4、c.v(正正)=v(逆逆)“等等”d.外界条件不变化，体系组分不发生变化外界条件不变化，体系组分不发生变化 “定定”e.外界条件变化，平衡将改变外界条件变化，平衡将改变“变变”（浓度、物质的量、质量、质量分数、体积分数）（宏观停止，微观实际仍在进行）（平衡被打破）一、化学平衡状态一、化学平衡状态人教版高中化学选择性必修1速率：同一物质，速率：同一物质，v正正v逆逆，不同物质的速率比，不同物质的速率比=系数比系数比浓度：浓度：各组分气体浓度不变各组分气体浓度不变如何判断可逆反应达到平衡状态？如何判断可逆反应达到平衡状态？分子数（总分子数、组分气体分子数）分子数（总分子数、组分气体分子数）物质的量
5、（总物质的量、组分气体的物质的量）物质的量（总物质的量、组分气体的物质的量）质量（总质量、组分气体的质量）质量（总质量、组分气体的质量）压强（总压、分压）、气体密度、气体平均摩尔质量压强（总压、分压）、气体密度、气体平均摩尔质量间接间接mA(g)nB(g)pC(g)+qD(g)(m+np+q)达到平衡状态的标志：达到平衡状态的标志：一、化学平衡状态一、化学平衡状态直接直接人教版高中化学选择性必修1【例例1】一一定定温温度度下下，下下列列不不是是反反应应 A(g)3B(g)2C(g)2D(s)达达到到平平衡衡的标志的是的标志的是（）C的生成速率与的生成速率与C的分解速率相等的分解速率相等；单位时
6、间内生成单位时间内生成amolA，同时生成，同时生成3amolB；A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化；A、B、C的分压强不再变化的分压强不再变化；混合气体的总压强不再变化混合气体的总压强不再变化；混合气体的物质的量不再变化混合气体的物质的量不再变化；单位时间内消耗单位时间内消耗amolA，同时生成，同时生成 3amolB；A、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:2。A、B、C、D、A一、化学平衡状态一、化学平衡状态人教版高中化学选择性必修1【例例2】在在一一定定温温度度下下的的恒恒容容容容器器中中,当当下下列列物物理理量量不不再再发发生生变变化化时时，表表明明反应反应:A(s
7、)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是已达平衡状态的是（）A、混合气体的压强、混合气体的压强 B、混合气体的密度、混合气体的密度C、B的物质的量浓度的物质的量浓度 D、气体的总物质的量、气体的总物质的量BC一、化学平衡状态一、化学平衡状态人教版高中化学选择性必修1二、化学平衡常数二、化学平衡常数序号序号起始时浓度起始时浓度mol/L平衡时浓度平衡时浓度mol/LH2I2HIH2I2HI10.011970.0694400.0056170.00059360.0127048.3720.011350.0090400.003560.001250.0155948.6230.01200.0084
8、00.00.004580.00097330.0148649.544000.015200.0016960.0016960.0118148.495000.012870.0014330.0014330.0100048.706000.037770.0042130.0042130.0293448.50I2(g)H2(g)2HI(g)2c(HI)c(H2)c(I2)人教版高中化学选择性必修1通过分析实验数据得出：通过分析实验数据得出：(2)常数常数K与反应物的起始浓度大小无关；与反应物的起始浓度大小无关；(3)常数常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关。与正向建立还是逆向建立平衡无关。c2(HI)c(H2)
9、c(I2)(1)温度不变时，温度不变时，为常数，用为常数，用 K表示，表示，K 平均值为平均值为48.70；化学平衡常数只与温度有关化学平衡常数只与温度有关二、化学平衡常数二、化学平衡常数人教版高中化学选择性必修11、定义、定义：一定温度下，对达平衡一定温度下，对达平衡的的可逆反应而言，生成物浓度幂之积与反可逆反应而言，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。应物浓度幂之积的比值是一个常数。符号：符号：K2、表达式、表达式K=cp(C)cq(D)cm(A)cn(B)反应反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)3、单位、单位浓度单位为浓度单位为molL-1，K单位为单位为(mol
10、L-1)n，一般情况下不写单位一般情况下不写单位。(1)K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。4、平衡常数的意义、平衡常数的意义：定量地衡量化学反应进行的程度。定量地衡量化学反应进行的程度。(2)一般当一般当K105时，该反应进行得基本完全。时，该反应进行得基本完全。二、化学平衡常数二、化学平衡常数人教版高中化学选择性必修1写出下列反应平衡常数的表达式写出下列反应平衡常数的表达式CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(l)Kc(CO2)Kc(CO)/c(CO2)c(H2)二、化学平衡常数
11、二、化学平衡常数人教版高中化学选择性必修1二、化学平衡常数二、化学平衡常数5、平衡常数表达式与方程式的关系、平衡常数表达式与方程式的关系K2K12（2）化学计量数扩大）化学计量数扩大n倍，倍，K变为变为n次方倍，缩小次方倍，缩小n倍，倍，K变为变为1/n次方倍。次方倍。K2 1/K1（1）正、逆反应平衡常数互为倒数）正、逆反应平衡常数互为倒数1/2N2(g)3/2H2(g)NH3(g)K1 N2(g)3H2(g)2NH3(g)K2 2NO(g)O2(g)2NO2(g)K12NO2(g)2NO(g)O2(g)K2K3K1 K2(3)方程式相加方程式相加(或相减或相减)，则，则K相乘相乘(或相除或
12、相除)。2NO(g)O2(g)2NO2(g)K12NO2(g)N2O4(g)K22NO(g)O2(g)N2O4(g)K3人教版高中化学选择性必修1【小试牛刀】已知反应如下【小试牛刀】已知反应如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)H0其平衡常数为：其平衡常数为：_。已知。已知1100，K=0.263。1100时，测时，测得得c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应，在这种情况下该反应_(填填“是是”或或“否否”)处于平衡状态。处于平衡状态。否否K=c(CO2)/c(CO)利用利用K可判断反应是否建立平衡状态可判断反应是否建立平衡状态Qc
13、=c(CO2)/c(CO)浓度商浓度商 QCK，反应向正方向进行，反应向正方向进行 QCK，反应处于平衡状态，反应处于平衡状态QCK，反应向逆方向进行，反应向逆方向进行二、化学平衡常数二、化学平衡常数人教版高中化学选择性必修1二、化学平衡常数二、化学平衡常数【小试牛刀】在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：【小试牛刀】在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其其化化学学平平衡衡常常数数K和和温温度度t关关系系如如下下表：表：回答下列问题：回答下列问题：该反应为该反应为 反应（选填反应（选填“吸热吸热”、“放热放热”）。）。t70080083010
14、00 1200K0.60.91.01.72.6吸热吸热利用利用K可判断反应的热效应可判断反应的热效应若升高温度，若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应值增大，则正反应为吸热反应若升高温度，若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应值减小，则正反应为放热反应人教版高中化学选择性必修1二、化学平衡常数二、化学平衡常数【再来一刀】在【再来一刀】在749K反应反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)达平衡时，达平衡时，K=2.60，计算当计算当CO、H2O(g)的起始浓度都为的起始浓度都为 2.0 mol/L时，达平衡后时，达平衡后CO的转化率的转化率。解：设解：设CO的转化率为的转化率为
15、，则，则 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)2.0 2.0 0 02.0 2.0 2.0 2.02.0(1-)2.0(1-)2.0 2.0起始浓度起始浓度转化浓度转化浓度平衡浓度平衡浓度=(2.0)(2.0)/2.0(1-)2.0(1-)=2/(1-)2=2.6 =62%K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)人教版高中化学选择性必修1二、化学平衡常数二、化学平衡常数以以“三段式三段式”进行化学平衡常数的计算进行化学平衡常数的计算起始浓度起始浓度(mol/L)：a b 0 0转化浓度转化浓度(mol/L)：mx nx px qx平衡浓度平衡浓度(mol/L)：amx b
16、nx px qxmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)人教版高中化学选择性必修1二、化学平衡常数二、化学平衡常数1、450K时一容器中通入时一容器中通入N2和和H2，一定条件下反应达平衡后，测得，一定条件下反应达平衡后，测得c(N2)=3mol/L，c(H2)=9mol/L，c(NH3)=4 mol/L，求，求K、N2和和H2的起始浓度。的起始浓度。3 9 4042 65 15K=c(NH3)2/c(N2)c(H2)3=42/（393）=7.310-3 解解:N2 +3H2 2NH3起始浓度起始浓度转化浓度转化浓度平衡浓度平衡浓度人教版高中化学选择性必修1二、化学平衡常数二、化学平衡常数2、在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：、在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其其化化学学平平衡衡常常数数K和和温温度度t的的关关系系如下表：如下表：回答下列问题：回答下列问题：(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 。A.容器中压强不变容器中压强不变 B.混合气体中混合气体中c(CO)不
