《河北省石家庄市高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 2.3 化学平衡课件 新人教版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北省石家庄市高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 2.3 化学平衡课件 新人教版选修4（117页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 我们知道在化学反应中，反应物之间我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的是按照化学方程式中的计量关系计量关系进行反应进行反应的，那么，一个化学反应在的，那么，一个化学反应在实际进行实际进行时，时，反应物能否按相应的计量关系反应物能否按相应的计量关系完全完全转化为转化为生成物呢？生成物呢？可是后来发现用这个高炉炼铁，所排出的高、可是后来发现用这个高炉炼铁，所排出的高、 炉气中炉气中COCO的含量并没有减少，你知道为什的含量并没有减少，你知道为什 么吗？么吗？科学史话科学史话炼铁炼铁高炉尾气之谜高炉尾气之谜加加高高 1717世纪后期，人们发现高炉世纪后期，人们发现高炉炼铁所排出的高炉
2、气中含有相当炼铁所排出的高炉气中含有相当量的量的COCO，作为工业革命发源地的，作为工业革命发源地的英国有些工程师认为英国有些工程师认为-这是由这是由于于COCO和铁矿石的接触时间不长所和铁矿石的接触时间不长所造成的，于是在英国耗费了大量造成的，于是在英国耗费了大量资金建造了一个高大的炼铁高炉资金建造了一个高大的炼铁高炉（如图），以增加（如图），以增加COCO和铁矿石的和铁矿石的接触时间。接触时间。 科学研究表明，很多化学反应在进行时都具科学研究表明，很多化学反应在进行时都具有可逆性，即正向反应和逆向反应在同时进行，有可逆性，即正向反应和逆向反应在同时进行，只是只是可逆的程度有所不同可逆的程度
3、有所不同并且并且差异很大而已差异很大而已。N N2 2 + + 3H3H2 2 2 2NHNH3 3高温高压高温高压催化剂催化剂例如：例如： 有些化学反应逆向反应进行的程度很小因而有些化学反应逆向反应进行的程度很小因而可以忽略，把可以忽略，把几乎完全进行几乎完全进行的反应叫的反应叫不可逆反应不可逆反应，用用“”号表示。号表示。例如：例如：B Ba a2+2+ + SO + SO4 42-2- BaBaSOSO4 4H H+ + + OH + OH- - H2O O一、一、可逆反应可逆反应概念：概念： 在在 下下, ,既能向既能向 方向进行方向进行, ,同时又能向同时又能向 方向进行的反应叫做方
4、向进行的反应叫做可逆可逆反应反应，用，用“ ”号表示。号表示。同一条件同一条件正反应正反应逆反应逆反应N N2 2 + + 3H3H2 2 2 2NHNH3 3高温高压高温高压催化剂催化剂正反应正反应 正正逆反应逆反应 逆逆消耗消耗N N2 2、H H2 2和生成和生成NHNH3 3的反应的反应均可用于表示正反应均可用于表示正反应生成生成N N2 2、H H2 2和消耗和消耗NHNH3 3(NH(NH3 3分解分解) )的反应均可用于表示逆反应的反应均可用于表示逆反应H H2 2 + I + I2 2 2HI 2HI2SO2SO2 2 + O+ O2 2 2SO 2SO3 3催化剂催化剂高温高
5、温特征：特征：同时性同时性同条件同条件可逆性可逆性 可逆反应可逆反应不能进行到底不能进行到底，反应物不能完全转，反应物不能完全转化为生成物，得到的总是反应物与生成物组成的化为生成物，得到的总是反应物与生成物组成的混合物混合物共存于同一体系中共存于同一体系中，即即可逆反应可逆反应有一定的有一定的限度。限度。可逆反应可逆反应“不为不为0 0”原则原则普遍性普遍性能量类型的转化互逆能量类型的转化互逆若正反应放热若正反应放热，则逆反应吸热。则逆反应吸热。对于可逆反应对于可逆反应 ，在，在混合气体中充入一定量的混合气体中充入一定量的1818O O2 2，足够长时间，足够长时间后，后，1818O O原子。
6、原子。A A. .只存在于只存在于O O2 2中中B B. .只存在于只存在于O O2 2和和SOSO3 3中中C C. .只存在于只存在于O O2 2和和SOSO2 2中中D D. .存在于存在于O O2 2、SOSO2 2和和SOSO3 3中中2SO2SO2 2 + O+ O2 2 2SO 2SO3 3催化剂催化剂高温高温饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？ 蔗糖分子离开蔗糖表面扩散到水中的蔗糖分子离开蔗糖表面扩散到水中的速率速率与与溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的的速率速率相等时，相等时， 蔗糖
7、的溶解达最大程度，达到溶解平衡，即蔗糖的溶解达最大程度，达到溶解平衡，即形成了形成了饱和溶液饱和溶液。溶解平衡溶解平衡是一种动态平衡是一种动态平衡（溶解速率（溶解速率结晶速率结晶速率00）溶解溶解结晶结晶浓度、浓度、 m m晶体晶体不变不变实验：探索蔗糖的溶解平衡实验：探索蔗糖的溶解平衡正正(CO)(CO)消耗消耗逆逆(CO)(CO)生成生成时间时间 在容积为在容积为1L1L的密闭容器里，加入的密闭容器里，加入0.01molCO0.01molCO和和0.01molH0.01molH2 2O(g),O(g),一定条件下发生反应：一定条件下发生反应：速速率率进行到一定程度，总有那么一刻，进行到一定
8、程度，总有那么一刻，CO CO + + H H2 2O O COCO2 2 + + H H2 2正正逆逆正正(CO)(CO)消耗消耗逆逆(CO)(CO)生成生成时间时间 在容积为在容积为1L1L的密闭容器里，加入的密闭容器里，加入0.01molCO0.01molCO和和0.01molH0.01molH2 2O(g),O(g),一定条件下发生反应：一定条件下发生反应：速速率率正正逆逆 这时，这时，COCO、H H2 2O O的消耗量等于的消耗量等于COCO2 2、H H2 2反应生成反应生成的的COCO、H H2 2O O的量，的量，c c( (COCO) )、c c( (H H2 2O O)
9、)、c c( (COCO2 2) )、c c( (H H2 2) )不再改变不再改变CO CO + + H H2 2O O COCO2 2 + + H H2 2正正(CO)(CO)消耗消耗逆逆(CO)(CO)生成生成时间时间 在容积为在容积为1L1L的密闭容器里，加入的密闭容器里，加入0.01molCO0.01molCO和和0.01molH0.01molH2 2O(g),O(g),一定条件下发生反应：一定条件下发生反应：速速率率正正逆逆c c( (COCO) )、c c( (H H2 2O O) )、c c( (COCO2 2) )、c c( (H H2 2) )不再改变不再改变CO CO +
10、 + H H2 2O O COCO2 2 + + H H2 2 虽然虽然反应仍在继续进行，但是这四种物质的反应仍在继续进行，但是这四种物质的浓度浓度均保持均保持不变不变，达到一种表面静止的状态达到一种表面静止的状态。定义定义二、二、反应反应进行进行的限度的限度化学平衡状态化学平衡状态 在在一定条件下一定条件下的的可逆反应可逆反应里，里，正反应速率和正反应速率和逆反应速率相等逆反应速率相等，反应混合物中各组分的，反应混合物中各组分的浓度保浓度保持不变持不变（达到一种表面静止（达到一种表面静止）的状态，称为的状态，称为 “化学化学平衡状态平衡状态”，简称，简称化学平衡化学平衡。 化学平衡状态化学平
11、衡状态是可逆是可逆反应反应在该条件下在该条件下所能达到所能达到或完成的或完成的最大程度最大程度，即该即该反应进行的反应进行的限度限度。 化学反应的化学反应的限度限度决定了反应物在该条件下的决定了反应物在该条件下的最大转化率最大转化率。适用对象适用对象（前提条件）（前提条件）：可逆反应可逆反应实实 质：质：v( (正正) ) v( (逆逆) ) 0 0主要特征：主要特征：逆：逆：研究对象研究对象-可逆反应可逆反应等：等：v(正正)v(逆逆) -同一物质的生成速率等于它的消耗速同一物质的生成速率等于它的消耗速率率（针对同一参照物）（针对同一参照物）本本 质质动：动：动态平衡动态平衡（v( (正正)
12、 ) v( (逆逆) ) 00）定：定：反应混合物中各组分的浓度保持不变反应混合物中各组分的浓度保持不变（一定）（一定）-外在外在标志标志，各组分的含量保持不变。，各组分的含量保持不变。表面现象表面现象变：变：当条件发生变化时，反应所能达到的限度当条件发生变化时，反应所能达到的限度随之发生变化。原有的化学平衡被破坏，直至在随之发生变化。原有的化学平衡被破坏，直至在新的条件下建立新的平衡为止。新的条件下建立新的平衡为止。 改变改变反应条件可以在反应条件可以在一定程度一定程度上改变一个化上改变一个化学反应的学反应的限度限度。 所以，所以，化学平衡化学平衡是是一定条件下的平衡一定条件下的平衡。 1m
13、ol 1mol 3mol 0mol3mol 0mol 0.5mol 0.5mol 1mol 0mol1mol 0mol+0.5mol+0.5mol+2mol+2mol 0mol 0mol 0mol 2mol0mol 2mol同：同：化学平衡的建立只与条件有关，与途径无化学平衡的建立只与条件有关，与途径无关。关。条件相同条件相同，不管采取何种方式和途径进行，不管采取何种方式和途径进行， 无论反应从什么方向开始无论反应从什么方向开始 是一次投料还是分几次投料，只要起始浓度是一次投料还是分几次投料，只要起始浓度相相当当，最终均可达到同一平衡状态。最终均可达到同一平衡状态。N N2 2 + + 3H3
14、H2 2 2 2NHNH3 3高温高压高温高压催化剂催化剂补充知识补充知识 以以xA(g) + yB(g) xA(g) + yB(g) zC(g)zC(g)为例，分析化学为例，分析化学反应达到平衡状态的标志：反应达到平衡状态的标志：直接：直接：速率标志：速率标志：v( (正正) ) v( (逆逆) )含量标志：各组分的含量标志：各组分的含量含量浓度浓度保持不变保持不变速率速率等等化学化学平衡状态的标志平衡状态的标志：同一种物质：同一种物质： 该物质的生成速率等于其消耗速率该物质的生成速率等于其消耗速率不同的物质：不同的物质： 速率之比等于方程式中各物质的化学计量数速率之比等于方程式中各物质的化
15、学计量数之比，但必须是不同方向的速率。之比，但必须是不同方向的速率。含量含量定定两个方向两个方向同等异比同等异比巧记巧记平衡体系的颜色保持不变。平衡体系的颜色保持不变。间接：间接： 所表述的内容并非直接而是所表述的内容并非直接而是间接反映间接反映“等等”和和“定定”的意义的意义（体系中的某些物理量保持不变）（体系中的某些物理量保持不变）。某化学键的断裂速率和生成速率相等某化学键的断裂速率和生成速率相等。2N2NO O2 2 N N2 2O O4 4绝热的恒容绝热的恒容反应体系的温度反应体系的温度保持不变。保持不变。产物的产率产物的产率保持不变保持不变；反应物的转化率反应物的转化率保持不变保持不
16、变；体系中各组分的体系中各组分的物质的量物质的量、物质的量分数、物质的量分数保持保持不变不变；体系中各组分的体系中各组分的质量质量、质量分数质量分数保持不变保持不变；气体的气体的密度密度不再发生改变不再发生改变（恒容密闭容器）恒容密闭容器）； 指所表述的内容并不能适用所有反应，只有指所表述的内容并不能适用所有反应，只有在某些特定的情况下才能适用。在某些特定的情况下才能适用。气体的气体的总压强总压强保持不变保持不变（恒容密闭容器）恒容密闭容器）；体系中体系中气体气体物质的物质的平均相对分子质量平均相对分子质量、平均摩平均摩尔质量尔质量保持不变保持不变；反应反应体系中气体物质的体系中气体物质的总质
17、量总质量、总体积总体积、总物总物质的量质的量、分子数分子数保持不变保持不变；“特殊特殊”特征：特征：CO CO + + H H2 2O O COCO2 2 + + H H2 22SO2SO2 2 + O+ O2 2 2SO 2SO3 3催化剂催化剂高温高温要根据具体反应具体分析是否达到平衡状态要根据具体反应具体分析是否达到平衡状态假定反应向假定反应向右进行右进行01分析物理量分析物理量A是否改变是否改变02分析思路物理量物理量A要变要变03物理量物理量A不变不变03若若A不变，达到不变，达到平衡平衡04若若A不变，不能不变，不能说明达到平衡说明达到平衡04变变 变变 定定巧记巧记 看其在反应过
18、程中看其在反应过程中变不变，如果是变化的，变不变，如果是变化的，则当其一定就是达到平则当其一定就是达到平衡状态的标志衡状态的标志在一定温度下在一定温度下, ,可逆反应可逆反应 A A( (气气) ) + 3B+ 3B( (气气) ) 2C2C( (气气) )达到平衡的标志是达到平衡的标志是（ ）A.A.C C的生成速率与的生成速率与C C分解的速率相等分解的速率相等 B.B.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,nmolA,同时生成同时生成3nmolB3nmolBC.C.A A、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.D.A A、B B、C C的分子数比为的分子数比为1:3:21:3
19、:2AC下列说法可以证明反应下列说法可以证明反应N N2 2 + 3H+ 3H2 2 2NH 2NH3 3 已达已达平衡状态的是平衡状态的是( )( )A.A.1 1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有3 3个个H HH H键形成键形成 B.B.1 1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有3 3个个H HH H键断裂键断裂C.C.1 1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有6 6个个N NH H键断裂键断裂D.D.1 1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有6 6个个N NH H键形成键形成AC下列说法中可以充分说明反应下列说法中可以充分说明反应: : P(P
20、(气气) + Q() + Q(气气) R() R(气气) + S() + S(气气),),在恒温下在恒温下已达平衡状态的是（）已达平衡状态的是（） A.A.反应容器内压强不随时间变化反应容器内压强不随时间变化B.B. P P和和S S的生成速率相等的生成速率相等C.C.反应容器内反应容器内P P、Q Q、R R、S S四者共存四者共存 D.D.反应容器内总物质的量不随时间而变化反应容器内总物质的量不随时间而变化B知识总结正正逆逆时间时间速速率率正正逆逆 一定条件下一定条件下处于化学平衡的可逆反应处于化学平衡的可逆反应，当外当外界条件发生改变时，平衡状态是否会发生变化呢界条件发生改变时，平衡状态
21、是否会发生变化呢？交交与与考考思思流流条件条件改变改变平衡移动平衡移动平衡被破坏平衡被破坏新平衡新平衡一定条件下一定条件下建立的平衡建立的平衡 化学平衡化学平衡是是一定条件下的平衡一定条件下的平衡，当条件发生，当条件发生变化导致变化导致v(正正) v(逆逆)时，原有的化学平衡就时，原有的化学平衡就被被破坏破坏，直至在，直至在新的条件下建立新的平衡新的条件下建立新的平衡为止。为止。 可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程的建立过程叫做化学平衡的移动。叫做化学平衡的移动。平衡移动的标志：平衡移动的标志：反应混合物中反应混合物中各组分的百分含量各组分的
22、百分含量发生改变发生改变 v正正v逆逆定义：定义：研究对象：研究对象：已建立平衡状态的体系已建立平衡状态的体系【提出假设提出假设】影响化学平衡的主要因素是影响化学平衡的主要因素是三、三、化学平衡的移动化学平衡的移动浓 度温 度压 强催化剂【回忆回忆】影响化学反应速率的外界条件主要有哪影响化学反应速率的外界条件主要有哪些？些？化学反应速率影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素探究浓度对化学平衡移动的影响探究浓度对化学平衡移动的影响 实验实验2 2- -5 5交流交流 思考思考根据现象，根据现象，思考讨论以下问题：思考讨论以下问题：滴加滴加5 5-1-15 5滴浓硫酸滴浓硫酸滴加滴加5 5- -15
23、15滴滴NaOHNaOH溶液溶液浓度浓度对化学平衡移动对化学平衡移动的影响：的影响：实验现象实验现象加入浓硫酸加入浓硫酸c(c(H H+ +) )增大增大增大增大生成物生成物浓度浓度化学平衡有无变化？如何判断？化学平衡有无变化？如何判断？ 溶液颜色改变说明什么问题溶液颜色改变说明什么问题？c(c(CrCr2 2O O7 72-2-) )增大增大平衡向平衡向逆反应逆反应方向移动方向移动加入浓硫酸加入浓硫酸反应向着生成反应向着生成CrCr2 2O O7 72-2-的方向进行的方向进行CrCr2 2O O7 72 2- - + + H H2 2O 2CrOO 2CrO4 42 2- - + + 2H
24、 2H+ + 橙色橙色 黄色黄色c(c(CrOCrO4 42-2-) )增大增大加入加入NaOHNaOHc(c(H H+ +) )减小减小减小减小生成物生成物浓度浓度加入加入NaOHNaOH反应向着生成反应向着生成CrOCrO4 42-2-的方向进行的方向进行CrCr2 2O O7 72 2- - + + H H2 2O 2CrOO 2CrO4 42 2- - + + 2H 2H+ + 橙色橙色 黄色黄色平衡向平衡向正反应正反应方向移动方向移动探究浓度对化学平衡移动的影响探究浓度对化学平衡移动的影响 实验实验2 2- -6 6 编编 号号 1 1 2 2 步骤步骤1 1滴加饱和滴加饱和FeCl
25、FeCl3 3溶液溶液滴加滴加1mol/LKSCN1mol/LKSCN溶液溶液 现现 象象 步骤步骤2 2滴加氢氧化钠溶液滴加氢氧化钠溶液滴加氢氧化钠溶液滴加氢氧化钠溶液 现现 象象 结结 论论溶液颜色变深溶液颜色变深溶液颜色变深溶液颜色变深溶液颜色变浅溶液颜色变浅溶液颜色变浅溶液颜色变浅实验原理实验原理交流交流 思考思考根据现象，根据现象，思考讨论以下问题：思考讨论以下问题：FeFe3+ 3+ + + 3SCN3SCN- - Fe(SCN)Fe(SCN)3 3 （红色）（红色）实验现象实验现象颜色颜色加深加深加入加入FeClFeCl3 3c c( (FeFe3+3+) )增大增大平衡向平衡向
26、正反应正反应方向移动方向移动增大增大反应物反应物浓度浓度加入加入KSCNKSCN化学平衡有无变化？化学平衡有无变化？溶液颜色加深和变浅说明什么问题？溶液颜色加深和变浅说明什么问题？c(c(Fe(SCN)Fe(SCN)3 3) )增大增大颜色颜色加深加深c(c(Fe(SCN)Fe(SCN)3 3) )增大增大c c( (SCNSCN- -) )增大增大增大增大反应物反应物浓度浓度平衡向平衡向正反应正反应方向移动方向移动加入加入FeClFeCl3 3反应向着生成反应向着生成Fe(SCN)Fe(SCN)3 3的方向进行的方向进行加入加入KSCNKSCN反应向着生成反应向着生成Fe(SCN)Fe(SC
27、N)3 3的方向进行的方向进行FeFe3+ 3+ + + 3SCN3SCN- - Fe(SCN)Fe(SCN)3 3 （红色）（红色）v正正 = = v逆逆v逆逆v正正v正正= = v逆逆v正正v逆逆0 t0 t1 1 t t2 2 t t3 3 t t（s s）V Vmol/(L.Smol/(L.S）平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态速率速率- -时间时间关系图：关系图：增大反应物的浓度，增大反应物的浓度，原因分析原因分析 增大反应物的浓度，增大反应物的浓度， v正正 v逆逆，平衡向正反应，平衡向正反应方向移动；方向移动；浓度对平衡的影响浓度对平衡的影响化学平衡向化学平衡向正正反应方向移动反应
28、方向移动v( ( ( (逆逆逆逆) ) ) )vv( ( ( (正正正正) ) ) )t t t tV(V(V(V(正正正正)= V()= V()= V()= V(逆逆逆逆) ) ) )0 0 0 0t t t t1 1 1 1增大反应物浓度增大反应物浓度t t t t2 2 2 2v ( ( ( (正正正正) ) ) )v ( ( ( (逆逆逆逆) ) ) )V V V V ( ( ( (正正正正)=V)=V)=V)=V ( ( ( (逆逆逆逆) )t t t t3 3 3 3减小生成物浓度减小生成物浓度t t t t2 2 2 2v ( ( ( (正正正正) ) ) )v ( ( ( (逆
29、逆逆逆) ) ) )V V V V ( (正正正正)=)=V V V V ( (逆逆逆逆) )t t t t3 3 3 30 0 0 0vt t t tv( ( ( (正正正正) ) ) )v( ( ( (逆逆逆逆) ) ) )V V V V( (正正正正) = ) = V V V V( (逆逆逆逆) )t t t t1 1 1 1速率速率- -时间时间关系图：关系图：浓度对平衡的影响浓度对平衡的影响化学平衡向化学平衡向逆逆反应方向移动反应方向移动v( ( ( (逆逆逆逆) ) ) )vv( ( ( (正正正正) ) ) )t t t tV(V(V(V(正正正正)= V()= V()= V()
30、= V(逆逆逆逆) ) ) )0 0 0 0t t t t1 1 1 1增大生成物浓度增大生成物浓度t t t t2 2 2 2v ( ( ( (逆逆逆逆) ) ) )v ( ( ( (正正正正) ) ) )V V V V ( ( ( (正正正正)=V)=V)=V)=V ( ( ( (逆逆逆逆) )t t t t3 3 3 3减小反应物浓度减小反应物浓度t t t t2 2 2 2v ( ( ( (逆逆逆逆) ) ) )v ( ( ( (正正正正) ) ) )V V V V ( (正正正正)=)=V V V V ( (逆逆逆逆) )t t t t3 3 3 30 0 0 0vt t t tv(
31、 ( ( (正正正正) ) ) )v( ( ( (逆逆逆逆) ) ) )V V V V( (正正正正) = ) = V V V V( (逆逆逆逆) )t t t t1 1 1 1速率速率- -时间时间关系图：关系图：例如：例如： 在二氧化硫转化为三氧化硫的过程中，应该在二氧化硫转化为三氧化硫的过程中，应该怎样通过改变浓度的方法来提高该反应的程度？怎样通过改变浓度的方法来提高该反应的程度？ 结论：结论： 在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度，在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向使化学平衡向正反应正反应方向移动，从而提高价格较方向移动，从而提高价格较高的原料的转化率，以降低生产成
32、本。高的原料的转化率，以降低生产成本。意义意义：反应物有两种或两种以上反应物有两种或两种以上, 增大一种物质的浓度增大一种物质的浓度, 该物质的平衡转化率该物质的平衡转化率降低降低, 而其他物质的转化率而其他物质的转化率提提高高。只要是只要是增大浓度增大浓度，不论增大的是反应物的浓度，不论增大的是反应物的浓度，还是生成物的浓度，新平衡状态下的反应速率还是生成物的浓度，新平衡状态下的反应速率一一定大于定大于原平衡状态下的反应速率；原平衡状态下的反应速率；减小浓度减小浓度，新，新平衡状态下的速率平衡状态下的速率一定小于一定小于原平衡状态下的反应原平衡状态下的反应速率。速率。反应物只有一种时反应物只
33、有一种时, 增大反应物的浓度，该物质增大反应物的浓度，该物质的平衡转化率不一定的平衡转化率不一定提高提高。改变固体或纯液体的量对改变固体或纯液体的量对V V正正、V V逆逆的大小没有影的大小没有影响，所以化学平衡不移动。响，所以化学平衡不移动。-对气体、溶液适用。对气体、溶液适用。注意注意：压强对化学平衡的影响：压强对化学平衡的影响：气体气体实验数据：实验数据：压强压强(MPa)(MPa)1 15 5101030306060100100NHNH3 3 % %2.02.09.29.216.416.4 35.535.5 53.653.6 69.469.4 NHNH3 3的百分含量的百分含量随着压强
34、的随着压强的增大增大而而增大增大，即，即增增大大压强，压强，反应向着生成反应向着生成NHNH3 3的方向进行。的方向进行。增大增大压强，平衡向着气体压强，平衡向着气体体积减小体积减小的方向移动。的方向移动。N N2 2 + + 3H3H2 2 2 2NHNH3 3高温高压高温高压催化剂催化剂v 正正 = = v 逆逆v ( (增大增大) )v ( (减减小小) )v正正 = = v逆逆v正正v逆逆0 t0 t1 1 t t2 2 t t3 3 t t（s s）v平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态增压增压速率速率- -时间时间关系图：关系图：原因分析原因分析aA(g)aA(g) + + bB(g)
35、bB(g) cC(g)cC(g)a + b a + b c c增大压强，增大压强，平衡向着气体平衡向着气体体积减小体积减小的方向移动。的方向移动。v 正正 = = v 逆逆v ( (增大增大) )v ( (减减小小) )v正正 = = v逆逆v正正v逆逆0 t0 t1 1 t t2 2 t t3 3 t t（s s）v平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态减压减压速率速率- -时间时间关系图：关系图：原因分析原因分析aA(g)aA(g) + + bB(g)bB(g) cC(g)cC(g)a + b a + b c c减小压强，减小压强，平衡向着气体平衡向着气体体积增大体积增大的方向移动。的方向移动。
36、体积缩小：体积缩小：即气体分子数目减少即气体分子数目减少体积增大：体积增大：即气体分子数目增多即气体分子数目增多说明说明: 反应体系中有反应体系中有气体气体参加且反应前后气体参加且反应前后气体总体总体积发生改变积发生改变的反应。的反应。前提条件：前提条件： 对于反应前后对于反应前后气体总体积发生变化气体总体积发生变化的可逆反应，的可逆反应，在其它条件不变时，增大压强，会使化学平衡向在其它条件不变时，增大压强，会使化学平衡向着气体体积着气体体积 的方向移动，减小压强，会使的方向移动，减小压强，会使化学平衡向着气体体积化学平衡向着气体体积 的方向移动。的方向移动。缩缩小小增大增大结论：结论：V(m
37、olLV(molL-1-1S S-1-1) )T(s)T(s)0 0V V正正= V= V逆逆V V正正= V= V逆逆t t2 2 对于反应对于反应H H2 2O O( (g g) )+CO +CO H H2 2+CO+CO2 2 ，如果增大，如果增大压强压强, ,反应速率是否改变反应速率是否改变, ,平衡是否移动？平衡是否移动？交流交流 思考思考保持体积不变保持体积不变：充入惰性气体，平衡不移动。：充入惰性气体，平衡不移动。保持压强不变保持压强不变：充入惰性气体，体积增大，相：充入惰性气体，体积增大，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。
38、增大压强增大压强探究温度对化学平衡移动的影响探究温度对化学平衡移动的影响实验实验2 2- -7 7温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响升温升温颜色颜色加深加深c(c(NONO2 2) )增大增大c c( (NONO2 2) )增大增大升温升温2NO2NO2 2 N N2 2O O4 4 H H -56.9 KJ/mol -56.9 KJ/mol平衡向平衡向吸吸热反应方向移动热反应方向移动降温降温颜色变浅颜色变浅c(c(N N2 2O O4 4) )增增大大c c( (N N2 2O O4 4) )增大增大降温降温2NO2NO2 2 N N2 2O O4 4 H H -56.9 KJ/mol
39、 -56.9 KJ/mol平衡向平衡向放放热反应方向移动热反应方向移动v 正正 = = v 逆逆v ( (放热放热) )v ( (吸吸热热) )v正正= = v逆逆v正正v逆逆0 t0 t1 1 t t2 2 t t3 3 t t（s s）v平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态升温升温速率速率- -时间时间关系图：关系图：原因分析原因分析升高温度，升高温度，平衡向平衡向吸热反应吸热反应方向移动。方向移动。2NO2NO2 2 N N2 2O O4 4 H H -56.9 KJ/mol -56.9 KJ/mol（正反应是放热反应）（正反应是放热反应）v 正正 = = v 逆逆v ( (放热放热) )v
40、 ( (吸吸热热) )v正正 = = v逆逆v正正v逆逆0 t0 t1 1 t t2 2 t t3 3 t t（s s）v平衡状态平衡状态平衡状态平衡状态降温降温速率速率- -时间时间关系图：关系图：原因分析原因分析降低温度降低温度，平衡向，平衡向放热反应放热反应方向移动。方向移动。2NO2NO2 2 N N2 2O O4 4 H H -56.9 KJ/mol -56.9 KJ/mol（正反应是放热反应）（正反应是放热反应）结论：结论：注意注意： 在其它条件不变的情况下，升高温度在其它条件不变的情况下，升高温度,不管是吸热反应还是放热反应，不管是吸热反应还是放热反应，反应速率反应速率都增大都增
41、大，但吸热反应增大的，但吸热反应增大的倍数倍数大于放热大于放热反应增大的倍数，故平衡向吸热反应的方反应增大的倍数，故平衡向吸热反应的方向移动。向移动。V(molLV(molL-1-1S S-1-1) )0 t0 t2 2 T(s)T(s)V V正正= V= V逆逆催化剂催化剂对化学平衡的影响对化学平衡的影响加入加入催化剂催化剂 催化剂不能使化学平衡发生移动；不能改变催化剂不能使化学平衡发生移动；不能改变反应混合物含量；但可以改变达到平衡的时间反应混合物含量；但可以改变达到平衡的时间 可见，要引起化学平衡的移动，必须是由于外可见，要引起化学平衡的移动，必须是由于外界条件的改变而引起界条件的改变而
42、引起V V正正 V V逆逆。 含量含量t tt t1 1t t2 2V V正正= V= V逆逆结论：结论：化学平衡化学平衡移动方向的移动方向的速率判断速率判断：若外界条件变化引起若外界条件变化引起v v正正 v v逆逆： 平衡向平衡向正正反应方向移动反应方向移动若外界条件变化引起若外界条件变化引起v v正正 v v逆逆： 平衡向平衡向逆逆反应方向移动反应方向移动若外界条件变化引起若外界条件变化引起v v正正 v v逆逆： 平衡平衡未被破坏，未被破坏，平衡平衡不不移动移动化学平衡总往反应速率大的方向移动化学平衡总往反应速率大的方向移动结论：结论：科学史话科学史话 19001900年年，化化学学家
43、家勒勒沙沙特特列列通通过过计计算算，认认为为N N2 2、H H2 2在在高高压压条条件件下下可可直直接接生生成成氨氨，接接着着用用实实验验来来验验证证。但但实实验验过过程程中中发发生生了了爆爆炸炸，他他没没调调查查事事故故原原因因，觉觉得得这这实实验验有有危危险险，放放弃弃了了研研究究。勒勒沙沙特特列列的合成氨实验就这样夭折了。的合成氨实验就这样夭折了。 早在早在18881888年，法国科学家勒夏特列就发现了年，法国科学家勒夏特列就发现了这其中的规律，并总结出著名的这其中的规律，并总结出著名的勒夏特列勒夏特列原理，原理，也叫也叫化学平衡移动原理化学平衡移动原理：平衡平衡移动原理移动原理 如果
44、改变影响平衡的一个条件如果改变影响平衡的一个条件（如浓（如浓度、温度、或压强等）度、温度、或压强等），平衡就向能够，平衡就向能够减弱减弱这种改变的方向移动。这种改变的方向移动。平衡移动的本质：平衡移动的本质：化学平衡化学平衡为为动态平衡动态平衡，条件改变条件改变造成造成V V正正 V V逆逆平衡移动原理平衡移动原理（勒沙特列原理）（勒沙特列原理）：注意：注意：1.1.勒夏特列原理的适用范围勒夏特列原理的适用范围2.2.对对“减弱这种改变减弱这种改变”的正确理解的正确理解平衡移动原理只能用来判断平衡移动的方向，平衡移动原理只能用来判断平衡移动的方向，但不能用来判断建立平衡所需的时间。但不能用来判
45、断建立平衡所需的时间。 只适用于已达平衡的体系，只适用于已达平衡的体系，对对所有的所有的动态平动态平衡衡都适用都适用。定性角度：用于判断平衡移动的方向。定性角度：用于判断平衡移动的方向。平衡移平衡移动方向与条件改变方向相反。动方向与条件改变方向相反。定量角度：定量角度：平衡移动后结果变化的方向不变，平衡移动后结果变化的方向不变，但程度减小。但程度减小。“减弱减弱”并并不是不是“完全消除完全消除”这种这种改变，改变，更不是更不是“扭转扭转”。B B已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条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，下列有件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关
46、叙述正确的是（关叙述正确的是（ ） 生成物的百分含量一定增加生成物的百分含量一定增加 生成物生成物的产量一定增加的产量一定增加 反应物的转化率一定增反应物的转化率一定增大大 反应物浓度一定降低反应物浓度一定降低 正反应速率一正反应速率一定大于逆反应速率定大于逆反应速率 使用了合适的催化剂使用了合适的催化剂 A A. . B B. . C C. . D D. . A.A.m + n m + n p p B.B.A A的转化率降低的转化率降低C.C.平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动 D.D.C C的体积分数增加的体积分数增加一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：一定量的混合气体在密闭容器中
47、发生反应：m A(g) + nB (g) m A(g) + nB (g) pC (g) pC (g) , ,达到平衡后，达到平衡后，温度不变，将气体体积缩小到原来的温度不变，将气体体积缩小到原来的1/21/2, ,达达到新平衡时，到新平衡时，C C的浓度为原来的的浓度为原来的1.81.8倍，则下倍，则下列说法正确的是列说法正确的是( )( ) B B3.3.在一个不导热的密闭反应器中，只发生两在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应个反应：a(g) a(g) + + b(g) 2c(g)b(g) 2c(g)；H0H0H0 进行先关操作且达到平衡后进行先关操作且达到平衡后( (忽略体积忽略体积
48、改变所做的功改变所做的功) )，下列叙述错误的是，下列叙述错误的是( )( )A.A.等压使，通入惰性气体，等压使，通入惰性气体，c c的物质的量不变的物质的量不变B.B.等压时，通入等压时，通入z z气体，反应器中温度升高气体，反应器中温度升高C.C.等容时，通入惰性气体，各反应速率不变等容时，通入惰性气体，各反应速率不变D.D.等容时，通入等容时，通入z z气体，气体，y y的物质的量浓度增大的物质的量浓度增大A A专题专题化学反应速率、平衡图像化学反应速率、平衡图像 解图像题离不开解图像题离不开读图读图、析图析图和和解答解答。读图是解题的基础，析图是关键，解答是读图是解题的基础，析图是关
49、键，解答是目的。目的。面面：图图像像形形状状，横横坐坐标标、纵纵坐坐标标的的含含义义（无无论论是是反应速率图像还是平衡图像）反应速率图像还是平衡图像）。解图象题三步曲：解图象题三步曲：一看一看、二想二想、三判断三判断“一看一看”看图像看图像线线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。点：弄清曲线上点的含义，抓住四点点：弄清曲线上点的含义，抓住四点( (起起点点、终、终点、交点、拐点点、交点、拐点) )。 是否需要作辅助线是否需要作辅助线（等温线、等压线）等温线、等压线）。看量的变化：看量的变化：“二想二想”想规律想规律 与化学原理相联系，与化学原理相联系，联想
50、外界条件对化学反联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律应速率和化学平衡的影响规律。“三判断三判断”通过对比分析，作出正确判断。通过对比分析，作出正确判断。 根据图像中根据图像中体现的关系体现的关系与与所学规律所学规律进行对比进行对比分析，作出符合题目要求的判断。分析，作出符合题目要求的判断。二维图象二维图象物质的量物质的量（浓度）（浓度） 时间时间像像2min t2min tn n/ /moLmoLC CA AB B看起点和终点看起点和终点 此类图像揭示了体系中某组分浓度在反应过此类图像揭示了体系中某组分浓度在反应过程中的变化情况，应注意各组分曲线的拐点，要程中的变化情况，应注意各组分
51、曲线的拐点，要看清平衡时反应物的消耗量和生成物的增加量，看清平衡时反应物的消耗量和生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。并结合有关原理进行推理判断。 从反应开始到平衡时，该反应物实际减从反应开始到平衡时，该反应物实际减小的浓度小的浓度对于一般的可逆反应对于一般的可逆反应mA + nBmA + nB pC + qDpC + qD速率速率 时间时间图图二维图象二维图象速率速率 时间时间图图对于一般的可逆反应对于一般的可逆反应mA + nBmA + nB pC + qDpC + qDt tvv正正v逆逆t t1 1 t t2 2一点连续、一点突跃是一点连续、一点突跃是浓浓度变化度变化对平衡影响
52、的特征对平衡影响的特征突突跃跃连续连续二维图象二维图象 此类图像揭示了反应速率随时间变化的规律，此类图像揭示了反应速率随时间变化的规律，应应抓住抓住曲线的变化趋势，注意看清曲线是曲线的变化趋势，注意看清曲线是连续连续的、的、还是还是跳跃跳跃的的，并结合有关原理进行推理判断。，并结合有关原理进行推理判断。速率速率 时间时间图图v正正v逆逆t1 tv对于一般的可逆反应对于一般的可逆反应mA + nBmA + nB pC + qDpC + qDt1 t2tvv逆逆v正正突跃突跃二维图象二维图象V正正V逆逆V温度温度速率速率 压强压强（或温度）（或温度）图图2A(s) + 2B(g) 2C(g) +
53、D(g) H 2A(s) + 2B(g) 2C(g) + D(g) H 0 0压强压强VV正正V逆逆二维图象二维图象平衡点平衡点平衡点平衡点三维图象三维图象 转化率转化率（含量）（含量） 温度温度（压强）（压强） 时间时间图图N N2 2 + 3H + 3H2 2 2NH 2NH3 3 HH -92.3kJ/mol-92.3kJ/mol 此类图像反映了此类图像反映了体系中某组分含量在不同温体系中某组分含量在不同温度度（或压强）（或压强）下下随时间的随时间的变化趋势。应看清各曲线变化趋势。应看清各曲线拐点出现的先后，先出现拐点的曲线先达到平衡，拐点出现的先后，先出现拐点的曲线先达到平衡，该该变化
54、的变化的温度高温度高（压强大）（压强大）。先拐先平数字大先拐先平数字大t t（A A）T T1 1T T2 2t tT T1 1T T2 2A%A%转化率转化率（含量）（含量） 温度温度（压强）（压强） 时间时间图图三维图象三维图象先从拐点向先从拐点向横轴横轴作垂线：作垂线： 先拐先平先拐先平，温度、压强高温度、压强高。再从拐点向再从拐点向纵轴纵轴作垂线：作垂线：分析温度、压强升高时，转化率或含量的变化，分析温度、压强升高时，转化率或含量的变化， 判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应或物质计量数。或物质计量数。解题思路：解题思路：三维图象三维图象转化
55、率转化率（含量）（含量） 温度温度 压强压强图像图像N N2 2 + 3H + 3H2 2 2NH 2NH3 3 HH -92.3kJ/mol-92.3kJ/mol定一议二定一议二 图像中有三个量像中有三个量时，先确定，先确定横坐标横坐标不不变，再，再讨论纵坐标和变量纵坐标和变量两个量的关系。两个量的关系。判断：判断：A A转转化化率率温度温度01.011.0110107 7PaPa1.011.0110106 6PaPa1.011.0110105 5PaPaT Tm + nm + n p + qp + qQ Q 0 0等温线等温线竖直做垂线竖直做垂线转化率转化率（含量）（含量） 压强压强 温度
56、温度图像图像三维图象三维图象mA(g) + nB(g)mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) pC(g) + qD(g) HHkJ/molkJ/mol 四维图象四维图象含量含量 压强、压强、温度温度 时间图时间图mA(g) + nB(g)mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) pC(g) + qD(g) HHkJ/molkJ/mol t tB B% %T T2 2 P P2 2T T1 1 P P2 2T T1 1 P P1 1 此类图像反映了此类图像反映了体系中某组分含量随温度、体系中某组分含量随温度、压强压强改变而变化的情况。由于图像中涉及到多因改变而变化的
57、情况。由于图像中涉及到多因素的改变，应素的改变，应先确定其中一个量不变，再讨论其先确定其中一个量不变，再讨论其他量他量的的变化关系。变化关系。定一议二定一议二t tB B% %T T2 2 P P2 2T T1 1 P P2 2T T1 1 P P1 1判断压强高低：判断压强高低： P P1 1_P_P2 2m + n_p + qm + n_p + q判断温度高低：判断温度高低： T T1 1_T_T2 2 正反应正反应_热热吸吸加压加压t tB B% %T T2 2 P P2 2T T1 1 P P2 2T T1 1 P P1 1升温升温四维图象四维图象含量含量 压强、压强、温度温度 时间图
58、时间图mA(g) + nB(g)mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) pC(g) + qD(g) HHkJ/molkJ/mol 六、六、其它：其它：T Tv vv v逆逆v v正正T T1 1T T2 2 正反应吸热正反应吸热T Tv vv v正正v v逆逆 正反应吸热正反应吸热T TC%C%450450 正反应放热正反应放热P PA%A%P P1 1 m+np+qm+nV V逆逆的点是的点是 。0 0A AB BC CD DT TNONO转转化率化率浓度浓度( (含量等含量等) )- -压强压强( (温度等温度等) )图图2NO + O2NO + O2 2 2NO2NO2
59、2 H H0 0已知：已知：mM(s)+ nN(g) pQ(g)mM(s)+ nN(g) pQ(g)；HH V V逆逆B BA A点比点比B B点反应速率快点反应速率快 C Cn np pD Dm+nm+np p 在工业生产中，人们经常会遇到各种在工业生产中，人们经常会遇到各种各样的可逆反应，如合成氨、接触法制硫各样的可逆反应，如合成氨、接触法制硫酸等等。可逆反应具有一定的限度，而反酸等等。可逆反应具有一定的限度，而反应限度的大小对于工业生产有着直接的影应限度的大小对于工业生产有着直接的影响，如何定量地描述化学反应的限度呢？响，如何定量地描述化学反应的限度呢？ 当一个可逆反应在一定条件下达到化
60、当一个可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态时，反应物和生成物的浓度之学平衡状态时，反应物和生成物的浓度之间有没有关系？有什么样的关系？间有没有关系？有什么样的关系？交交与与考考思思流流 请同学们阅读请同学们阅读教材教材P P2 28 8P P2929 表中的数据回答表中的数据回答下列问题。下列问题。一定温度下达到平衡时，一定温度下达到平衡时， 的数值有什的数值有什么特点？么特点？ 的结果与起始浓度的大小以及建立的结果与起始浓度的大小以及建立平衡的途径有无关系平衡的途径有无关系 表达式中的幂与化学计量数之间有表达式中的幂与化学计量数之间有何关联？何关联？ 在一定温度下在一定温度下，可逆反应无论从
61、可逆反应无论从正反正反应应开始开始, ,还是从还是从逆反应逆反应开始开始，也无论也无论起始起始浓度的大小浓度的大小，最后都能达到化学平衡。，最后都能达到化学平衡。幂之积幂之积- 以浓度为底数、化学计量数为指数的幂的乘积以浓度为底数、化学计量数为指数的幂的乘积 达到平衡时达到平衡时，尽管每种物质的浓度在尽管每种物质的浓度在各个体系中并不一致各个体系中并不一致，但但生成物生成物浓度浓度幂之幂之积积与与反应物反应物浓度浓度幂之积幂之积的的比值比值是一个是一个常数常数。 在在一定温度一定温度下下，当一个当一个可逆反应可逆反应达到达到化化学平衡学平衡时，时，生成物生成物浓度浓度幂之积与反应物幂之积与反应
62、物浓度浓度幂之积的比值是一个常数幂之积的比值是一个常数，这个常数叫做该这个常数叫做该反应的化学平衡常数反应的化学平衡常数( (简称平衡常数简称平衡常数) )，用，用K表示。表示。二、二、化学平衡化学平衡常数常数概念：概念： 化学平衡常数是化学平衡常数是一定温度下一定温度下一个反应本一个反应本身固有的内在性质的身固有的内在性质的定量体现定量体现。 c cp p(C)(C)c cq q(D)(D) c cm m(A)(A)c cn n(B)(B) K K 其中其中c c为各组分达到平衡状态时的浓度为各组分达到平衡状态时的浓度数学表达式：数学表达式：对于一般的可逆反应对于一般的可逆反应mA + nB
63、mA + nB pC + qDpC + qD单位：单位： K只与只与温度温度有关，有关，与反应物或生成物的浓度与反应物或生成物的浓度无无关关，与平衡建立的途径无关。，与平衡建立的途径无关。特点：特点：单位为单位为(mol(molL L-1-1) ) n n（没有固定单位）（没有固定单位）100% 该反应物的起始浓度该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度该反应物的平衡浓度该该反应物的起始浓度反应物的起始浓度意义：意义：教材教材P P2929一般当一般当K K 10105 5 时，该反应进行得基本完全，时，该反应进行得基本完全， K K 1010-5 -5 时则认为该反应很难进行时则认为该反应很难进
64、行( (逆反逆反应较完全）应较完全） 化学平衡常化学平衡常数数数值的大小数值的大小是可逆反应进行程是可逆反应进行程度的标志。度的标志。 它表示在一定温度下，可逆反应达到它表示在一定温度下，可逆反应达到平衡时该反应进行的程度（反应的限度）。平衡时该反应进行的程度（反应的限度）。平衡常数只表示反应进行的程度，不表示平衡常数只表示反应进行的程度，不表示反应进行的快慢程度反应进行的快慢程度（即速率大，（即速率大，K K值不一值不一定大）定大）。注意事项注意事项: :必须指明温度，反应必须达到平衡状态。必须指明温度，反应必须达到平衡状态。CrCr2 2O O7 72-2- + H + H2 2O O 2
65、CrO2CrO4 42-2- + 2H + 2H+ + 稀溶液中进行的反应，如有水参加，水稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度不必写在平衡常数表达式中，的浓度不必写在平衡常数表达式中，写出反应写出反应的平衡常数表达式，想一想书写平衡常数表的平衡常数表达式，想一想书写平衡常数表达式时需要注意什么问题？达式时需要注意什么问题？固固体体、纯纯液液体体不不写写在在平平衡衡常常数数表表达达式式中中，只包括只包括气态气态物质和物质和溶液溶液中各溶质的浓度。中各溶质的浓度。 一定温度下水溶液中的水不能代入表达一定温度下水溶液中的水不能代入表达式，但式，但非水溶液中的水和气态水非水溶液中的水和气态水要代入
66、要代入表达表达式。式。如：如：FeFe3 3O O4 4(s) + 4H(s) + 4H2 2(g) (g) 高温高温3Fe(s) + 4H3Fe(s) + 4H2 2O(g)O(g) C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)K N N2 2 + H+ H2 2 NH NH3 3 K K3 31 12 23 32 2写出下列可逆反应的写出下列可逆反应的平衡常数表达式平衡常数表达式N N2 2 + + 3H3H2 2 2 2NHNH3 3 K K1 1高温高压高温高压催化剂催化剂2 2NHNH3 3 N N2 2 + + 3H3H2 2 K K2 2高温高压高温高压催化剂催化剂化化学学平平衡衡
67、常常数数表表达达式式与与化化学学方方程程式式的的书书写写方方式式有有关关。同同一一个个化化学学反反应应，可可以以用用不不同同的的化化学学方方程程式式来来表表示示，每每个个化化学学方方程程式式都都有有自自己己的的平平衡衡常常数数表达式及相应的平衡常数、表达式及相应的平衡常数、相应的相应的单位。单位。K K1 1 1/K 1/K2 2 K K3 32 2多重平衡规则多重平衡规则 若干若干可逆反应可逆反应方程式相加方程式相加( (减减) )，则总反应的，则总反应的平衡常数等于分步平衡常数等于分步反应反应平衡常数之乘积平衡常数之乘积( (商商) )。2NO(g) + O2NO(g) + O2 2(g)
68、(g) 2NO 2NO2 2(g)(g) K K1 12NO2NO2 2(g)(g) N N2 2O O4 4(g)(g) K K2 22NO(g) + O2NO(g) + O2 2(g)(g) N N2 2O O4 4(g)(g) K KK = K1 K2 例例1:1: 如某温度下，可逆反应如某温度下，可逆反应mA + nB mA + nB pC + qDpC + qD平衡常数为平衡常数为K K，若某时刻，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：时，反应物和生成物的浓度关系如下： 化化 学学 平平 衡衡 常常 数数 的的 应应 用用利用利用K K值作标准，判断正在进行的值作标准，判断正在进
69、行的可逆可逆反应是否反应是否处于平衡状态及不平衡时处于平衡状态及不平衡时反应反应进行的进行的方向。方向。 c cp p(C)(C)c cq q(D)(D) c cm m(A)(A)c cn n(B)(B) Q Q 浓度商浓度商其中其中c c为各组分在任意时刻时的浓度为各组分在任意时刻时的浓度Q Q K K，v正正v逆逆，反应向反应向正反应正反应方向进行方向进行Q Q K K，v正正v逆逆，反应向反应向逆逆反应反应方向进行方向进行 平衡常数平衡常数只能大致告诉我们一个可逆反只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，应的正向反应所进行的最大程度，并不能预并不能预示反应达到平衡所需要的
70、时间。示反应达到平衡所需要的时间。Q Q K K，v正正v逆逆，反应，反应处于处于平衡状态平衡状态则： c cp p(C)(C)c cq q(D)(D) c cm m(A)(A)c cn n(B)(B) Q Q c cp p(C)(C)c cq q(D)(D) c cm m(A)(A)c cn n(B)(B) K K利用利用K K值判断反应的热效应值判断反应的热效应若升高温度，若升高温度，K K值增大，值增大，若升高温度，若升高温度，K K值减小，值减小，则正反应为吸热反应；则正反应为吸热反应；则正反应为放热反应；则正反应为放热反应；利用平衡常数，求平衡时各组分的浓度利用平衡常数，求平衡时各组
71、分的浓度. .教材教材P P29 29 例例1 1利用平衡常数，求平衡时反应物的转化率利用平衡常数，求平衡时反应物的转化率. .教材教材P P30 30 例例2 2化学平衡的有关计算化学平衡的有关计算基本模式基本模式“三段三段式式” 运用运用“三段式三段式”进行化学平衡常数、转化率、进行化学平衡常数、转化率、物质的量分数、平均相对分子质量等的计算。物质的量分数、平均相对分子质量等的计算。基本关系基本关系反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度 生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度 如果平衡向正方向移动，反应物转化率一定会如果平衡向正方向移动，
72、反应物转化率一定会增大吗？增大吗？ 不一定。这要看平衡向正反应方向移动是由什不一定。这要看平衡向正反应方向移动是由什么条件引起的。如果是通过改变温度、压强或减么条件引起的。如果是通过改变温度、压强或减小生成物浓度引起的平衡右移，则反应物的转化小生成物浓度引起的平衡右移，则反应物的转化率一定增大。如果是向体系中增加某种反应物的率一定增大。如果是向体系中增加某种反应物的量，造成平衡向正反应方向移动，则转化率的变量，造成平衡向正反应方向移动，则转化率的变化要具体分析化要具体分析如果平衡向正方向移动，如果平衡向正方向移动，正正一定增大吗一定增大吗？ 不一定。因为平衡向正反应方向移动的原因是：不一定。因
73、为平衡向正反应方向移动的原因是：正正 逆逆，尽管，尽管正正 减小，但只要满足减小，但只要满足正正 逆逆平衡就向正反应方向移动。平衡就向正反应方向移动。交流交流 思考思考浓度浓度/molmolL L-1-1时间时间/s0.001.002.001.580.21浓度浓度/molmolL L-1-1t2HIH2或I20.001.002.001.580.21t1时间时间/sHIH2或I2 在在425425时，在时，在1L1L密闭容器中进行反应：密闭容器中进行反应： H H2 2+I+I2 2 2HI, 2HI,达到平衡，分别说明下列各图所示达到平衡，分别说明下列各图所示的涵义。由图中的事实可以说明化学平
74、衡具有哪的涵义。由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征？些特征？ 从正反应开始从正反应开始从逆反应开始从逆反应开始1molH1molH2 21mol I1mol I2 22mol HI2mol HI相当于相当于 1mol 1mol 3mol 0mol3mol 0mol 0.5mol 0.5mol 1mol 0mol1mol 0mol+0.5mol+0.5mol+2mol+2mol 0mol 0mol 0mol 2mol0mol 2mol化学平衡的建立只与条件有关，与途径无关。化学平衡的建立只与条件有关，与途径无关。条条件相同件相同，不管采取何种方式和途径进行，不管采取何种方式和途径进行， 无
75、论反应从什么方向开始无论反应从什么方向开始正向开始、逆向开始、从正向开始、逆向开始、从中间某状态开始）中间某状态开始）是一次投料还是分几次投料，是一次投料还是分几次投料，只要起始浓度只要起始浓度相当相当，最终均可达到同一平衡状态。最终均可达到同一平衡状态。N N2 2 + + 3H3H2 2 2 2NHNH3 3高温高压高温高压催化剂催化剂等等 效效 平平 衡衡 一定条件一定条件( (恒温恒容恒温恒容或或恒温恒压恒温恒压) )下的同下的同一可逆反应，一可逆反应，无论经过何种无论经过何种途径途径，达到平达到平衡后，衡后，平衡混合物中各组分的平衡混合物中各组分的百分含量百分含量( (质量分数、体积
76、分数、物质的量分数等质量分数、体积分数、物质的量分数等) )对应对应相同相同（但各组分的（但各组分的物质的量、浓度物质的量、浓度可能不同）可能不同），这样的化学平衡互称为等效平衡。这样的化学平衡互称为等效平衡。一、一、等等 效效 平平 衡衡含义：含义：分类：分类：完全等同完全等同相同组分的百分含量和物质的量相同组分的百分含量和物质的量都相同都相同 （等量等比）（等量等比）比例相同比例相同相同组分的相同组分的百分含量百分含量相同、物质相同、物质的量不等的量不等（等比不等量）（等比不等量）等效平衡建立的规律等效平衡建立的规律恒温恒容恒温恒容 在在一定温度一定温度下，一个下，一个容积固定容积固定的密
77、闭容器中发的密闭容器中发生反应：生反应：2 2A(g) + B(g)A(g) + B(g) 3C 3C(g) + D(g)(g) + D(g)，根据根据下表有关数据分析下表有关数据分析恒温、恒容恒温、恒容下等效平衡建成的下等效平衡建成的条件。条件。探究等效平衡建成的条件探究等效平衡建成的条件（一）（一）A AB BC CD D平衡时平衡时D D的体积分数的体积分数起起始始加加入入2 2molmol1 1molmol0 00 0a a0 00 03 3molmol1 1molmola a1 1molmol 0.50.5molmol 1.51.5molmol 0.50.5molmola a4 4m
78、olmol2 2molmol0 00 0b b(ab)(ab)对于反应前后气体分子数不等的可逆反应，只对于反应前后气体分子数不等的可逆反应，只改变起始加入情况，改变起始加入情况，使用使用极限转化极限转化法将各种情况法将各种情况换算换算成成平衡式左右两边平衡式左右两边同一边同一边相同反应物或生成相同反应物或生成物物，其，其物质的量与原平衡物质的量与原平衡相同相同，则二平衡等效。，则二平衡等效。A AB BC CD D平衡时平衡时D D的体积分数的体积分数起起始始加加入入2 2molmol1 1molmol0 00 0a a0 00 03 3molmol1 1molmola a1 1molmol
79、0.50.5molmol 1.51.5molmol 0.50.5molmola a4 4molmol2 2molmol0 00 0b b(ab)(ab)极限转化极限转化（一边倒、投料量相同）（一边倒、投料量相同）产生结果：产生结果： 各组分百分含量、各组分百分含量、n n、c c均相同。均相同。等等量量等等效效2molSO2molSO2 2 1mol O1mol O2 22molSO2molSO2 2 1mol O1mol O2 22mol SO2mol SO2 2 1mol O1mol O2 2开始开始SOSO2 2 a%a%O O2 2 b%b%SOSO3 3 c%c%平衡状态平衡状态4m
80、ol SO4mol SO2 2 2molO2molO2 2 SOSO2 2 a%a%O O2 2 b%b%SOSO3 3 c%c%SOSO2 2 a%a%O O2 2 b%b%SOSO3 3 c%c%平衡状态平衡状态SOSO2 2 a%a%O O2 2 b%b%SOSO3 3 c%c%平衡状态平衡状态SOSO2 2 O O2 2 SOSO3 3 平衡状态平衡状态? ?恒温恒容恒温恒容2SO2SO2 2 + O+ O2 2 2SO 2SO3 3催化剂催化剂高温高温例例1 1、在一定温度下，把、在一定温度下，把2molSO2molSO2 2和和1molO1molO2 2通入一通入一个一定容积的密闭
81、容器里，发生如下反应：个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g) 2SO(g) 2SO3 3(g)(g)，当此反应进行到一，当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令在该容器中维持温度不变，令a a、b b、c c分别代表初分别代表初始加入的始加入的SOSO2 2、O O2 2和和SOSO3 3的物质的量（的物质的量（molmol）。如）。如a a、b b、c c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应
82、混合物中三种气系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。请填体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：写下列空白： 若若a=0a=0，b=0b=0，则，则c=_ c=_ 。 若若a=0.5a=0.5，则，则b=_c=_b=_c=_。 a a、b b、c c必须满足的一般条件是必须满足的一般条件是（用两个方程式（用两个方程式表示，其中一个只含表示，其中一个只含a a和和c c，另一个只含，另一个只含b b和和c c ）_、_。对于反应前后气体分子数对于反应前后气体分子数不变不变的可逆反应，只的可逆反应，只要反应物要反应物(或生成物或生成物)的物质
83、的量的的物质的量的比例比例与原平衡相与原平衡相同，则二平衡等效。同，则二平衡等效。（投料比相同）（投料比相同）例例2 2、在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温、在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进行反应度进行反应A(g)+B(g) 2C(g),A(g)+B(g) 2C(g),已知加入已知加入1molA1molA和和2molB2molB，在达到平衡后生成了，在达到平衡后生成了amolCamolC（见下表已知（见下表已知项）项），此时，此时C C在平衡混合气中的体积分数为在平衡混合气中的体积分数为x x。在。在相同的实验条件下，填写下表中的空白：相同的实验条件下，填写下表中的空白：n(A)
84、n(A)始始 n(B)n(B)始始 n(C)n(C)始始n(C)n(C)平衡平衡平衡时平衡时C C的体积分数的体积分数已知已知1mol1mol2mol2mol0 0amolamolx1 12mol2mol4mol4mol0 02 20.5mol0.5mol0.5amol0.5amolx3 32mol2mol6mol6molx等等比比等等效效恒温恒压恒温恒压 在在一定温度一定温度下，一个下，一个压强恒定压强恒定的密闭容器中发的密闭容器中发生反应：生反应：2 2A(g) + B(g)A(g) + B(g) 3C 3C(g) + D(g)(g) + D(g)，根据根据下表有关数据分析下表有关数据分析
85、恒温、恒压恒温、恒压下等效平衡建成的下等效平衡建成的条件。条件。探究等效平衡建成的条件探究等效平衡建成的条件（二）（二）A AB BC CD D平衡时平衡时D D的体积分数的体积分数起起始始加加入入2 2molmol1 1molmol0 00 0a a1 1molmol 0.50.5molmol 1.51.5molmol 0.50.5molmola a4 4molmol2 2molmol0 00 0a a2 2molmol2 2molmol0 00 0b b(a(ab)b)恒温恒压恒温恒压2 2A(g) + B(g)A(g) + B(g) 3C3C(g) + D(g)(g) + D(g)A A
86、B BC CD D平衡时平衡时D D的体积分数的体积分数起起始始加加入入2 2molmol1 1molmol0 00 0a a1 1molmol 0.50.5molmol 1.51.5molmol 0.50.5molmola a4 4molmol2 2molmol0 00 0a a2 2molmol2 2molmol0 00 0b b(a(ab)b) 改变起始加入情况，改变起始加入情况，使用使用极限转化极限转化法将各种法将各种情况情况换算换算成成平衡式左右两边平衡式左右两边同一边物质同一边物质，其，其物质物质的量的量之比之比与原平衡与原平衡相同相同，则，则达平衡后与原达平衡后与原平衡等平衡等效
87、。效。产生结果：产生结果：各组分百分含量、各组分百分含量、c c均相同，均相同，n n同比例同比例变化变化 （一边倒、投料比相同）（一边倒、投料比相同）等等比比等等效效例例3 3、在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定温度和压强，进行以下反应：保持一定温度和压强，进行以下反应： N N2 2 +3H +3H2 2 2NH 2NH3 3 。已知加入。已知加入1molN1molN2 2和和4molH4molH2 2时达时达到平衡后生成到平衡后生成amol NHamol NH3 3 ( (见下表见下表“已知已知”项项) )。在相在相同温度、压强下，保持平
88、衡时各组分的体积分数同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变。对下列编号不变。对下列编号的状态填写表中的空白。的状态填写表中的空白。2molSO2molSO2 2 1mol O1mol O2 22molSO2molSO2 2 1mol O1mol O2 22mol SO2mol SO2 2 1mol O1mol O2 2开始开始SOSO2 2 a%a%O O2 2 b%b%SOSO3 3 c%c%平衡状态平衡状态4molSO4molSO2 2 2molO2molO2 2 SOSO2 2 a%a%O O2 2 b%b%SOSO3 3 c%c%SOSO2 2 a%a%O O2 2 b%b%S
89、OSO3 3 c%c%平衡状态平衡状态SOSO2 2 a%a%O O2 2 b%b%SOSO3 3 c%c%平衡状态平衡状态恒温恒压恒温恒压SOSO2 2 a%a%O O2 2 b%b%SOSO3 3 c%c%平衡状态平衡状态? ?2SO2SO2 2 + O+ O2 2 2SO 2SO3 3催化剂催化剂高温高温条件条件等效条件等效条件结果结果恒温恒容恒温恒容(n(g)0) (n(g)0) 恒温恒容恒温恒容(n(g)=0) (n(g)=0) 恒温恒压恒温恒压 等效平衡小结等效平衡小结投料换算成投料换算成相同物质表相同物质表示时示时量相同量相同两次平衡时各组分百两次平衡时各组分百分量、分量、n n
90、、c c均相同均相同 投料换算成投料换算成相同物质表相同物质表示时示时等比例等比例两次平衡时各组分两次平衡时各组分百分量相同，百分量相同，n n、c c同比例变化同比例变化 投料换算成投料换算成相同物质表相同物质表示时示时等比例等比例两次平衡时各组分两次平衡时各组分百分量、百分量、c相同，相同，n同比例变化同比例变化等效思想等效思想的应用的应用放放缩缩法法反应反应A(g)+B(g) C(g)A(g)+B(g) C(g)；H0H0已达平衡已达平衡, ,升高温度升高温度, ,平衡逆向平衡逆向移动移动, ,当反应一段时间后反应又达平衡当反应一段时间后反应又达平衡, ,则速率对时间的曲线为则速率对时间
91、的曲线为 首先要把握大方向首先要把握大方向, ,即升温使即升温使V V正正、V V逆逆都变大都变大, ,所以所以B B不对；不对；再看起点和终点再看起点和终点, ,由于原反应是平衡的由于原反应是平衡的(V(V逆逆=V=V正正),),因而起点相同因而起点相同, ,又由于再次达到平衡又由于再次达到平衡(V(V正正V V逆逆),),因而终点相同因而终点相同, ,故故A A不对；由于不对；由于正反应是放热反应正反应是放热反应, ,所以升温使所以升温使V V正正和和V V逆逆都增大都增大, ,但逆反应增大得但逆反应增大得更多更多, ,故故V V逆逆更大更大, ,即即V V逆逆的曲线斜率大，故答案为的曲线
92、斜率大，故答案为C C。变式变式变式变式1 1A B C D A B C D V Vt tV V正正V V逆逆V Vt tV V逆逆V V正正V Vt tV V逆逆V V正正V Vt tV V正正V V逆逆加热加热N N2 2O O5 5时，发生下列两个分解反应：时，发生下列两个分解反应： N N2 2O O5 5 N N2 2O O3 3O O2 2 ， N N2 2O O3 3 N N2 2O OO O2 2；在；在1L1L密密闭容器中加热闭容器中加热4mol N4mol N2 2O O5 5达到化学平衡时达到化学平衡时O O2 2的浓度的浓度为为4.50 mol/L4.50 mol/L，
93、 N N2 2O O3 3的浓度为的浓度为1.62 mol/L1.62 mol/L，求其，求其他各物质的平衡浓度。他各物质的平衡浓度。解析：解析：这是一个连续平衡的计算，计算思路为：这是一个连续平衡的计算，计算思路为： 第一个反应的平衡量作为第二个反应的起始量第一个反应的平衡量作为第二个反应的起始量解：解： N N2 2O O5 5 N N2 2O O3 3O O2 2N N2 2O O3 3 N N2 2O OO O2 2起起变变平平4mol4mol0 00 0 x x4mol-4mol-x xy y x-yx-yx+yx+y x xy = y = 1.621.62 x +y = x +y
94、= 4.504.50解得：解得： x x = = 3.06 mol3.06 mol y y = = 1.44 mol1.44 mol 故：故：c c（N N2 2O O5 5）= (4= (43.06)mol/1L=0.94mol/L 3.06)mol/1L=0.94mol/L c c（N N2 2O O ）= 1.44 mol/1L=1.44mol/L = 1.44 mol/1L=1.44mol/L x x x x x x x x x x x x0 0y yy yy y碳酸甲乙酯碳酸甲乙酯(CH(CH3 3OCOOCOCOOC2 2H H5 5) )是一种理想的锂电池是一种理想的锂电池有机电
95、解液，生成碳酸甲乙酯的原理为：有机电解液，生成碳酸甲乙酯的原理为：C C2 2H H5 5OCOOCOCOOC2 2H H5 5( (g g) )CHCH3 3OCOOCHOCOOCH3 3( (g g) ) 2CH2CH3 3OCOOCOCOOC2 2H H5 5( (g g) ) 。其他条件相同。其他条件相同CHCH3 3OCOOCHOCOOCH3 3 的平衡转化率的平衡转化率()()与与温度温度(T)(T)、反应物配比、反应物配比(R)(R)的关系如下图所示的关系如下图所示 在密闭容器中将在密闭容器中将1 1molCmolC2 2H H5 5OCOOCOCOOC2 2H H5 5和和1
96、1molCHmolCH3 3OCOOCHOCOOCH3 3 混合加热到混合加热到 650 K650 K，利用图中的数据，求此温度，利用图中的数据，求此温度下该反应的平衡常数下该反应的平衡常数 K K。控制化学反应条件的控制化学反应条件的目的目的控制反应，让反应向我们需要的方向进行。控制反应，让反应向我们需要的方向进行。对于有害的反应：对于有害的反应：抑制减缓反应速率；减缓反应速率；减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生；发生；三、三、化学反应条件的控制化学反应条件的控制对于有利的反应：对于有利的反应：促进设法加快反应设法加快反应速率速率以提高生产或
97、工作效率；以提高生产或工作效率；设法促进反应的设法促进反应的完成程度完成程度以提高原料的利用率以提高原料的利用率或转化率。或转化率。控制化学反应条件的控制化学反应条件的方法方法 从反应物浓度、反应温度、压强、催化剂的从反应物浓度、反应温度、压强、催化剂的选择等角度入手，根据化学反应速率和化学平衡选择等角度入手，根据化学反应速率和化学平衡理论，同时结合环境保护思想进行分析。理论，同时结合环境保护思想进行分析。交交与与考考思思流流如何充分利用煤燃烧后的废气中的热量？如何充分利用煤燃烧后的废气中的热量？应应选选择择什什么么样样的的炉炉（灶灶）膛膛材材料料？理理由由是是什什么么？空空气气用用量量对对煤
98、煤的的充充分分燃燃烧烧有有什什么么影影响响？为为什什么么？煤煤的的状状态态与与煤煤燃燃烧烧的的速速率率有有何何关关系系？与与煤煤的的充充分燃烧有何关系？分燃烧有何关系？ 粉碎固体原料，以增大其与氧气的接触面，粉碎固体原料，以增大其与氧气的接触面，加快反应速率，同时可以提高原料的利用率；加快反应速率，同时可以提高原料的利用率；空气过量有利于煤的充分燃烧，提高煤的利用率；空气过量有利于煤的充分燃烧，提高煤的利用率；炉膛应该用隔热、耐高温材料，减少热量的损失；炉膛应该用隔热、耐高温材料，减少热量的损失；废气中的热量可以加以利用，避免浪费。废气中的热量可以加以利用，避免浪费。提高煤的燃烧效率提高煤的燃
99、烧效率燃烧时要有燃烧时要有适当过量适当过量的空气；的空气； 固体燃料粉碎，液体燃料雾化固体燃料粉碎，液体燃料雾化提高燃料的燃烧效率提高燃料的燃烧效率尽可能使尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率燃料充分燃烧，提高能量的转化率；燃料燃料与空气或氧气要有与空气或氧气要有足够大足够大的接触面积。的接触面积。尽可能尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率提高热能的利用率； 加热使反应速率增大，加热使反应速率增大，.减缓或抑制橡胶与塑料老化的速率，延长使用减缓或抑制橡胶与塑料老化的速率，延长使用寿命。寿命。隔绝空气和水分，防止金属与之反应。隔绝空气和水分，防止金属与之反应。使林木与火源脱离接触，防止火势扩大，以利使林木与火源脱离接触，防止火势扩大，以利灭火。灭火。硅胶可以吸收水分，防止食品、药品受潮变质。硅胶可以吸收水分，防止食品、药品受潮变质。交交与与考考思思流流
