選修4-23 化學(xué)平衡

2.3化學(xué)平衡本章知識框架聯(lián)系化學(xué)反應(yīng)速率①用單位時間內(nèi)某一反應(yīng)物的物質(zhì)的量濃度的減少或生成物的物質(zhì)的量濃度的增加來表示。表示化學(xué)反應(yīng)進行快慢的物理量意義：表示方法②數(shù)學(xué)表達式：V=△C/△t③單位:mol/(L.h)、mol/(L.min)、mol/(L.s)④同一反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時，其值之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比⑤：一般不用固體物質(zhì)表示。影響因素影響因素內(nèi)因（重要因素）：參加反應(yīng)物質(zhì)本身的性質(zhì)外因濃度：當(dāng)其它條件不變時，增加反應(yīng)物的濃度可以增大反應(yīng)的速率。壓強：對于氣體參加的反應(yīng)，當(dāng)其它條件不變時，增大壓強，可以增大反應(yīng)的速率溫度：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快；降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減慢。催化劑：其它因素：使用正催化劑可以增大反應(yīng)速率，對于可逆反應(yīng)可以同等倍數(shù)的增大正逆反應(yīng)的速率光、顆粒大小、溶劑等化學(xué)平衡

①在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等時，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。概念特征②它的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)，從正反應(yīng)或逆反應(yīng)開始都可以建立平衡狀態(tài)動：定：變：動態(tài)平衡，速率不為零各組分的濃度一定（不是相等、也未必成某種比例）

外界條件改變時，平衡被破壞，發(fā)生移動而建立新平衡等：V正=V逆化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷二、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷1、直接判斷法正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率各組分濃度保持不變2、間接判斷法（1）各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時間的改變而改變（2）各組成成份的百分含量保持不變（3）各氣體的氣體的體積不隨時間的改變而改變、（分壓不變）化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷3、特例判斷法——氣體物質(zhì)的分子總數(shù)前后不相等混合氣體的總壓、總體積、總物質(zhì)的量、平均摩爾質(zhì)量（平均相對分子質(zhì)量）、不隨時間的改變而變化，可以用來判斷是否達到平衡1、一定溫度下，可逆A(g)+3B(g)≒2C(g)反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是：A：C生成的速率與C分解的速率相等B：單位時間生成nmolA,生成3nmolBC：A、B、C的分子數(shù)比為1：2：3D：A、B、C的濃度不再變化A、D2、可逆反應(yīng)：2NO2≒2NO+O2在體積不變的密閉容器中反應(yīng)、達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（）（1）單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時，生成2nmolNO2（2）單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時，生成2nmolNO（3）用2NO2、2NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2：2：1的狀態(tài)（4）混合氣體的顏色不再發(fā)生變化的狀態(tài)（5）混合氣體的密度不再發(fā)生變化的狀態(tài)（6）混合氣體的相對分子質(zhì)量不再發(fā)生變化的狀態(tài)（7）混合氣體的總體積不再變化的狀態(tài)（8）混合氣體的總壓強不再變化的狀態(tài)1、4、6、83、可逆反應(yīng)：2NO2≒2NO+O2在體積可變的密閉容器中反應(yīng)，達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（）（1）單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時，生成2nmolNO2（2）單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時，生成2nmolNO（3）用2NO2、2NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2：2：1的狀態(tài)（4）混合氣體的顏色不再發(fā)生變化的狀態(tài)（5）混合氣體的密度不再發(fā)生變化的狀態(tài)（6）混合氣體的相對分子質(zhì)量不再發(fā)生變化的狀態(tài)（7）混合氣體的總體積不再變化的狀態(tài)（8）混合氣體的總壓強不再變化的狀態(tài)1、4、5、6、7在1升容器內(nèi)，發(fā)生2SO2+O22SO32體積SO21體積O2500℃，

101KPa,V2O55min后SO2—6％O2—3％SO3—91％10min后如前？反應(yīng)停止了嗎“動、定、變”T、P催化劑改變條件【思考問題】

化學(xué)平衡狀態(tài)只有在一定的條件下才能保持。當(dāng)外界條件改變時，原有平衡狀態(tài)被破壞，一段時間后會達到新的平衡狀態(tài)?；瘜W(xué)平衡的移動，就是改變外界條件，破壞原有的平衡狀態(tài)，建立起新的平衡狀態(tài)的過程?；瘜W(xué)平衡移動

原因：

反應(yīng)條件改變引起V正≠V逆

結(jié)果：

速率、各組分百分含量與原平衡比較均發(fā)生變化

方向：

V正＞V逆，向正反應(yīng)方向移動

V正=V逆，原平衡不移動

V正＜V逆，平衡逆反應(yīng)方向移動改變濃度是否會影響平衡：實驗1：將1滴1mol/L的KSCN溶液與2滴1mol/L的FeCl3溶液混合，加水稀釋至金黃色。3SCN-+Fe3+Fe(SCN)3(血紅色)[實驗探究1]（建立平衡體系）實驗2:在平衡體系中分別加入高濃度的KSCN和FeCl3已知鉻酸根和重鉻酸根離子間存在如下平衡：2CrO42－＋2H＋

Cr2O72－＋H2O黃色

橙色實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論實驗1實驗2[實驗探究2]t1V”正=V”逆V’逆V,正t2V正=V逆V正V逆t（s）

V0

舊平衡新平衡【問題探究】t1增加反應(yīng)物的濃度

增加反應(yīng)物的濃度是如何影響化學(xué)平衡的?

大量實驗表明，在其他條件不變的情況下，

增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度，平衡向生成物方向移動；

減小反應(yīng)物的濃度或增大生成物的濃度，平衡向反應(yīng)物方向移動?！窘Y(jié)論及應(yīng)用】溫度對化學(xué)平衡的影響2NO2N2O4△<0紅棕色

無色【實驗探究3】【結(jié)論及應(yīng)用】大量實驗研究表明，在其他條件不變的情況下，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動。N2＋3H22NH3△H<0

增大(減小)反應(yīng)物濃度或減小(增大)生成物濃度，平衡朝著正(逆)反應(yīng)方向移動；增大(減小)體系壓強，平衡朝著氣態(tài)物質(zhì)減少(增多)的方向移動；升高(降低)體系溫度，平衡朝著吸(放)熱方向移動。早在1888年，法國科學(xué)家勒夏特列就發(fā)現(xiàn)了這其中的規(guī)律，并總結(jié)出著名的勒夏特列原理，也叫化學(xué)平衡移動原理：

改變影響化學(xué)平衡的一個因素，平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動。

人體吸入CO后，空氣中的CO、O2與人體的血紅蛋白將建立如下平衡：

CO+HemO2O2+HemCO(Hem為血紅蛋白）當(dāng)HemCO的濃度為HemO2濃度的2%時，人的智力將受到嚴(yán)重?fù)p傷。

如果有人CO中毒，根據(jù)平衡移動原理，你認(rèn)為該怎么辦？想一想?

大量實驗表明，在其他條件不變的情況下，

【復(fù)習(xí)】

或減小反應(yīng)物的濃度，增大反應(yīng)物的濃度平衡向正反應(yīng)方向移動；或減小生成物的濃度，增大生成物的濃度平衡向逆反應(yīng)方向移動。

大量實驗表明，在其他條件不變的情況下，

【復(fù)習(xí)】升高溫度，平衡向

方向移動降低溫度，平衡向

方向移動吸熱放熱某同學(xué)認(rèn)為，在KSCN溶液與的FeCl3溶液的反應(yīng)平衡體系中加入KCl晶體會對化學(xué)平衡有影響，而且平衡會逆向移動。你同意他的觀點嗎？3SCN-+Fe3+Fe(SCN)3【辨?zhèn)未嬲妗?．反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)△H<0達平衡后，將氣體混合物的溫度降低，下列敘述中正確的是()A．正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小，平衡向正反應(yīng)方向移動B．正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動C．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減小，平衡向正反應(yīng)方向移動D．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動練習(xí)與實踐1．在硫酸工業(yè)中有如下反應(yīng)：請回答以下問題：(1)為什么在生產(chǎn)上要用過量的空氣?(2)為什么不在高溫下進行反應(yīng)?(3)為什么要使用催化劑?2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)△H<0【結(jié)論及應(yīng)用】

工業(yè)上往往根據(jù)上述原理，通過適當(dāng)增加相對廉價的反應(yīng)物或及時分離出生成物的方法提高產(chǎn)量、降低成本。例如，在硫酸工業(yè)中常通入過量的空氣使二氧化硫充分氧化，以得到更多的三氧化硫。對于N2+3H22NH3,增大N2濃度,有什么方法?平衡會受到什么影響?1、往體積不變的容器中充入N2【靜靜思考】2、壓縮容器，讓體系的壓強增大,使氣體的濃度都增大.C=n/V三、改變壓強是否會影響平衡實驗：2NO2（紅棕色）

N2O4（無色）拉活塞先變淺V變大,C變小后變深說明平衡向生成NO2的方向移動推活塞先變深V變小,C變大后變淺說明平衡向生成N2O4的方向移動實驗：2NO2（紅棕色）

N2O4（無色）對于上反應(yīng)，壓強是如何影響平衡的?(t1時刻增大壓強）【問題探究】t1t2V正=V逆V正V逆t（s）

V0

舊平衡V,正V’逆V”正=V”逆新平衡

例如：N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）

450。C時N2與H2反應(yīng)生成NH3的實驗數(shù)據(jù)壓強/MPH3/%2.09.216.435.553.669.4【結(jié)論】在其他條件不變時，增大壓強，平衡向氣體分子數(shù)目減少的方向移動，即向氣體體積減小的方向移動反之則向氣體分子數(shù)目增大的方向移動，即向氣體體積增大的方向移動逆向思維:Vt

V正1=V

逆10V逆V正t2V正=V逆t1氣體反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)氣體生成物的化學(xué)計量數(shù)T1時刻

壓強<

增大【思維拓展】對于反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g),改變體系的壓強化學(xué)應(yīng)速率是否會受到影響?平衡是否會發(fā)生移動呢?【結(jié)論及應(yīng)用】對有氣體參加的可逆反應(yīng)：aA(g)bB(g)若a>b，即正反應(yīng)方向是氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng)，

增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動；若a=b

，即反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目不變的反應(yīng)，改變反應(yīng)體系的壓強，平衡不發(fā)生移動；若a<b，即正反應(yīng)方向是氣體分子數(shù)目增大的反應(yīng)，增大壓強，平衡逆向移動。1．某一化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物都是氣體，改變下列條件一定能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動的是()A．增大反應(yīng)物濃度B．減小反應(yīng)容器的體積C．增大生成物濃度D．升高反應(yīng)溫度2．壓強變化不會使下列化學(xué)反應(yīng)的平衡發(fā)生移動的是()A.Fe2O3(g)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)B.N2＋3H22NH3C.2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)D.C(s)＋CO2(g)2CO(g)

【變式訓(xùn)練】A、V正增大、V逆減小B、V正、V逆均不變C、平衡不發(fā)生移動D、平衡向右移動B、C3.在恒溫、恒容下，可逆反應(yīng)：N2+3H22NH3。達到平衡，向該平衡體系中充入氬氣，則下列敘述中正確的是：作業(yè)化學(xué)平衡小結(jié)：條件的改變平衡移動方向新平衡建立時具體增大反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)物濃度增大體系壓強減小體系壓強升高溫度降低溫度正反應(yīng)方向移逆反應(yīng)方向移體積縮小方向移體積擴大方向移向吸熱方向移向放熱方向移向阻止這個改變的方向移動反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)物濃度增大體系壓強減小體系壓強增大體系溫度減小體系溫度增大減弱這種改變規(guī)律改變一個條件化學(xué)平衡的移動平衡移動原理——勒夏特列原理如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。由于外界條件的變化，引起正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的相應(yīng)改變而造成的。

1、內(nèi)容：2、原因：3、理解如何理解“減弱這種改變”？和抵消有何不同？平衡移動原理——勒夏特列原理3、理解注意：①是“減弱”這種改變，不是“消除”這種改變②只有單個條件改變，才能應(yīng)用（多個條件改變就要具體問題具體分析）③勒沙特列原理適用于任何動態(tài)平衡體系（如：溶解平衡、電離平衡等），未平衡狀態(tài)不能用此來分析例：一定條件下，反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)

4NO(g)+6H2O(g)在一容器中達平衡狀態(tài)，壓強為P0，其它條件不變，將容器體積縮小為原來的一半，達平衡時壓強為P1，則P0、P1、2P0的關(guān)系為：_____________。P1P02P0<<例：一定條件下，反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)

4NO(g)+6H2O(g)在一容器中達平衡狀態(tài)，溫度為T0，其它條件不變，將升高到T1，達平衡時溫度為T2，則T0、T1、T2的關(guān)系為：_____________。平衡移動的結(jié)果是減弱改變,什么叫減弱？例：一定條件下，反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)

4NO(g)+6H2O(g)在一容器中達平衡狀態(tài)，壓強為P0，其它條件不變，將容器體積縮小為原來的一半，達平衡時壓強為P1，則P0、P1、2P0的關(guān)系為：_____________。結(jié)論：P1P02P0<<平衡移動就是一個“平衡狀態(tài)→不平衡狀態(tài)→新的平衡狀態(tài)”的過程。一定條件下的平衡體系，條件改變后，可能發(fā)生平衡移動。可總結(jié)如下：實驗設(shè)計:CuCl2溶液有時呈綠色,有時呈藍色,這是因為在CuCl2溶液中存在如下的平衡:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O;(藍色)(綠色)△H>0現(xiàn)欲使溶液由綠色變?yōu)樗{色有哪些方法?若由藍色變?yōu)榫G色有哪些辦法?練習(xí):在密閉容器中的可逆反應(yīng)：

CO+NO2(g)CO2(g)+NO△H<0

達平衡后，只改變下列的一個條件，填寫有關(guān)的空白：①增大容器的體積，平衡

，c（NO2）將

，反應(yīng)混合物的顏色

。

②升高溫度，平衡

，體系的壓強

。

③加入催化劑，平衡

，NO2的物質(zhì)的量

。不移動增大加深逆向移動增大不移動不變練習(xí)4:在密閉容器中的可逆反應(yīng)：

CO+NO2(g)CO2(g)+NO△H<0

達平衡后，只改變下列的一個條件，填寫有關(guān)的空白：①增大容器的體積，平衡

，c（NO2）將

，反應(yīng)混合物的顏色

。

②升高溫度，平衡

，體系的壓強

。

③加入催化劑，平衡

，NO2的物質(zhì)的量

。

④通入O2，反應(yīng)體系的顏色

，NO的物質(zhì)的量

。

⑤通入N2，體系壓強

，平衡

。不移動增大加深逆向移動增大不移動不變先變深，后變淺先減少，后增多增大不移動[素質(zhì)能力提升]:(05全國卷Ⅲ)在體積可變的密閉容器中,

反應(yīng)mA(氣)+nB(固)pC(氣)達到平衡后,壓縮容器的體積,發(fā)現(xiàn)A的轉(zhuǎn)化率隨之降低,下列說法中,正確的是:A.(m+n)必定小于pC.m必定小于pB.(m+n)必定大于pD.m必定大于pC本節(jié)小結(jié)2、平衡會發(fā)生移動的實質(zhì)是:1、平衡移動的前提是:條件的改變V正≠V逆

3、速率——時間圖象分析濃度和壓強對化學(xué)平衡的影響

增大(減小)反應(yīng)物濃度或減小(增大)生成物濃度，平衡朝著正(逆)反應(yīng)方向移動；增大(減小)體系壓強，平衡朝著氣態(tài)物質(zhì)減少(增多)的方向移動；升高(降低)體系溫度，平衡朝著吸(放)熱方向移動。早在1888年，法國科學(xué)家勒夏特列就發(fā)現(xiàn)了這其中的規(guī)律，并總結(jié)出著名的勒夏特列原理，也叫化學(xué)平衡移動原理：

改變影響化學(xué)平衡的一個因素，平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動。催化劑對化學(xué)平衡的影響

催化劑降低了反應(yīng)的活化能，正反應(yīng)的活化能降低，逆反應(yīng)的活化能也降低，正反應(yīng)的活化分子百分?jǐn)?shù)增加幾倍，逆反應(yīng)的活化分子百分?jǐn)?shù)也增加幾倍，正逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)相等，加催化劑，不能使平衡發(fā)生移動，只影響到達平衡的時間。N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

△＝－92.4kJ·mol－1已知N2與H2反應(yīng)合成NH3是一個可逆反應(yīng)，其熱化學(xué)方程式為：