2.3+化學平衡【中職專用】（高教版2021通用類）

化學通用類高等教育出版社主題二化學反應及其規(guī)律2.3化學平衡主題二化學反應及其規(guī)律2.3化學平衡學習目標1.認識化學反應是有方向的，了解可逆反應的含義，知道可逆反應在一定條件下能達到平衡狀態(tài)，構(gòu)建化學平衡認知模型。2.了解吸熱反應和放熱反應，認識化學反應中的能量守恒，初步了解熱化學方程式。3.了解濃度、壓強、溫度等外界條件改變對化學平衡狀態(tài)的影響，認識化學平衡移動的規(guī)律，能夠運用勒夏特列原理分析反應條件的選擇及控制問題。一.吸熱反應與放熱反應觀察圖片，并結(jié)合生活常識和所學化學知識分析圖片中發(fā)生了哪些化學反應？除了物質(zhì)變化之外，還伴隨什么變化？（a）天然氣燃燒（b）暖寶寶保溫（c）雷電產(chǎn)生氮氧化物觀察與認知都是化學反應，天然氣燃燒放熱用于加熱；暖寶寶中的有效成分鐵粉發(fā)生化學反應提供熱量用于取暖…化學反應發(fā)生的同時伴隨能量的變化一.吸熱反應與放熱反應天然氣燃燒、酸堿中和反應等，除了有新物質(zhì)生成外，同時還向環(huán)境放出熱量，這種放出熱量的化學反應稱為放熱反應；還有一些化學反應在反應過程中要吸收熱量，如碳酸鈣的分解反應等，只有從環(huán)境不斷獲得能量才能維持反應的進行，這種吸收熱量的化學反應稱為吸熱反應。知識拓展常見的放（吸）熱反應（1）放熱反應：燃燒、酸堿中和、金屬與酸（水）的反應、鋁熱反應、大多數(shù)化合反應；（2）吸熱反應：銨鹽與堿的反應、醋酸（檸檬酸）與小蘇打的反應、大多數(shù)分解反應。一.吸熱反應與放熱反應化學反應過程中常常伴隨著能量變化。不存在既不吸熱也不放熱的化學反應，因為能量守恒。一.吸熱反應與放熱反應實驗與探究

Mg+2HCl

MgCl2+H2↑

一.吸熱反應與放熱反應實驗與探究現(xiàn)象與結(jié)論鎂與稀鹽酸作用生成氫氣且試管底變熱，說明反應發(fā)生的同時有熱量放出。該反應屬于放熱反應。實驗探究1：Mg和稀HCl的反應鎂條與稀鹽酸反應Mg+2HCl

MgCl2+H2↑一.吸熱反應與放熱反應實驗與探究

實驗探究2：Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl的反應一.吸熱反應與放熱反應實驗與探究現(xiàn)象與結(jié)論

溫度計示數(shù)明顯下降，玻璃片上結(jié)冰而與小燒杯粘在一起，紅色石蕊試紙變藍。說明二者反應在生成氨氣的同時還從環(huán)境中吸熱，該反應屬于吸熱反應。

實驗探究2：Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl的反應一.吸熱反應與放熱反應已知化學鍵斷裂時需要吸收能量，化學鍵形成時能夠釋放能量。斷裂1molH—H鍵需要吸收432kJ的能量，斷裂1molO—O鍵需要吸收142kJ的能量，形成1molH—O鍵釋放464kJ的能量，則氫氣與氧氣燃燒生成水的反應是吸熱反應還是放熱反應？吸收能量和釋放能量的原因是什么？2H2+O22H2O點燃一.吸熱反應與放熱反應結(jié)論1.氫氣與氧氣的燃燒反應屬于放熱反應。2.舊化學鍵斷裂吸收的能量小于新化學鍵形成釋放的能量，反應表現(xiàn)為向環(huán)境釋放能量的放熱反應，反之，表現(xiàn)為從環(huán)境汲取能量的吸熱反應。3.物質(zhì)發(fā)生化學變化的同時常常伴隨著能量的變化，是因為化學變化的實質(zhì)是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成，而舊鍵斷裂需要吸收能量，新鍵形成則會釋放能量。一.吸熱反應與放熱反應結(jié)論化學反應表象實質(zhì)新物質(zhì)生成舊化學鍵斷裂新化學鍵形成伴隨能量變化一.吸熱反應與放熱反應結(jié)論知識拓展熱化學方程式二.化學平衡結(jié)論觀察與認知氯氣的水溶液稱為"氯水"。新制氯水在很長一段時間內(nèi)，總是保持著黃綠色，并有類似氯氣的刺鼻氣味，這是為什么呢？新制氯水已知：1.氯氣（Cl2）

黃綠色氣體，有刺激性氣味，易溶于水，生成鹽酸（HCl）和次氯酸（HClO）

。2.次氯酸(HClO)不穩(wěn)定，易分解生成氧氣（O2）

。氯氣（Cl2）未完全與水反應，在新制氯水中，氯氣（Cl2）、水

（反應物）和HClO（次氯酸）、HCl（生成物）同時存在。二.化學平衡結(jié)論觀察氯氣（Cl2）

和水反應的微觀過程示意圖，結(jié)合活動五中的現(xiàn)象，小組討論：氯氣（Cl2）和水反應不能進行到底的原因。氯氣和水反應的微觀過程示意圖二.化學平衡結(jié)論氯氣(Cl2)與水反應生成鹽酸（HCl）和次氯酸（HClO）的同時；部分鹽酸（HCl）和次氯酸（HClO）又反應生成氯氣（Cl2）與水。Cl2＋H2OHCl＋HClO化學反應存在限度。有的反應不能進行完全。二.化學平衡1.可逆反應在同一條件下，能夠同時向兩個相反方向進行的反應稱為可逆反應?？赡娣磻ǔＴ诜磻匠淌街杏梅?"表示。提示：通常，把向右進行的反應稱為正反應，把向左進行的反應稱為逆反應。二.化學平衡結(jié)論2.化學平衡反應時間/min051015202530H2/(mol/L)6.004.53.63.33.033.003.00N2/(mol/L)2.001.51.21.11.011.001.00NH3/(mol/L)0.001.001.601.801.982.002.00表2-3-1工業(yè)合成氨反應相關(guān)數(shù)據(jù)N2(g)＋3H2(g)2NH3

(g)

ΔH=-92.38kJ/mol高溫、高壓催化劑在一定條件下進行的工業(yè)合成氨反應，相關(guān)數(shù)據(jù)如表2-3-1所示，依據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算正、逆反應速率，說說你的發(fā)現(xiàn)？二.化學平衡結(jié)論2.化學平衡N2(g)＋3H2(g)2NH3

(g)，ΔH=-92.38kJ/mol高溫、高壓催化劑剛開始反應時，正向進行很快，隨著時間的推移，反應物濃度減小，生成物濃度增大，正反應速率減慢，逆反應速率增大，在25min后正逆反應速率相等。反應停止了嗎？二.化學平衡結(jié)論依據(jù)計算的正逆反應速率，以時間為橫坐標，反應速率為縱坐標，畫出速率—時間圖，觀察所繪圖像，說說你的發(fā)現(xiàn)？

反應速率與時間圖像2.化學平衡二.化學平衡結(jié)論單位時間內(nèi)正反應消耗的N2和H2的分子數(shù)恰好等于逆反應生成的N2和H2的分子數(shù)。所以反應體系中，N2、H2和NH3的濃度不再發(fā)生變化。達到化學平衡狀態(tài)。

化學平衡狀態(tài)具有五大特征：逆——可逆反應等——正反應速率=逆反應速率動——化學平衡是動態(tài)平衡，即v正

=v逆

≠0定——可逆反應處于化學平衡狀態(tài)時，混合體系中各物質(zhì)濃度保持不變變——改變影響平衡的條件，平衡會被打破，并在新的條件下建立新的平衡二.化學平衡結(jié)論化學平衡只是可逆反應在一定條件下的一種暫時的、相對的穩(wěn)定狀態(tài)。因平衡狀態(tài)被破壞而建立新的平衡的過程，稱為化學平衡的移動。3.化學平衡的移動二.化學平衡結(jié)論化學反應速率會隨溫度、濃度等條件的變化而發(fā)生改變，化學平衡狀態(tài)又是可逆反應正逆反應速率相等時的一種暫時的、相對的穩(wěn)定狀態(tài)。因此，只要正逆反應速率發(fā)生變化，平衡狀態(tài)一定會被破壞。那么，哪些因素會破壞平衡狀態(tài)呢？當外界條件改變時，化學平衡狀態(tài)又會發(fā)生怎樣的改變呢（即平衡如何移動）？3.化學平衡的移動猜想：濃度、溫度可能會引起化學平衡的移動二.化學平衡結(jié)論實驗與探究實驗探究1：濃度對化學平衡的影響在3支試管中各加入2mL蒸餾水，然后分別加入3滴0.1mol/LFeCl3溶液和3滴0.1mol/LKSCN溶液得到紅色溶液。試管編號再滴入0.1mol/LFeCl3溶液/滴再滴入0.1mol/LKSCN溶液/滴紅色深淺變化140204300表2-3-2紅色深淺變化記錄表紅色加深紅色加深無變化FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3

＋3KCl二.化學平衡結(jié)論實驗與探究試管1和2中顏色加深，說明化學平衡正向移動。增大濃度，化學反應平衡發(fā)生了移動。在其他條件不變的情況下，增大反應物的濃度或減小生成物的濃度，都可以使平衡向正反應方向移動；增大生成物的濃度或減小反應物的濃度，都可以使平衡向逆反應方向移動。實驗探究1：濃度對化學平衡的影響二.化學平衡結(jié)論實驗探究2：溫度對化學平衡的影響燒杯熱水杯（左）冰水杯（右）球內(nèi)氣體顏色變化表2-3-3氣體顏色變化記錄表溫度對化學平衡的影響顏色加深顏色變淺2NO2(g)N2O4

(g)，ΔH=-56.9kJ/mol放熱吸熱（紅棕色）（無色）實驗與探究二.化學平衡結(jié)論熱水中平衡球中氣體顏色加深，說明化學平衡正向移動；冰水中平衡球中氣體顏色變淺，說明化學平衡逆向移動。改變溫度，化學反應平衡發(fā)生了移動。在其他條件不變的情況下，升高溫度，化學平衡向吸熱反應的方向移動；降低溫度，化學平衡向放熱反應的方向移動。實驗探究2：溫度對化學平衡的影響實驗與探究二.化學平衡結(jié)論壓強對化學平衡的影響用注射器吸入NO2和N2O4的平衡混合氣體后，將細管端用橡皮塞加以封閉，推拉注射器活塞，觀察管中顏色的變化。2NO2(g)N2O4(g)，ΔH=-56.9kJ/mol吸熱（紅棕色）（無色）實驗探究3：壓強對化學平衡的影響實驗與探究二.化學平衡結(jié)論實驗探究3：壓強對化學平衡的影響實驗與探究增大壓強，體系顏色先變深后變淺，說明化學平衡正向移動。在其他條件不變的情況下，對于有氣體參加的反應，增大壓強，化學平衡向氣體體積縮小的方向移動;減小壓強，化學平衡向氣體體積增大的方向移動。二.化學平衡結(jié)論特別提示

壓強只對有氣體參加的且反應前后氣體體積不相等的平衡體系才有影響。對于有氣體參與的可逆反應，改變壓強是否一定會導致化學平衡的移動？請以小組為單位，以氫氣與碘蒸氣作用生成碘化氫（H2(g)+I2(g)2HI(g)）為例進行討論。實驗探究3：壓強對化學平衡的影響實驗與探究二.化學平衡如果改變影響平衡的一個條件（如溫度、壓強，以及參加反應的化學物質(zhì)的濃度），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。這就是著名的勒夏特列原理，又稱化學平衡移動原理。由于催化劑能夠同等程度地改變正反應和逆反應的反應速率。因此，它對化學平衡的移動沒有影響，但它能改變反應達到平衡所需的時間。這對于提高生產(chǎn)效率具有十分重要的意義。二.化學平衡閔恩澤——中國催化劑之父二.化學平衡影響因素化學平衡濃度溫度壓強催化劑不引起平衡移動如果只改變影響平衡的一個條件，平衡總是向著能夠減弱這種改變的方向移動。勒夏特列原理（平衡移動原理）【跟蹤檢測】1．下列關(guān)于可逆反應的敘述中，不正確的是A．任何可逆反應都有一定的反應限度B．反應條件改變，可逆反應的反應限度可能改變C．可逆反應達到平衡時，反應停止D．可逆反應達到平衡時，正、逆反應速率一定相等【答案】C【跟蹤檢測】2．下列反應不屬于可逆反應的是A．二氧化硫與水反應 B．二氧化硫的催化氧化C．工業(yè)合成氨

D．銅與稀硝酸反應【答案】D【跟蹤檢測】3．下列反應屬于吸熱反應的是A．鹽酸和氫氧化鈉溶液混合 B．灼熱的木炭與二氧化碳反應C．鋅放入稀硫酸中 D．碳不完全燃燒生成一氧化碳【答案】B【跟蹤檢測】4．一定溫度下的恒容密閉容器中，鐵和CO2發(fā)生反應：Fe(s)+CO2(g)

FeO(s)+CO(g)。下列描述能說明該反應已達平衡狀態(tài)的是