2.2.1化學(xué)平衡狀態(tài) 課件 2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版

第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡

第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率第1課時化學(xué)平衡狀態(tài)課堂點(diǎn)撥化學(xué)平衡狀態(tài)1.概念：在一定條件下的可逆反應(yīng)中，當(dāng)正、逆兩個方向的反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持恒定時，這個狀態(tài)叫化學(xué)平衡狀態(tài)。課堂點(diǎn)撥2.化學(xué)平衡狀態(tài)的建立：課堂點(diǎn)撥判斷化學(xué)平衡狀態(tài)方法：直接標(biāo)志以

mA(g)+nB(g)?pC(g)+qD(g)為例

①同一種物質(zhì):νA·正

=νA·逆1.ν正

=ν逆

≠0（數(shù)值大小相等方向相反）“等”單位時間內(nèi),有mmolA消耗，同時有mmolA生成

②不同種物質(zhì):

速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，方向相反

ν正(A)ν逆(B)＝mn（1）單位時間內(nèi),有mmolA消耗，同時有nmolB生成（2）單位時間內(nèi),有mmolA消耗，同時有PmolC消耗（3）單位時間內(nèi),有PmolC

，同時有qmolD消耗有正有逆符合比例生成學(xué)以致用⑤有2molSO2生成，同時有_____O2

______①有2molSO2消耗，同時有2molSO2生成；②有2molSO3生成，同時有_____SO3消耗；③有2molSO2生成，同時有_____SO3______;④有1molO2生成，同時有____SO3______;2SO2+O22SO3催化劑△課堂點(diǎn)撥N2+3H22NH3v(H2)：

v(N2)=3:1可否判斷反應(yīng)達(dá)平衡？不可以?。?！因?yàn)槿魏螘r刻速率比都等于系數(shù)比A、一個N≡N鍵斷裂的同時，有三個H－H鍵形成B、一個N≡N鍵斷裂的同時，有三個H－H鍵斷裂C、一個N≡N鍵斷裂的同時，有六個N－H鍵斷裂D、一個N≡N鍵斷裂的同時，有六個N－H鍵形成AC課堂點(diǎn)撥（注意不是相等，也不是成一定的比值）各組分的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變各組分的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)保持不變各組分濃度保持不變“定”課堂點(diǎn)撥二：間接標(biāo)志：”變量不變“氣體的平均相對分子質(zhì)量

M以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)為例若m+n≠p+q若m+n=p+q若各物質(zhì)均為氣體M不變時，即為平衡狀態(tài)M不變時，不一定為平衡狀態(tài)若有非氣體參與

M不變時，即為平衡狀態(tài)以mA(g)+nB(S)pC(g)+qD(g)為例學(xué)以致用2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，（填“一定”或“不一定”）當(dāng)平均相對分子質(zhì)量不變時，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)H2(g)+I2(g)2HI(g)當(dāng)平均相對分子質(zhì)量不變時，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)1.一定不一定2.

C(s)+O2(g)CO2(g)當(dāng)平均相對分子質(zhì)量不變時，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)

CO2(g)+C(s)2CO(g)當(dāng)平均相對分子質(zhì)量不變時，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)一定一定課堂點(diǎn)撥氣體密度ρ若各物質(zhì)均為氣體以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)為例若m+n≠p+q恒壓ρ不變時，一定為平衡狀態(tài)若有非氣體參與ρ不變時，一定為平衡狀態(tài)以mA(g)+nB(S)pC(g)+qD(g)為例學(xué)以致用1.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，恒容條件下，當(dāng)氣體密度不變時，________是化學(xué)平衡狀態(tài)

恒壓條件下，當(dāng)氣體密度不變時，________是化學(xué)平衡狀態(tài)

2.H2(g)+I2(g)2HI(g)恒容條件下，當(dāng)氣體密度不變時，________是化學(xué)平衡狀態(tài)恒壓條件下，當(dāng)氣體密度不變時，________是化學(xué)平衡狀態(tài)不一定一定不一定不一定課堂點(diǎn)撥混合氣體總壓強(qiáng)因?yàn)楹闳?、恒溫條件下，n(g)越大則壓強(qiáng)P就越大，則無論各成份是否均為氣體，只需考慮Δn(g)（即前后氣體系數(shù)差）。當(dāng)Δn(g)=0，則P為恒值，不一定是化學(xué)平衡狀態(tài)。PV=nRT當(dāng)Δn(g)≠0，則P一定時，一定是化學(xué)平衡狀態(tài)。學(xué)以致用恒容、恒溫條件下，

C(s)+O2(g)CO2(g)

當(dāng)體系總壓強(qiáng)不變時，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)CO2(g)+C(s)2CO(g)當(dāng)體系總壓強(qiáng)不變時，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，當(dāng)體系總壓強(qiáng)不變時，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)H2(g)+I2(g)2HI(g)當(dāng)體系總壓強(qiáng)不變時，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)不一定一定一定不一定課堂點(diǎn)撥特殊標(biāo)志：①對于有色物質(zhì)參加反應(yīng)，如果體系顏色不變，反應(yīng)達(dá)到平衡②對于吸熱或放熱反應(yīng)，如果體系溫度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡學(xué)以致用1、在一定溫度下，向aL密閉容器中加入1molX氣體和2molY氣體發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+2Y(g)2Z(g），此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是：A、容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間變化B、容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時間變化C、容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1:2:2D、單位時間消耗0.1molX的同時生成0.2molZ√√在等系數(shù)的氣體反應(yīng)中不能作為平衡判據(jù)的是氣體的總壓、氣體的總的物質(zhì)的量、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量、混合氣體的密度學(xué)以致用2、在一定溫度下，可逆反應(yīng)：A(g)+3B(g)2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（）

C的生成速率與C分解的速率相等B.單位時間內(nèi)生成nmolA，同時生成3nmolBC.A、B、C的濃度不再變化D.A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2

AC學(xué)以致用3、在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時,表明反應(yīng):A(固)+3B(氣)2C(氣)+D(氣)已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.混合氣體的壓強(qiáng)

B.混合氣體的密度

C.B的物質(zhì)的量濃度

D.氣體的總物質(zhì)的量BC觀察數(shù)據(jù)序號起始時濃度mol/L平衡時濃度mol/LCO2H2COH2OCO2H2COH2O10.010.01000.0040.0040.0060.00620.010.02000.00220.01220.00780.007830.010.010.0010.0010.00410.00410.00690.00694000.020.020.00810.00810.01190.0119分析表格中數(shù)據(jù)，尋找其中的規(guī)律

表中所列為測量反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，將計(jì)算結(jié)果填入表中,你能發(fā)現(xiàn)哪些規(guī)律？c(H2O)c(CO)c(H2)·c(CO2)2.252.272.422.16觀察數(shù)據(jù)序號起始時濃度mol/L平衡時濃度mol/LH2I2HIH2I2HI10.011970.0694400.0056170.00059360.0127048.3820.011350.0090400.003560.001250.0155948.6130.012010.0084030.00.004580.00097330.0148649.544000.015200.0016960.0016960.0118148.485000.012870.0014330.0014330.0100048.716000.037770.0042130.0042130.0293448.812c(HI)c(H2)·c(I2)分析表格中數(shù)據(jù)，尋找其中的規(guī)律

在457.6℃時，數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)(1)不管初始濃度有多大，只要保持反應(yīng)體系的溫度不變，達(dá)到平衡狀態(tài)后生成物濃度化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積之比是個常數(shù)。(2)可逆反應(yīng)不論從正方向開始還是逆方向開始，無論起始濃度多大，都能達(dá)到化學(xué)平衡。觀察數(shù)據(jù)溫度起始時濃度mol/L平衡時濃度mol/LKSO2O2SO3SO2O2SO3T10.020.0100.01440.00780.005619.390.030.0200.001960.01480.010419.02T20.020.0100.001600.00800.00407.810.080.030.015200.05800.01900.02207.57分析表格中數(shù)據(jù)，尋找其中的規(guī)律下表給出了不同溫度下反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)，請分析數(shù)據(jù)，找出化學(xué)平衡常數(shù)與什么外界因素有關(guān)，具體關(guān)系是什么，T1與T2兩溫度有怎樣的大小關(guān)系？新知感悟?qū)τ诳赡娣磻?yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)一、化學(xué)平衡常數(shù)K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高；K值越小，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越低；合作學(xué)習(xí)請寫出下表中各反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式和單位：化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式單位13/2H2(g)+1/2N2(g)NH3(g)23H2(g)+N2(g)2NH3(g)32NH3(g)3H2(g)+N2(g)4NH3·H2O(aq)NH4+(aq)+OH-(aq)5FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)6AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)【思考】比較①，②，③，分析正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)之間的關(guān)系。新知感悟注意事項(xiàng)：純液體（如水）和固體不出現(xiàn)在K表達(dá)式中K的單位不唯一，一般不寫同一化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)請寫出上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，看看它們之間有何關(guān)系？習(xí)題導(dǎo)學(xué)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)K1=2NO2(g)N2O4(g)K2=2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K

3=新知感悟注意事項(xiàng)：純液體（如水）和固體不出現(xiàn)在K表達(dá)式中K的單位不唯一，一般不寫同一化學(xué)反應(yīng)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)多重平衡規(guī)則：方程式呈相加（或相減）關(guān)系，則K呈現(xiàn)相乘（或相除）典例分析1.在749K反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)達(dá)平衡時，K=2.60，計(jì)算當(dāng)CO、H2O(g)的起始濃度都為2.0mol/L時，達(dá)平衡后CO的轉(zhuǎn)化率

。2.02.0002.0α2.0α2.0α2.0α2.0(1-α)2.0(1-α)2.0α2.0α起始濃度轉(zhuǎn)化濃度平衡濃度=[(2.0α)(2.0α)]/[2.0(1-α)×2.0(1-α)]=α2/(1-α)2=2.6α=62%K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)1.在749K反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)達(dá)平衡時，K=2.60，計(jì)算當(dāng)CO、H2O(g)的起始濃度都為2.0mol/L時，達(dá)平衡后CO的轉(zhuǎn)化率

。解：設(shè)CO的轉(zhuǎn)化率為α，則CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)典例分析變式訓(xùn)練830K時,在密閉容器中發(fā)生下列可逆反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,起始時c(CO)=2mol·L-1,c(H2O)=3mol·L-1,4秒鐘后達(dá)到平衡,此時CO的轉(zhuǎn)化率為60%,則在該溫度下,計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K？合作學(xué)習(xí)二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用分析不同反應(yīng)的K值，你認(rèn)為K值的大小與反應(yīng)進(jìn)行的程度有何關(guān)系?新知感悟根據(jù)K值大小，判斷反應(yīng)進(jìn)行的程度K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高；

K值越小，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越低。一般來說，反應(yīng)的平衡常數(shù)K>105，認(rèn)為正反應(yīng)進(jìn)行得較完全；K<10-5，則認(rèn)為這個反應(yīng)的正反應(yīng)很難進(jìn)行（逆反應(yīng)較完全）；10-5≤K≤105

認(rèn)為是可逆反應(yīng)。二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用合作探究判斷某時刻反應(yīng)進(jìn)行的方向二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用1473K，在密閉容器中發(fā)生的反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，如果按2、3的起始濃度投料，對應(yīng)的狀態(tài)是平衡嗎,如果不是平衡向哪個方向移動，如何判斷？序號起始時濃度mol/L平衡時濃度mol/LCO2H2COH2OCO2H2COH2O10.010.01000.0040.0040.0060.00620.0020.0080.0040.00930.0050.0020.0060.005新知感悟Qc=濃度商①Q(mào)C＜K

，反應(yīng)向

進(jìn)行②QC＝K

，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)③QC＞K

，反應(yīng)向

進(jìn)行正方向逆方向判斷某時刻反應(yīng)進(jìn)行的方向二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用對于一般的可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),在一定溫度下任一時刻，新知感悟正反應(yīng)為放熱反應(yīng)：升高溫度，平衡

移動，K值

，降低溫度，平衡

移動，K值

。正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)：升高溫度，平衡

移動，K值

，降低溫度，平衡

移動，K值

。根據(jù)K值大小，判斷平衡移動方向二、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用小??試??1.某溫度下，可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)的平衡常數(shù)為K。下列對K的說法正確的是()A.K值越大，表明該反應(yīng)越有利于C的生成，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大B.若縮小反應(yīng)器的容積，能使平衡正向移動，則K增大C.溫度越高，K一定越大D.如果m＋n＝p，則K＝1小??試??2.當(dāng)把晶體N2O4放入密閉容器中氣化，并建立了N2O4(g)2NO2(g)平衡后，保持溫度不變，再通入若干N2O4氣體，待反應(yīng)達(dá)到新的平衡時，則新平衡與舊平衡相比，其值()A.變大B.不變C.變小D.無法確定小??試??3.已知反應(yīng)①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反應(yīng)②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應(yīng)③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是()A.反應(yīng)①的平衡常數(shù)K1＝c(Cu)c(CO2)/c(CO)c(CuO)B.反應(yīng)③的平衡常數(shù)K＝K1/K2C.對于反應(yīng)③，恒容時，溫度升高，H2濃度減小，則該反應(yīng)的焓變?yōu)檎礑.對于反應(yīng)③，恒溫恒容下，增大壓強(qiáng)，H2濃度一定減小習(xí)題導(dǎo)學(xué)t℃70080083010001200K0.60.91.01.72.6吸熱在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表：回答下列問題：該反應(yīng)為

反應(yīng)（填“吸熱”、“放熱”）①若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)②若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)小??試??課本P29【例1】中，能否將（2）題的狀態(tài)視作在狀態(tài)1的基礎(chǔ)上再加入H2、I2各0.1mol？那么起始狀態(tài)時各物質(zhì)的濃度是多少？濃度熵又是多少？學(xué)以致用課堂小結(jié)對于可逆反應(yīng)：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)K值大小只能說明反應(yīng)進(jìn)行的程度，不能預(yù)測達(dá)到平衡時間鞏固練習(xí)已知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L，經(jīng)測定該反應(yīng)在該溫度下的平衡常數(shù)K≈19，試判斷：（1）當(dāng)SO2轉(zhuǎn)化率為50％時，該反應(yīng)

（“是”或“否”）達(dá)到平衡狀態(tài)，若未達(dá)到，則反應(yīng)向

（“正”或“逆”）方向進(jìn)行。（2）達(dá)平衡狀態(tài)時，SO2的轉(zhuǎn)化率為

否正80%1、

一定溫度下的密閉容器中存在如下反應(yīng)：2SO2+O22SO3鞏固練習(xí)2、在一