第二章化学反应速率和化学平衡

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,选修,4,第二章,化学反应速率和化学平衡,教材分析,日坛中学 高二备课组,刘学军,地位作用,新旧教材比较,教材内容结构,教学目标及教学设计,高考试题,本章,是在学习了化学反应及能量变化、物质结构、元素周期律等知识的基础上学习的中学化学的,重要理论之一,；,是中学化学中所涉及的溶解平衡、电离平衡、水解平衡等知识的核心；,是对下一章知识的学习起着重要的指导作用。,本章教材的作用与地位,：,是中学化学学科中最富有思维深度和理论价值的一部分，有利于向学生展示化学科学的魅力，有利于锻炼学生的思维。,本章在必修二的基础上，,1,、,定量,探讨浓度、温度对反应速率的影响；,2,、在定量描述化学反应的热效应的基础上引入,“,焓变,”,与,“,熵变,”,定性,探讨化学进行的方向；,3,、引入,“,化学平衡常数,”,定量,探讨和描述化学反应的限度；,4,、应用化学平衡常数,定量,探讨温度、浓度和压强对化学平衡的影响；,5,、引入,“,活化能,、有效碰撞”等概念,探讨温度和催化剂对反应速率的影响,由此看出新教材更注重定量，注重用数据说明、解释问题,从,09,年高考试题中也看出注重定量计算，用数据说明问题。,高考考试说明中化学反应速率和化学平衡知识点变化：,增加三处：,1,、,“,了解,催化剂,在生产、生活和科学研究领域中的重大作用,”,2,、,“,了解化学平衡建立的,过程,”,3,、,能够利用化学平衡常数进行,简单的,计算,调整一处,“,以合成氨工业生产为例，用化学反应速率和化学平衡的观点,理解,工业生产的条件,”,调整为,“,了解,化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用,”,。,由此看出计算、催化剂的作用增强，适宜条件的选择降低要求，但并不是取消,。,新教材选修,4,旧教材第二册,（必修加选修）,第二章化学反应速率和化学平衡,第二章化学平衡,第一节,化学反应速率,第一节 化学反应速率,（含影响因素）,第二节,影响化学反应速率的因素,第二节,化学平衡,第三节 化学平衡,（含影响因素、平衡常数）,第三节,影响化学平衡的条件,第四节化学反应进行的方向,第四节合成氨条件的选择,从教材章节安排可以看出，侧重速率教学，降低化学平衡教学，降低了勒沙特列原理的运用,新旧教材对比,新旧教材课时安排比较：,新教材（共,11+1,课时）,旧教材（共,12,课时）,第一节化学反应速率,1,第一节化学反应速率,3,第二节,影响化学反应速率的因素,2,第二节化学平衡,2,第三节,化学平衡,5,第三节,影响化学平衡的条件,2,第四节化学反应进行的方向,1,第四节合成氨条件的选择,2,补充,：,合成氨条件的选择 （第三节）,1,实验二化学反应速率和化学平衡,1,本章复习,2,本章复习,2,从课时安排看：化学反应速率教学都安排三课时；化学平衡教学课时安排也 基本一致，因此从课时安排上看变化不大，教学重、难点依然在平衡上。,本章虽然没有具体的化工生产内容，但选择化工生产最适宜的条件必然涉及化学反应速率和化学平衡等理论的应用，同时考试说明中要求“,了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用,”因此建议补充,合成氨条件的选择 ，,不再讲工业生产,内容按照由易到难的顺序安排，速率平衡平衡常数反应进行的方向,教材内容结构,认识化学反应,化学反应条件的优化,共同,影响,化学,热力学,化学,动力学,限度,方向,速率,定量描述：化学反应速率,影响因素：,c,、,T,、,催化剂,定量描述：化学平衡常数,平衡转化率,影响因素：,T,、,c,、,P,影响因素：,反应焓变（,H,）,反应熵变（,S,）,判据：,H,T,S,知识体系,本章教学思想：,本章内容抽象又具体。,抽象：理论解释对学生来说是全新的，有些反应的深层本质学生是接触不到的，只能凭思考、想象，增大学生的学习难度；,具体：在生活中有大量鲜活的事实。,因此教学中充分利用数据、图片、实验现象等引发学生思考，把抽象的知识适度地直观化，引发学生联想，从而培养学生思维能力和迁移能力。,内容标准,学习要求,补充说明,第一节,化学反应速率,知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应的速率。,1.1,知道化学反应速率的概念及其,定量表示方法,，能进行有关化学反应速率的,简单计算,。,1.2,了解测定化学反应速率的方法，,通过实验测定某些化学反应的速率。,第一节教学目标及教材处理,10,年考试说明内容,要求,09,年考试说明内容,要求,6,化学反应速率和化学平衡,（,1,）了解化学反应速率的概念和表示方法,8,、化学反应速率、化学平衡,（,1,）化学反应速率的概念和表示方法,考试说明,准确把握教学内容，把规定的内容落实到位；,利用,实验,2-1,，由学生分析实验原理；,加强探究实验教学：发生装置、收集装置；,教材内容,第一节 化学反应速率,一、化学反应速率,1.,概念：,(1),化学反应速率：是描述化学反应进行快慢的物理量。,化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度的变化来表示。,表示方法：,化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。在容积不变的反应器中，通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。,2.,化学反应速率的表示方法,c,数学表达式：,v,= = ,t,n,/V,t,单位：,mol/(L,min,) mol/(L s),(1),v,只取正值,(2),v,一般指平均速率，而非 瞬间速率,(3),固体或纯液体的浓度可视为常数，所以,v,一般不能用固体或纯液体表示。,注意,(4),一个化学反应涉及反应物生成物多种物质时，表示化学反应速率时必须指明用哪种物质做标准。,如对于任意一个反应，,mA,+,nB,=,pY,+,qZ,c,(A,),v,A,= ,t,c,(B,),v,B,= ,t,c,(Y,),v,Y,= ,t,c,(Z,),v,Z,= ,t,求算化学反应速率时应注意：,同一反应的反应速率可以用不同的物质表示，其数值可能不同，但所表示的意义是相同的。,用不同的物质表示同一反应的反应速率时，反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的计量数之比。,即对于反应：,aA,+,bB,=,cC,+,dD,v,A,:,v,B,:,v,C,:,v,D,= a : b : c : d,1.,化学反应速率是标量，只有大小而没有方向；,2,.,一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的平均速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的；,3,.,对于固体或气体反应中的液体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度”是不变的，因此一般不用固体、纯液体表示化学反应速率；,4,.,对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率可能不相同，但其化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。,化学反应速率概念理解,3.,化学反应速率的简单计算,在解题过程中经常用“起始量、变化量、某时刻量”的 格式来分析解决问题。,解：,N,2,+ 3H,2,= 2NH,3,起始浓度,(mol/ L),8 20 0,5min,后浓度,(mol/ L),6,例：在密闭容器中合成氨气，开始时,N,2,的浓度,8mol/L,，,H,2,的浓度为,20mol/L,，,5min,后,N,2,的浓度为,6mol/L,，用,N,2,、,H,2,和,NH,3,表示该反应的速率分别是多少？,c,(H,2,)=6,c,(NH,3,)=4,c,(mol/L),c,(N,2,),v,N2,= = =0.4mol/(L.min),t,2mol/L,5min,c,(H,2,),v,H2,= = =1.2mol /(,L.min,),t,6mol/L,5min,c,(NH,3,),v,NH3,= = =0.8mol /(,L.min,),t,4mol/L,5min,c,(N,2,)=2,例,3.,可逆反应,A(g,) + 3B(g),2C(g) +,D(g,),在四种不同情,况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（ ）,A,、,v,A,=0.15 mol/,Lmin,B,、,v,B,=0.6 mol/Lmin,C,、,v,C,=0.4 mol/Lmin D,、,v,D,=0.01 mol/Ls,解析,：解决此题应注意将四种情况下的反应速率换算成同一种物质并统一单位来比较。,A,、,v,A,=0.15 mol/,Lmin,B,、,v,A,=0.2 mol/,Lmin,C,、,v,A,=0.2 mol/,Lmin,D,、,v,A,=0.6 mol/Lmin,答案：,D,【,分析,】,由图示可知,X,、,Y,、,Z,三种物质物质的量的变化量分别为：,0.3 mol,，,0.1 mol,，,0.2 mol,故化学方程式中,X,、,Y,、,Z,三种物质的化学计量数之比为：,0.3 mol0.1 mol0.2 mol=312,因此，反应的化学方程式为,3X+Y 2Z,。,例,4,、某温度时，在,2 L,容器中,X,、,Y,、,Z,三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为,_,。,二、化学反应速率的测定,化学反应速率是通过实验测定的。,可以利用化学反应中与任一化学物质的浓度（或质量）相关的性质进行测定。,(,1,),直接观察的某些性质，,如恒温恒压条件下测释放出的气体的体积或恒温恒容条件下测体系的压强；,(,2,),仪器测量的性质,如颜色的深浅，光的吸收，光的发射，导电能力等。,观察思考,实验,2-1,中可根据哪些相关的变化来测定该反应的反应速率？,实验改进、量气方法、实验设计、突出控制变量,相同质量锌完全溶解于硫酸所用时间的不同,产生相同体积,H,2,所用的时间的不同,硫酸浓度的变化,（,2008,年广州市一模）实验,：测定锌与稀硫酸反应的速率。,测定该反应速率的方法有多种，不同的方法需要测定不同的数据。请根据你设计的测定方法，填写需要记录的数据及其单位：,，单位,；,，单位,。,根据你测定的实验数据，处理后可求得,_,（填化学式）的反应速率，单位是,_,。,内容标准,学习要求,补充说明,第二节,影响化学反应速率的因素,1,知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。,1.1,知道活化分子、有效碰撞、活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。,2,通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。,2.1,通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。,2.2,认识温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率影响的一般规律,。,3,、通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。,通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。,第二节教学目标及教材处理,10,年考试说明内容,要求,09,年考试说明内容,要求,6,化学反应速率和化学平衡,（,2,）,结合具体事例,，,理解外界条件对反应速率的影响,通过催化剂实际应用的事例，了解其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用,8,、化学反应速率、化学平衡,（,1,）,外界条件对反应速率的影响,考试说明对比,教材内容设计,第二节：教学建议,影响化学反应速率的因素，学生在必修,2,中已经有所认识，所以重点应该放在化学实验的验证，并通过已学理论加以理解和落实；,应该全面的将必修,2,时的验证性实验改为设计探索性实验,学生实验前应明确：,实验目的化学反应影响因素,控制变量,实验结论应用所学理论解释原因,增加必修里面并未涉及的压强对有气体参加的化学反应的速率的影响；增加等温等容和等温等压条件下，体系中无关气体的通入对速率的影响。,第二节,影响化学反应速的因素,简化后的有效碰撞模型, 化学反应的实质是：,旧的化学键断裂，新的化学键形成, 化学反应发生的先决条件：,反应物分子相互接触和碰撞,注意：反应物分子之间的碰撞次数很大，但并不是每一次碰撞均可发生化学反应。,理论复习,在化学上，把能够发生化学反应的碰撞叫,有效碰撞,；,不能发生化学反应的碰撞叫无效碰撞,；,有效碰撞频率越高，反应速率越快。,力量不够,取向不好,好球！有效碰撞,有足够的能量使旧键断裂,碰撞时要有合理的取向,反应物分子要具有什么条件才能发生有效碰撞？,思考：, 在化学上，把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。,(1),在一定条件下，活化分子在反应物分子中所占的百分数固定不变。,特点：,(2),活化分子间之所以能够发生有效碰撞，是由于它们的能量高，发生碰撞时，能克服相撞分子间的排斥力，能够破坏分子内原子间的“结合力”从而导致反应物分子破坏，重新组合成生成物分子，发生化学反应。,普通分子转化为活化分子所需的最低能量叫活化能。,E,1,为反应的活化能,E,2, E,1,为反应热,普通分子,+,活化能,=,活化分子,活化能越小，普通分子越容易传化成活化分子。,化学反应发生的条件,有效碰撞,发生化学反应,分子运动,相互碰撞,分子具有足够的能量,活化分子,有合适的取向,活化能、活化分子与反应速率的关系：,活化能低 普通分子易变成活化分子 活化分子百分数大 有效碰撞次数多 反应速率快,影响化学反应速率的因素,外因：,浓度、压强、温度、催化剂,内因：,反应物自身的结构和性质,浓度、压强、温度、催化剂的变化对有效碰撞的频率有何影响？它们在实质上是如何改变反应速率的？,思考：,当其他条件不变时，增加反应物的浓度可以加快化学反应速率；降低反应物的浓度，可以减慢化学反应速率。,1,、浓度对化学反应速率的影响,注意：增加固体或纯液体的量不会改变反应速率；但是将块状固体变为粉末状固体可以加快反应速率（增大接触面积。）,结论：,问题：用理论解释为什么浓度对化学反应速率有影响？,当增加反应物的浓度时，单位体积内活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。,实质：,对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反,应,速率减慢。,结论：,适用范围：,仅适用于反应体系中有气体物质的反应。,对于只有固体或液体参加的反应,压强的变化对反应速率的影响可以忽略不计,.,2,、压强对反应速率的影响,问题：用理论解释为什么压强对化学反应速率有影响？,对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。,实质：,3,、温度对速率的影响,结论、,其他条件相同时，升高温度反应速率加快，降低温度速率减慢。,为什么升高温度会使反应速率加快？,当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，活化分子的百分比增大，因而活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。,4,、催化剂对速率的影响,结论：催化剂能够改变化学反应速率。,催化剂能加快化学反应速率,（如不特别说明，凡是催化剂都是指正催化剂。）,能量,反应过程,E,1,E,2,反应物,生成物,活化分子,活化能,活化分子变成生成物分子放出的能量,反应热,没加催化剂,加了催化剂,当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。,一、,浓度,对化学反应速率的影响,加入试剂,实验现象,褪色时间,结论,解释,反应物浓度增大，活化分子数增多，有效碰撞概率增加，则反应速率提高,浓度越大，反应速率越快,4ml 0.01mol/L KMnO,4,(H,+,),2ml 0.1mol/L H,2,C,2,O,4,4ml 0.01mol/L KMnO,4,(H,+,),2ml 0.2mol/L H,2,C,2,O,4,实验设计：探究条件对速率的影响,强调实验目的，控制变量、方程式处理、对比试验,实验问题，酸性,二、,温度,对化学反应速率的影响,加入试剂,实验温度,出现混浊时间,结论,解释,温度升高，分子获得更高能量，活化分子百分数提高，有效碰撞概率提高，反应速率提高,分子热运动加快，提高碰撞概率,温度升高，会使放热反应和吸热反应的反应速率都增加,升高温度，化学反应速率加快,0.1mol/L Na,2,S,2,O,3,和,0.1mol/L H,2,SO,4,各,2mL,0.1mol/L Na,2,S,2,O,3,和,0.1mol/L H,2,SO,4,各,2mL,常温,加热,可改为浓度对速率的影响,三、,催化剂,对化学反应速率的影响,加入试剂,2ml 3%H,2,O,2,溶液,1ml 0.1mol/L FeCl,3,2ml 3%H,2,O,2,溶液,1ml 0.1mol/L,CuSO,4,产生气泡快慢,结论,解释催化剂的作用,降低反应的活化能，提高活化分子百分数，有效碰撞概率提高，反应速率提高,选择适当催化剂可以改变化学反应速率，催化剂具有选择性,科学探究实验,可根据学校情况，课时情况处理，最好是安排学生实验，也可以改为定量试验，测时间,练习,1,：研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。,请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。,实验,编号,T(,),NO,初始浓度,(mol/L),CO,初始浓度,(mol/L),催化剂的比面积,(m,2,/g),I,280,1.2010,3,5.8010,3,82,124,III,350,124,280,1.2010,3,5.8010,3,1.2010,3,5.8010,3,练习,2,：,FeCl,3,溶液能作,H,2,O,2,分解的催化剂。某研究小组为了探究真正起催化作用的是,Fe,3+,还是,Cl,-,，设计了如下实验方案，请你帮助他们填写下表。,实验步骤,实验现象,实验结论,向盛有,5 ml 15%,的,H,2,O,2,溶液的试管中加入少量的,_,（某酸），然后把带火星的木条伸入试管中。,无明显现象,向盛有,5 ml 15%,的,H,2,O,2,溶液的试管中加入少量的,，然后把带火星的木条伸入试管中。,盐酸,Cl,-,对双氧水的分解没有催化作用,Fe(NO,3,),3,有大量气泡放出,Fe(NO,3,),3,对双氧水分解起催化作用的是,Fe,3+,压强,对化学反应速率的影响,对于有气体物质参加的反应，增大压强相当于增加浓度，使反应速率加快。,减小反应容器的体积,增加惰性气体（恒容、恒压）,08,上海,等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间,t,产生气体体积,V,的数据，根据数据绘制得到下图，则曲线,a,、,b,、,c,、,d,所对应的实验组别可能是,A,4,3,2,1 B,1,2,3,4,C,3,4,2,1 D,1,2,4,3,强调,控制变量,目标练习册,P19-2,内容标准,学习要求,补充说明,第三节,化学,平衡,1,描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。,1.1,知道化学反应的可逆性,及其限度,；能描述化学平衡建立的过程，认识化学平衡移动规律。,可利用图象、数据等描述化学平衡的建立过程。,1.2,知道,化学平衡常数和转化率的涵义,。,1.3,能进行有关化学平衡常数和转化率的简单计算,2,通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以 解释。,2.1,通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响。,2.2,理解化学平衡移动原理，能运用该原理对化学平衡的移动情况进行分析。,第三节教学目标及教学设计,10,年考试说明内容,要求,09,年考试说明内容,要求,6,化学反应速率和化学平衡,（,3,）了解化学反应的可逆性,（,4,）理解化学平衡和化学平衡常数的含义，并进行有关的简单计算,（,5,）结合具体事例，理解外界条件对化学平衡的影响,（,6,）认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用,8,、化学反应速率、化学平衡,（,2,）化学反应的可逆性,化学平衡的含义及其与反应速率之间的内在联系,（,3,）,勒夏特列原理的含义,外界条件对化学平衡移动的影响,（,4,）以合成氨工业生产为例，用化学反应速率和化学平衡的观点理解工业生产条件,考试说明比较,教材知识结构,在开始学习化学平衡状态时，将必修,2,所学的化学平衡状态的标志进行复习与丰富，建立化学平衡的概念；,利用图象、数据等描述化学平衡的建立过程。,教学建议,高中化学中的所有平衡问题，实际上讨论的是平衡过程中三个阶段的问题。,第一阶段，平衡的建立过程，即讨论从起始到达到平衡的过程中，体系中各种物理量的变化。,第二阶段，平衡建立后，改变反应条件，平衡如何移动的问题。,第三阶段，平衡建立后，改变条件，平衡发生了移动，移动的程度问题，或者说既然温度、浓度等反应条件对平衡有影响，那么，在不同条件下，平衡建立的程度如何。即讨论平衡中转化率问题,化学平衡,影响化学平衡状态的条件,化学平衡状态的特点,化学平衡状态的标志,化学平衡的有关计算,可逆反应在一定条件下达到化学平衡：,mA(g,),nB(g,),pC(g,),qD(g,),起始,(mol/L) a b 0 0,转化,(mol/L) x (,n/m)x,(,p/m)x,(,q/m)x,平衡,(mol/L) a-x b- (,n/m)x,(,p/m)x,(,q/m)x,平衡时：,A,的转化率,= (x/a) 100%,掌握知识,理解化学平衡常数，并能利用平衡常数计算物质的转化率,注意：,对于有固体或纯液体参加的反应，它们的浓度不列入,K,的表达式。,K,值与浓度无关，只受温度影响。不指明温度，,K,值无意义。,对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。,应用：,判断反应进行的程度：,K,值越大，反应进行的程度越大，反应物转化率越高。,判断反应热效应：,T,升高，,K,值增大，则正反应为吸热反应。,T,降低，,K,值减小，则正反应为放热反应。,计算平衡时各种组成及转化率,解：,c,(CO,) :,c,(H,2,O) =,1:1,时,CO + H,2,O CO,2,+ H,2,起始,1 1 0 0,转化,-,x,-x,+x,+x,平衡,1-,x,1,-x,x x,解得,x,= 0.5,(CO,)= 50%,c,(CO,) :,c,(H,2,O),= 1:4,时,CO + H,2,O,CO,2,+ H,2,起始,1 4 0 0,转化,-x,-x,+x,+x,平衡,1-,x,4-,x x x,解得,x,= 0.8,(CO,)= 80%,当,c,(CO,) :,c,(H,2,O) = 1:n,时,呢？,例,1,已知,CO,(,g,),+ H,2,O,(,g,),CO,2,(,g,),+H,2,(,g,),800,K,= 1.0,；求恒温恒容体系中，用,c,(CO):,c,(H,2,O)=1:1,或,1:4,开始，达到平衡时,CO,的转化率。,提高一种反应物的浓度可以提高另一种反应物的转化率， 但并非呈直线性变化。,例,2,反应,N,2(,g,),+ 3H,2(,g,),2NH,3(,g,),在一定条件下进行。设投入的,N,2,为,1,mol,，,H,2,为,3,mol,，在一体积恒定，温度恒定的容器中反应，测得平衡时的压强是原来的,90%,，求转化率,1,。然后再充入,1,mol,N,2,和,3,mol,H,2,，温度不变，计算新平衡的转化率,2,。,对于等效平衡的问题，用化学平衡常数计算解决，不提等效平衡概念，如教材,P32-8,，运用平衡常数计算。,解：,N,2,+ 3H,2,2NH,3,开始,1 3 0,转化,-,a,-3a +2a,平衡,1-a 3-3a 2a,(1-a) + (3-3a) + 2a =,4,90%,a = 0.2,1,= 20%,N,2,+ 3H,2,2NH,3,开始,2 6 0,转化,-b -3b +2b,平衡,2-b 6-3b 2b,K=0.015,解得：,b = 0.61,2,= 30.5%,若加压至原来的,n,倍呢,?,第三节 化学平衡,复习回顾,1.,什么叫可逆反应,在,同一条件,下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应,.,H,2,I,2,2HI,注意：,1,、,同一条件下,2,、可逆反应总是,不能进行到底,， 得到的总是,反应物与生成物的混合物,1molH,2,和,1molI,2,反应能生成,2molHI,吗？,2.,什么是饱和溶液？,在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做,这种溶质的饱和溶液。,饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？,没有！,以蔗糖溶解于水为例，蔗糖分子离开蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。,即：溶解速率,=,结晶速率,达到了溶解的平衡状态，一种动态平衡,那么，可逆反应的情况又怎样呢？,开始时,c(CO,),、,c(H,2,O),最大，,c(CO,2,),、,c(H,2,)=0,随着反应的进行,c(CO,2,),、,c(H,2,),逐渐增大,进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速率和逆反应速率的大小相等，且不再变化,在容积为,1L,的密闭容器里，加,0.01molCO,和,0.01molH,2,O(g),CO,H,2,O CO,2,H,2,c(CO,),、,c(H,2,O),逐渐减小,正反应速率逐渐减小， 逆反应速率逐渐增大,且正反应速率,=,逆反应速率,正反应速率,逆反应速率,相等,时间,速率,这时，,CO,、,H,2,O,的,消耗量等于,CO,2,、,H,2,反应生成的,CO,、,H,2,O,的,量，,反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保持不变，达到动态平衡，这就是我们今天要重点研究的重要概念,化学平衡状态,【09-,全国,2-27】,某温度时，在,2 L,密闭容器中气态物质,X,和,Y,反应生成气态物质,Z,，它们的物质的量随时间的变化如表所示。,（,1,）根据下表中数据，在答题卡该题相应位置上画出,X,、,Y,、,Z,的物质的量（,n,）随时间（,t,）变化的曲线：,作图能力,一、化学平衡状态,指在,一定条件,下的,可逆反应,里，,正反应速率和逆反应速率相等,，反应混合物中各,组分的,浓度保持不变,的状态。,前提（适用范围）,：,可逆反应,内在本质,：,v,(,正,)=,v,(,逆,),0,外在标志：反应混合物中各组分,的浓度保持不变,注意三点,1,、化学平衡状态的特征,(1),动,：动态平衡,（,v,(,正,)=,v,(,逆,),0,）,(2),等,：,v,(,正,)=,v,(,逆,),(3),定,：反应混合物中,各组分,的浓度保持一定，各组分的含量保持不变。,(4),变,：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。,2,、判断是否达到平衡状态的标志,正反应速率等于逆反应速率,思 考与练 习,（,1,）混合气体的颜色不再改变 （ ）,（,2,）混合气体的平均相对分子质量不变 （ ）,（,3,）混合气体的密度不变 （ ）,（,4,）混合气体的压强不变 （ ）,（,5,）单位时间内消耗,2nmolNO,2,的同时生成,2nmolO,2,（ ）,(6) O,2,气体的物质的量浓度不变 （ ）,在固定体积的的密闭容器中发生反应：,2NO,2,2NO + O,2,该反应达到平衡的标志是：,总原则：,某一物理量是否可作为平衡已到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前（反应过程中）是否发生变化,物理量前后,(,极端点,),有变化,作为判断标志,【,例,】,在一定温度下,可逆反应,A(,气,)+3B(,气,) 2C(,气,),达到平衡的标志是（）,A.,C,的生成速率与,C,分解的速率相等,B.,单位时间生成,n,molA,同时生成,3,n,molB,C.,单位时间生成,B,的速率,与生成,C,的速率 相等 （数值）,D.,单位时间生成,n,molA,同时生成,2,n,molC,AD,怎样理解,v,(,正,)=,v,(,逆,),？,【,例,2】,下列说法可以证明反应,N,2,+3H,2,2NH,3,已达平衡状态的是,( ),A.1,个,NN,键断裂的同时,有,3,个,H,H,键形成,B.1,个,NN,键断裂的同时,有,3,个,H,H,键断裂,C.1,个,NN,键断裂的同时,有,6,个,N,H,键断裂,D.1,个,NN,键断裂的同时,有,6,个,N,H,键形成,AC,【,例,3】,下列说法中可以充分说明反应,: P(,气,)+Q(,气,) R(,气,)+S(,气,) ,在恒温下已达平衡状态的是（）,(A) P,、,Q,、,R,、,S,的浓度不再变化,(B),P,、,Q,、,R,、,S,的分子数比为,1:1:1,：,1,(C),反应容器内,P,、,Q,、,R,、,S,共存,(D),反应容器内总物质的量不随时间而变化,A,怎样理解,反应混合物中,各组分的浓度保持不变,【,例,4】,在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应,: A(,固,)+3B(,气,) 2C(,气,)+D(,气,),已达平衡状态的是（其中只有,B,气体有颜色）,( ),A.,混合气体的压强,B.,混合气体的密度,C.,气体的平均分子量,D.,气体的颜色,BCD,A(g)+3B(g),2C(g)+,D(g)?,（替换反应）,怎样理解,平衡与体系特征物理量的关系,？,练习,在一定温度下,下列叙述,不是,可逆反应,A(,气,)+3B(,气,) 2C(,气,)+2D(,固,),达到,平衡的标志的是,( ),C,的生成 速率与,C,的分解速率相等,单位时间内生成,amolA,同时生成,3amolB,A,、,B,、,C,的浓度不再变化,A,、,B,、,C,的分压强不再变化,混合气体的总压强不再变化,混合气体的物质的量不再变化,单位时间内消耗,amolA,同时生成,3amolB,A,、,B,、,C,、,D,的分子数之比为,1:3:2:2,A. B. C. D.,A,可逆反应达到平衡状态以后，改变反应条件（温度、浓度、压强等），对正逆反应速率有何影响？,回忆,饱和溶液,升高温度、加入溶剂,不饱和溶液,降低温度、蒸发溶剂、加入溶质,定义：,可逆反应中，,旧化学平衡被破坏，新化学平衡建立过程，,叫做化学平衡的移动。,V,正,V,逆,V,正,=V,逆,0,条件改变,平衡,2,建立新平衡,破坏旧平衡,V,正,=V,逆,0,一定时间,二、化学平衡的移动,【,思考与交流,】,有哪些条件能改变化学平衡呢？,平衡,1,不平衡,1,、浓度对化学平衡的影响（,P26,）,溶液橙色加深,溶液黄色加深,实验探究,(P27,实验,2,6),FeCl,3,+3KSCN,Fe(SCN),3,+3KCl,现象：溶液变成红色,(,血红色,),A.,加少量,FeCl,3,的 ；,B.,加少量,KSCN,的 ；,(,无色,),(,黄色,),(,无色,),思考,加少量,NaOH,溶液颜色有何变化。,有红褐色沉淀生成，溶液,红色变浅,红色加深,红色也加深,实验结论：,在其他条件不变时，,增大反应物或减小生成物的浓度,化学平衡向正反应方向移动,减小,反应物或增大生成物的浓度,化学平衡向逆反应方向移动,向右移动,向左移动,原因分析,:,运用浓度对化学反应速率的影响以及化学平衡的建立等知识，解释浓度对化学平衡的影响,t,2,V”,正,= V”,逆,V,逆,V,正,t,3,V,正,= V,逆,V,正,V,逆,t,1,t,（,s,）,V,（,molL,-1,S,-1,）,0,平衡状态,平衡状态,增大反应物浓度,速率,-,时间关系图：,原因分析,:,增加反应物的浓度, V,正,V,逆,，平衡向正反应方向移动；,当减小反应物的浓度时,化学平衡将怎样移动,?,速率,-,时间关系图：,结论,:,减小反应物的浓度, V,正, (,放,),，故平衡,向吸热反应方向移动；,B,：混合物遇冷，速率均减少，但,(,吸,)v,逆,平衡向正反应方向移动。,压强,(,MPa,),1,5,10,30,60,100,NH,3,%,2.0,9.2,16.4,35.5,53.6,69.4,1),先决条件：,2),结论：,对于反应前后,气体体积发生变化,的化学反应，在其它条件不变的情况下，,增大压强,，会使化学平衡,向着气体体积缩小,的方向移动，,减小压强,，会使化学平衡,向着气体体积增大,的方向移动。,体积缩小,：,即气体分子数目减少,体积增大,：,即气体分子数目增多,说明,:,反应体系中有气体参加且反应,前后总体积发生改变。,aA(g)+bB(g,),cC(g)+dD(g,),a+b,c+d,V,正,= V,逆,V,正,V,逆,t,1,t,（,s,）,V,（,molL,-1,S,-1,）,0,t,2,V”,正,= V”,逆,V,逆,V,正,增大压强,3),速率,-,时间关系图：,aA(g)+bB(g,),cC(g)+dD(g,) a+b,c+d,注意：压强对平衡的影响，图像具有,不连续性,。为什么？,思考：,对于反应,H,2,O+CO H,2,+CO,2,如果增大压强,反应速率是否改变,平衡是否移动？,高温,催化剂,速率,-,时间关系图：,V(molL,-1,S,-1,),T(s),0,V,正,= V,逆,V,正,= V,逆,增大压强,正逆反应速率均增大，但,增大倍数一样，,V,正,= V,逆,，,平衡不移动。,t,2,实验序号,压强,/,MPa,0.01,0.1,1,10,HI / %,a,a,a,a,2HI,(g),某温度下,H,2(g),+ I,2(g),a,A(g,)+ b,B(g,) c,C(g,) + d,D(g,),a+b,= c+d,V,正,= V,逆,V,正,V,逆,t,1,t,（,s,）,V,（,molL,-1,S,-1,）,t,2,V,正,= V,逆,减小压强,讨论：,催化剂、压强对化学平衡状态的影响,实验序号,压强,/,MPa,1,5,10,30,60,100,100,NH,3,/ %,2.0,9.2,16.4,35.5,53.6,69.4,69.4,是否使用催化剂,使用,使用,使用,使用,使用,使用,不使用，但要足够长的时间后,450 N,2,(g) + 3H,2,(g),2NH,3,(g),实验序号,压强,/,MPa,0.1,0.5,1,10,10,SO,2,/ %,1.84,0.99,0.73,0.42,0.42,是否使用催化剂,使用,使用,使用,使用,不使用，但要足够长的时间后,600,2SO,3,2SO,2,+O,2,4,、催化剂对化学平衡的影响：,同等程度改变化学反应速率，,V,正,= V,逆,，只,改变反应到达平衡所需要的时间,，而不影响化学平衡的移动。,催化剂对可逆反应的影响：,在其他条件不变的情况下，改变压强,若,V = 0,化学平衡,不,移动,若,V 0,增大压强,，化学平衡向,体积减小,的方向移动,减小压强,，化学平衡向,体积增大,的方向移动,结论：,在其他条件不变的情况下，使用催化剂，化学平衡,不,移动,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,V,正,V,逆,。,平衡移动的本质：,化学平衡为,动态平衡,，条件改变造成,V,正,V,逆,平衡移动原理（勒沙特列原理）：,如果改变影响平衡的条件（如浓度、压强、或温度）等，平衡就向能,减弱,这种改变的方向,移动。,习题,1,、,A(g,),3B(g) 2C(g),；,H,0,达平衡后，将气体混和物的温度降低，下列叙述中正确的是,A.,正反应速率加大，逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动,B.,正反应速率变小，逆反应速率加大，平衡向逆反应方向移动,C.,正反应速率和逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动,D.,正反应速率和逆反应速率变小，平衡向逆反应方向移动,答案,C,习题,2,、在一密闭容器中,反应,aA(g,),bB(g,),达平衡后,保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，,B,的浓度是原来的,60%,，则,A.,平衡向正反应方向移动了,B.,物质,A,的转化率减少了,C.,物质,B,的质量分数增加了,D.a,b,答案,AD,习题,3,、可逆反应：,3A(g) 3B(?)+C(?),；,H,0,，随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断正确的是,( ),A. B,和,C,可能都是固体,B. B,和,C,一定都是气体,C.,若,C,为固体,则,B,一定是气体,D.,若,B,为气体,则,C,一定是气体,答案,C,【,学习目标,】,1,、化学,平衡常数的概念,3,、运用化学平衡常数进行计算,2,、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断,三、化学平衡常数,影响化学平衡的条件复习,改变影响平衡的一个条件,化学平衡移动方向,化学平衡移动结果,浓度,增大反应物浓度,减小反应物浓度,增大生成物浓度,减小生成物浓度,压强,增大体系压强,减小体系压强,温度,升高温度,降低温度,催化剂,由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是等同的，所以平衡不移动。但应注意，虽然催化剂不使化学平衡移动，但使用催化剂可影响可逆反应达平衡的时间。,向正反应方向移动,向逆反应方向移动,向逆反应方向移动,向正反应方向移动,向气体体积减小的反应方向移动,向气体体积增大的反应方向移动,向吸热反应方向移动,向放热反应方向移动,反应物浓度减小,反应物浓度增,大,生成物浓度减小,生成物浓度增大,体系压强减小,体系压强增大,体系温度降低,体系温度升高,1.,请分析课本,P29,页表中数据,能得结论,序号,起始时各物质的浓度,(mol/L),平衡时各物质的浓度,(mol/L),平衡常数,H,2,I,2,HI,H,2,I,2,HI,1,1.197,10,-2,6.944,10,-3,0,5.617,10,-3,5.936,10,-4,1.270,10,-2,48.38,2,1.228,10,-2,9.964,10,-3,0,3.841,10,-3,1.524,10,-3,1.687,10,-2,48.61,3,0,0,1.520,10,-2,1.696,10,-3,1.696,10,-3,1.181,10,-2,48.48,4,0,0,1.287,10,-2,1.433,10,-3,1.433,10,-3,1.000,10,-2,48.71,c,2,(HI),c,(H,2,),c,(I,2,),(1),温度不变,时，,为常数 用,K,表示,K = 48.74,；,(2),常数,K,与,反应的,起始浓度大小,无关；,(3),常数,K,与,正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的,过程无关。,其它平衡体系的数据进行分析，都有类似的关系。,通过分析实验数据得出：,（一）、化学平衡常数,1,、定义：,在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，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。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简称平衡常数）,2,、表达式：,（,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。,3,、化学平衡常数的意义：,定量的衡量化学反应进行的程度,（,2,）一般当,K,10,5,时，该反应进行得基本完全。,*4,、判断正在进行的可逆是否平衡及不平衡向何方向进行,对于可逆反应，在一定的温度的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：,叫该反应的浓度商,（,1,）,Q,C,K,，反应向正方向进行,（,2,）,Q,C,K,，反应处于平衡状态,（,3,）,Q,C,K,，反应向逆方向进行,5,、利用可判断反应的热效应,（）若升高温度，值增大，则正反应为吸热反应,（）若升高温度，值减小，则正反应为放热反应,例如：,不同温度时，反应,:,H,2,(g)+I,2,(g) 2HI(g),的浓