化学反应速率和化学平衡(选修4)教案.doc

_2-1 化学反应速率【教学目标】之知识与技能1、了解化学反应速率的含义、测量方法2、探究对同一反应，用不同物质的浓度变化来表示的反应速率，它们之间的关系3、理解化学反应速率的表达式及其简单计算【教学目标】之过程与方法通过学习化学反应速率的测量方法，培养学生设计实验的能力【教学目标】之情感态度与价值观通过对化学反应速率的学习，感悟其在生产、生活中和科学研究中的作用，提高对化学科学的认识【教学重点】化学反应速率的表达式及其简单计算【教学难点】化学反应速率的表达式及其简单计算【教学方法】讨论、实验探究、推理【课时安排】2课时【教学过程】一、化学反应速率1、化学反应速率表示方法：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表达式：v(B) 【注意】【思考】在反应：C(s)H2OCO(g)H2(g)反应中，加入一定量的C，反应的速率将如何变化？为什么？【注意】在一定温度下，固态或纯液体物质，单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度看作常数，因此，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率【练习1】（见教材P17）在密闭容器中，合成氨的反应N23H22NH3，开始时N2的浓度为8 mol/L，H2的浓度为20 mol/L，5 min后N2的浓度为6 mol/L，求参加反应的各物质的化学反应速率 【思考】对同一反应，用不同物质的浓度变化所表示的反应速率的数值是可能不同，请思考为什么不同？它们之间有什么关系？【讲解】v(N2 )v(H2 )v(NH3)0.41.20.8132规律：在同一反应中：【应用1】判断速率关系是否正确【练习2】已知4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v( NO)、v( H2O)表示，则正确的关系是A4v(NH3)5v(O2) B5v(O2)6v( H2O) C2v(NH3)3v( H2O) D4v(O2)5v( NO)【讲解】判断速率关系是否正确时，将等式改为比例关系式进行判断，如A改写为：，因此A不正确【应用2】比较反应速率的大小【练习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Av(A)0.15 mol/(Lmin) Bv(B)0.6 mol/(Lmin)Cv(C)0.4 mol/(Lmin) Dv(D)0.01 mol/(Ls)【讲解】在进行有关反应速率的比较时，根据“速率比等于系数比”将反应中各物质的速率转化为同一个物质的速率进行比较【应用3】由各物质的反应速率比或变化量关系写化学方程式【练习4】已知存在如右图所示的变化，根据图示请写出该反应的化学方程式：_；已知反应N23H22NH3，根据下图判断：A是_物质的量浓度变化情况，C是_物质的量浓度变化情况，2分钟内N2的平均速率是_，（3AB2C H2 NH3 0.5 mol/(Lmin)）2、有关化学反应速率的计算三段式【练习5】在2 L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)B(g)2C(g)D(g)。若最初加入的A 和B 都是4 mol，在前10 s A 的平均反应速率为0.12 mol/(Ls)，则10 s时，容器中B的物质的量为多少？【讲解】由题有：n(A)v(A)tV0.12 mol/(Ls)10 s2 L2.4 mol3A(g)B(g)2C(g)D(g)n0 （mol） 4 4 0 0n （mol） 2.4 0.8 1.6 0.8n10 s（mol） 1.6 3.2 1.6 0.8【练习6】一定温度下，向容积为2 L的真空容器中加入1 mol氮气，3 mol氢气，3 min后测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍，求此时间内用氢气的变化来表示反应速率二、化学反应速率测定方法1、直接观察的某些性质：气泡快慢、固体质量变化2、依靠仪器测量的性质：温度变化、反应体系质量变化、气体体积变化【思考】实验【21】中，还能根据反应速率相关量的那些变化来测定该反应的反应速率？【讲解】测量溶液中H、Zn2浓度的变化，测量H2的体积或质量变化、体系的压强变化、锌粒质量变化、反应体系的热量变化等【小结】【作业】2-2 影响化学反应速率的因素【教学目标】之知识与技能1、掌握并理解外界条件对化学反应速率的影响实质及影响结果2、掌握控制化学反应速率的方法。能够综合运用外界条件对化学反应速率的影响分析相关问题3、理解温度和催化剂对化学反应速率的影响4、学会分析化学反应速率的图像【教学目标】之过程与方法1、通过“浓度、压强对化学反应速率影响”的实验探究活动，掌握探究问题的方法2、采用边讲边实验的方式，增加学生动手的机会，加深体验，有利于它们对温度和催化剂等外界条件对化学反应速率的影响的理解【教学目标】之情感态度与价值观1、通过对反应速率控制方法的学习，感悟控制条件在生成、生活和科学研究中的作用，提高对化学科学意义的认识2、通过生活中的常见事实，让学生在观察、领悟的过程中感受化学，让学生清楚化学与生活息息相关【教学重点】浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响实质及结果【教学难点】浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响实质及结果【教学方法】讨论、实验探究、推理【课时安排】4课时【教学过程】【知识回顾】1、有效碰撞理论2、化学反应速率与活化能 【学与问】通过必修的学习请大家想想：能够改变反应速率的外界条件主要有哪些？【讲解】外界条件：浓度、压强、温度、催化剂、其他：颗粒大小、溶剂等一、浓度对反应速率的影响【实验探究】演示实验22：探究不同浓度草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的速率快慢2KMnO45H2C2O43H2SO4K2SO42MnSO410CO28H2O【现象】加入0.2 mol/L H2C2O4溶液的试管褪色快【结论】当其它条件不变时：【思考】为什么增大反应物的浓度会增大反应速率？【讲解】：【学与问】增加或减少反应物的浓度会改变反应速率，那么，增加固体反应物或纯液体反应物，反应速率是否也会发生相应的改变？为什么？【结论】对于固体物质或纯液体，一般认为其“浓度”为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率【学与问】我们在点火的时候，是块状的煤炭容易燃烧，还是粉末状的容易燃烧？为什么？【讲解】固体反应物颗粒的大小能影响化学反应速率。固体颗粒小，其表面积增大，与其它反应物接触面积增大，有效碰撞次数增大，所以能加快化学反应速率【结论】一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大【练习1】把下列四种X溶液，分别加进四个盛有10mL、2molL1的盐酸的烧杯中，并且均加水稀释至50mL，此时，X和盐酸缓缓地进行反应，其中反应速率最快的是A10 mL 2 mol/L B20 mL 2 mol/L C10 mL 4 mol/L D20 mL 3 mol/L【练习2】恒温恒容的容器中进行反应N2O4(g)2NO2(g) H0，若反应物浓度由0.1 mol/L降到0.06 mol/L需20 s，那么，反应物浓度由0.06 mol/L降到0.024 mol/L，需反应的时间为（ ）A等于18 s B等于12 s C大于18 s D小于18 s二、压强对反应速率的影响1、有气体参加的反应，在其他条件不变时：【观察】请仔细观察P21图22，思考压强的改变会引起反应体系中哪些因素的变化【思考】对于反应：H2SO42NaOHNa2SO42H2O，增大体系的压强，对反应速率是否有影响？【讲解】由于该反应中没有气体物质参加反应，压强的改变对反应体系的体积几乎没有影响，因此不能引起参加反应的物质的浓度的变化，所以，不能改变反应的速率2、对于有气体参加的可逆反应，增大压强，反应物、生成物的浓度都增大，正反应速率、逆反应速率都增大；反之亦然【思考】在N23H22NH3中，当其他外界条件不变时：减小体系压强，该反应的速率怎么变？在反应中保持体系容积不变，充入N2，反应的速率怎么变？在反应中保持体系容积不变，充入He，反应的速率怎么变？在反应中保持体系压强不变，充入He，反应的速率怎么变？3、对于气体反应的几种情况恒温时：恒容时：恒压时：【例题】反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，在一容积可变的密闭容器中进行。下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是A增加C的量 B将容器的体积缩小一半C保持体积不变，充入N2使体系压强增大 D压强不变，充入N2使容器体积增大【小结】压强的改变实质是改变反应物的浓度，即改变活化分子的浓度，但其活化分子数并不随压强的改变而改变。判断时看反应物的浓度是否发生改变，只有压强变化引起了浓度的变化，反应速率才改变，不能简单机械地记结论【思考】在夏天的时候，食物变质快，而冬天慢，为什么会有这样的现象？这说明食物的腐败快慢与什么因素有关？三、温度对反应速率的影响【实验探究】不同温度下同浓度的Na2S2O3溶液与0.1mol/L 10 mL H2SO4反应的vNa2S2O3H2SO4Na2SO4SO2SH2O编号0.1 mol/L的Na2S2O30.1 mol/L的H2SO4反应温度 （）反应中出现浑浊的时间110ml10ml冷水慢210ml10ml热水快【结论】加热的一组首先出现浑浊【回顾】Mg条分别与冷水和沸水的反应情况对比：Mg与热水反应比跟冷水反应快【思考】两组的浓度都是相同的，为什么加热的反应快呢？【结论】在其他条件不变时：【思考】对于可逆反应，升高温度或者降低温度，正反应速率和逆反应将作何变化？【讲解】升高温度，无论是反应物还是生成物，活化分子的百分数都会增大，发生有效碰撞的几率也相应的增大，所以，对可逆反应，升高温度，正、逆反应方向的速率都会增大，但吸热反应速率增加的程度更大；反之亦然【结论】对于可逆反应：即：温度变化对v(吸)影响更大【讲解】在其它条件不变的情况下，升高温度，化学反应要加快。经过实验测定，温度每升高10，反应速率通常要增大到原来的24倍。【讲解】温度对反应速率的影响在日常生活和工业生产中有很多的实际应用，比如：四、催化剂对反应速率的影响【实验探究】演示实验24，观察现象【现象】加MnO2后迅速产生大量气泡，余烬复燃【回顾】初中学习了实验室制氧气的原理知道：直接加热KClO3直到熔化也只有少量的O2放出，但加了MnO2后稍微加热即可放出大量的氧气1、其它条件不变时，选用适当的催化剂可以改变反应速率：【讲解】一般而言，我们平时说的催化剂都是指正催化剂【思考】催化剂是如何改变化学反应速率的呢？即：催化剂通过改变反应物的活化能而改变反应速率【学与问】催化剂能改变化学反应速率，对于可逆反应，如N23H22NH3，催化剂将如何改变正、逆反应的速率？为什么？【讲解】由P22的图24可以看出，催化剂改变的是反应体系中所有物质的活化能，无论是反应物还是生成物，都是同等程度地改变，所以，催化剂能同等程度地改变可逆反应的正、逆反应速率2、对可逆反应而言，催化剂能同等程度地改变（加快或减慢）正、逆化学反应的速率【科学探究】完成P23的科学探究【结论】催化剂不是对所有的反应都具有催化作用，而是有选择性的，不同的催化剂其催化效率是不一样的3、催化剂有选择性【讲解】催化剂不仅具有选择性，而且选择性极高的酶的生物催化作用的效率是非常高的。但同时，如果在反应体系中含有杂质，如粉尘等物质，就会使催化剂失去作用，这种现象叫作催化剂中毒【学与问】除了上面的几种方法可以影响化学反应速率外，还有很多其他的方法也可以改变化学反应速率，如光照、放射线辐射、超声波、电弧、强磁场等等，那么他们能够改变反应速率的原因是什么？【讲解】无论是哪种方式引起的反应速率的改变，其实质都是向反应体系中输入能量，也就是说，只要向反应体系中输入了能量，就能增加有效碰撞的几率，就必然加快反应速率【结论】只要向反应体系中输入了能量，就必然加快反应速率【练习3】下列条件一定能加快反应速率的是A增加反应物的物质的量 B升高温度 C缩小反应容器的体积D加入生成物 E加入MnO2 【练习4】某温度时，在2L的密闭容器中，x、y、z三种物质随时间的变化曲线如下图所示，由图中数据分析该反应的化学方程式为： 3X2YZ ；反应开始至2 min，Z的平均速率为 0.25 mol/(Lmin) n (mol)43 x2 y1 z0 1 2 t (min)【小结】影响化学反应速率的外因 影响外因单位体积内有效碰撞次数化学反应速率（v）分子总数活化分子数活化分子百分数c增大增加增加不变增加增大p增大增加增加不变增加增大T升高不变增加增加增加增大催化剂不变增加增加增加增大【练习5】将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，其中能使最初的化学反应速率增大的是A盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量一倍B盐酸的浓度增大一倍，而使盐酸的用量减少到原来的一半C盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的量D盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍 E加入CaCl2溶液F加入CaCl2固体G将CaCO3用CaCO3粉末代替【练习6】(09宁夏)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3H2SO4Na2SO4SO2SH2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是（ ）实验反应温度()Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/(mol/L)V/mLc/(mol/L)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210【练习7】把除去氧化膜的镁条投到稀盐酸的试管中发现氢气产生的速率变化情况如上图所示。其中 t1t2 速率增大的主要原因是 反应是放热反应，温度升高使化学反应速率提高 ，t2t3 速率减小的主要原因是HCl物质的量浓度变小使化学反应速率降低反思：本节知识较难理解，概念少讲，在练习过程中逐步融会贯通2-3 化学平衡【教学目标】之知识与技能1、了解可逆反应和不可逆反应的概念2、描述化学平衡建立的过程，建立起化学平衡的概念3、通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响4、掌握平衡移动原理（勒夏特列原理）并能运用其解决平衡问题【教学目标】之过程与方法1、从学生已有的关于饱和溶液的溶解平衡，导入化学平衡，通过对溶液节平衡的理解和迁移，让学生建立起化学平衡是个动态平衡的概念2、通过边讲边实验的形式引导学生认真观察实验现象，启发学生充分讨论。师生共同归纳出平衡移动原理，达到既激发学生兴趣又启发思维的目的【教学目标】之情感态度与价值观1、化学平衡是宇宙中各种平衡的一个小小分支，它和日常生活中的溶解、环境、生态等平衡问题都与生活息息相关；27种“生命元素”在人体中维持着平衡，其含量由生命活动需要而定，既不可多，也不可少，否则就会破坏平衡，影响人体健康化学与生命息息相关2、在生产、科研中，李燕改变外界条件，使化学平衡向提高反应物转化率的方向移动，以提高有限资源的利用，走可持续发展的道路3、通过对不同条件下的等效平衡的分析，抓住本质和规律，拓展思路，巧解妙算，提高解题能力和开阔视野，最终达到提升思维品质之目的【教学重点】【教学难点】【教学方法】实验探究、推理、讨论【课时安排】10课时【教学过程】【知识回顾】什么是可逆反应？可逆反应有什么特点？一、可逆反应1、定义：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2、表示方法：用“”表示。如：H2I22HI【讲解】可逆反应中所谓的正反应、逆反应是相对的，一般把向右进行的反应叫做正反应，向左进行的反应叫做逆反应。【学与问】反应2H2O22H2O 与2H2O2H2O2是否是可逆反应？【讲解】可逆反应是在同一个条件下，同时向两个方向发生的反应才叫可逆反应。这两个反应是在不同条件下进行的反应，因此不是可逆反应【讲解】由于可逆反应同时向两个方向发生反应，因此无论反应多长时间，都不能向任何一个方向进行到底，如3H22N22NH3，只能尽可能多地将N2和H2转化为NH3，反应最终能进行到什么程度，这就是我们今天要研究的问题化学平衡3、特点：参加反应的物质不能完全转化。即4、速率关系对于反应N23H22NH3始终存在如下关系：v(正)：v(N2耗)v( H2耗)v (NH3生)132v(逆)：v(N2生)v( H2生)v (NH3耗)132即：【思考】某可逆反应的H=+100 kJ/mol，下列有关该反应的叙述正确的是 A正反应活化能小于100 kJ/molB逆反应活化能一定小于100 kJ/molC正反应活化能不小于100 kJ/molD正反应活化能比逆反应活化能大100 kJ/mol（如图：HE1E2）二、化学平衡1、化学平衡状态的建立溶解平衡的建立【实验探究】将CuSO4粉末逐渐加入到20 mL水的烧杯中到烧杯底部有适量晶体出现【讲解】若不改变条件，v(溶)v(析)0将一直进行下去，也即溶解平衡是一个动态平衡。比如将晶形不完整的晶体放入到其饱和溶液中一段时间后，晶体会变得完整、有规则，但晶体的质量并不发生变化v v(溶) v(溶)v(析)0v(析0 tv v(正) v(正)v(逆)0v(逆)0 t 溶解平衡图像 v-t图像 c-t图像化学平衡的状态建立【讲解】（结合v-t图像讲解）以可逆反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)为例，若反应开始时只有SO2和O2，没有SO3，此时c(SO2)、c(O2)最大，因此v(正)最大，c(SO3)0 mol/L，因此v(逆)0。随着反应的进行，反应物不断减少，生成物逐渐增加，v(正)逐渐减小，v(逆)逐渐增大，当反应进行到某一时刻，v(正)v(逆)0，此时，反应达到了其“限度”。【思考】当可逆反应达到限度的时候，反应体系中各物质的浓度有什么特点？【讲解】（结合c-t图像讲解）当v(正)v(逆)时，反应物消耗的多，生成的少，反应物浓度减少，此时生成物浓度增加；当v(正)v(逆)时，如SO2来说，消耗的SO2等于生成的SO2的量，因此SO2的浓度不再发生改变，即达到反应“限度”的时候：反应体系中各物质的物质的量、浓度等都不再发生变化，但反应仍然在进行着，只是v(正)v(逆)，我们把这样的状态叫作化学平衡状态，简称化学平衡定义：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，就叫做化学平衡状态，简称化学平衡【思考】根据前面的分析，请大家思考：化学平衡研究的对象是什么？2、化学平衡的特征逆：化学平衡研究的对象是可逆反应【思考】当反应达到平衡时，有什么特点？等：化学反应处于化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，但都不等于零，即：同一物质的v(正)v(逆)0【思考】反应是否还在进行？为什么？动：化学平衡是动态平衡，反应处于平衡状态时，化学反应仍在进行，反应并没有停【思考】平衡状态下的反应体系中各成分的量是否发生变化？定：化学反应处于化学平衡状态时，反应化合物中各组分的浓度保持一定，体积分数保持一定（即不再发生改变）【思考】平衡能否一直保持不变？变：化学平衡是有条件的平衡状态，当外界条件变化，原有的化学平衡被破坏，直到建立新的化学平衡。3、化学平衡的标志微观标志：v(A正)v(A逆)0 实质【讲解】v(正)v(逆) 指的是同一物质的正反应速率与逆反应速率相等宏观标志：反应混合物中个组分的浓度和体积分数保持不变【练习1】在一定温度下，反应A2(g)B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是A单位时间内生成n mol A2同时生成n mol ABB容器内总压不随时间变化C单位时间内生成2n mol AB同时生成n mol B2D单位时间内生成n mol A2同时生成n mol B24、化学平衡状态的判断见【变式3】基本依据：【练习】下列方法可证明2HI(g)H2(g)I2(g)已达平衡状态的是 ；【练习】在上述的说法中能证明2NO2N2O4达到平衡状态的是 【归纳】判断一个反应是否达到平衡方法：微观方面：宏观方面：其物理量必须从“变”“不变”才能作为达到平衡的判断依据【练习】一定温度下，可逆反应2NO2(g)2NO(g)O2(g)在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是_。单位时间内消耗n mol O2，同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol NO，同时生成n mol NO2用NO2、NO、O2浓度变化的表示的反应速率的比为221NO的体积分数不随时间变化混合气体的颜色不再改变NO2的转化率不随时间变化混合气体的压强不再改变容器内气体密度不随时间变化混合气体的平均相对分子质量不再改变5、有关化学平衡的计算【练习】将1体积N2和4体积H2放入密闭体积不变的容器中，测得压强为3.03105 Pa，达到平衡后测得含NH3为25，试求：平衡时N2和H2占平衡混合气体的体积百分比达到平衡时的压强 100%25 x0.5V(N2)%100%12.5 V(H2)%100%62.5p(平)3.03105 Pa2.424105 Pa【练习】2 L密闭容器中2 mol N2和3 mol H2在一定条件下合成氨气，平衡时容器内压强与反应前压强之比为45，试计算N2的转化率；平衡时NH3的浓度【讲解】根据题意，设N2的变化量为x，则有又P之比等于n之比 有 x0.5 mol(N2)100%25% c(NH3)0.5 mol/L【问题探究】当外界条件改变时，已经建立的化学平衡会不会发生什么变化？【讲解】我们知道，化学平衡是有条件的平衡，在一定条件下才能保持平衡状态，当平衡的条件发生改变时，原平衡就会被破坏，反应混合物里各组分的含量会随之改变，然后在新的条件下重新建立平衡，我们把这样的过程叫作化学平衡的移动v v(正) v(正)v(逆)v(正) v(逆) v(正)=v(逆) v(正) 0 t三、化学平衡的移动1、定义：可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程2、化学平衡移动的原因本质：现象：【学与问】如果外界条件的改变使得v(正)、v(逆)同等程度地改变，平衡是否发生移动？【讲解】如果外界条件的改变使v(正)、v(逆)变化的倍数相同，也即v(正)v(逆)，那么对反应中任何一种物质而言：消耗了多少就会生成多少，因此体系中各物质的浓度不发生改变，所以此时平衡不移动结论：反应混合物中各组分的体积分数发生了改变，才能说明化学平衡发生了移动【思考】当外界条件发生改变时，我们如何才能判断平衡移动的方向？3、化学平衡移动方向的判定【讲解】外界条件的改变，首先影响的是化学反应速率，因此要判断平衡的移动方向，我们首先必须知道条件改变对v(正)、v(逆)的影响哪个大些v(正)v(逆)：化学平衡向正反应方向（右）移动vv(正) v(正) v(正)=v(逆) v(正)=v(逆) v(逆) v(正) v(正)=v(逆)v(正)v(逆)0 tv(正)v(逆)：化学平衡向逆反应方向（左）移动vv(正) v(逆) v(正)=v(逆) v(正)=v(逆) v(正) v(逆) v(正)=v(逆)v(正)v(正)0 tv(正)v(逆)：化学平衡不移动vv(正) v(正)=v(逆) v(正)=v(逆) v(正)=v(逆)v(正)0 t【归纳】平衡移动方向的判断：四、外界条件对化学平衡的影响1、浓度【实验探究】演示实验25：Cr2O72(橙色)H2O2CrO42(黄色)2H【现象】1号试管橙红色变深，2号试管黄色变深【结论】【实验探究】演示实验26：FeCl3(黄色)3KSCNFe(SCN)3(红色)3KCl编号12步骤1滴加饱和FeCl3滴加1 mol/L KSCN溶液现象溶液变得更红溶液变得更红步骤2滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液现象红色变浅红色变浅【结论】【思考】为什么改变反应物的浓度会引起化学平衡的移动？增大反应物浓度：vv(正) v(正) v(正)v(逆) v(正)v(逆) v(逆)v(逆)0 t vv(正) v(正v(逆) v(正) v(正)v(逆)v(逆) v(逆)0 t增大反应物浓度 减少生成物浓度减少生成物浓度：vv(正) v(逆) v(正)v(逆) v(正)v(逆) v(正)v(逆)0 t vv(正) v(正)v(逆) v(逆) v(正)v(逆)v(逆) v(正)0 t增大生成物浓度 减少反应物浓度【思考】是否增加反应物或减少生成物的量都能使平衡向正反应方向移动；增加生成物或减少反应物的量都能使平衡向逆反应方向移动？【结论】否。增大固体或纯液体的量，由于浓度不变，所以平衡不移动【思考】在密闭容器中，给CO和水蒸气混合物加热，800时达到下列平衡：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，若用2 mol CO和10 mol H2O互相混合加热，达平衡时，CO2的物质的量为1.66 mol，求CO的转化率是多少？若用2 mol CO和20 mol H2O互相混合加热，达平衡时，H2的物质的量为1.818 mol，CO的转化率是多少？【结论】对反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，若增大反应物A的浓度，平衡将向正反应方向移动。反应物B的转化率将增大，而A则减小【应用】在化工生产上，往往采用增大容易取得或成本较低的反应物的浓度的方法，使成本较高的原料得到充分的利用速率时间图（见上，从图像分析可得以下结论）改变反应物的浓度，只能使正反应的速率瞬间增大或减小；改变生成物的浓度，只能使逆反应的速率瞬间增大或减小只要v(正)在上面，v(逆)在下面，即v(正)v(逆)，化学平衡一定向正反应方向移动，反之亦然新旧平衡v关系：【练习】在某容器中，C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，反应达平衡，在温度、容器体积不变的情况下，向容器中充入一定量的H2，当建立新平衡时（ ）ACO、H2的浓度都比原平衡时小 BCO、H2的浓度都比原平衡时大CH2O(g)、H2的浓度都比原平衡时大 DH2O(g)、CO的浓度都比原平衡时大【练习】试用“浓度对化学平衡的影响”来解释“用排饱和食盐水法收集Cl2可以抑制Cl2的溶解”2、压强【思考】压强的变化如何改变不同反应的v(正)和v(逆)的倍数？【科学探究】N2(g)3H2(g)2NH3(g)，压强变化和NH3含量的如表，请分析后归纳压强(MPa)15103060100NH3 (%)2.09.216.435.553.669.4【结论】增大压强，NH3 的百分含量增大，平衡向正反应方向移动【思考】请分析合成氨的反应，找出加压后平衡右移和反应方程式中系数的关系？【结论】在其他条件不变时：【思考】对于反应H2(g)I2(g)2HI(g)，压强改变将怎样影响化学平衡？【讲解】对于反应：aA(g)bB(g)cC(g)abc改变压强的速率时间图像 abc改变压强的速率时间图像v v(正)v(正) v(正)v(逆) 增大Pv(逆)v(逆)v(逆) v(正)v(逆) 减小Pv(正)0 t v v(正) v(正)v(逆) 增大P v(正)v(逆) 减小Pv(逆) 0 t在其它条件不变时：在其他条件不变时：若反应前后气体体积不变，则平衡不移动【思考】浓度变化和压强变化的速率-时间图像有何区别？【讲解】【学与问】对于反应aA(s)bB(l)cC(l)达到平衡后，改变压强，平衡将怎样移动？【讲解】对于无气体参加的化学平衡，改变压强不能使化学平衡发生移动【学与问】对反应H2(g)I2(g)2HI(g)在压强为P1时，n(HI)%随时间变化如图所示。当压强增大为P2时，图形将如何改变？n(HI)%tp2 p1【讲解】对反应前后气态物质总体积无变化的可逆反应，压强改变对正、逆反应速率改变倍数相同，因此，平衡不发生移动。但是加压，达平衡快；减压，达平衡慢。【学与问】一定条件下的密闭容器中，反应N23H22NH3达到平衡后，再充入一定量的氩气，平衡将做怎样的移动？【讲解】充入“无关气体”，如He、Ne、Ar或不参加反应的N2 等有以下两种可能情况：充入“无关气体”对平衡的影响恒容时恒压时【结论】压强的改变如果没有引起气体体积的变化，则不能引起平衡的移动【练习】在一密闭恒容容器中充入1 mol NO2，建立如下平衡：2NO2N2O4，测得NO2的转化率为a%。在该条件下，再充入1 mol NO2，待新平衡建立时，又测得NO2的转化率为b%。 a、b的大小关系为_。（ab）【练习】在体积可变的密闭容器中，反应mA(g)nB(s)pC(g)达到平衡后，压缩容器的体积，发现A的转化率随之降低。下列说法中，正确的是（ ）A（mn）必定小于p B（mn）必定大于pCm必定小于p Dn必定大于p3、温度【学与问】温度的变化对化学反应速率有何影响？v(正)和v(逆)将如何变化？【讲解】升高温度，将增大化学反应速率，v(正)和v(逆)都将增大；降低温度，将减小化学反应速率，v(正)和v(逆)都将减小【学与问】温度的变化如何改变同一反应的v(正)和v(逆)的倍数？【实验探究】演示实验27【实验现象】【思考】如何解释这样的现象？【讲解】对于反应：aA(g)bB(g)cC(g) H有vv(逆)v(正) 升温 v(正) v(正)v(逆) 降温 v(逆)0 t放热反应 vv(正)v(正) 升温 v(逆) v(逆)v(逆) 降温 v(正)0 t吸热反应在其他条件不变时：【学与问】升高温度后，化学平衡发生移动，反应速率在移动后与移动前有何关系？【讲解】升高温度，化学平衡移动后，在新的平衡状态下，化学反应速率一定大于原平衡状态的化学反应速率，反之亦然【学与问】分析以上图像，升温和降温对正、逆反应的速率有何影响？【讲解】在可逆反应中，温度改变对v(吸)方向的影响程度更大【练习】反应2A(g)2B(g)E(g) （正反应是吸热反应）达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是A加压 B减压 C减少E的浓度 D降温【学与问】浓度、压强、温度的改变，已经建立的平衡将如何移动？【归纳】浓度：压强：温度：五、勒夏特列原理1、定义：如果改变影响平衡的一个条件（如温度、压强、浓度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动【学与问】对于一个正在进行的可逆反应，改变其中一个条件（如温度、压强、浓度），平衡应该怎样移动？【讲解】勒夏特列原理不适用于未达到平衡的体系【思考】如何理解“减弱这种改变”这句话？【结论】化学平衡只能削弱外界条件的改变，而不能完全抵消这种改变2、要点：3、原理的适用范围：已达平衡的可逆反应适用条件：一个能影响平衡移动的外界条件六、催化剂对化学平衡移动的影响【思考】催化剂能改变化学反应速率，那么向一个已经达到平衡的反应体系中加入催化剂，平衡将如何移动？【讲解】由于催化剂能同等程度地改变正、逆反应的速率，化学平衡不移动v v(正)v(逆) 正催v(正) v(逆) v(正)v(逆) 负催 0 t n(生)%t加催化剂【结论】催化剂的使用能以同等程度改变正反应速率和逆反应速率，故对化学平衡移动没有影响，只是能改变反应达平衡所需时间。【练习】在密闭容器中有可逆反应：nA(g)mB(g)pC(g)处于平衡状态（已知nmp，正反应为吸热反应），则下列说法正确的是（ ）升温，的比值变小降温时体系内混合气体平均分子量变小加入B，A的转化率减小加入催化剂，气体总的物质的量不变加压使容器体积减小，A或B的浓度一定增大若A的反应速率为v(A)，则B的反应速率v(B)v(A)A B C D【练习】（12全国）合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) H 0反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是A增加压强 B降低温度 C增大CO 的浓度 D更换催化剂 【练习】(12重庆）在一个不导热的密闭反应器中只发生两个反应：a(g)b(g)2c(g) H10；x(g)3y(g)2z(g) H20进行相关操作且达到平衡后（忽略体积改变所做的功），下列叙述错误的是A等压时，通入z气体，反应器中温度升高B等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大C等容时，通入惰性气体，各反应速率不变D等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变【讲解】A、等压时，通入z气体，第二反应平衡向逆反应移动，温度升高，导致第一个反应向逆反应移动，但移动结果不会恢复到原温度，故平衡时温度升高，故A正确；B、等容时，通入z气体，第二反应平衡向逆反应移动，y的物质的量浓度增大，故B正确；C、等容时，通入惰性气体，各反应混合物的浓度不变，各反应速率不变，故C正确；D、等压时，通入惰性气体，体积增大，对第二个反应平衡向逆反应移动，温度升高，导致第一个反应向逆反应移动，c的物质的量减小，故D错误；【科学探究】在425时，在1 L密闭容器中进行的反应H2I22HI达到平衡，分别说明下列示意图所表示的涵义，由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征。2.001.581.000.210t1 t(s)HIH2或I22.001.581.000.210t1 t(s)HIH 2或I2 【归纳】化学平衡的建立，与化学反应的途径无关。到达某种条件下的同一平衡状态有多种实现方式七、等效平衡1、定义：在相同的条件下，对同一可逆反应，只要起始时加入物质的物质的量不同，而达到平衡时，同种物质的质量分数相同，这样的平衡称为等效平衡相同条件：恒温、恒容或恒温、恒压不同途径：两平衡等效的标志：达到平衡时，各组分的含量（物质的量分数、质量分数、体积分数等）均对应相等2、等效平衡的分类：以mA(g)n B(g)pC(g)qD(g)为例恒温恒容时（温容等）当mnpq时，在恒温恒容的条件下，改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数之比换算成反应左右两边同一物质的量与原平衡相同，则两平衡等效 mA(g) n B(g) pC(g) qD(g)第一次加入n0 a b 0 0若二者为等效平衡，则有：【例题】在一定温度下，将2 molN2和6 molH2充入固定容积的密闭容器中，发生如下反应： N2(g)3H2(g)2NH3(g)，达到平衡后，若保持温度不变，令a、b、c分别为初始加入的N2、H2、NH3的物质的量，重新建立平衡，混合物中各物质的量仍和上述相同。请填空：若a0，b0，则c_；若a1，c2，则b_；a、b、c取值必须满足的一般条件是（用两个式子表示：其中一个只含a和c，另一个只含b和c）_【分析】对与平衡状态的建立，只与条件有关，即与温度压强（或容积）、反应物与生成物的相对关系有关，而与反应进行的方向无关。因此对于该条件下的反应，初始状态是2 mol N2和6 mol H2的混合物，依据反应方程式可知2 mol N2和6 mol H2与4 mol NH3是等价的，最终达到的平衡状态完全相同。若N2、H2、NH3的起始量分别为a、b、c，依据反应： N2 3H2 2NH3原始物质的量n 1（mol） 2 6 0起始物质的量n 2（mol） a b cNH3完全转化n（mol） c c c起始物质的量n2（mol） ac bc 0则要达到等效平衡应满足的关系为：即：当mnpq即反应前后气体体积不变的可逆反应，在恒温恒容时，只要反应物（或生成物）的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。【例题】在密闭容器中加入以下四种情况：属于等效平衡的是恒温恒压下的等效平衡（温压比）在恒温恒压条件下，改变起始加入情况，只要按化学计量数换算成反应式左右两边同一物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡相同即等效。【例题】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：N23H22NH3。已知加入1 mol N2 和4 mol H2时，达到平衡后生成a mol NH3（见下表已知项）。在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变。对下列编号的状态，填写表中的空白。 已知编号起始状态物质的量n（mol）平衡时NH3的物质的量n（mol）N2H2NH3140a1.56010.5amn(n4m)【分析】【练习】t时，向某密闭容器中加入1 mol N2 和3 mol H2合成NH3，达到平衡时测得NH3的体积分数为m%；若起始加入N2、 H2、NH3的物质的量分别为x、y、z，使上述反应达到平衡后，NH3的体积分数仍为m%。则x、y、z分别满足：恒温恒容：【练习】在恒温恒容的容器中存在反应：N23H22NH3，起始时分别加入1 mol N2、3 mol H2，达到平衡后，再向容器中加入1 mol N2、3 mol H2，重新达到平衡后，与原平衡比较：N2、H2的转化率如何变化？平衡状态1 假想状态 平衡状态2【讲解】对平衡2来说，可以看着是“假想状态”下的加压，平衡向体积减小的方向移动，对于N23H22NH3向右移动，所以N2、H2的转化率增大【结论】恒容条件下，在可逆反应中若气态反应物的浓度均按比例改变，视为加压或减压八、化学平衡图像1、有关化学平衡图像的分析思路看懂图像：联想规律：外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律作出判断下结论：反应物的聚集状态，反应的热效应，气体体积的增大或减小等vv(逆)v(正) v(正) v(逆) 0 t【练习1】