2.2 化学平衡第二课时人教版（2019）选择性必修1.pptx

1、2.2 化学平衡（第二课时）判断方法：反应中“变化的量”“不变”时，即达到化学平衡状态 即任何一种物质的生成速率等于其消耗速率 各组分的质量或浓度保持不变 是动态平衡一.化学平衡状态2.化学平衡状态的特点(正)(逆)0 化学平衡状态可以改变吗？哪些反应条件可能影响化学平衡呢？分析与思考各物质的起始量/mol平衡时各物质的量/molN2H2NH3 N2H2NH3 5150394反应条件改变(正)(逆)（平衡状态）(正)(逆)（非平衡状态）改变影响化学反应速率的因素，就有可能改变化学平衡，如浓度、压强、温度。即任何一种物质的生成速率等于其消耗速率 各组分的质量或浓度保持不变 是动态平衡 条件改变，

2、原化学平衡状态可能发生变化一.化学平衡状态2.化学平衡状态的特点(正)(逆)0 化学平衡的改变，有规律可循吗？不同的化学平衡状态，反应物和生成物的浓度之间有什么关系呢？任务一 规律的探寻 800，在容积不变的密闭容器中发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)序号起始时的浓度（102 molL-1）平衡时的浓度（102 molL-1）平衡时c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)c(CO2)c(H2)111000.50.50.50.5213000.252.250.750.7530.2530.750.750.212.960.790.791.01.01.0

3、 表1 800 时反应体系中各物质的浓度该结论适用于其他可逆反应吗？在一定温度下，表1中的反应达到化学平衡状态时，生成物浓度的乘积与反应物浓度的乘积的比值是一个定值。序号起始时的浓度（103 molL-1）平衡时的浓度（103 molL-1）平衡时c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)111.976.94405.6170.59412.70212.289.96403.8411.52416.87312.018.40304.5800.97314.8640015.201.6961.69611.8150012.871.4331.43310.0060037.774.2134.2132

4、9.34 表2 457.6 时反应体系H2(g)+I2(g)2HI(g)中各物质的浓度380628823335410648701653比较两个反应，结果的不同可能跟什么因素有关？考虑化学计量数？c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)是定值 H2(g)+I2(g)2HI(g)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)c(HI)c(H2)c(I2)不是定值 再次比较两个反应，如果将反应的书写形式改变，会出现什么结果呢？c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)是定值 H2(g)+I2(g)2HI(g)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H2(g)+I2(g)HI(g)+H

5、I(g)是定值？c(HI)c(HI)c(H2)c(I2)是定值？c2(HI)c(H2)c(I2)即序号起始时的浓度（103 molL-1）平衡时的浓度（103 molL-1）平衡时c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)111.976.94405.6170.59412.70212.289.96403.8411.52416.87312.018.40304.5800.97314.8640015.201.6961.69611.8150012.871.4331.43310.0060037.774.2134.21329.34 表2 457.6 时反应体系H2(g)+I2(g)2HI(

6、g)中各物质的浓度48.3848.6149.5448.4848.7148.81序号平衡时的浓度/(molL-1)平衡时c(H2)c(N2)c(NH3)11.150.750.26120.511.000.08731.351.150.41242.431.851.2751.470.750.376表3 在500 时，3H2(g)+N2(g)2NH3(g)反应体系中各物质的浓度6.00102 5.98102 5.71102 5.93102 6.08102 科学家们通过大量数据验证，证明了上述结论成立，计算得出的定值称为化学平衡常数，用K来表示。任务一 规律的探寻写一写对于一般的可逆反应 m A(g)+n

7、B(g)p C(g)+q D(g)在一定温度下达到化学平衡时，各物质的浓度满足的数学关系式为：二.化学平衡常数K 为常数，称为化学平衡常数，简称平衡常数。K cp(C)cq(D)cm(A)cn(B)对于一般的可逆反应 m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)在一定温度下达到化学平衡时，各物质的浓度满足的数学关系式为：写出下列可逆反应的平衡常数表达式。1.2.3.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)1.2.3.2NH3(g)N2(g)+3H2(g)N2(g)+H2(g）NH3(g）12 32复习回顾c2(NH3)K1c(N2)c3(H2)K2c2(NH3)c(N2)c3(H2)K3

8、c1/2(N2）c3/2(H2)c(NH3)K1 和K2、K3是什么关系呢？K1 K21 K32 Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g)高温巩固训练写出下列可逆反应的平衡常数表达式。)H(c)OH(cK2424记一记书写平衡常数表达式的注意事项1.表达式中的各物质的浓度必须为平衡浓度。2.平衡常数表达式与化学方程式的书写一一对应。3.固体、液体纯物质的浓度视为常数，在表达式中不 出现。平衡常数受哪些因素影响？请根据以下资料提供的数据，分析影响平衡常数的因素。分析与思考表1 H2(g)+I2(g)2HI(g)不同条件下的平衡常数序号起始浓度（102 molL-1）不同温度下的

9、平衡常数(K)c(H2)c(I2)c(HI)457.6 425.6 25 1 1.197 0.694048.3854.518672 1.228 0.996048.6154.628673 1.201 0.840049.5454.218674001.52048.4854.108675001.28748.7154.42867分析与思考 平衡常数不受浓度的影响，受温度影响 压强改变可能会影响体系中物质的浓度，而浓度的改变不影响平衡常数。因此压强不影响平衡常数的大小。分析与思考体系压强改变会影响平衡常数吗？表2 25 时，生成卤化氢反应的平衡常数化学方程式平衡常数(K)F2(g)+H2(g)2HF(g)

10、6.5 1095Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)2.57 1033Br2(g)+H2(g)2HBr(g)1.91 1019I2(g)+H2(g)2HI(g)8.67 102分析与思考 平衡常数的大小，与反应中物质的性质有关内因：反应中物质的性质外因：对于同一可逆反应，化学平衡常数 只与温度有关三.化学平衡常数的应用1.影响化学平衡常数的因素 结合平衡常数的表达式思考，K 的大小表示什么含义？想一想K cp(C)cq(D)cm(A)cn(B)m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)对于同类型的反应，K 越大，反应进行的程度越大2.根据平衡常数的大小，判断反应进行的程度 对于同类

11、型的化学反应，K 越大，反应进行的程度越大，一般：K 105，正反应进行得基本完全三.化学平衡常数的应用表2 25 时，生成卤化氢反应的平衡常数化学方程式平衡常数(K)F2(g)+H2(g)2HF(g)6.5 1095Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)2.57 1033Br2(g)+H2(g)2HBr(g)1.91 1019I2(g)+H2(g)2HI(g)8.67 102 注意：化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小，并不涉及反应时间和化学反应速率。也就是说，某个化学反应的平衡常数很大，可能化学反应速率却很小。常温下 K5108常温下限度较大，但化学反应速率很小合成氨 N2(g)+

12、3H2(g)2NH3(g)投料浓度不影响化学反应的平衡常数，仅改变投料浓度后，平衡时物质的转化率会改变吗？想一想 将0.1 mol CO与0.1 mol H2O气体混合充入10 L密闭容器中，加热到800 ，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005 molL-1。（1）求该反应的平衡常数及平衡时CO的转化率。算一算【解】依题意可知：起始时 c(CO)c(H2O)0.01 molL-1 平衡时 c(CO)0.005 molL-1 变化量 c(CO)0.005 molL-1 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)列出三段式：K 1c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)0.00

13、5 0.005 0.005 0.005 起始浓度/(molL-1)0.01 0.01 0 0 变化浓度/(molL-1)0.005 0.005 0.005 0.005 平衡浓度/(molL-1)0.005 0.005 0.005 0.005 CO的转化率为：0.005 molL-1 0.01 molL-1 100%50%将0.1 mol CO与0.1 mol H2O气体混合充入10 L密闭容器中，加热到800 ，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005 molL-1。（2）在上述温度下，CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.3 mol，达到平衡时，CO的浓度为多少？CO的转化率为多少？

14、算一算【解】依题意可知：起始时 c(CO)0.01 molL-1 c(H2O)0.03 molL-1 设达到平衡状态时CO浓度的变化量为x molL-1 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始浓度/(molL-1)0.01 0.03 0 0 变化浓度/(molL-1)x x x x平衡浓度/(molL-1)0.01x 0.03x x xK c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)1 x2 (0.01x)(0.03x）x 0.0075 平衡时CO的浓度为0.0025 molL-1CO的转化率为：0.0075 molL-1 0.01 molL-1 100%75%序号起始浓度/（m

15、olL-1）平衡时CO的转化率CO（g）H2O（g）10.010.0150%20.010.0375%CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)3.根据平衡常数计算平衡时各物质的浓度及反应物的转化率同一温度下，同一反应投料方式1投料方式2投料方式3化学平衡1化学平衡2化学平衡3转化率可能不同，平衡常数(K)相同三.化学平衡常数的应用想一想 将0.1 mol CO与0.1 mol H2O气体混合充入10 L密闭容器中，加热到800 ，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005 molL-1。（3）在上述温度下，CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.375 mol，反应一段时间后测得体系

16、中CO的浓度为0.0025 molL-1，此时反应是否达到平衡状态？可通过平衡常数计算出该投料方式下平衡时CO的浓度，将其与测量值相比。说一说 可将此时各物质的浓度代入平衡常数的表达式中进行计算，若和该温度时的K 相等则达到平衡。【解】起始时 c(CO)0.01 molL-1 c(H2O)0.0375 molL-1某时刻c(CO)0.0025 molL-1，减少了0.0075 molL-1 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始浓度/(molL-1)0.01 0.0375 0 0变化浓度/(molL-1)0.0075 0.0075 0.0075 0.0075某时刻浓度/(molL

17、-1)0.0025 0.03 0.0075 0.0075该温度下，该反应的平衡常数为1将此刻各物质的浓度，代入平衡常数的表达式计算 c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)(0.0075)2 0.75 1 0.0025 0.03 此时不是化学平衡状态，反应在向正反应方向进行之中对于可逆反应：任意时刻的浓度商4.利用平衡常数判断化学反应进行的方向三.化学平衡常数的应用达到化学平衡状态时浓度商等于该温度下的K Q cp(C)cq(D)cm(A)cn(B)m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)是否平衡或平衡移动的方向，可用该时刻浓度商Q 与K 比较大小来判断。三.化学平衡常数的应用在同一温度下：Q K，处于化学平衡状态 Q K，向正反应方向进行 Q K，向逆反应方向进行4.利用平衡常数判断化学反应进行的方向课堂小结平衡常数(K)可逆反应 化学平衡状态一定条件下定量表达与Q 比较判断是否达到平衡计算平衡时各物质的浓度和反应物的转化率 只受温度影响作业作业重难点：P62-63