1.了解化學反應可逆性。2．結合圖象考查化學平衡建立過程。3．化學平衡狀態(tài)分析、判斷與比較。4．了解化學平衡常數(shù)含義，能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單計算，并判斷反應進行方向。

第二節(jié)化學平衡和化學反應進行方向第1課時化學平衡狀態(tài)化學平衡常數(shù)第1頁1．可逆反應

在

條件下，既能向

方向進行又能向

方向進行反應。2．化學平衡狀態(tài)

化學平衡狀態(tài)是指在一定條件下可逆反應里，當

與

相等時，反應混合物中各組分

保持不變狀態(tài)，稱為化學平衡狀態(tài)。相同正反應逆反應正反應速率逆反應速率質量或濃度第2頁3．化學平衡狀態(tài)特征

(1)逆：研究對象必須是

反應。

(2)動：化學平衡是

平衡，到達平衡時v正＝v逆

0， 即：正、逆反應仍在

進行。

(3)等：正反應速率

逆反應速率，是化學平衡實質。

(4)定：各組分物質量濃度保持

，反應混合物百分組成

。

(5)變：化學平衡狀態(tài)是有條件、暫時，改變影響平衡外界條件，平衡會發(fā)生

，到達新平衡。

可逆動態(tài)≠繼續(xù)＝不變不變移動第3頁1．概念

在一定溫度下，當一個

到達平衡狀態(tài)時，生成物

與 反應物

比值是一個常數(shù)，用符號

表示。2．表示式

對于反應mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)，K＝

。3．平衡常數(shù)應用和注意事項

(1)在不一樣條件下進行同一可逆反應，K值越大，反應物轉化率

， 正反應進行程度

?？赡娣磻獫舛扔嬃繑?shù)次方乘積濃度計量數(shù)次方乘積K越大越高第4頁3．平衡常數(shù)應用和注意事項

(1)在不一樣條件下進行同一可逆反應，K值越大，反應物轉化率

， 正反應進行程度

。

(2)平衡常數(shù)只與

相關，與其它原因無關。

(3)

和

濃度通?？醋鞒?shù)“1”，不計入平衡常數(shù)表示式中。 思索：

反應：①3H2＋N2

2NH3 ②H2＋N2

NH3化學平衡常數(shù)相等嗎？越大越高溫度固體純液體提醒：化學平衡常數(shù)是指某一詳細反應平衡常數(shù)。若反應方向改變，則平衡常數(shù)改變。若方程式中各物質系數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應，平衡常數(shù)也會改變。第5頁1．v正＝v逆。指是同一物質正反應速率與逆反應速率相等。2．反應混合物中各組分含量(質量分數(shù)，體積分數(shù)，物質量分數(shù))保持不變。3．反應類型分析(以下表所表示)

對于密閉容器中反應mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)，依據(jù)對化學平衡概念了解，判斷以下各情況，是否到達平衡。第6頁可能情況舉例是否已達平衡混合物體系中各成份含量各物質物質量或各物質物質量分數(shù)一定平衡各物質質量或各物質質量分數(shù)一定平衡各氣體體積或體積分數(shù)一定平衡總壓強、總體積、總物質量一定不一定平衡正、逆反應速率關系在單位時間內消耗了mmolA同時生成mmolA，即v正＝v逆平衡在單位時間內消耗了nmolB同時生成pmolC不一定平衡v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆不一定平衡在單位時間內生成了nmolB，同時消耗qmolD不一定平衡第7頁壓強壓強不再改變，當m＋n≠p＋q時平衡壓強不再改變，當m＋n＝p＋q時不一定平衡混合氣體平均相對分子質量(Mr)Mr一定，當m＋n≠p＋q時平衡Mr一定，當m＋n＝p＋q時不一定平衡溫度任何化學反應都伴伴隨能量改變，在其它條件不變情況下，體系溫度一定時平衡氣體密度密度一定不一定平衡顏色反應體系內有色物質顏色不變，就是有色物質濃度不變平衡第8頁【例1】一定條件下可逆反應：2NO2(g)

2NO(g)＋O2(g)，在體積固定密閉容器中，到達平衡狀態(tài)標志是(

) ①單位時間內生成nmolO2同時生成2nmolNO2

②單位時間內生成nmolO2同時生成2nmolNO

③用NO2、NO、O2表示反應速率比為2∶2∶1狀態(tài)④混合氣體顏色不再改變狀態(tài)⑤混合氣體密度不再改變狀態(tài)⑥混合氣體壓強不再改變狀態(tài)⑦混合氣體平均相對分子質量不再改變狀態(tài)

A．①④⑥⑦

B．②③⑤⑦

C．①③④⑤

D．全部第9頁解析：化學平衡狀態(tài)根本標志是：①本質：v(正)＝v(逆)，②現(xiàn)象：各組分百分含量不變。解答該題時，要牢牢抓住兩個根本標志，并明確氣體顏色、密度、壓強、平均相對分子質量改變與根本標志間關系，才能全方面分析，順利解答。本題不但考查了化學平衡直接標志，也要求對化學平衡間接標志進行分析，判斷。①中單位時間內生成nmolO2必消耗2nmolNO2，而生成2nmolNO2時，必消耗nmolO2，能說明反應到達平衡。②不能說明。③中不論到達平衡是否，化學反應速率都等于化學計量數(shù)之比。第10頁④有色氣體顏色不變，則表示物質濃度不再改變，說明反應已到達平衡。⑤體積固定、氣體質量反應前后守恒，密度一直不變。⑥反應前后Δvg≠0，壓強不變，意味著各物質含量不再改變。⑦因為氣體質量不變，氣體平均相對分子質量不變時，說明氣體中各物質物質量不變，該反應Δvg≠0，能說明反應到達平衡。答案：A第11頁(1)化學平衡研究對象：封閉體系可逆反應。只有可逆反應才有可能存在化學平衡狀態(tài)。(2)“v(正)＝v(逆)”，是化學平衡狀態(tài)微觀本質條件，其含義可簡單地了解為：對反應物或生成物中同一物質而言，其生成速率等于消耗速率?！胺磻旌衔镏懈鹘M分濃度不變”是平衡狀態(tài)宏觀表現(xiàn)，是v(正)＝v(逆)必定結果。(3)平衡狀態(tài)直接要求了在一定條件下可逆反應進行程度大小，也是可逆反應進行到最大程度結果。(4)從化學平衡特征判斷可逆反應是否到達化學平衡時，要尤其注意外界條件限制及反應本身特點，如“恒溫、恒容”、“體積可變”、“體積不變”、“全是氣體參加”等。第12頁1．在一定溫度下定容容器中，當以下哪些物理量不再發(fā)生改變時，表明反應A(g)＋2B(g)===C(g)＋D(g)已到達平衡狀態(tài)是(

) ①混合氣體壓強②混合氣體密度③B物質量濃度④混合氣體總物質量⑤混合氣體平均相對分子質量⑥v(C)與v(D)比值⑦混合氣體總質量 ⑧混合氣體總體積

A．①②③④⑤⑥⑦⑧

B．①③④⑤

C．①②③④⑤⑦

D．①③④⑤⑧第13頁解析：②由于是定容容器，反應前后氣體質量不變，故反應中氣體密度一直保持不變，故不能作為判斷是否到達平衡狀態(tài)依據(jù)，同理⑧不正確；⑥反應速率之比等于反應方程式中計量數(shù)之比，故不論是否到達平衡，它們速率比值總是計量數(shù)之比，故不正確；⑦因為反應物生成物全部是氣體，依據(jù)質量守恒，不論是否到達平衡，氣體總質量保持不變，故不正確；總而言之，選項B符合題意。答案：B第14頁1．含義

在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應體系，起始時加入物質物質量不一樣，而到達化學平衡時，同種物質百分含量相同，即為等效平衡。2．分析方法

按照化學方程式化學計量數(shù)關系，把起始物轉化為方程式同二分之一邊物質，經(jīng)過對比兩種情況下對應組分起始量是相等，還是等比，來判斷化學平衡是否等效。第15頁3．分類及判斷方法

(1)對于恒溫、恒容條件下，氣體體積有改變反應 假如按方程式化學計量關系轉化為方程式同二分之一邊物質，其物質量與對應組分起始加入量相同，則建立化學平衡狀態(tài)是等效。 如合成氨反應，初始充入1molN2和3molH2：

N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

起始量：1mol

3mol

0(從正反應開始)

等效于：00

2mol(從逆反應開始)

起始量：amolbmolcmol第16頁則a＋＝1且b＋＝3時與原平衡是等效平衡(2)對于恒溫、恒容條件下氣體體積不變反應假如按方程式化學計量關系轉化為方程式同二分之一邊物質，其物質量之比與對應組分起始加入量之比相同，則建立化學平衡是等效。比如：

H2(g)＋I2(g)

2HI(g)①

1mol1mol0mol②

2mol2mol1mol第17頁上述兩種配比，按方程式中化學計量關系均轉化為反應物，兩種情況下H2與I2(g)物質量比均為1∶1，所以上述兩種情況下建立化學平衡狀態(tài)是等效。(3)對于恒溫、恒壓條件下可逆反應(氣體體積有改變反應或氣體體積不變反應)假如按方程式化學計量關系轉化為方程式同二分之一邊物質，其物質量之比與對應組分起始加入量之比相同，則建立化學平衡狀態(tài)是等效。注意：三種情況下等效均指是平衡混合物中各組分百分含量保持不變。實際上三種等效是有差異，第(1)種情況是絕對等效(包含濃度、密度、平均相對分子質量等都相等)，而在第(2)、(3)種情況下，物質量等存在倍數(shù)關系。第18頁【例2】向某密閉容器中充入1molCO和2molH2O(g)，發(fā)生反應：CO＋H2O(g)

CO2＋H2。當反應到達平衡時，CO體積分數(shù)為x。若維持容器體積和溫度不變，起始物質按以下四種配比充入該容器中，到達平衡時CO體積分數(shù)大于x是(

) A．0.5molCO＋2molH2O(g)＋1molCO2＋1molH2 B．1molCO＋1molH2O(g)＋1molCO2＋1molH2 C．0.5molCO＋1.5molH2O(g)＋0.4molCO2＋0.4molH2 D．0.5molCO＋1.5molH2O(g)＋0.5molCO2＋0.5molH2第19頁解析：在等溫等體積反應前后氣體體積相等可逆反應，只需投料百分比相等，則兩平衡等效。A項逆推后為1.5molCO＋3molH2(g)與原平衡等效；B項逆推后，為2molCO＋2molH2O(g)，CO百分比偏高，則平衡后CO體積分數(shù)也偏高；C項逆推后為0.9molCO＋1.9molH2O(g)，CO百分比偏低，則平衡后CO體積分數(shù)也偏低；D項逆推后為1molCO＋2molH2O(g)與原平衡等效。答案：B第20頁(1)解答相關等效平衡問題首先應搞清楚外界條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓，然后再利用相關結論。(2)解答相關這類問題關鍵在于依據(jù)題目標條件建立等效平衡模型，利用等效假設進行相關問題分析(如轉化率、壓強、平均相對分子質量等)。第21頁2．(1)在某壓強恒定密閉容器中加入2molN2和4molH2，發(fā)生以下反應：N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH＝－92.4kJ/mol

到達平衡時，體積為反應前三分之二。求： ①到達平衡時，N2轉化率為________。 ②若向該容器中加入amolN2、bmolH2、cmolNH3，且a、b、c均>0，在相同條件下到達平衡時，混合物中各組分物質量與上述平衡相同，試比較反應放出能量：①________②(填“>”、“<”或“＝”)。第22頁(2)若將2molN2和4molH2放入起始體積相同恒容容器中，在與(1)相同溫度下到達平衡，試比較平衡時NH3濃度：(1)________(2)(填“>”、“<”或“＝”)。解析：①由反應：N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)起始物質量(mol)

2

4

0轉化物質量(mol)

x

3x2x第23頁平衡物質量(mol)

2－x

4－3x2x平衡時體積為反應前三分之二，即 ，求得x＝1，則N2轉化率為50%。因為正反應是放熱反應，逆反應是吸熱反應，即生成氨氣時放熱，即使①與②平衡時是等效平衡，但①生成氨氣量大于②反應生成氨氣量，故放出能量是①>②。(1)是恒溫恒壓，(2)是恒溫恒容，能夠假設先讓(1)也保持恒溫恒容，則此時與(2)平衡相同，再讓其恢復恒壓，則容器活塞位置會改變，相當于加壓，則化學平衡又向正反應方向移動，即NH3濃度增大，即(1)>(2)。答案：(1)①50%

②>

(2)>第24頁1．應用

(1)判斷、比較可逆反應進行程度大小。

K值越大，反應進行程度越大；

K值越小，反應進行程度越小。

(2)判斷可逆反應是否到達化學平衡狀態(tài) 對于可逆反應aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)， 在一定溫度下任意時刻， 反應物與生成物濃度有以下關系： 濃度商Q＝第25頁Q(3)判斷可逆反應反應熱若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應；若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。(4)計算反應物或生成物平衡濃度及反應物轉化率。第26頁2．相關計算

(1)步驟 ①寫出相關化學平衡方程式。 ②確定各物質起始濃度、轉化濃度、平衡濃度。 ③依據(jù)已知條件建立等式關系進行解答。

(2)模式 如mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物質量濃度分別 為amol/L、bmol/L，到達平衡后消耗A物質量濃度mxmol/L。第27頁mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)起始(mol/L)

a

b

0

0

改變(mol/L)mx

nx

px

qx平衡(mol/L)a－mx

b－nx

px

qxK＝(3)說明①反應物：c(平)＝c(始)－c(變)；生成物：c(平)＝c(始)＋c(變)；②各物質轉化濃度之比等于化學方程式中各物質化學計量數(shù)之比。第28頁【例3】(·天津理綜，5)人體血液內血紅蛋白(Hb)易與O2結合生成HbO2，所以含有輸氧能力。CO吸入肺中發(fā)生反應：CO＋HbO2

O2＋HbCO,37°C時，該反應平衡常數(shù)K＝220。HbCO濃度到達HbO2濃度0.02倍，會使人智力受損。據(jù)此，以下結論錯誤是(

) A．CO與HbO2反應平衡常數(shù)K＝

B．人體吸入CO越多，與血紅蛋白結合O2越少

C．當吸入CO與O2濃度之比大于或等于0.02時，人智力才會受損

D．把CO中毒病人放入高壓氧倉中解毒，其原理是使上述平衡向左移動第29頁解析：由平衡常數(shù)定義可知該反應平衡常數(shù)K＝由平衡移動原理可知吸入CO越多，平衡向右移動，與血紅蛋白結合O2越少；把病人放入高壓氧倉中，則平衡向左移動，釋放出CO，故可解毒，A、B、D均正確。C項，由平衡常數(shù)表示式可知，人智力受損時：220＝×0.02，即 ，故C項錯誤。答案：C第30頁3．將固體NH4I置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生以下反應：①NH4I(s)

NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)

H2(g)＋I2(g)，到達平衡時，c(H2)＝0.5mol·L－1，

c(HI)＝4mol·L－1，則此溫度下反應①平衡常數(shù)值為(

) A．9B．16 C．20 D．25

解析：根據(jù)題干信息，可知平衡時：c(NH3)＝c(HI)＋2c(H2)＝4mol·L－1＋

0.5mol·L－1×2＝5mol·L－1，由化學平衡常數(shù)定義。則①平衡常數(shù)

K＝c(NH3)·c(HI)＝5×4＝20。 答案：C第31頁【例1】等物質量X(g)與Y(g)在體積不變密閉容器中進行可逆反應：

X(g)＋Y(g)

2Z(g)＋W(s)

ΔH>0，以下敘述不正確是(

) A．平衡常數(shù)K值越大，X轉化率越大

B．到達平衡時，反應速率v正(X)＝v逆(Z) C．到達平衡后，升高溫度，平衡常數(shù)K值增大

D．當壓強不再發(fā)生改變時，說明反應到達了化學平衡狀態(tài)第32頁解析：v逆(Z)＝v逆(X)＝v正(X)，B項正確；在一定溫度下，平衡常數(shù)K值越大，表明反應物轉化率越大，A項正確；平衡后升高溫度，平衡向正方向移動，K值增大，C項正確；因為反應是等體積反應，反應過程中壓強不變，所以，壓強不再發(fā)生改變不能說明反應已達平衡狀態(tài)，D項錯誤。答案：D

第33頁(1)反應組分物質量之比等于化學方程式中對應物質化學計量數(shù)之比。(2)恒溫、恒容下體積不變反應，體系壓強或總物質量不再隨時間改變，如2HI(g)

I2(g)＋H2(g)。(3)全是氣體參加體積不變反應，體系平均相對分子質量不再隨時間而改變，如2HI(g)

I2(g)＋H2(g)。(4)全是氣體參加反應，恒容條件下體系密度保持不變。

高分策略第34頁【例2】(·浙江理綜)(15分)超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中NO會破壞臭氧層。科學家正在研究利用催化技術將尾氣中NO和CO轉變成CO2和N2，化學方程式以下：

2NO＋2CO2CO2＋N2

為了測定在某種催化劑作用下反應速率，在某溫度下用氣體傳感器測得不一樣時間NO和CO濃度如表：第35頁時間/sc(NO)/mol·L－1c(CO)/mol·L－101.00×10－33.60×10－314.50×10－43.05×10－322.50×10－42.85×10－331.50×10－42.75×10－341.00×10－42.70×10－351.00×10－42.70×10－3第36頁請回答以下問題(均不考慮溫度改變對催化劑催化效率影響)：(1)在上述條件下反應能夠自發(fā)進行，則反應ΔH________0(填寫“>”、“<”、“＝”)。(2)前2s內平均反應速率v(N2)＝________。(3)在該溫度下，反應平衡常數(shù)K＝________。(4)假設在密閉容器中發(fā)生上述反應，到達平衡時以下辦法能提升NO轉化率是(

)A.選取更有效催化劑 B．升高反應體系溫度C.降低反應體系溫度 D．縮小容器體積

第37頁(5)研究表明：在使用等質量催化劑時，增大催化劑比表面積可提升化學反應速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率影響規(guī)律，某同學設計了三組試驗，部分試驗條件已經(jīng)填在下面試驗設計表中。

試驗編號T/℃NO初始濃度/mol·L－1CO初始濃度/mol·L－1催化劑比表面積/m2·g－1Ⅰ2801.20×10－35.80×10－382Ⅱ124Ⅲ350124第38頁①請在上表空格中填入剩下試驗條件數(shù)據(jù)。②請在給出坐標圖中，畫出上表中三個試驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間改變趨勢曲線圖，并標明各條曲