專專題題2 2化化學學反反應(yīng)應(yīng)速速率率與與化化學學平平衡衡第二第二課時課時化學化學平衡平衡課前預習課前預習巧設(shè)計巧設(shè)計名師課堂名師課堂一點通一點通設(shè)計設(shè)計1 1設(shè)計設(shè)計2 2考點一考點一考點二考點二第第二二單單元元化化學學反反應(yīng)應(yīng)的的方方向向和和限限度度創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練大沖關(guān)大沖關(guān)課堂課堂1010分鐘練習分鐘練習課堂課堂5 5分鐘歸納分鐘歸納課下課下3030分鐘演練分鐘演練設(shè)計設(shè)計3 3 (1)可逆反應(yīng)是指在同一條件下既可以向可逆反應(yīng)是指在同一條件下既可以向 方向方向進行，同時又可以向進行，同時又可以向 方向進行，反應(yīng)物不能方向進行，反應(yīng)物不能 轉(zhuǎn)化為生成物?？赡娣磻?yīng)有一定的轉(zhuǎn)化為生成物?？赡娣磻?yīng)有一定的 ，反應(yīng)物，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率 100%。 (2)化學平衡狀態(tài)：可逆反應(yīng)在一定條件下進行到一定化學平衡狀態(tài)：可逆反應(yīng)在一定條件下進行到一定程度時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率程度時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率 ，反應(yīng)物和生成物，反應(yīng)物和生成物的濃度的濃度 ，反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)。，反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)。正反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)完全完全限度限度小于小于相等相等不再發(fā)生變化不再發(fā)生變化 (3)化學平衡是一種化學平衡是一種 平衡，當條件改變時，原平衡，當條件改變時，原平衡狀態(tài)被破壞，一段時間后達到新的平衡。平衡狀態(tài)被破壞，一段時間后達到新的平衡。動態(tài)動態(tài) 一、化學平衡狀態(tài)一、化學平衡狀態(tài) 1化學平衡的建立化學平衡的建立 如果把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物裝入密閉容器，其反應(yīng)過如果把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物裝入密閉容器，其反應(yīng)過程如下：程如下： (1)反應(yīng)開始時：反應(yīng)開始時：(正正) ，(逆逆)為為 。 (2)反應(yīng)進行時：反應(yīng)物濃度反應(yīng)進行時：反應(yīng)物濃度 (正正)逐漸逐漸 。生成物濃度由零逐漸增大生成物濃度由零逐漸增大(逆逆)從從 開始逐漸開始逐漸 。最大最大零零減小減小減小減小零零增大增大 (3)反應(yīng)達到平衡時：反應(yīng)達到平衡時： ，反應(yīng)混合物，反應(yīng)混合物中各組分的濃度中各組分的濃度 。 以上過程可用下圖表示：以上過程可用下圖表示：(正正)(逆逆)不再發(fā)生變化不再發(fā)生變化 2化學平衡的概念化學平衡的概念 在一定條件下的可逆反應(yīng)里，當正、逆兩個方向的反在一定條件下的可逆反應(yīng)里，當正、逆兩個方向的反應(yīng)速率應(yīng)速率 時，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的時，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的 和和 保持恒定的狀態(tài)。這種狀態(tài)稱為化學平衡狀保持恒定的狀態(tài)。這種狀態(tài)稱為化學平衡狀態(tài)，簡稱化學平衡。態(tài)，簡稱化學平衡。相等相等質(zhì)量質(zhì)量濃度濃度3化學平衡狀態(tài)的特征化學平衡狀態(tài)的特征 二、化學平衡常數(shù)二、化學平衡常數(shù) 1化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù) (1)概念：概念： 在一定溫度下，當一個可逆反應(yīng)達到化學平衡時，在一定溫度下，當一個可逆反應(yīng)達到化學平衡時， 的冪之積與的冪之積與 的冪之積之比為的冪之積之比為一常數(shù)。一常數(shù)。生成物濃度生成物濃度反應(yīng)物濃度反應(yīng)物濃度大大 (4)影響因素：影響因素： K只受只受 影響，當影響，當H0時，升高溫度時，升高溫度K值增大，值增大，H0，思考回答以下問題：，思考回答以下問題：(1)寫出其平衡常數(shù)表達式，并據(jù)此分析應(yīng)注意的問題。寫出其平衡常數(shù)表達式，并據(jù)此分析應(yīng)注意的問題。(2)若在一定溫度下，增大若在一定溫度下，增大c(H2O)，K如何變化？若升如何變化？若升高溫度，高溫度，K又如何變化？又如何變化？4已知汽車尾氣無害化處理反應(yīng)為已知汽車尾氣無害化處理反應(yīng)為2NO(g)2CO(g) N2(g)2CO2(g)。下列說法不正確的是。下列說法不正確的是 ()A達到化學平衡時正、逆反應(yīng)速率都為達到化學平衡時正、逆反應(yīng)速率都為0B使用高效催化劑可有效提高正反應(yīng)速率使用高效催化劑可有效提高正反應(yīng)速率C反應(yīng)達到平衡后，反應(yīng)達到平衡后，NO的反應(yīng)速率保持恒定的反應(yīng)速率保持恒定D單位時間內(nèi)消耗單位時間內(nèi)消耗CO和和CO2的物質(zhì)的量相等時，反應(yīng)的物質(zhì)的量相等時，反應(yīng)達到平衡達到平衡. .分析：分析：化學平衡是動態(tài)平衡，反應(yīng)并未停止，化學平衡是動態(tài)平衡，反應(yīng)并未停止，A選項錯選項錯誤，誤，B選項正確。反應(yīng)達到平衡后，正反應(yīng)速率和逆反選項正確。反應(yīng)達到平衡后，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，因此應(yīng)速率相等，因此C、D選項都是正確的。選項都是正確的。答案：答案：A5判斷下列說法的正誤。判斷下列說法的正誤。(1)隨著化學反應(yīng)的進行，隨著化學反應(yīng)的進行，(正正)逐漸減小，最后為零，逐漸減小，最后為零，(逆逆)逐漸增大。逐漸增大。()(2)化學平衡常數(shù)與反應(yīng)物的濃度有關(guān)。化學平衡常數(shù)與反應(yīng)物的濃度有關(guān)。()(3)可逆反應(yīng)的化學平衡常數(shù)互為倒數(shù)?？赡娣磻?yīng)的化學平衡常數(shù)互為倒數(shù)。()(4)同一個化學反應(yīng)，化學方程式的寫法不同則平衡常數(shù)同一個化學反應(yīng)，化學方程式的寫法不同則平衡常數(shù)不同。不同。()(5)壓強不變可以作為化學平衡狀態(tài)的標志。壓強不變可以作為化學平衡狀態(tài)的標志。()分析：分析：(1)(正正)不會為零，化學平衡為動態(tài)平衡；不會為零，化學平衡為動態(tài)平衡；(2)K只與只與溫度有關(guān)；溫度有關(guān)；(3)可逆反應(yīng)的化學平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系；可逆反應(yīng)的化學平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系；(4)即使同一個化學反應(yīng)，當寫法不同時，平衡常數(shù)表達式不即使同一個化學反應(yīng)，當寫法不同時，平衡常數(shù)表達式不同，單位也可能不同；同，單位也可能不同；(5)對于在固定容積的容器中進行的對于在固定容積的容器中進行的反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，壓強始終不變。反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，壓強始終不變。答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5) 化學平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相化學平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，這是判斷化學平衡狀態(tài)的根本標志。由于等，這是判斷化學平衡狀態(tài)的根本標志。由于正正逆逆，可使，可使平衡體系中各組分的百分含量保持不變，所以一般情況下平平衡體系中各組分的百分含量保持不變，所以一般情況下平衡體系中各組分的濃度等多種宏觀性質(zhì)也保持不變，這些宏衡體系中各組分的濃度等多種宏觀性質(zhì)也保持不變，這些宏觀的特征有時也可作為判斷化學平衡狀態(tài)的標志。觀的特征有時也可作為判斷化學平衡狀態(tài)的標志。以反應(yīng)以反應(yīng)mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)為例來說明為例來說明混合物混合物體系中體系中各成分各成分的含量的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量、質(zhì)量或物質(zhì)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量、質(zhì)量或物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)一定量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)一定平衡平衡各氣體的體積或體積分數(shù)一定各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡平衡總體積、總壓強、總物質(zhì)的量一定總體積、總壓強、總物質(zhì)的量一定不一定不一定平衡平衡正、逆正、逆反應(yīng)反應(yīng)速率的速率的關(guān)系關(guān)系在單位時間內(nèi)消耗了在單位時間內(nèi)消耗了m mol A，同，同時也生成了時也生成了m mol A，即，即(正正)(逆逆)平衡平衡在單位時間內(nèi)消耗了在單位時間內(nèi)消耗了n mol B的同時的同時也消耗了也消耗了p mol C，即，即(正正)(逆逆)平衡平衡(A)(B)(C)(D)mnpq，(正正)不一定等于不一定等于(逆逆)(平衡與否該式都成立平衡與否該式都成立)不一定不一定平衡平衡在單位時間內(nèi)生成了在單位時間內(nèi)生成了n mol B的同時的同時消耗了消耗了q mol D，均指，均指(逆逆)不一定不一定平衡平衡壓壓強強mnpq時，總壓強一定時，總壓強一定(其他條其他條件一定件一定)平衡平衡mnpq時，總壓強一定時，總壓強一定(其他條其他條件一定件一定)不一定不一定平衡平衡溫度溫度任何化學反應(yīng)都伴隨著能量變化，任何化學反應(yīng)都伴隨著能量變化，當體系溫度一定時當體系溫度一定時(其他不變其他不變)平衡平衡氣體氣體密度密度mnpq，且壓強一定，且壓強一定不一定不一定平衡平衡mnpq，且壓強一定，且壓強一定平衡平衡顏色顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色不變反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色不變平衡平衡 例例1(2011山東高考節(jié)選山東高考節(jié)選)研究研究NO2、SO2、CO等大等大氣污染氣體的處理具有重要意義。氣污染氣體的處理具有重要意義。一定條件下，將一定條件下，將NO2與與SO2以體積比以體積比1 2置于密閉容器中置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_。a體系壓強保持不變體系壓強保持不變b混合氣體顏色保持不變混合氣體顏色保持不變cSO3和和NO的體積比保持不變的體積比保持不變d每消耗每消耗1 mol SO3的同時生成的同時生成1 mol NO2 解析解析反應(yīng)反應(yīng)NO2(g)SO2(g) SO3(g)NO(g)的的特點是反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量不變的可逆反應(yīng)，因此特點是反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量不變的可逆反應(yīng)，因此a不能說不能說明。顏色的深淺與氣體的濃度大小有關(guān)，而在反應(yīng)體系中明。顏色的深淺與氣體的濃度大小有關(guān)，而在反應(yīng)體系中只有二氧化氮是紅棕色氣體，所以混合氣體顏色保持不變只有二氧化氮是紅棕色氣體，所以混合氣體顏色保持不變時即說明時即說明NO2的濃度不再發(fā)生變化，因此的濃度不再發(fā)生變化，因此b可以說明；可以說明；SO3和和NO是生成物，因此在任何情況下二者的體積比總是滿是生成物，因此在任何情況下二者的體積比總是滿足足1 1，c不能說明；不能說明；SO3和和NO2一個作為生成物，一個一個作為生成物，一個作為反應(yīng)物，因此在任何情況下每消耗作為反應(yīng)物，因此在任何情況下每消耗1 mol SO3的同時的同時必然會生成必然會生成1 mol NO2，因此，因此d也不能說明。也不能說明。 答案答案b 可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志 (1)微觀標志微觀標志(根本標志根本標志)：(正正)(逆逆)0。具體表現(xiàn)在：。具體表現(xiàn)在： 同一種物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。同一種物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。 在化學方程式同一邊的不同物質(zhì)生成速率與消耗速在化學方程式同一邊的不同物質(zhì)生成速率與消耗速率之比等于化學計量數(shù)之比。率之比等于化學計量數(shù)之比。 化學方程式兩邊的不同物質(zhì)生成速率與消耗速率之化學方程式兩邊的不同物質(zhì)生成速率與消耗速率之比等于化學計量數(shù)之比。比等于化學計量數(shù)之比。(2)宏觀標志：各組分的濃度保持一定。具體表現(xiàn)在：宏觀標志：各組分的濃度保持一定。具體表現(xiàn)在：各組分的物質(zhì)的量濃度不隨時間的改變而改變。各組分的物質(zhì)的量濃度不隨時間的改變而改變。各氣體組成的體積分數(shù)不隨時間的改變而改變。各氣體組成的體積分數(shù)不隨時間的改變而改變。各組分的物質(zhì)的量之比、分子個數(shù)之比保持不變。各組分的物質(zhì)的量之比、分子個數(shù)之比保持不變。 1化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù) (1)化學平衡常數(shù)的意義：化學平衡常數(shù)的意義： 化學平衡常數(shù)的大小是可逆反應(yīng)進行程度的標志?；瘜W平衡常數(shù)的大小是可逆反應(yīng)進行程度的標志。它能夠表示出可逆反應(yīng)進行的完全程度。一個反應(yīng)的它能夠表示出可逆反應(yīng)進行的完全程度。一個反應(yīng)的K值值越大，說明平衡時生成物的濃度越大，反應(yīng)物的濃度越越大，說明平衡時生成物的濃度越大，反應(yīng)物的濃度越小，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大?？梢哉f，化學平衡常數(shù)是一小，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大。可以說，化學平衡常數(shù)是一定溫度下一個反應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。定溫度下一個反應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。 (2)使用化學平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題：使用化學平衡常數(shù)應(yīng)注意的問題： 化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。濃度無關(guān)。 反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時，由于其反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時，由于其濃度可看做濃度可看做“1”而不代入公式。而不代入公式。 化學平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)?；瘜W平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。 若反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變。若反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變。 若方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小，盡若方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會改變。管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會改變。 利用利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)：可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)： 若升高溫度，若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)； 若升高溫度，若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 計算轉(zhuǎn)化率：計算轉(zhuǎn)化率： 依據(jù)起始濃度依據(jù)起始濃度(或平衡濃度或平衡濃度)和平衡常數(shù)可以計算平衡和平衡常數(shù)可以計算平衡濃度濃度(或起始濃度或起始濃度)，從而計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。，從而計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。2化學平衡的計算化學平衡的計算“三段式三段式”分析法分析法(1)模式：模式： mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)起始量起始量a b 00變化量變化量mx nx pxqx平衡量平衡量amxbnx pxqx對于反應(yīng)物：對于反應(yīng)物：n(平平)n(始始)n(變變)對于生成物：對于生成物：n(平平)n(始始)n(變變) 例例2(2011濰坊質(zhì)檢濰坊質(zhì)檢)已知已知2A(g)B(g) 2C(g)，向容積為向容積為1 L的密閉容器中加入的密閉容器中加入0.050 mol A和和0.025 mol B，在在500時充分反應(yīng)，達平衡后測得時充分反應(yīng)，達平衡后測得c(C)0.040 molL1。 (1)500時，上述反應(yīng)的化學時，上述反應(yīng)的化學平衡常數(shù)平衡常數(shù)K_； (2)已知：已知：K(300)K(350)，該反應(yīng)是該反應(yīng)是_(填填“放放”或或“吸吸”)熱反應(yīng)；若反應(yīng)溫度升高，熱反應(yīng)；若反應(yīng)溫度升高，A的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率_(填填“增增大大”、“減小減小”或或“不變不變”)； (3)某溫度下，某溫度下，A的平衡轉(zhuǎn)化率的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強與體系總壓強(p)的的關(guān)系如圖所示，平衡狀態(tài)由關(guān)系如圖所示，平衡狀態(tài)由a變到變到b時，化學平衡常數(shù)時，化學平衡常數(shù)K(A)_K(B)(填填“”、“”或或“”)。 (2)根據(jù)溫度與平衡常數(shù)的關(guān)系知：升高溫度根據(jù)溫度與平衡常數(shù)的關(guān)系知：升高溫度K值減小，值減小，說明此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，轉(zhuǎn)化率降低。說明此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，轉(zhuǎn)化率降低。 (3)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以平衡狀態(tài)由平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以平衡狀態(tài)由a變到變到b時，化學平衡常數(shù)時，化學平衡常數(shù)K(A)K(B)。答案答案(1)3200(2)放熱減少放熱減少(3) 平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù)，當溫度相同時，可以根平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù)，當溫度相同時，可以根據(jù)平衡常數(shù)不變這一特點進行化學平衡的相關(guān)計算。據(jù)平衡常數(shù)不變這一特點進行化學平衡的相關(guān)計算。 (1)化學平衡狀態(tài)的重要特征：化學平衡狀態(tài)的重要特征： 正、逆反應(yīng)速率相等；正、逆反應(yīng)速率相等； 反應(yīng)物、生成物的濃度不再變化。反應(yīng)物、生成物的濃度不再變化。 (2)化學平衡常數(shù)與溫度和方程式的化學計量數(shù)有關(guān)；化學平衡常數(shù)與溫度和方程式的化學計量數(shù)有關(guān)；對對H0的可逆反應(yīng)，升高溫度，的可逆反應(yīng)，升高溫度，K值減小，降低溫度，值減小，降低溫度，K值增大。值增大。