化学平衡基础 PPT课件
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人教版高中化学选修4第二章第三节 化学平衡 课件(共16张PPT)
反应平衡时 ——v(正)＝v(逆)，c(反应物)、c(生成物)均 _不__再__改__变____，但不一定相等或等于化学 计量数之比
—以上过程中v－t图像表示如下：
2、化学平衡状态
在一定条件下的可逆反应里，当正、逆 两个方向的反应速率相__等__时，反应体系 中所有参加反应的物质的质量或浓度保 持_恒_定__的状态。
4、化学平衡状态的判定标志
化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)平衡状态的判定：
1）、正逆反应速率相等 ①在单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了 m mol A，即v正＝v逆 ②在单位时间内消耗了n mol B的同时也消耗了 p mol C，即v正＝v逆 ２）、温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度 一定时(其他不变) ３）、颜色
①当m＋n≠p＋q时，Mr一定 ②当m＋n＝p＋q时，Mr一定
一定平衡 不一定平衡
７、一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于 密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g)——SO3(g) ＋NO(g) ΔH＝－41.8 kJ/mol， 下列能说明反应达到平衡状态的是( ) A．体系压强保持不变 B．混合气体颜色保持不变 C．SO3和NO的体积比保持不变 D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
• 7、“教师必须懂得什么该讲，什么该留着不讲，不该讲的东西就好比是学生思维的器，马上使学生在思维中出现问题。”“观 察是思考和识记之母。”2021年11月9日星期二3时48分48秒15:48:489 November 2021
• 8、普通的教师告诉学生做什么，称职的教师向学生解释怎么做，出色的教师示范给学生，最优秀的教师激励学生。下午3时48 分48秒下午3时48分15:48:4821.11.9
《化学平衡教学》课件
通过控制反应条件，如温度、压力和浓度，可以 02 调节化学平衡，提高产物的收率和质量。
在制药、石油化工、冶金等领域，化学平衡的计 03 算和分析对于工艺流程的优化和改进具有重要意
义。
环境保护中的应用
01 化学平衡在环境保护中发挥着重要作用，如大气 中温室气体的平衡、水体中污染物的平衡等。
02 通过研究污染物在环境中的化学反应和迁移转化 规律，可以预测和控制环境污染，制定有效的治 理措施。
THANKS
感谢观看
化学平衡的计算方法
平衡图解法
通过作图和观察图像，利用平衡 常数和温度的关系，求出平衡常
数和温度的关系。
代数法
通过建立化学平衡的代数方程组 ，求解未知数。
微分法
利用化学反应速率和浓度的关系 ，建立微分方程，求解未知数。
04
化学平衡的应用
工业生产中的应用
化学平衡在工业生产中有着广泛的应用，如化学 01 反应器的设计和优化、催化剂的选择和制备等。
的结构和功能研究等。
05
化学平衡的实验研究
实验目的与原理
实验目的
通过实验探究化学平衡的原理，加深对化学平衡概念的 理解。
实验原理
化学平衡是指在一定条件下，可逆反应的正逆反应速率 相等，反应物和生成物浓度不再发生变化的状态。实验 将通过具体反应来展示化学平衡的形成和特点。
实验步骤与操作
实验步骤 1. 准备实验器材和试剂，包括反应容器、温度计、搅拌器、可逆反应的试剂等。
《化学平衡教学》 ppt课件
目录
• 化学平衡的基本概念 • 化学平衡的原理 • 化学平衡的计算 • 化学平衡的应用 • 化学平衡的实验研究
01
化学平衡的基本概念
平衡的定义
在制药、石油化工、冶金等领域，化学平衡的计 03 算和分析对于工艺流程的优化和改进具有重要意
义。
环境保护中的应用
01 化学平衡在环境保护中发挥着重要作用，如大气 中温室气体的平衡、水体中污染物的平衡等。
02 通过研究污染物在环境中的化学反应和迁移转化 规律，可以预测和控制环境污染，制定有效的治 理措施。
THANKS
感谢观看
化学平衡的计算方法
平衡图解法
通过作图和观察图像，利用平衡 常数和温度的关系，求出平衡常
数和温度的关系。
代数法
通过建立化学平衡的代数方程组 ，求解未知数。
微分法
利用化学反应速率和浓度的关系 ，建立微分方程，求解未知数。
04
化学平衡的应用
工业生产中的应用
化学平衡在工业生产中有着广泛的应用，如化学 01 反应器的设计和优化、催化剂的选择和制备等。
的结构和功能研究等。
05
化学平衡的实验研究
实验目的与原理
实验目的
通过实验探究化学平衡的原理，加深对化学平衡概念的 理解。
实验原理
化学平衡是指在一定条件下，可逆反应的正逆反应速率 相等，反应物和生成物浓度不再发生变化的状态。实验 将通过具体反应来展示化学平衡的形成和特点。
实验步骤与操作
实验步骤 1. 准备实验器材和试剂，包括反应容器、温度计、搅拌器、可逆反应的试剂等。
《化学平衡教学》 ppt课件
目录
• 化学平衡的基本概念 • 化学平衡的原理 • 化学平衡的计算 • 化学平衡的应用 • 化学平衡的实验研究
01
化学平衡的基本概念
平衡的定义
《化学平衡状态》课件
总结词
详细描述
反应速率受温度、浓度、压力和催化剂等 因素影响。
温度越高，反应速率越快；浓度越高，反 应速率越快；压力越大，反应速率越快； 适当使用催化剂可以加快反应速率。
化学反应的方向
总结词
反应方向决定了化学平衡的移 动方向。
详细描述
根据勒夏特列原理，如果改变 影响平衡的条件，平衡就会向 着减弱这种改变的方向移动。
在制药工业中，化学平衡状态对于药物的合成和分离过程至关重要，通过调节平衡 条件可以获得高纯度的药物。
环境保护中的应用
化学平衡状态在环境保护中也有着重 要的应用，例如在大气污染控制中， 通过化学反应原理来降低大气中的污 染物浓度。
在土壤污染修复中，通过调节土壤中 的化学平衡来降低重金属等有害物质 的活性，从而减少对生态环境的危害 。
用率。
促进环境保护
通过研究化学平衡状态，可以减少 有害物质的排放，促进环境保护。
推动科学研究
化学平衡状态是化学反应动力学和 热力学研究的重要内容，有助于深 入了解化学反应的本质和规律。
02
化学平衡状态的建立
化学反应的速率
总结词
详细描述
反应速率是化学平衡状态建立的关键因素 。
化学反应速率决定了反应进行的快慢，对 于可逆反应，正逆反应速率相等是平衡状 态的特征之一。
《化学平衡状态》ppt课件
目录
• 化学平衡状态的定义 • 化学平衡状态的建立 • 化学平衡状态的移动 • 化学平衡状态的应用 • 化学平衡状态的实验验证
01
化学平衡状态的定义
什么是化学平衡状态
01
化学平衡状态是指在一定条件下 ，可逆反应进行到正、逆反应速 率相等且不再改变的状态。
02
人教版《化学平衡》优质ppt课件
40
0 15.20 1.696 1.696 11.81 48.49
50
0 12.87 1.433 1.433 10.00 48.70
60
0 37.77 4.213 4.213 29.34 48.50
科学家们通过大量数据验证，上述计算得出的定值称为化
学平衡常数，用K来表示。
化学平衡常数 1、平衡常数
正反应进行的程度 越大 ，即该反应进行得越 完全 ， 反应物的转化率 越大 。反之反应进行得越不完全 ， 转化率就 越小 。
（2）K只是温度的函数，只受温度的影响
（3）一般当K＞105时，该反应进行得基本完全。
3、应用 对于可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)在一
定温度的任意时刻时，Q(浓度商)为
合成氨反应有限度，原料无法转化完全； 科学家们通过大量数据验证，上述计算得出的定值称为化学平衡常数，用K来表示。 0 molCO与10 molH2O混合加热到830℃，达到下列平衡：
N2+3H2 2NH3
N2+3H2 2NH3
N2+3H2 2NH3 N2、H2、NH3 的总质量保持不变 2mol,试求达到化学平衡时各物质的浓度。 0 molCO与10 molH2O混合加热到830℃，达到下列平衡： 判断方法：反应中“变化的量”“不变”时， 在容积不变的密闭容器中，将2.
成功往往偏向于有准备.0080mol/L。
寄言燕雀莫相唣，自有云霄万里高。
（1）计算该反应的平衡常数。 对没志气的人，路程显得远;对没有银钱的人，城镇显得远。
人生志气立，所贵功业昌。
（2）在上述温度下，若起始时向该容器中通入H 和I (g) 心志要坚，意趣要乐。
《化学平衡》PPT全文课件【人教版】
b.当m+n=p+q时增大压 强（即△n=0的体系）。
《 化学平 衡》PPT 全文课 件【人 教版】 优秀课 件（实 用教材 ）
三、某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或 《化学平衡》PPT全文课件【人教版】优秀课件（实用教材） 压强)图（先拐先平，温度、压强均更高）
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
B%
T2P2 T1P2 T1P1
t •首先判断压强高低：P1＜P2 则：m+n<应吸热
《 化学平 衡》PPT 全文课 件【人 教版】 优秀课 件（实 用教材 ）
《 化学平 衡》PPT 全文课 件【人 教版】 优秀课 件（实 用教材 ）
AB3%
温度
A．
1×105Pa
《 化学平 衡》PPT 全文课 件【人 教版】 优秀课 件（实 用教材 ）
1×106Pa
时间 C．
时间 B．
AB3% 100℃
500℃
压强 D．
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四、某物质的转化率(或百分含量)-温度(或压强)图： 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
A%
200℃
300℃
P
吸 ＞
•正反应 热 吸 m+n p+=q
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化学平衡
常见化学平衡图像问题的处理
由下列图象能分析得出什么结论？
A%
A%
0
T
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三、某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或 《化学平衡》PPT全文课件【人教版】优秀课件（实用教材） 压强)图（先拐先平，温度、压强均更高）
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
B%
T2P2 T1P2 T1P1
t •首先判断压强高低：P1＜P2 则：m+n<应吸热
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AB3%
温度
A．
1×105Pa
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1×106Pa
时间 C．
时间 B．
AB3% 100℃
500℃
压强 D．
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四、某物质的转化率(或百分含量)-温度(或压强)图： 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
A%
200℃
300℃
P
吸 ＞
•正反应 热 吸 m+n p+=q
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化学平衡
常见化学平衡图像问题的处理
由下列图象能分析得出什么结论？
A%
A%
0
T
化学平衡经典完整ppt课件
①增大水蒸汽浓度 ②加入固体炭 ③增加H2浓度
正向移动，CO浓度增大 不移动，CO浓度不变 逆向移动，CO浓度减小
结论：对平衡体系中的固态和纯液态物质，增加或减
小固态或液态纯净物的量并不影响v正、v逆的大小，所 以化学平衡不移动。
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27
思考与交流
(3)如图是合成氨的反应，N2(g)+3H2(g) 速率随时间的变化关系图。
2NH3
v—t图
v v正 v’正 = v’逆
v逆
0
t1
t
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5
二、化学平衡
1、概念： 在外界条件不变的情况下，可逆反应进行到一定
的程度时，v正 = v逆，反应物和生成物的浓度不再 发生变化，反应达到限度的状态，即化学平衡
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6
2、化学平衡的特征： 逆、等、动、定、变 ⑴逆： 研究的对象是可逆反应。 ⑵动： v正>0; v逆 >0
2NH3(g)，
①t0时反应从哪方开始？
②t1、t2分别改变的 条件及平衡移动的方向？
t0
t1
t2
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28
2、压强对化学平衡的影响
思考3：对于可逆反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ①密闭容器中，加2molSO2，1molO2，画出达到平衡时 的v-t图 ②平衡后的某个时刻t1，缩小容器的体积(即增大压强)， 此时v正、v逆如何变？为什么？
（1）体系中各组分的浓度不变√ （2）当m+n不等于p时，体系总压强不变√
（3）当m+n等于p时，体系总压强不变 （4）当A有颜色（B、C都无色）时，体系的颜色和
深浅不变√
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sub H
Cl(g)
H3 1 D 2
Na(s) + Cl2 (g)
1 l H I1 Eea (1) sub H D f H m (NaCl) 2
1.2 酸碱平衡
1.2.1 酸碱定义及酸碱反应
1 酸碱部分电离理论
1884年Arrhenius 的电离学说。
酸(acid)：水溶液中电离出的阳离子全部为氢离子的化合物。
[c(B ) / c ][c(H3O )] Ka [c(HB) / c ] 电离常数或酸性常数
酸碱性强弱与分子结构的关系
① 二元氢化物的酸性
HI
键长/pm
160.9
HBr
> 141.4
HCl
> 127.4
HF
> 97.7
键的解离能/kJ•mol-1 Kaθ
297 1011
-
< 368 > 109
碱(base)：水溶液中电离出的阴离子全部为氢氧根离子的化合物。
强酸和弱酸、强碱和弱碱的概念。
酸碱反应的本质：
H + OH H2O
+ -
2 酸碱质子理论 1923年丹麦化学家布朗斯特和英国化学家劳瑞各自独立提出 特点： 适用于一切溶剂 无酸式盐和碱式盐的概念，只要物质在溶剂中呈酸碱性， 就是酸碱。 + H 2 O(l) + NH 3 (g) OH - (aq) + NH 4 (aq)
f Hm (CaCO3 ,s)
r H m
f Hm (CaO,s)
f H m (CO2 ,g)
3 Ca(s) + C(s) O 2 (g) 2
1 Ca(s) + O 2 (g) + C(s) + O 2 (g) 2
f H m (CaCO3 ,s) r H m f H m (CaO,s) f H m (CO 2 , g) r H H (CaO,s) H (CO , g) H m f m f m 2 f m (CaCO3 ,s)
1 C(s) O 2 (g) CO(s) 2 C(s) O 2 (g) CO 2 (g)
(1) (3)
1 CO(g) O 2 (g) CO 2 (g) (2) 2
(1)=(3)-(2)
r H(1) r H(3) r H( 2)
盖斯定律应用2—) CO2 (g)
+
< 431 > 107
< 569 > 3.5×10-3
HF(aq) + H2O(l) (F H3O )
化合物 电负性差 NH3 0.9 < H2O 1.4
H3O+ aq + F- (aq)
HF < 1.9
②
酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物 ( E O) 酸式解离
E O H
ExOy+H2O
( E)
H2O
+
碱式解离
H2O CO2 + H2O OC(OH)2 O2C(OH)- + H3O+
Na 2O+ H2O NaOH Na (aq) + OH
+
-
ExOy
MnO
Mn2O3
MnO2
MnO3
Mn2O7
氧化态 +2
+3
+4
+6
+7
③
含氧酸的酸性
Op E(OH)q
学与讲：
听课为主，自学为辅。
教材及参考书：
天津大学，《无机化学》第四版
第1章 化学平衡基础
1.1 盖斯定律 1.2 酸碱平衡 1.3 氧化还原平衡
1.1 盖斯定律
一个化学反应的总焓变与反应可能涉及的中间步 骤的数目和涉及哪些中间步骤无关。 盖斯定律应用1—计算难测量反应的热效应
C 1/2O2 (1) CO 1/2O2 (2) O2 (3) CO2
高电负性的中心原子
OC(OH)2 (H2CO3 )
H—O—Cl H—O—I
电负性 KaΘ
O O S OH OH
3.0(Cl) 2.9×10-8
2.5(I) 2.3×10-11
O HO
大数目的末端氧原子
S
OH
④ 取代含氧酸和超强质子酸的酸性
O O S F OH HO O P H OH S O S OH OH
r H H ( 生成物 ) H j f m i f m (反应物) m
盖斯定律应用3——计算晶体的晶格能
NaCl(s) Na (g) + Cl (g)
+ -
L H
H1 I1
H2 Eea (1)
f H m (NaCl)
Na(g)
无 机 化 学
绪
无机化学定义
论
利用无机化学的原理、方法、手段等研究无机物 的组成、结构、性质及其变化规律的科学。
讲授内容 » 化学平衡：酸碱平衡，氧化还原平衡，化学反应速率 » 物质结构：原子结构，分子结构，晶体结构 » 配合平衡及配合物的结构基础： » 元素及化合物：s区元素，p区元素，d区元素
讲授内容
第1章 化学平衡基础 第2章 化学反应速率 第3章 原子结构 第4章 分子结构 第5章 配合物结构 第6章 固体结构与性质 第7章 无机分子和离子的结构 第8章 s区元素 第9章 p区元素 第10章 d区元素 第11章 无机合成化学
评价：
卷面评价考试：70%
随机测验：30% 6次课堂考试，5分/次，代他人完成者，同时记为0分。 学期任务：知识概括，5%
2H 2 O(g) + CO3 (aq)
OH - (aq) + HCO3 (aq)
H 2S(g) + H 2 O(l) HS- (aq) + H 2 O(l) HCl(g) + H 2 O(l)
HS- (aq) + H 3O + (aq) S2- (aq) + H 3O + (aq) Cl- (aq) + H 3O + (aq)
酸→H+ + 碱
H2CO3 + OH HCO CO + H3O
3 23
H2O
H2O
+
酸碱反应的本质 质子的转移，分别生成其共轭的碱和酸。
提示：酸越强，其共轭的碱越弱，反之亦然。 不是物质的碱性越弱，其酸性就越强！ + B (aq) + H3O (aq) HB(aq) + H2O(l)
氟磺酸
O O S OH OH O
亚磷酸
O S F OH S
硫代硫酸
O S F SbF5 OH
大的吸电子能力的原子或基团提高酸性
3 路易斯酸碱理论
Cl(g)
H3 1 D 2
Na(s) + Cl2 (g)
1 l H I1 Eea (1) sub H D f H m (NaCl) 2
1.2 酸碱平衡
1.2.1 酸碱定义及酸碱反应
1 酸碱部分电离理论
1884年Arrhenius 的电离学说。
酸(acid)：水溶液中电离出的阳离子全部为氢离子的化合物。
[c(B ) / c ][c(H3O )] Ka [c(HB) / c ] 电离常数或酸性常数
酸碱性强弱与分子结构的关系
① 二元氢化物的酸性
HI
键长/pm
160.9
HBr
> 141.4
HCl
> 127.4
HF
> 97.7
键的解离能/kJ•mol-1 Kaθ
297 1011
-
< 368 > 109
碱(base)：水溶液中电离出的阴离子全部为氢氧根离子的化合物。
强酸和弱酸、强碱和弱碱的概念。
酸碱反应的本质：
H + OH H2O
+ -
2 酸碱质子理论 1923年丹麦化学家布朗斯特和英国化学家劳瑞各自独立提出 特点： 适用于一切溶剂 无酸式盐和碱式盐的概念，只要物质在溶剂中呈酸碱性， 就是酸碱。 + H 2 O(l) + NH 3 (g) OH - (aq) + NH 4 (aq)
f Hm (CaCO3 ,s)
r H m
f Hm (CaO,s)
f H m (CO2 ,g)
3 Ca(s) + C(s) O 2 (g) 2
1 Ca(s) + O 2 (g) + C(s) + O 2 (g) 2
f H m (CaCO3 ,s) r H m f H m (CaO,s) f H m (CO 2 , g) r H H (CaO,s) H (CO , g) H m f m f m 2 f m (CaCO3 ,s)
1 C(s) O 2 (g) CO(s) 2 C(s) O 2 (g) CO 2 (g)
(1) (3)
1 CO(g) O 2 (g) CO 2 (g) (2) 2
(1)=(3)-(2)
r H(1) r H(3) r H( 2)
盖斯定律应用2—) CO2 (g)
+
< 431 > 107
< 569 > 3.5×10-3
HF(aq) + H2O(l) (F H3O )
化合物 电负性差 NH3 0.9 < H2O 1.4
H3O+ aq + F- (aq)
HF < 1.9
②
酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物 ( E O) 酸式解离
E O H
ExOy+H2O
( E)
H2O
+
碱式解离
H2O CO2 + H2O OC(OH)2 O2C(OH)- + H3O+
Na 2O+ H2O NaOH Na (aq) + OH
+
-
ExOy
MnO
Mn2O3
MnO2
MnO3
Mn2O7
氧化态 +2
+3
+4
+6
+7
③
含氧酸的酸性
Op E(OH)q
学与讲：
听课为主，自学为辅。
教材及参考书：
天津大学，《无机化学》第四版
第1章 化学平衡基础
1.1 盖斯定律 1.2 酸碱平衡 1.3 氧化还原平衡
1.1 盖斯定律
一个化学反应的总焓变与反应可能涉及的中间步 骤的数目和涉及哪些中间步骤无关。 盖斯定律应用1—计算难测量反应的热效应
C 1/2O2 (1) CO 1/2O2 (2) O2 (3) CO2
高电负性的中心原子
OC(OH)2 (H2CO3 )
H—O—Cl H—O—I
电负性 KaΘ
O O S OH OH
3.0(Cl) 2.9×10-8
2.5(I) 2.3×10-11
O HO
大数目的末端氧原子
S
OH
④ 取代含氧酸和超强质子酸的酸性
O O S F OH HO O P H OH S O S OH OH
r H H ( 生成物 ) H j f m i f m (反应物) m
盖斯定律应用3——计算晶体的晶格能
NaCl(s) Na (g) + Cl (g)
+ -
L H
H1 I1
H2 Eea (1)
f H m (NaCl)
Na(g)
无 机 化 学
绪
无机化学定义
论
利用无机化学的原理、方法、手段等研究无机物 的组成、结构、性质及其变化规律的科学。
讲授内容 » 化学平衡：酸碱平衡，氧化还原平衡，化学反应速率 » 物质结构：原子结构，分子结构，晶体结构 » 配合平衡及配合物的结构基础： » 元素及化合物：s区元素，p区元素，d区元素
讲授内容
第1章 化学平衡基础 第2章 化学反应速率 第3章 原子结构 第4章 分子结构 第5章 配合物结构 第6章 固体结构与性质 第7章 无机分子和离子的结构 第8章 s区元素 第9章 p区元素 第10章 d区元素 第11章 无机合成化学
评价：
卷面评价考试：70%
随机测验：30% 6次课堂考试，5分/次，代他人完成者，同时记为0分。 学期任务：知识概括，5%
2H 2 O(g) + CO3 (aq)
OH - (aq) + HCO3 (aq)
H 2S(g) + H 2 O(l) HS- (aq) + H 2 O(l) HCl(g) + H 2 O(l)
HS- (aq) + H 3O + (aq) S2- (aq) + H 3O + (aq) Cl- (aq) + H 3O + (aq)
酸→H+ + 碱
H2CO3 + OH HCO CO + H3O
3 23
H2O
H2O
+
酸碱反应的本质 质子的转移，分别生成其共轭的碱和酸。
提示：酸越强，其共轭的碱越弱，反之亦然。 不是物质的碱性越弱，其酸性就越强！ + B (aq) + H3O (aq) HB(aq) + H2O(l)
氟磺酸
O O S OH OH O
亚磷酸
O S F OH S
硫代硫酸
O S F SbF5 OH
大的吸电子能力的原子或基团提高酸性
3 路易斯酸碱理论