k第三节 化学平衡的建立
第三节化学平衡第一课时
2、判断是否达到平衡状态的标志 、 以xA(g)+yB(g) zC(g)为例: 为例: 为例
直 接
①等:v正=v逆 (即任一种物质的生成速率等于 其消耗速率) 其消耗速率) ②定:各组分的含量保持不变
以xA(g)+yB(g)
zC(g)为例: 为例: 为例
间 接
③x+y≠z时,混合气体的总压强、 ≠ 时 混合气体的总压强、 总体积、 总体积、总物质的量不随时间的 延长而改变。 延长而改变。 ④混合气体的颜色、密度、平均 混合气体的颜色、密度、 摩尔质量不随时间的延长而改变
怎样理解反应混合物中各组分的浓度保持不变 怎样理解反应混合物中各组分的浓度保持不变
【例4】下列说法中可以充分说明反应 】下列说法中可以充分说明反应: P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒温下已达平 A 衡状态的是( 衡状态的是( ) (A) P、Q、R、S的浓度不再变化 、 、 、 的浓度不再变化 (B) P、Q、R、S的分子数比为 1: 1: 1 的分子数比为1: 、 、 、 的分子数比为 (C)反应容器内 、Q、R、S共存 反应容器内P、 、 、 共存 反应容器内 (D)反应容器内总物质的量不随时间而变化 反应容器内总物质的量不随时间而变化
D.②⑤⑥⑧ D.②⑤⑥⑧
思 考与练 习
在固定体积的的密闭容器中发生反应: 在固定体积的的密闭容器中发生反应: 2NO2 2NO + O2 该反应达到平衡的标志是: 该反应达到平衡的标志是:
(1)混合气体的颜色不再改变 ) ( ) (2)混合气体的平均相对分子质量不变 ( ) ) (3)混合气体的密度不变 ) ( ) (4)混合气体的压强不变 ) ( ) 的同时生成2nmolO2 ( ) (5)单位时间内消耗 )单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成 (6) O2气体的物质的量浓度不变 ( )
化学反应平衡
第三节化学平衡一、可逆反应与不可逆反应1、可逆反应的概念:在下,既可以向进行,同时,又可以向进行的反应。
如:2、不可逆反应:能进行到底的反应如:H2的燃烧:酸碱中和:生成沉淀的发应:生成气体的反应:一些氧化还原反应:二、化学平衡状态思考1:对于不可逆反应存在化学平衡吗?化学平衡的研究对象是什么?1、化学平衡的建立类比:溶解平衡的建立:(以蔗糖为例)开始时:平衡时:结论:。
那么对于可逆反应来说,又是怎样的情形呢?我们以CO和H2O (g)的反应为例来说明化学平衡的建立过程。
CO + H2O (g) CO2+ H2开始浓度0.01 0.01 0 0一段时间后0.005 0.005 0.005 0.005如图:归纳:反应开始:反应过程中:一定时间后:思考:当可逆反应达到平衡状态时,反应是否停止了?2、化学平衡的定义:在下的反应里,正反应和逆反应速率,反应混合物中各组分的或保持不变的状态。
3、化学平衡的特征:(1)条件:(2)对象:(3) 等:(4) 动:(5) 定:4、应用:例1、可逆反应2NO22NO + O2在密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是( )①单位时间内生成n mol O2 的同时生成2n mol NO2②单位时间内生成n mol O2的同时,生成2n mol NO③用NO2 、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态lA.①④⑥B.②③⑤C.①③④D.①②③④⑤⑥反馈练习:1、可以说明密闭容器中可逆反应P(g)+ Q(g)R(g)+ S(g)在恒温下已达平衡的是()A.容器内压强不随时间变化B.P和S生成速率相等C.R和S的生成速率相等D.P、Q、R、S的物质的量相等3、在一定温度下,可逆反应:A2(气)+B2(气) 2AB(气)达到平衡的标志是( )(A) A2、B2、AB的浓度不再变化(B) 容器中的压强不再随时间变化(C) 单位时间内生成n mol的A2同时生成2n mol的AB(D) A2、B2、AB的浓度之比为1:1:2第三节化学平衡【实验探究一】:探究浓度变化对化学平衡的影响实验原理:已知在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡:Cr2O72-+ H2O 2CrO42-+ 2H+K2Cr2O7为橙色,K2CrO4为黄色。
第三节 化学平衡
第二章第三节化学平衡教学目标:1.能描述化学平衡建立的过程,知道化学平衡常数的涵义,能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
2.通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响,并能用相关理论加以解释。
教学重点:描述化学平衡建立的过程。
教学难点:探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响,并能用相关理论加以解释。
探究建议:①实验探究:温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响。
②实验:温度、浓度对溴离子与铜离子配位平衡的影响。
③查阅资料:奇妙的振荡反应。
④讨论:合成氨反应条件选择的依据。
课时安排:三课时教学过程:第一课时[导课]我们已经学过许多化学反应,有的能进行到底,有的不能进行到底。
请同学们思考并举例说明。
[回答]学生举例化学反应存在的限度。
[讲述] 化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题,但是在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应进行的快慢是不够的,因为我们既希望反应物尽可能快地转化为生成物,同时又希望反应物尽可能多地转化为生成物。
例如在合成氨工业中,除了需要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外,还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3,后者所说的就是化学反应进行的程度问题——化学平衡。
[板书]第三节化学平衡[讲述]如果对于一个能顺利进行的、彻底的化学反应来说,由于反应物已全部转化为生成物,如酸与碱的中和反应就不存在什么反应限度的问题了,所以,化学平衡主要研究的是可逆反应的规律。
[板书]一、可逆反应与不可逆反应[思考]大家来考虑这样一个问题,我现在在一个盛水的水杯中加蔗糖,当加入一定量之后,凭大家的经验,你们觉得会怎么样呢?[回答]开始加进去的很快就溶解了,加到一定量之后就不溶了。
[追问]不溶了是否就意味着停止溶解了呢?[回答]回忆所学过的溶解原理,阅读教材自学思考后回答:没有停止。
因为当蔗糖溶于水时,一方面蔗糖分子不断地离开蔗糖表面,扩散到水里去;另一方面溶解在水中的蔗糖分子不断地在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体,当这两个相反的过程的速率相等时,蔗糖的溶解达到了最大限度,形成蔗糖的饱和溶液。
第三节 化学平衡(第2课时)
二,压强对化学平衡的影响 2.结论:对于反应前后气体体积发生变化的化 学反应,在其它条件不变的情况下, 增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动, 减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。 体积缩小:即气体物质的量减少 说明: 体积增大:即气体物质的量增多
注意:对于反应前后气体体积不变的反应, 改变压强只是同等程度的改变正逆反应速率, 但是平衡不移动。
催化剂对可逆反应的影响: 同等程度改变化学 反应速率,V’正= V’逆,只改变反应到达平衡所 需要的时间,而不影响化学平衡的移动。
V(molL-1S-1) V’正= V’逆
V正= V逆
0
t1
T(s)
平衡移动原理(勒沙特列原理):
如果改变影响平衡的条件(如浓度、压强、或 温度)等,平衡就向能减弱这种改变的方向移动。
•化学平衡移动的概念:
可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化 学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。 平衡移动的原因:外界条件的改变 而引起 V正≠ V逆 平衡移动的方向:向速率大的方向移动 即 : V正> V逆,平衡向正向移动
V正< V逆,平衡向逆向移动
一、浓度对化学平衡的影响:
1.结论:在其它条件不变的情况下, 增加反应物的浓度(或减少生成物的浓度), 平衡向正反应方向移动; 增加生成物的浓度(或减少反应物的浓度 ), 平衡向逆反应方向移动。 增大成本较低的反应物的浓度, 2.意义: 提高成本较高的原料的转化率。
① ③
浓度对化学平衡移动的几个注意点
①改变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。
②只要是增大浓度,不论是反应物,还是 生成物, 新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态; 减小浓度,新平衡状态下的速率一定小于原平衡 状态。 ③反应物有两种或两种以上, 增加一种物质的浓 度, 该物质的平衡转化率降低, 而其他物质的转化 率提高。
化学平衡的建立-PPT
(2)对于反应前后气体物质的分子数 相等的可逆反应: (如H2+I2(g) 2HI),不能用此标志 判断平衡是否到达,因为在此反应过 程中,气体的总压、总体积、总物质 的量都不随时间的改变而改变。
13
(3)对于不同类型的可逆反应,某 一物理量不变是否可作为平衡已到达 的标志,取决于该物理量在平衡到达 前(反应过程中)是否发生变化。若 是则可;否则,不行。
在一定温度下,在一定量的溶剂里,不 能再溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质 的饱和溶液。
饱和溶液中溶质的溶解 过程完全停止了吗?
没有!以蔗糖溶解于水为例,蔗糖分子离开 蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗 糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。
3
即:溶解速率 = 结晶速率
达到了溶解的平衡状态,一种动态平衡
那么,可逆反应的 情况又怎样呢?
4
在容积为1L的密闭容器里,加0.01molCO和
0.01molH2O(g),CO+H2O
CO2+H2
开始时c(CO) 、c(H2O)最大,c(CO2) 、c(H2)=0
随着反应的进行,正反应速率逐渐减小, 逆反应速率逐渐增大
c(CO) 、c(H2O)逐渐减小
c(CO2) 、c(H2)逐渐增大
其消耗速率)
接
②各成分的含量保持不变
10
③混合气体的总压、总体积、 总物质的量不随时间的延长 而改变(x+y≠z)
间 ④各物质的物质的量,物质 接 的量浓度不随时间的延长而
改变
11
注意(1)对于反应前后的气体物质的 分子总数不相等的可逆反应(如 2SO2+O2 2SO3)来说,可利用混 合气体的总压、总体积、总物质的量 是否随着时间的改变而改变来判断是 否达到平衡。
第三节第4课时化学平衡常数
第三节第4课时化学平衡常数第4课时化学平衡常数【学习要点】1.了解化学平衡常数(K)的含义。
2.能利⽤化学平衡常数进⾏相关计算。
【学习⽬标】1、知道化学平衡常数的定义,能根据化学⽅程式正确写出化学平衡常数的表达式2、理解化学平衡常数的意义,知道影响化学平衡常数的因素3、能应⽤化学平衡常数进⾏简单计算,并依此判断化学反应进⾏的⽅向和程度【学习重点】化学平衡常数表达式的正确书写及化学平衡常数的简单计算【学习难点】化学平衡常数的计算及应⽤对于⾮⽔溶液中的反【过渡】我们前⾯学习的化学平衡状态、勒夏特列原理主要是经验规律,是从定性⾓度对平衡状态、移动⽅向和结果进⾏判断。
这节课,我们将⽤具体数据来对化学平衡状态进⾏判断,并利⽤数据变化来判断平衡移动的⽅向和进⾏的程度。
【例3】对于反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH>0,下列有关说法正确的是()此流程的第Ⅱ步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K=___________________________;反应的平衡常数随温度的变化如下表。
达到平衡、在时刻t2分别因改变某个刻t2发⽣改变的条件____________________________________________(写出两种)。
CO2(g)+H2(g)ΔH<(g)O(g)S(g)的转化率为。
的转化率(反应物的起始浓度分别为=。
若反应温度不变,反应物的起始浓度为c(M)=c(N)=的转化率为。
3. 顺-1,2-⼆甲基环丙烷和反-1,2-⼆甲基环丙烷可发⽣如下转化:=;该反应的活化能H(“⼩于”、“等于”或“⼤于”=;t1t,判断理由是。
K p含义:在化学平衡体系中,各⽓体物质的分压替代浓度,压强平衡常数。
单位与表达式有关。
【过关检测】1.关于化学平衡常数的叙述正确的是()A.化学平衡常数表⽰反应进⾏的程度,与温度⽆关B.两种物质反应,不管怎样书写化学⽅程式,平衡常数均不变C.化学平衡常数等于某⼀时刻⽣成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的⽐值D.温度⼀定,对于给定的化学反应,正逆反应的平衡常数互为倒数2.某温度时,反应SO2(g)+12O2(g)SO3(g)的平衡常数K=50。
高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 第三节 化学平衡学案 新人教版选修4
第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡考纲解读1.了解化学反应的可逆性。
2.了解化学平衡建立的过程,理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单计算。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,认识其一般规律。
4.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
预习提纲一、可逆反应与不可逆反应1.可逆反应(1)概念在相同条件下,既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应。
(2)表示方法约定采用“”表示,把从左向右的反应称作正(向)反应,从右向左的反应称作逆(向)反应。
例如:SO 2和H2O可表示为SO2+H2O H2SO3(3)特征可逆反应发生的条件相同,反应不能进行到底,反应物不能实现完全转化,且反应体系中,与化学反应有关的各种物质共存。
2.不可逆反应有些反应的逆反应进行程度太小因而忽略,把几乎完全进行的反应叫不可逆反应,用“===”号表示。
例如:Ba2++SO42—==BaSO4↓二、化学平衡状态1.化学平衡的建立如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器,其反应过程如下:(1)反应开始时:反应物的浓度最大,正反应速率最大.生成物的浓度为零,逆反应速率为零.(2)反应进行时:反应物的浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小.生成物的浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大.(3)最终在某一时刻,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度不再变化,生成物的浓度也不再变化。
上述过程用图示法表示如下2.概念在一定条件下的可逆反应里,当正反应和逆反应的速率相等,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。
3.特征(1)“动”——化学平衡是一种动态平衡,反应达到平衡时,反应并没有停止。
(2)“等”——v(正) =v(逆)>0。
(3)“定”——条件一定时,反应速率一定,混合物中各组分的浓度一定。
(4)“变”——当条件改变时,平衡一般要发生改变。
4.影响因素(1)浓度当其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动;增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动。
化学必修2第三节 化学平衡导学案
第三节 化学平衡(第一课时)【目标】1.建立化学平衡的观点,并通过分析化学平衡的建立,增强归纳和形象思维能力。
2.理解化学平衡的特征,从而树立对立统一的辩证唯物主义观点。
【重点】 化学平衡的建立和特征。
【课前回顾】在合成氨工业中,除了需要考虑如何使N 2和H 2尽快地转变成NH 3外,还需要考虑怎样才能使更多的N 2和H 2转变为NH 3,因为该反应(还有很多反应)是可逆反应。
一、可逆反应与不可逆反应复习:什么叫可逆反应?可逆反应有哪些特点?【预习】阅读25页,然后分析:在一定温度下,将过量的蔗糖溶于100mL 水的过程中,溶解和结晶的速率发生了什么变化? 刚开始: 过程中: 一定时间后:【讨论】在一定条件下,达到溶解平衡后,剩余蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化?溶解和结晶过程是否停止?【讨论】可逆反应为什么有“度”的限制?“度”是怎样产生的?二、化学平衡的建立过程那么对于可逆反应来说,又是怎样的情形呢?我们以CO 和H 2O (g)的反应为例来说明化学平衡的建立过程。
在反应CO + H 2O CO 2 + H 2中,将0.01mol CO 和0.01mol H 2O (g)通入1L 密闭容器中,反应一段时间后,各物质浓度不再变化。
①、反应刚开始时: 反应物浓度___________,正反应速率____________生成物浓度为_________,逆反应速率为__________②、反应过程中: 反应物浓度___________,正反应速率___________生成物浓度____________,逆反应速率___________③、一定时间后,必然出现_________________________,即正反应消耗的量与______ ___________________,反应物和生成物的浓度____________________。
1、化学平衡的定义:在 反应,正反应和逆反应速率 ,反应混合物中各组分的 或 保持 的状态。
化学平衡常数及其计算
2、K的表达式
c为各组分的平衡浓度, K值只随温度的变化而变化。
对于下列可逆反应:aA + bB cC + dD,则有:
练习:写出下列反应的平衡常数(K)
2
4、平衡常数的意义
定量的衡量化学反应进行的程度
例1:在密闭容器中,将NO2加热到某温度时,可进行如下反应:2NO2 2NO+O2,在平衡时各物质的浓度分别是:c(NO2)=0.06mol/L,c(NO)=0.24mol/L,
c(O2)=0.12mol/L.试求: 该温度下反应的平衡常数。 开始时NO2的浓度。 NO2的转化率。
0.100
0.200
第二章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
——化学平衡常数
通过分析数据得到:
温度不变时, 为常数,即生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为常数。
常数K与反应的起始浓度大小无关
常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关,即与平衡建立的过程无关。
一、化学平衡常数
1、 概念
c(平)/mol·L-1 0.200-x 0.200-x x x
K =
c(CO2) · c(H2)
c(CO) ·c(H2O)
=
x2
(0.200-x)(0.200-x)
= 1.00
解得: x = 0.1
= ×100%= 83.0%
注意: (1)转化率是对反应物而言的; (2)在一定温度下可逆反应中,K值越大,反应物的转化率就越高;
例2:在一密闭容器中,CO与H2O混合加热到800℃达到下列平衡:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.00,若反应开始时CO和H2O的浓度均为0.200 mol·L-1 ,求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少?
《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
第三节 化学平衡常数及等效平衡
仙源学校讲学稿课题:第三节化学平衡(第5课时)编号:0402035 日期月日【学习目标】1.了解化学平衡常数及其意义;Array2. 掌握化学平衡常数的应用【重点难点】化学平衡常数的应用。
【知识梳理】【学点一】化学平衡常数1.定义:在一定的温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,浓度幂之积与浓度幂之积的比值是一个常数,这个常数就是该反应的平衡常数。
符号为2.表达式:K= (对于 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 来说)3.意义:(1) 表示可逆反应进行的程度,K值越大,正反应进行的程度,反应物的转化率(2)化学平衡常数只与有关,与其他因素无关。
若改变温度,引起平衡向正向移动,则K值增大;若改变温度,引起平衡向逆向移动,则K值减小。
4.注意事项(1)各物质的浓度必须是浓度,同时,固体和纯液体不列入平衡常数的表达式(2)若反应方向改变,则平衡常数变为原平衡的。
(3)若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小,平衡常数也会改变。
(4)若两个方程式相加得出新的方程式,则新方程式的平衡常数等于两个方程式的平衡常数相乘。
【探究讨论】写出下列反应的化学平衡常数表达式:CaCO3CaO(s)+CO2(g) K=Cl2+H2O H++Cl-+HClO K=Cr2O72-+H202CrO42-+2H+ K=【学点二】化学平衡常数的应用应用1:利用平衡常数,计算逆反应的平衡常数【例题1】在相同温度下,①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) K1 =②2NH3(g) N2(g)+3H2(g) K2=③ 1/2 N2(g)+3/2 H2(g) NH3(g) K3=则K1与K2两者的关系则K1与K3两者的关系〖强化训练〗某温度下,SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g)的平衡常数K1=50,在同一温度下2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)的平衡常数K2的值为()A.2500B.100C.4×10-4D.2×10-2应用2:利用平衡常数,判断反应的热效应【例题2】不同温度下,反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g)的浓度平衡常数与温度的关系如下:O(g) CO【当堂训练】1.下列化学平衡常数的说法正确的是()A.化学平衡发生移动,平衡常数必发生变化 B.平衡常数发生变化,化学平衡必发生移动C.改变温度,平衡常数一定改变 D.催化剂改变达到平衡的时间,必引起平衡常数的改变2.在某温度下,可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)的平衡常数为K,下列说法正确的是()A.K值越小,达到平衡时,反应物的转化率越大B.K值越大,达到平衡时,生成物的含量越大C.反应物的转化率越大,达到平衡时,K值越大D.温度越高,达到平衡时,K值越大3.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:其化学平衡常数K与温度t的关系如下:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:请回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数表达式K = 。
化学平衡(说课)
[归纳总结]化学平衡的特征有: ① 逆:可逆反应 ②动:动态平衡 ③等:V正==V逆 ④定:各组分的浓度保持恒定 ⑤变:改变影响平衡的一个条件平衡就会 改变
(六)通过练习,加深理解
课堂练习 1.在一定温度下,可逆反应 X(g) + 3Y (g) 到平衡的标志是 ( A、C )。 A.Z生成的速率与Z分解的速率相等 B.单位时间生成 a mol X,同时生成3a mol Y C.X、Y、Z的浓度不再变化 D.X、Y、Z的分子数比为1:3:2 2Z(g)达
四、教学过程
导入新课
以旧带新
化学平衡的建立
难点突破
分析设计
(一)复习可逆反应,导入新课
[教学设计1]
化学平衡的研究对象是可逆反应,举一些熟悉 例子说明什么是可逆反应? [教学设计2]给出可逆反应H2(g) +I2 (g ) 2HI (g ) 引导学生总结出: (1)可逆反应包含“二同”, 即“同一条件下”和“同时向正、逆两个方向进 行”的反应; (2)可逆反应不能进行到底,对于任何一个可 逆反应,都 存在一个反应进行的程度问题,即 化学平衡,并由此自 然导入新课。
3、教学目标
1)知识与技能目标:使学生建立化学平衡的观点, 理解化学平衡的特征。 2)过程与方法目标:培养学生分析问题和解决问题 的能力,提高学生的归纳和形象思维能力。
3)情感态度与价值观:培养学生科学的思维方法, 同时进行辨证唯物主义教育。
第三讲 化学平衡
A.减小
B.增大
C.不变
D.无法判断
4 . 在 密 闭 容 器 中 , 在 一 定 条 件 下 , 进 行 下 列 反 应 : NO(g) +
CO(g)
1/2N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.2 kJ/mol,达到平衡
后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是
()
A.加催化剂同时升高温度
A.9
B.16 C.20 D.25
5.(2009·海南高考)在25 ℃时,密闭容器中X、Y、Z三 种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L-1
0.1
0.2
0
平衡浓度//mol·L-1
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是( ) A.反应达到平衡时,X的转化率为50% B.反应可表示为X+3Y 2Z,其平衡常数为1 600 C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大 D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
6.已知可逆反应:3A(g)+B(g) xC(g) ΔH<0。T ℃ 时,在体积为 2 L 的密闭容器中(容积不变)通入 3 mol A 和 1 mol B,经过 2 min 的时间该反应达到平衡状态(假设温度不 变),剩余的 B 的物质的量为 0.8 mol,并测得 C 的浓度为 0.4 mol·L-1。请回答下列问题: (1)整个反应过程中,B的平均反应速率为________。 (2)x = ________ , 平 衡 常 数 K = ________ , 升 高 温 度 时 , K________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3) 如 果 向 该 平 衡 体 系 中 通 入 少 量 氦 气 , 增 大 反 应 体 系 的 压 强,那么化学平衡的移动方向是________。
3化学平衡
平衡时各物质的分压不变, 有关系式
[ p(G)] g [ p(H)] h Kp = [ p(A)] a [ p(B)] b
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[ p(G)] g [ p(H)] h Kp = [ p(A)] a [ p(B)] b
Kp 也是一种经验平衡常数,称 为分压平衡常数。
第三章 化学平衡
化学平衡一章讨论化学反应 进行的程度。
它仍属于化学热力学的研究 范畴。
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3. 1 平衡常数
3. 1. 1 经验平衡常数 可逆的化学反应进行到一定程 度,达到动态平衡。
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对于一般可逆反应
aA + bB
gG + hH
某温度下达平衡时,
[ c(G)] g [ c(H)] h K = [ c(A)] a [ c(B)] b
加水
BiCl3(aq) + H2O(l)
BiOCl(s) + 2 HCl(aq)
加盐酸
其实,显示的仍然是平衡常数与反应商之间的关系 :
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Q Kθ 反应正向进行 Q Kθ 体系处于平衡状态 Q Kθ 反应逆向进行
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(1)增加反应物浓度或减少生成物浓度时, Q变小 ,
Q< K 时,△rGm(T)<0,反应正向进行
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ln K ⊖ = -
rG
⊖
m
RT
2.8 103 =
8.314 298
= 1.13 故 K ⊖ = 3.10
若换T,则按 rG m⊖(T) = rH m⊖(T)-TrS m⊖(T)
化学平衡教学设计
化学平衡教学设计一、教材分析“化学平衡”是高中化学选修教材的内容,它是中学化学的重要理论之一,对今后电离平衡、盐类的水解、卤化烃的水解、酯的水解等知识的学习起着重要的指导作用。
化学平衡概念比较抽象,化学平衡观点的建立也具有一定难度。
需要从溶解平衡等已有知识来加以引入有关的概念,来明确化学平衡研究的对象是可逆反应,最后让学生建立起化学平衡是个动态平衡的概念。
二、学情分析高二的学生已经具有一定的知识储备,有较强的归纳总结能力。
在必修中,学生对化学限度的概念已经有了初步的了解,随着化学知识的不断积累和对实验现象的的深入观察,学生可能会产生是不是所有的化学反应都能进行完全(达到反应的限度)这样的疑问。
这就需要教师在本节教学中可本着温故而知新的原则引领学生们分析、讨论,建立化学平衡的观点。
三、教学目标:1、知识与技能:使学生建立化学平衡的观点、对化学平衡的特征理解性记忆。
2、能力目标:通过学生理解化学平衡的特征以及形成化学平衡概念的过程中,培养学生合作研究、分析问题、解决问题的能力。
3、情感与价值观:从溶解平衡导入化学平衡-----从熟悉内容引领学生思考,使学生对化学平衡知识产生兴趣,带着美好的心情进行后续的学习。
教学重点:化学平衡的建立与特征教学难点:化学平衡观点的建立教学方法:探索法、比较发现法、讲述法、图示法等课型:新课四、教学过程:(一)新课的导入:回忆可逆反应的概念,说明可逆反应的两个特征:①同时进行、②进行不到底,进而引出可逆反应中反应物、生成物共存,可逆反应的进行有一个程度问题。
指出:可逆反应是化学平衡研究的对象。
以合成氨反应:n2+3h2 2nh3为例。
(二)师生互动:第三节化学平衡(板书)列举“平衡”实例:溶解平衡、力平衡、生态平衡等。
1、化学平衡的建立(板书)以蔗糖溶解平衡为例,说明“平衡”的一般特征。
(学生讨论)在饱和蔗糖溶液中,加入蔗糖还会溶解吗?是不是溶解停止了?并设计一个实验加以证明。
第1课时化学平衡的建立及特征
v V正 V正= V逆
V
0 逆 t1
t
在一定条件下的可逆反应中,当正反应速率和逆反 应速率相等时,反应物和生成物浓度不再发生变化,这 种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。
①前提:在一定条件下的可逆反应
②实质:V(正)=V(逆)(同一物质)
③标志:混合物中各组分的浓度保持不变。
(3)化学平衡的特征:
Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
③2NO2 N2O4与N2O4 2NO2
④2SO2+O2催加化热剂
2SO3与2SO3
催化剂 加热
2SO2+O2
A.①②
B.②③
C.③④
D.②④
2、对于反应N2+3H2 2NH3,下列说法处于化学平衡
状态的是:①υ(N2生成)=υ(N2消耗),②N2、H2、NH3的分
的物质的量浓度可能是( )
AB
A、c(Z)=0.3mol/L B、c(Y2)=0.35mol/L C、 c(Y2)=0.2mol/L D、 c(Z)=0.4mol/L
2、化学平衡状态
(1)化学平衡的建立过程
反应起始点:v正最大 ,v逆=0 反应过程: v正减小,v逆增大
平衡时: v正 = v逆
(2)化学平衡的概念:
5. 在密闭的容器中进行X2(g) + 3Y2(g) 2 Z2(g), 若X2、Y2、Z2的起始浓度分别为0.2mol/L、 0.3mol/L、0.2mol/L当反应达到平衡后各物质
的浓度可能是: BC
A.X2为 0.1mol/L 、 C.Z2为 0.3mol/L、
B. Y2为0.4mol/L、 D.Y2为 0.6mol/L
作业
1、完成《课时练习》。 2、完成《面对面》。 。
第三节化学平衡的移动化学平衡常数
第三节 化学平衡常数 化学反应进行的方向高考新动向一、化学平衡常数1.化学平衡常数(1)定义:在一定温度下,达到平衡的可逆反应,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值 (2)表达式用K 表示。
对[][][][]ba d c B A D C K=(3)影响因素:平衡常数K 只与温度有关,与浓度和压强无关。
(4)平衡常数的意义:①K 的大小,可推断反应进行的程度。
K 越大,表示反应进行的程度越大,反应物的转化率越大;K 越小,表示反应进行的程度越小,反应物的转化率越小②平衡常数表达式表明在一定温度条件下达成平衡的条件。
在某温度下,某时刻反应是否达平衡,可用该时刻产物的浓度商Q c 与K 比较大小来判断。
当Q c >K ,υ(正)<υ(逆),未达平衡,反应逆向进行; 当Q c <K ,υ(正)>υ(逆),未达平衡,反应正向进行; 当Q c =K ,υ(正)=υ(逆),达到平衡,平衡不移动。
③平衡常数数值的大小,只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度,并不能预示反应达到平衡所需要的时间。
如2SO2(g)+O 2SO 3(g) 298K 时K p =3.6×1024很大,但由于速度太慢,常温时,几乎不发生反应。
(5)注意问题:① K 表达式中的各浓度为平衡时的浓度; ② 固体和纯液体浓度视为常数“1”;③可逆反应中,正、逆反应的平衡常数互为倒数。
二、化学反应进行的方向。
1.自发过程含义:在一定条件下,不需要借助外力作用就能自发进行的过程。
2、化学反应方向进行的判据(1)焓判据:放热过程中体系能量降低,△H<0,具有自发进行的倾向,但有些吸热反应也可以自发进行,故只用焓变判断反应的方向不全面。
(2)熵判据①熵:量度体系混乱(或有序)的程度的物理量,符号S(同一物质,三种状态下熵值:气态>液态>固态)②熵增原理:在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大。
化学平衡的建立
【思考与交流】
• 在容积为1L的密闭容器里,加入催化剂,并加入
2molSO2和1mol O2(g),发生可逆反应
2SO2(g) + O2(g)
2SO3(g)
• 随着反应进行,该反应的正、逆反应速率将会如
何变化?
• 如果一开始加入的是SO3(g)呢?
化学平衡的建立
从反应物开始
从生成物开始
二、化学平衡状态
3、可逆反应达到平衡的标志:
• 判断依据 • 等—— ひ正=ひ逆 ≠ 0 • 定——反应中各组分质量或浓度保持不变
例题:能够说明 N2 + 3H2 ⇌ 2NH3反应在在刚
性、密闭容器中已达到平衡状态的是 :
• ①容器内N2、H2、NH3三者共存 • ②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等 • ③ 容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2 • ④t min内,生成1mol NH3同时消耗0.5mol N2 • ⑤t min内,生成1mol N2同时消耗3mol H2 • ⑥ 某时间内断裂3molH-H键的同时,断裂6molN-H键
▪ 若发生变化,则可以作为平衡标志
变式:能够说明明 I2 + H2 ⇌ 2HI反应在刚性、
密闭容器中已达到平衡状态的是 :
• ① 某时间内断裂1molH-H键的同时,断裂2molI-H 键
• ②容器内质量不随时间的变化而变化 • ③容器内压强不随时间的变化而变化 • ④容器内密度不再发生变化 • ⑤容器内的平均摩尔质量不再发生变化
【练习】
3、在一定温度下,体积不变的密闭容器中:
2NO2 ⇌ N2O4反应达平衡的标志是( A )D E
• A、混合气体颜色不随时间的变化
• B、数值上v(NO2生成)=2v(N2O4消耗)
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可逆反应实际上是两个既有密切关系又独立 发生的化学反应
373K时,将0.10mol无色N2O4气态放入100mL抽空的密闭 容器中,发生如下反应:N2O4 2NO2隔一定时间对体系 进行分析,得到以下数据: 时间/s 时间/s n(N2O4)/mol n(NO2)/mol 0 0.10 0 20 0.07 0.06 40 0.05 0.10 60 0.04 0.12 80 0.04 0.12 100 0.04 0.12
3、达到化学平衡的标志: 达到化学平衡的标志: V正=V逆和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大 和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大 浓度保持不变 主要标志。 主要标志。 直接标志: ⑴直接标志: ①速率关系: 速率关系:
v正=v逆
应用:判断平衡时,要注意用“同”、“等”、“逆”的原 应用:判断平衡时,要注意用“ 则 同:同一种物质的V正和V逆才能比较 同一种物质的V 等:转化为同一种物质后的反应速率必须相等 转化为同一种物质后的反应速率必须相等 同一种物质 逆:反应方向必须对立 ②含量关系:反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的 含量关系:反应混合物各组分的浓度、质量分数、 摩尔分数、体积分数、 量、摩尔分数、体积分数、分子数之比保持不变
课堂练习: 课堂练习:
【1】在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 标志是 ( ) AC A.C的生成速率与C A.C的生成速率与C分解的速率相等 B.单位时间内生成 molA,同时生 单位时间内生成n 同时生3n B.单位时间内生成n molA,同时生3n molB C.A C.A、B、C的浓度不再变化 D.A 的分子数比为1:3:2 D.A、B、C的分子数比为1:3:2 【2】下列说法中可以充分说明反应:P(g)+Q(g) 下列说法中可以充分说明反应:P(g)+Q(g) 在恒温下已达平衡状态的是( 在恒温下已达平衡状态的是( ) B A.反应容器内压强不随时间变化 A.反应容器内压强不随时间变化 B.P和 B.P和S的生成速率相等 C.反应容器内 反应容器内P C.反应容器内P、Q、R、S四者共存 D.反应容器内总物质的量不随时间而变化 D.反应容器内总物质的量不随时间而变化 2C(g)达到平衡的 2C(g)达到平衡的
R(g)+S(g), R(g)+S(g),
【4】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时, 在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时, 表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( BC ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量 C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量
以反应mA(g)+nB(g) pC(g)为例 为例, 以反应mA(g)+nB(g) pC(g)为例,达到平衡的标志 为: 相等 的消耗速率与A A的消耗速率与A的生成速率————— m : 的消耗速率与C ——— A的消耗速率与C的消耗速率之比等于——— p n : 的生成速率与C ——— B的生成速率与C的生成速率之比等于——— p m : 的生成速率与B ——— A的生成速率与B的消耗速率之比等于——— n
例3、在一定温度下,向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY 在一定温度下, aL密闭容器中加入1molX气体和2molY 密闭容器中加入1molX气体和 气体发生如下反应: 2Z(g), ),此反应达到平 气体发生如下反应:X(g)+2Y(g) 2Z(g),此反应达到平 衡的标志是: 衡的标志是: √ A、容器内压强不随时间变化 √ B、容器内各物质的浓度不随时间变化 容器内X 的浓度之比为1:2:2 C、容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2 单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ 0.1molX的同时生成 D、单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ
100 0.4 1.2
请在坐标图中作出N 请在坐标图中作出N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线 c(mol/L)
t(s)
373K时,将0.10mol无色N2O4气态放入100mL抽空的密闭 容器中,发生如下反应:N2O4 2NO2隔一定时间对体系 进行分析,得到以下数据:
t[s] s mol/L c(N2O4)[mol/L mol/L] mol/L c(NO2)[mol/L mol/L] 0 1.0 0 20 0.7 0.6 40 0.5 1.0 60 0.4 1.2 80 0.4 1.2 100 0.4 1.2
(1)正反应和逆反应并没有停止,且正、逆反应的速率相等。 正反应和逆反应并没有停止,且正、逆反应的速率相等。 体系中所有反应物和生成物的质量(或物质的量, (2)体系中所有反应物和生成物的质量(或物质的量,或浓 或百分含量)保持不变; 度,或百分含量)保持不变;
二、化学平衡状态
1.化学平衡状态定义 化学平衡状态定义 化学平衡状态 在一定条件下,当正、逆两个方向的反应速率相等时, 在一定条件下,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, 反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定, 反应达到化学平衡状态。 反应达到化学平衡状态。
【5】在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是 A 速率与C ①C的生成 速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB 单位时间内生成a molA,同时生成3a 同时生成 ③A、B、C的浓度不再变化 ④A、B、C的分压强不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 的分子数之比为1:3:2:2 ⑦A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A.② B.②⑤⑦ C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑦ A.② ⑦ B.②⑤⑦ C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑦
在固定体积的的密闭容器中发生反应: 在固定体积的的密闭容器中发生反应:2NO2(g) 2NO(g) + O2(g) 该反应达到平衡的标志是: 该反应达到平衡的标志是: (1)混合气体的颜色不再改变 (1)混合气体的颜色不再改变 ( ) (2)混合气体的平均相对分子质量不变 (2)混合气体的平均相对分子质量不变 ( ) (3)混合气体的密度不变 (3)混合气体的密度不变 ( ) (4)混合气体的压强不变 (4)混合气体的压强不变 ( ) (5)单位时间内消耗 单位时间内消耗2n 的同时生成2n (5)单位时间内消耗2n mol NO2的同时生成2n mol O2( ) (6)O2气体的物质的量浓度不变 ( )
第三节 化学平衡●化学平衡状态
一、可逆反应 在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时, 正反应方向进行 在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时,又 向逆反应方向进行的化学反应 叫做可逆反应。 进行的化学反应, 能向逆反应方向进行的化学反应,叫做可逆反应。 2SO2+
18O 2
2SO3
①正反应的生成物是逆反应的反应物,反之亦然; 正反应的生成物是逆反应的反应物,反之亦然; 某条件下正反应能发生,逆反应也一定能发生; ②某条件下正反应能发生,逆反应也一定能发生; ③反应体系中各物质含量的实际变化是正反应和逆反应共 同作用相互抵消的结果。 同作用相互抵消的结果。
2、化学平衡状态的特征 (1)逆 (1)逆:可逆反应 (2)动 动态平衡( ≠0) (2)动:动态平衡(v(正)= v(逆) ≠0) (3)等 (3)等:v(正)= v(逆) 同一物质消耗速率与生成速率相等 即同一物质消耗速率与生成速率相等 (4)定 反应混合物各组分的浓度保持一定。 (4)定:反应混合物各组分的浓度保持一定。 注意:浓度保持一定,但不相等。 注意:浓度保持一定,但不相等。
【例】在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是( 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是( )② ④ ⑧ 达到平衡的标志的是 的生成速率与C ①C的生成速率与C的分解速率相等 单位时间内生成a molA,同时生成 同时生成3a ②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB ③A、B、C的浓度不再变化 ④反应物和生成物的总质量不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 单位时间内消耗a molA, ⑦单位时间内消耗a molA,同时生成 3a molB 的分子数之比为1:3:2:2 ⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
正反应和逆反应的速率受什么因素影响? 正反应和逆反应的速率受什么因素影响?
速 率
v(正) 正 v( 逆 ) 不平衡 状态
v(正)=v(逆) v 化学平衡状态 动态平衡) (动态平衡)
时间
速 率
v(正) 正 v( 逆 )
v(正)=v(逆) v
时间
请从上面两个图像中分析,可逆反应达到平衡状态的本质特征是什么? 请从上面两个图像中分析,可逆反应达到平衡状态的本质特征是什么?
2AB(g)达到平衡的 例1、一定条件下,反应A2(g)+B2(g) 一定条件下,反应A 2AB(g)达到平衡的 标志是 A、单位时间内生成n molA2同时生成n molAB √ B、单位时间内生成2n molAB 同时生成n molB2 C、单位时间内生成n molA2 同时生成n molB2 √ D、单位时间内生成n molA2 同时消耗n molB2 例2、一定条件下,反应N2+3H2 一定条件下,反应N 2NH3达到平衡的标志是 一个N≡N键断裂的同时,有三个H N≡N键断裂的同时 √ A、一个N≡N键断裂的同时,有三个H-H键形成 一个N≡N键断裂的同时,有三个H N≡N键断裂的同时 B、一个N≡N键断裂的同时,有三个H-H键断裂 一个N≡N键断裂的同时,有六个N N≡N键断裂的同时 √ C、一个N≡N键断裂的同时,有六个N-H键断裂 一个N≡N键断裂的同时,有六个N N≡N键断裂的同时 D、一个N≡N键断裂的同时,有六个N-H键形成