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1、化学平衡教案第二章 化学平衡大纲要求教学内容教学要求实验与活动化学反应速率和化学平衡化学反应速率B演示实验：不同反应的化学反应速率；浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响；浓度、温度对化学平衡的影响 浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响C可逆反应B化学平衡C浓度、压强、温度对化学平衡的影响C关于合成氨条件选择的讨论C第一节 化学反应速率知识结构一.化学反应速率 1、概念及其表示方法 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的。通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表 2、表达式：速率（V）=3、单位：mol/(L*S) 或 mol/(L*min) 。4、注意：（1）在一

2、个反应中用不同物质表示反应速率，其数值可能不等，其数值与反应式中相应化学计量数成正比。（2）化学反应速率分平均速率和瞬时速率，计算时通常是计算平均速率二 .影响化学反应速率的因素 1、内因（决定性因素）：参加反应的物质的性质。 2、外因（影响因素）：主要是浓度,压强,温度,催化剂。（1）浓度：当其他条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速率。思考：怎样用实验证明以上的结论？说出实验现象及其反应方程式。原因：在其他条件不变时，对某一反应来说，单位体积的活化分子数与单位体积内反应物分子的总数成正比，即与反应物的浓度成正比。注意：改变固体或纯液体的量不改变反应速率。（2）压强：当其他条件不变时

3、，增大压强，可以增大反应的速率。适用：有气体参加或生成的反应。在解决有关反应速率问题时，应转换思维，将压强变化转化成浓度的变化考虑。对于气体反应体系，有以下几种情况：恒温时：增加压强体积缩小浓度增大应速率加快。恒容时：a.充入气体反应物浓度增大总压增大反应速率加快。b.充入“惰气” 总压增大，但各物质浓度不变，反应速率不变。恒压时：充入“惰气” 体积增大各反应物浓度减少反应速率减慢。（3）温度：当其他条件不变时，升高温度，反应速率加快。每升高10，反应速度增大到原来的24倍。原因：在一定条件下，升高温度，使部分原来能量较低的分子变成活化分子，增加了反应物活化分子百分数，使有效碰撞次数增多，反应

4、速率加快。（4）催化剂：使用催化剂能同等倍数地改变正、逆反应速率。催化剂概念：参加化学反应，改变反应速率，但本身在反应前后质量及化学性质都不改变。三 .有关化学反应速率的计算例1、由下列四种X的溶液，分别加入四个盛有10mL、2mol盐酸的烧杯中，并加水稀释至50 mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是（ ） A、20mL, 3molL-1 B、20mL,2molL-1C、 10mL, 4molL-1 D、10mL, 2molL-1 例2、在体积数V升的密闭容器中进行下列反应，mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)用A物质表示的平均反应速率为am/p molL-1min

5、-1,则十分钟内，D物质增加的物质的量是（ ）A、pqtm/a B、atm/q C、aqVt/p D、aVm/p巩固练习1、如右图所示，两个极易导热的密闭容器a和b，容器a的体积恒定，容器b的体积可变，在温度、压强体积均相同的条件下，往a、b中分别充入等物质的量NO2,发生如下反应：2NO2=NO4+ Q，以下说法正确的是（ ）A、反应起始时，两容器内的反应速率V a与V b的关系是V aV bB、反应过程中，两容器内的反应速率V a与V b的关系是V aV bC、两容器内的反应达到平衡时所需的时间一定相同D、反应均达到平衡时，容器内的压强Pa与P b的关系是PaP b2.在密闭容器中,进行可

6、逆反应,A与B反应生成C，且反应速率分别用A、B、C单位为mol/(Ls)表示，且A、B、C之间有以下关系: B=3A， 3C=2B，C=2A。则此反应可表示为( )。AA+BCB2A+2B3CC3A+BCDA3B2C 3.设C+CO22CO-Q1，反应速率为V1；N2+3H22NH3+Q2，反应速率为V2，对于上述反应，当温度升高时，V1和V2的变化情况为( )A.同时增大 B.同时减少C.V1增大，V2减小 D.V1减小，V2增大第二节 化学平衡知识结构一 .化学平衡的概念 1、化学平衡研究的对象：一定条件下的可逆反应。2、化学平衡的概念：在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等，

7、反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。注意：化学平衡的建立与途径无关3、化学平衡的特征：（1）“逆” ：研究对象为可逆反应（2）“动” ：是动态平衡，V0（3）“等” ：V正=V逆，即某一瞬间，某一成分的生成速率等于消耗速率（4）“定” ：反应混合物或平衡混合物中各组分含量不变（如分子数，质量，体积，百分含量等）（5）“变” ：当外界条件改变时，V正V逆，平衡发生移动，并逐步建立新的平衡。（6）“同” ：相同条件下，同一个可逆反应可由不同途径（不同的起始量）达到同一平衡状态（等效平衡）二 .化学平衡的标志 1、速率标志： A、对于同一物质V正=V逆 B、对于同一反应不同物质，V正与V逆与化学

8、计量系数成正比2、从体系内各成分含量分析各成分的含量在反应达到平衡后保持不变A、分子个数 B、质量分数 C、气体体积 D、物质的量3、压强标志 A、对于反应前后气体分子数不等的可逆反应，当压强保持不变时，说明反应达到平衡，如合成氨。B、对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，自始至终物质的量却不发生变化，压强始终保持不变，所以不能作为平衡的标志。思考：在何种情况下，气体平均分子量不变可作为化学平衡的标志吗？三、化学平衡的种类 1、化学平衡 2、电离平衡 3、水解平衡 4、溶解平衡 5、络合平衡四、化学平衡常数 1 平衡常数的概念：在一定温度小，可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度的乘积除以反应物浓

9、度乘积所得到的比值是一常数。 2 表达式： mA + nB = pC + qD K=Cp Dq / Am Bn注意: (1)各物质浓度必须是平衡浓度。固体或纯液体不列入平衡常数的表达式。(2)平衡常数对某一反应来说只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。(3)平衡常数指某一具体的反应的平衡常数，若反应方向改变，则平衡常数改变。同一反应的正逆反应的平衡常数互为倒数。意义：可表示可逆反应进行的程度，K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越高。巩固练习1.充分说明在恒温下的密闭容器中，反应2SO2+O22SO3已经达到平衡状态的标志是 A 容器中SO2、O2和SO3共存B SO2和SO3的

10、物质的量浓度相等C 容器中SO2、O2、SO3的物质的量比为2:1:2D 反应器内压强不再变化2. 在一定温度下，反应A2(气)+B2(气)2AB(气)达到平衡的标志是 A单位时间内生成nmolA2同时生成nmol的ABB容器内总压强不随时间而变化C单位时间内生成2nmolAB，同时生成nmol的B2D单位时间生成nmolA2，同时生成nmol的B23.在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再改变时，表明反应：A(s)2B(g)= C(g)D(g)已达平衡的是 A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.B物质的分子量 D.气体的总物质的量4.下列哪种说法可以证明N2+3H22NH3已达

11、到平衡状态( )A.1个NN键断裂的同时，有3个HH键形成。B.1个NN键断裂的同时，有3个HH键断裂。C.1个NN键断裂的同时，有6个HH键断裂。D.1个NN键断裂的同时，有6个HH键形成。5.反应C（s）+CO2（g）=2CO（g）在一定温度下达到平衡，该温度下平衡常数表达式K ，如果200下反应的平衡常数为K，300平衡常数为10K，则该反应的正反应是 热反应。第三节 影响化学平衡的条件知识结构一 .化学平衡的移动 1、什么是平衡的移动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.2、平衡移动的动力： V正V逆（1）V正 V逆, 平衡向正反应方向移动（2）V正 V逆

12、, 平衡向逆反应方向移动（3）V正 = V逆, 平衡不移动二 .影响化学平衡的因素1、浓度：当其他条件不变时，增加反应物浓度或减少生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；反之，平衡向逆反应方向移动。改变物质浓度不包括固体和纯液体，即固体或纯液体物质的量的增加和减少，不影响浓度， 从而不影响化学反应速率，也不影响化学平衡。分别画出增加反应物浓度，减少生成物浓度，减少反应物浓度，增加生成物浓度时的速率-时间图像。2、压强：当其他条件不变时，在有气体参加的反应的平衡体系中，增大压强，平衡朝气体分子数减少的方向移动；降低压强，平衡向气体分子数增多的方向移动。对于无气体参加的反应（固体或液体）改变压强不能

13、使化学平衡发生移动。注意：若反应前后气体体积无变化，改变压强，能同时改变正、逆反应速率，V正V逆，平衡不移动。压强变化是指平衡混合物体积变化而引起的总压变化，若平衡混合物的体积不变，而加入 “惰气”，虽然总压变化了，但平衡混合物的浓度仍不变，速率不变，平衡不移动。 若加入“惰气”，保持总压不变，此时只有增大体系体积，这就相当于降低了平衡体系的 压强，平衡向气体体积增大的方向移动。 3、温度：当其他条件不变时，升高温度会使化学平衡向吸热方向移动，降低温度会使化学平衡向放热方向移动。练习：画出升温和降温时，2SO2 + O2 = 2SO3 + Q 反应的速率时间图像。4、催化剂：催化剂对正逆反应速

14、率改变的程度相同，所以对化学平衡无影响。但可大大地 缩短反应达到平衡所需的时间。 三 .勒沙特列原理 如果改变影响平衡的一个条件，（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。勒沙特列原理又称平衡移动原理，它不适合于未达到平衡的体系。对于可逆反应来说，在建立平衡以前，无论怎样改变条件，反应总是向着建立平衡的方向进行。（四）不与体系中物质反应的物质（如惰性气体等） 不与体系中物质反应的物质加入对化学平衡的影响，要具体分析，转换思维，将其转化成平衡体系中物质浓度的变化考虑。如恒温、恒容时充入惰性气体，虽然体系的总压强增大，但没有改变原平衡混合物各组分的浓度，平衡不移动；如果恒温恒压

15、时充入惰性气体，为了恒压体系体积必须增大，则平衡混合物各组分浓度减小，又相当于减小压强，所以平衡向气体体积增大的方向移动。(五).可逆反应进行程度的描述方法转化率、产率。(1)反应物的转化率反应物的转化量/该反应物起始量100%(2)产物的产率产物的实际量/该产物的理论量100%巩固练习1. 可逆反应2SO2+O22SO3+Q已达到平衡，在恒温条件下，扩大容器体积则 AV正，V逆均不变，平衡不移动BV正，V逆均减小，平衡左移CV正减小，V逆增大，平衡左移D.V正减小，V逆不变，平衡左移2. 在密闭容器中进行的可逆反应mA(气)+nB(气)pC(气)+qD(气)当反3. 三下图表示：x(气)+y

16、(气)2Z(气)+Q反应变化过程中物质的浓度与反应的时间变化关系图中t2t3秒间的曲线变化是由于下列哪种条件的改变所引起的 A增大了压强 B降低温度C增加了x和y的浓度 D使用了催化剂4. 在密闭容器中进行如下反应：N2+3H22NH3+热，若将平衡体系中各物质的量浓度都增加到原来的2倍，则产生的结果是 A.平衡不发生移动 B.平衡沿着正反应方向移动C.平衡沿着逆反应方向移动 D.NH3的摩尔分数增加E.正逆反应速率都增大5. 在A+B(固)C反应中，若增加压强或降低温度，B的转化率均增大，则反应体系应是 AA是固体，C是气体，正反应吸热BA是气体，C是液体，正反应放热CA是气体，C是气体，正

17、反应放热DA是气体，C是气体，正反应吸热6对于可逆反应mA(气)+nB(气)eC(气)+fD(气),当反应过程中其他条件不变时，C的质量分数（C%）与温度（T）和压强（p）的关系如图所示.下列叙述正确的是( ).A.达到平衡后,若使用催化剂,C的质量分数将增大B.达到平衡后,若升高温度,化学平衡向逆方向移动C.化学方程式中ne+fD.达到平衡后,增加A的量有利于化学平衡向正方向移动 7.下列措施肯定能使化学反应速率增大的是( )A.增大反应物的量 B.增大压强C.升高温度 D.使用催化剂第四节 合成氨条件的选择知识结构一 .选择合成氨的适宜条件：1条件选择的基本原则：（1）尽可能使反应速率快，

18、但又防止设备无法承受。（2）尽可能使原料转化率高，这样可以节省成本。2合成氨反应的特点：（1）正反应为气体体积减小的反应。（2）正反应为放热反应。理论上合成氨过程中对外界条件的要求为低温高压。3合成氨的适宜条件：（1）压强：综合分析：实际采用200atm-500atm。请从反应速率，平衡移动，动力，设备综合分析。（2）温度：实际采用温度500度左右。请从反应速率，平衡移动，催化剂活性分析。（3）催化剂铁触媒。（4）原料配比：，原因是H2的制取成本较N2高，增大N2浓度，平衡右移，提高H2的转化率。二 .合成氨工业简述：1原料气体的制取、净化、压缩。（1）N2：的制取方法：分离液态空气法。（2）

19、H2：用反应式表示：C + H2O（气） = CO + H2。思考：原料气为什么要净化、压缩？2氨的合成：在合成塔中进行反应。3氨的分离：在冷却设备和分离器中进行分离，及时分离的目的是降低生成物氨的浓度，平衡向右移动，提高产率。巩固练习1下列说法中可以证明反应N2+3H22NH3+Q已达到平衡状态的是( ) .A. 1 mol NN键断裂的同时,有3mol H-H键生成B. 1 mol NN键断裂的同时,有3mol H-H键断裂C. 1 mol NN键断裂的同时,有6mol H-H键断裂D. 1 mol NN键断裂的同时,有6mol H-H键生成 2在N2+3H22NH3+Q的平衡体系中,当分

20、离出氨时,下列说法正确的是( ).A.正反应速率增大B.平衡向逆反方向移动C.正反应速率先变大后变小D.逆反应速率先变小后逐渐增大 3.在N2+3H22NH3反应中,使用催化剂的理由是( ).A.使平衡向正方向移动B.没有催化剂该反应不能发生C.使化学反应速率增大D.抑制逆反应的发生 4.在固定容积的密闭容器中,氮、氢合成氨反应达到了平衡，容器内含有0.1mol N2、0.3mol H2、0.1mol NH3,若维持原来的条件,向该容器中再同时加入0.1mol N2、0.3mol H2、0.1mol NH3,则( ) A.正、逆反应速率同时增大，平衡不移动B.正、逆反应速率同时增大，NH3的质

21、量分数升高C.正、逆反应速率同时增大，平衡向逆反应方向移动D.正、逆反应速率不变,平衡不移动 5.合成氨所需的氢气可由水煤气反应制得,其中一步反应为CO(气)+N2O(气)CO2(气)+H2(气)+43kJ,下列措施中能提高CO转化率的是( ).A.增大压强 B.降低温度C.增大水蒸气的浓度 D.增大CO的浓度 第五节 化学平衡的计算知识结构一 .常规方法：平衡模式法。 根据可逆反应方程式，求出反应物、产物各物质的（1）初始物质的量或浓度。（2）过程中转化的物质的量或浓度。（3）平衡时（终态时）各物质的量或浓度。例1某体积可变的密闭容器，盛有质量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A+3

22、B2C，若维持温度和压强不变当达到平衡时，容器的体积为VL，其中C的气体体积占10%，下列推断正确的是( )原混合气体的体积为1.2VL原混合气体的体积为1.1VL反应达到平衡时气体A消耗掉0.05VL反应达到平衡时气体B消耗掉0.05VLA. B. C. D.练习1将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：( )NH4I(固) NH3(g)+HI(g)，2HI(g) H2(g)+I2(g)，当达到平衡时 ，H20.5mol/L，HI4mol/L，则NH3的浓度为A.3.5mol/L B.4mol/L C.4.5mol/L D.5mol/L二 .差量法 根据初态终态体积的变化或总物

23、质的量的变化或压强变化进行计算。一般题干给出反应前后（初、终）体积（物质的量、压强）或可以求出反应前后体积或总物质的量时，用差量法解题较简单。例2练习2三 .极端假设法例3在密闭容器中进行下列各反应，达到平衡以后，保持温度不变，压缩容器的体积，混合气体的平均分子量增大的是（ ）AFe2O3(固) + 3CO(气)2Fe(固) + 3CO2(气)B4NH3(气) + 5O2(气) 4NO(气) + 6H2O(气)C2NH3(气) + 2CO2(气)CO(NH2)2(固) + H2O(气)DC(固) + H2O(气) CO(气) + H2(气)练习3在一密闭容器中进行下列反应：2SO2+O22SO

24、3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L,0.1mol/L，0.2mol/L，当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )A.SO2为0.4mol/L，O2为0.2mol/LB.SO2为0.25mol/LC.SO2，SO3均为0.15mol/L D.SO3为0.4mol/L四、等效过程法（转换过程法）例4在容积为1升的密闭容器中，加入1mol氮气和3mol氢气，达到平衡时，氨的浓度为0.52mol/L，若温度不变，将1mol氮气和2mol氢气，作为初始物质加入上述容器中，达到平衡时，NH3的浓度为（ ）A0.52mol/L B大于0.52mol/LC小于0.

25、52mol/L D以上均不正确练习4在温度、催化剂不变的状况下，向一固定体积的密闭容器中加入H2 、N2 、NH3初始物质的量（单位摩尔）如下表格，反应达到平衡时，氨气浓度最大的一组是（ ）ABCDH2613.55N22011.5NH30421练习5.有体积相同的容器甲和乙,在甲充入1mol O2、2mol SO2,在乙充入2mol SO3。密封后都加热至相同温度，达平衡后，下列说法正确的是（ ）。A甲中有2mol SO3，乙中有2mol SO2和1mol O2B甲中SO2转化率与乙中SO3转化率一定相等C甲、乙中平衡混合气的质量分数相同D甲、乙两容器内气体压强相等 五、理论指导法，寻找突破口

26、：例5在V升的密闭容器中加入2升A（气）和1升B（气）。在一定的条件下发生反应：3A(气) + B(气)nC(气) + 2D(气)，达到平衡时，A的浓度减少1/2，混合气体的平均分子量增大1/8，则该反应方式中n的值是（ ） A1 B2 C3 D4练习6在一个固定体积的密闭容器中，放入3LX(气)和2LY(气)，在一定条件下发生下列反应：4X(气)+3Y(气)2Q(气)+nR(气)达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5%，X的浓度A3 B4 C5 D6六、综合法例6在一定温度下，把2mol SO2和1mol O2通入一个定容积的密闭容器中，发生了如下反应：2 SO2 + O22

27、SO3，当反应达到一定的程度时，反应混合物处于一定的平衡状态，现在该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2 、O2和SO3的物质的量，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证反应达平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍与上述平衡相同，请填空：（1）若a = 0，b = 0，则c = _。（2）若a = 0.5，则b = _ c = _。（3）a、b、c取值必须满足的一般条件是（请用两个方程表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）。_练习7.在一个容积固定的反应器中，有一个可左右滑动的隔板，两侧分别进行如下图所示的可逆 反应。各物质的起始加入量如下

28、：A、B、C均为4.0mol，D为6.5mol，F为2.0mol。设E为Xmol。当X在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且 隔板恰好处于反应器的正中位置。请填写如下空白：(1)若X4.5时，则右侧反应在起始时间 (填“正反应”“逆 反应”)方向进行。欲使起始反应维持向该方向进行，则X的最大取值应小于 。若X分别为4.5和5.0时，则在这两种情况下，为反应达平衡时，A的物质的量是否相等? (填“相等”、“不相等”或“不能确定”)。其理由是 。知识点：本题是一道信息试题，涉及到外界条件对化学平衡的影响及关于化学平衡的相关计 算。能力点：培养学生自学能力、综合能

29、力。化学平衡单元检测题（A）一、 选择题1、将表面积和体积均相等的大理石分别投入过量的A溶液（0.1molL-1 HCl）与B溶液（0.1molL-1 CH3COOH）中，则： A、初始的速度A、B相同，生成CO2的总量A、B也相同B、初始的速度A大于B，生成CO2的总量也是A大于BC、初始的速度A大于B，生成CO2的总量也是A等于BD、反应速率和生成CO2的总量均不相同2、m A(S)+n B(q) = q C(g); H= -Q 的可逆反应在一定的温度下的密闭容器中进行，B的体积分数B%与压强的关系如图，下列叙述正确的是 （ ） A、m + nq B%C、处于X点的混合物中，V正V逆 D、X点比Y点的正反应速率慢 P3.关于化学反应速率的说法正确的是( ).A.化学反应速率可表示可逆反应进行的程度B.化学反应速率是指一定时间内,任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加C.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显D.根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢 4.合成氨:3H2+N22NH3 ,其反应速