1、第三节第三节 化学平衡（第一课时）化学平衡（第一课时） 教学目标 1使学生建立化学平衡的观点，并通过分析化学平衡的建立， 增强学生的归纳和形象思维能力。 2使学生理解化学平衡的特征，从而使学生树立对立统一的辩 证唯物主义观点。 教学重点 化学平衡的建立和特征。 教学难点 化学平衡观点的建立。 教 学 过 程 引言： 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
2、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。 可逆反应与不可逆反应（阅读教材 27 页理解可逆反应的概念） 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： 注意：1、 2、 3、 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？ 思考 2：什么是化学平衡?化学平衡是如何建立的?下面我们就来 讨论这一问题。 1、化学平衡的建
3、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 001 001 0 0 一段时间后 0005 0005 0005 0005 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)
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( ) 单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO2 单位时间内生成 n mol O2 的同时，生成 2n mol NO 用 NO2 、NO、O2 的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为 221 的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 l A B C D 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
5、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 2、下列方法中可以证明 A(s) + 2B2(g) 2C2(g) +D2(g) 已经达到平衡状态的是_. 、单位时间内生成了 2molC2的同时也生成了 1molA 、一个 B B 键的断裂的同时有一个 C C 键的生成 、反应速率 v(B2)=v(C2)=1/2v(D2) 、C(B2):C(C2):C(D2) = 2:2:1 、温度、体积一定时，B2、C2、D2浓度不再变化 、温度、体积一定时，容器内的压强不再变化 、条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化 、温度、体积一
6、定时，混合气体的密度不再变化 、百分组成 B2% = C2% = D2% 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 4、在 1 大气压 390时，可逆反应：2NO2 2NO+O2达到平 衡， 此时平衡混合气体的密度是相同条件下 H2密度的 19.6 倍， 求 NO2 的分解率。 第三节 化学平衡（第二课时） 教学目标： 正确理解浓度、温度对化
7、学平衡的影响，并能利用勒夏特列原理 加以解释。 教学重点： 理解浓度、温度对化学平衡的影响。 教学难点： 勒夏特列原理的归纳总结。 教 学 过 程 【引入】： 我们知道： 不同温度下物质的溶解度不同。 那么对于 t0时达到溶 解平衡状态的饱和溶液，当升高或降低温度至 t1时： 若：溶解度增大，固体溶质继续溶解，则 V（溶解） V（结 晶） 溶解度减小，固体溶质析出，则 V（溶解） V（结晶） 那么溶解平衡状态被打破，继而建立一种新的溶解平衡，也就是 说： 条件改变，溶解平衡移动。 那么： 化学平衡是否也只有在一定条件下才能保持？当条件（浓度、压 强、温度等）改变时，平衡状态是否也会发生移动？
8、【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： Cr2O7 2 + H 2O 2CrO4 2 + 2H+ K2Cr2O7为橙色，K2CrO4为黄色。 实验步骤：取两支试管各加入 5ml0.1mol/L K2Cr2O7溶液，然后 按下表步骤操作，观察并记录溶液颜色的变化。 步骤 滴加 310 滴浓滴 加1020滴6 实验结论： 【实验探究二】：探究浓度变化对化学平衡的影响 实验原理：Fe 3 3SCN Fe（SCN） 3 （红色） 实验步骤：向盛有 5 ml0.005mol/L FeCl3溶液的试管中加入 5 ml0.01mol/L KSCN
9、 溶液，溶液显红色。 （1）将上述溶液均分置于两支试管中；向其中一支试管中加入 饱和 FeCl3溶液 4 滴，充分振荡，观察溶液颜色变化；向另一支试管 滴加 4 滴 1 mol/L KSCN 溶液，观察溶液颜色变化。 （2）向上述两支试管中各滴加 0.01mol/LNaOH 溶液 35 滴，观 察现象，填写下表。 编号 1 2 步骤（1） 滴加饱和 FeCl3 溶液 滴 加1 mol/L KSCN 溶液 现象 H2SO4 mol/LNaOH K2Cr2O7 溶液 V正 V逆 V逆 V正 V正 V逆 步骤（2） 滴加 NaOH 溶液 滴加 NaOH 溶液 现象 结论 【思考与交流】 上述两个实验
10、中， 化学平衡状态是否发生了改变？你是如何判断 的？ 2、从中你能否推知影响化学平衡状态的因素？ 小结： （1）浓度对化学平衡的影响的规律 在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物浓度， 都可以使平衡向着 移动；增大生成物浓度或减小 反应物浓度，都可以使平衡向着 移动。 （2）用 v-t 图表示化学平衡的移动： v v 例： t t 旧的化学平衡 增大反应物的浓度 请同学们用 v-t 图表示下列平衡的移动： 减少反应物的浓度 增大生成物的浓度 减少生成物的浓度 说明：（1） （2） （3） （4） 【实验探究三】：温度对化学平衡的影响（阅读教材 30 页实验 2-7） 实验原理： 实
11、验步骤： 实验现象： 结论： v-t 图表示： 化学反应速率、化学平衡、平衡移动三者之间的关系 以一般反应：mA（气）+n B（气）= p C（气）+qD（气）+Q（千焦）通式为 例来讨论浓度，温度，压强，催化剂等对三者的影响极其规律。 反 应特征 改 变条件 v t 图象 改 变 条件瞬间 达 到 平 衡 前 平 衡 移动方向 达到 新平衡 v 正 v 逆 v 正 与 v 逆的 关系 A 转 化 率 B 转 化 率 Q 0 升 高温度 降 低温度 Q 降 低温度 m+n V 变小 增 大压强 减 小压强 m+n =p+q 加 入 惰 性 气 体 V 不变 = V 变大 = V 变小 增 大压
12、强 减 小压强 m+n p+q 加 入 惰 性 气 体 V 不变 = V 变大 V 变小 增 大压强 减 小压强 注:用“=”表示相等 “”表示升高或增加 “”表示降低或 减少 “”表示无关或不变 “V”表示体积 “v”表示速率 反馈练习： 1、在密闭容器中存在下列平衡： ，CO2的 平衡浓度为 C1摩/升，现再充入 CO2使其浓度达到 2C1摩/升，重新达 到平衡后， CO2的浓度为 C2摩/升(设温度不变)，则 C1和 C2的关系是 （ ） A. C1 C2 D. 2C1 = C2 2、现有可逆反应 2A + B + H2O C + D 已达到平衡，往平衡 体 系 中 加 水 稀 释 ，
13、平 衡 向 _ 方 向 移 动 ， 理 由 是 _ 3、对于 mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气)的平衡体系，当升高 温度时，体系对氢气的相对密度从 16.5 变成 16.9，则下列说法正确 的是 （ ） A.m+np+q 正反应是放热反应 B.m+np+q 正反应是 吸热反应 C.m+np+q 逆反应是放热反应 D.m+n0 处于平衡状态（已知 m+np+q），下列说法正确的是 （ ） 升温时 C（B）/C（C）的值减小 降温时，体系内混合气体 的平均相对分子质量增大加入 B 后，A 的转化率变大 A B C D 1、对于反应 A2+3B2 2AB3以下表示的反应速率中，速率最大的
14、 是 A、vA=0.4molL -1min-1 B、v B=0.8molL -1min-1 C、 v 3 AB =0.6mol L -1min-1 D、 v 2 A =0.01mol L -1 S-1 2、在 2L 密闭容器中，盛有 2mol X 和 2molY 物质进行如下反应： X(s)+3Y(g) Z(g)，当反应进行到 10s 后，测得生成 0.5mol Z，这期间的平均反应速率为 A 、vX=0.05mols -1 B 、 vX=0.025molL -1s-1 C 、 vy=0.05mol L -1 s -1 D 、 vy=0.075molL -1s-1 3、现有三个体积相等的密闭容
15、器中都进行如下反应： CO2+H2 CO+H2O(g)，反应所处的温度相同，但反应的起始浓度 不同，其中甲： H2=CO=amol 乙 ： CO2=amol H2=2amol 丙 CO2=H2=H2O=amol，达到平衡时，CO 的浓度由大到小的顺序排列 正确的是 A、丙甲乙 B、甲乙丙 C、乙丙甲 D、 乙甲丙 4、在一个固定体积的密闭容器中，放入 mmol 的 A 和 nmol 的 B， 发生如下反应： mA(g)+nB(g) PC(g)，平衡时 C 的浓度是 wmolL -1，若维持 容器的体积不变，起始时放入 amolA、bmolB 和 cmolC，要使平衡时 C 的浓度仍为 wmol
16、L -1，则 a、b、c 必须满足的条件是 A、a:b:c=m:n:p B、a:b=m:n 和 pc m ap C、ma p mc 和nb n pc D、a= 3 m , c= 3 n 和 c= 3 2p 5、对处于化学平衡的体系，以化学平衡与化学反应速率的关系 可知： A、化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动。 B、化学平衡发生移动时、化学反应速率一定变化。 C、正反应进行的程度大、正反应速率一定大。 D、只有催化剂存在下，才会发生化学反应速率变化，而化学 平衡不移动的情况。 6、 在 PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)， 达到平衡后， 其它条件不变， 向平衡体系中加入 37C
17、l 2， 达到新平衡后， 含 37Cl 的 PCl 3的物质的量与 原平衡相比 A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定 7、下列事实不能用勒沙特列原理说明的是 A：往氢硫酸溶液中加入盐酸，S 2-降低。 B：温度不变时，敞口久置于空气中的饱和 KNO3溶液含有晶体析 出。 C：在合成氨的工业生产中，使用较高的温度有利于提高产量。 D：在密闭容器中，水面上方的蒸气压强随温度升高而增大。 8：下列平衡：C2H2+H2 C2H4 2CH4 C2H4+2H2 当降低温度时，式 向右移动，式向左移动，试判断下列式中 C+2H2 CH4+Q1 2C+H2 C2H2+2Q2 2C+2H2 C2H4+2Q
18、3 Q1、Q2、Q3的大小顺序为 A、Q1Q2Q3 B、Q1 Q3 Q2 C 、Q2 Q1 Q3、 D、Q2Q3 Q1- 9 、 在 CuCl2水 溶 液 中 存 在 如 下 平 衡 ： Cu(H2O)4 2+4Cl- CuCl4 2-+4H 2O 能使黄绿 （蓝） （绿） 色 CuCl2溶液向蓝色转化的操作是 A、 蒸发浓缩 B、 加水稀释 C、 加入 AgNO3 D、 加入食盐晶体 10、反应 A(g)+xB(g) yC(g)，将 A 与 B 按体积比 1:x 混 合反应当 A 的转化率是 50%时，反应前混合气体的密度是反应后混合 气体密度的 4 3 （同温同压），则 x、y 的值可能是
19、 A、 3， 4 B、 3， 2 C、 3， 3 D、 1，1 11、在容积一定的密闭窗口中，反应 A B(g)+C(s)达平衡， 若继续升高温度，容器内气体的密度增大，下列判断正确的是 压强对该反应的平衡移动没有影响 在平衡体系中加入 C，混合气体平均分子量增大 若正反应为吸热反应，则 A 为非气态 若正反应为放热反应，则 A 为气态 某温度下，反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)+Q,在一带有活塞的密 闭容器中达到平衡， 下列说法不正确的是 恒温压缩体积，平衡不移动，颜色加深 恒压迅速充入 HI，开始时正反应速率减小 恒容，升温正反应速率减小 恒容，充入 H2，I2的百分比含量降低
20、二：填空 1、t 0C 在 VL 密闭容器中加入 vmol N 2和 3vmol H2，当反应 N2+3H2 2NH3达平衡时， 混合气体中 N2、H2、NH3分别为 A、B、Cmol，仍在 t 0C，若只改变 起始物的加入量，但要维持 A、B、C 值不变，则在 N2、H2、NH3的加入 量用 X、Y、Z 表示，应满足的条件是 若 X=0，Y=0，则 Z=_ 若 X=0.75vmol，则 Y=_ Z=_ X、Y、Z 应满足的一般条件，用 X、Y、Z 的方程式表示式是 _、 _。 2、在一定温度下，把 2 体积 N2和 6 体积 H2通入一个带有活 塞的容积可变的容器中，活塞的 一端与大气相通，
21、发生反应 N2+3H2 2NH3+Q 达到平衡，测得混合气体为 7 体积 （1）保持上述反应温度不变，设 a、b、c 分别代表初始加入的 N2、H2、NH3体积，若反应达到平衡后，混合气体中各物质的百分含量 仍与上述平衡完全相同，那么： 若 a=1, c=2 则 b=_，在此情况下，反应起始时将向_方 向进行。 若规定起始时反应向逆方向进行，则 C 的取值范围是 _ （2）在上述装置中，若起始时的 a、b、c 值均与（1）相同，但 N2（2体积） 大气 （6体积） 2H 需控制平衡后混合气 体为 6.5 体积，则可采取措施是_，其原因是_。 3、在一个容积不变的反应容器中，要求通过调节体系的温
22、度使 下列反应达到平衡时保 持容器内气体总物质的量为 12mol，A(g)+2B(g) 2C(g)。现 向反应器中加入 6.5molA，X molB，2.0 molC. （1）若 x=5.5 时，需要降低体系温度使反应在平衡时达到 题设条件，则正反应为_热反应。 （2）欲使起始反应维持向逆方向移动，则 x 取值范围是 _ 【答案】 选择题 D 2、AD 3、D 4、B 5、B 6、A 7、C 8、 B 9、BC 10、BD 11、CD 12、C 填空题： (1) 2vmol (2)2.25v, 0.5v (3) x+2z=v Y+ 3 2 Z=3V (1) 3,逆 1c4 (2) 降温，因为正
23、反应是放热反应且是体积减小的反应（不能加 压因为与外界大气 相通） 3、（1）放 （2）2.5x3.5 化学平衡常数 【学习目标】： 1、化学平衡常数的概念 2、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断 3、运用化学平衡常数进行计算，转化率的计算 【学习过程】： 引言当一个可逆反应达到化学平衡状态时，反应物和生成物 的浓度之间有怎样的定量关系，请完成 44 页问题解决，你能得 出什么结论？ 一、化学平衡常数 1、定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生 成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系数为指数的幂 的乘积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数（简 称平衡常
24、数） 2、表达式：对于一般的可逆反应，mA（g）+ nB（g）pC（g） + qD（g） 当在一定温度下达到平衡时，K=c p(C)cq(D)/cm(A)cn(B) 阅读 45 页表 2-7，你能得出什么结论？ 3、平衡常数的意义： （1）平衡常数的大小反映了化学反应进行的 程度 （也叫 反应的限度 ）。 K 值越大，表示反应进行得 越完全 ，反应物转化率 越 大 ； K 值越小，表示反应进行得 越不完全 ，反应物转化率 越 小 。 （2）判断正在进行的可逆是否平衡及反应向何方向进行： 对于可逆反应：mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g)，在一定的温 度下的任意时刻，反应物的浓度和生
25、成物的浓度有如下关系： Qc=C p(C)Cq(D)/Cm(A)Cn(B)，叫该反应的浓度商。 QcK ，反应向 正反应方向 进行 QcK ，反应处于平衡状态 QcK ，反应向 逆反应方向 进行 （3）利用可判断反应的热效应 若升高温度，值增大，则正反应为 吸热 反应(填“吸热”或 “放热”)。 若升高温度，值减小，则正反应为 放热 反应(填“吸热”或 “放热”)。 阅读 45 页表 2-8、2-9，你能得出哪些结论？ 二、使用平衡常数应注意的几个问题： 、化学平衡常数只与 有关，与反应物或生成物的浓度 无关。 2、在平衡常数表达式中：水(液态)的浓度、固体物质的浓度不 写 C(s)+H2O(
26、g)CO(g)+H2(g)，K=c(CO)c(H2)/c(H2O) Fe(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)，K=c(CO2)/c(CO) 3、化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关 例 如 ： N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 的 平 衡 常 数 为K1， 1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)的平衡常数为K2， NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常数为 K3； 写出 K1和 K2的关系式： K1=K2 2 。 写出 K2和 K3的关系式： K2K3=1 。 写出 K1和 K3的关系式： K1K3 2=1 。 三、某个指定反应物的转化率 = 该反应物的
27、起始浓度 该反应物的平衡浓度该反应物的起始浓度 100% 或者= 该反应物的起始浓度 浓度反应该反应物反应中消耗)( 100% 或者= 量该反应物的起始物质的 的物质的量反应该反应物反应中消耗)( 100% 转化率越大，反应越完全！ 四、有关化学平衡常数的计算：阅读 46 页例 1 和例 2。完成 47 页问题解决。 【课堂练习】： 1、设在某温度时，在容积为 1L 的密闭容器内，把氮气和氢气两 种气体混合，反应后生成氨气。实验测得，当达到平衡时，氮气和氢 气的浓度各为 2mol/L，生成氨气的浓度为 3mol/L，求这个反应在该 温度下的平衡常数和氮气、氢气在反应开始时的浓度。 (答案:K=
28、0.5625 氮气、氢气在反应开始时的浓度分别为 3.5mol/L 和 6.5mol/L) 2 、 现 有 一 定 温 度 下 的 密 闭 容 器 中 存 在 如 下 反 应 ： CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，知 CO 和 H2O 的起始浓度均为 2mol/L 经测定该反应在该温度下的平衡常数 K=2.60，试判断， （1）当 CO 转化率为 50时，该反应是否达到平衡状态，若未 达到，哪个方向进行？ （2）达平衡状态时，CO 的转化率应为多少？ （3）当 CO 的起始浓度仍为 2mol/L，H2O 的起始浓度为 6mol/L 时，CO 的转化率为多少？ (答案:（1）不平
29、衡,反应向正方向进行,（2）61.7% （3）86.5%) 3 、 在 一 定 体 积 的 密 闭 容 器 中 ， 进 行 如 下 反 应 ： CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)， 其化学平衡常数 K 和温度 t 的关系如 下表所示： t 70 0 80 0 83 0 10 00 12 00 K 0. 6 0. 9 1. 0 1. 7 2. 6 回答下列问题： 该 反 应 化 学 平 衡 常 数 的 表 达 式 ： K= c(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2) ； 该反应为 吸热 （填“吸热”或“放热”）反应； 下列说法中能说明该反应达平衡状态的是 B A、容器中压强不变 B、混合气体中 c(CO)不变 C、混合气体的密度不变 D、c(CO) = c(CO2) E、化学平衡常数 K 不变 F、单位时间内生成 CO 的分子数与 生成 H2O 的分子数相等 某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO) c(H2O)，试判此时的温度为 830 。
