1、第三节化学平衡第二章第二章 化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡第二课时化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征(1)动：动态平衡动：动态平衡(2)等：正反应速率等：正反应速率=逆反应速率逆反应速率(3)定：反应混合物中各组分的浓度保持定：反应混合物中各组分的浓度保持 不变，各组分的含量一定。不变，各组分的含量一定。(4)变：条件改变，原平衡被破坏，在新变：条件改变，原平衡被破坏，在新 的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。可见，化学平衡只有在一定的条件下才能保持。当外界条件改变，旧的化学平衡将被破坏，并建立起新的平衡状态。可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学可逆反应中旧化学平衡的破坏
2、、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。化学平衡移动的概念化学平衡移动的概念:研究对象：研究对象：已建立平衡状态的体系已建立平衡状态的体系平衡移动的标志：平衡移动的标志：1、反应混合物中各组分的浓度发生改变、反应混合物中各组分的浓度发生改变2、V正正 V逆逆一、浓度对化学平衡的影响：Fe3+3SCN-Fe(SCN)3(硫氰化铁硫氰化铁)增加增加Fe3+或或 SCN-的浓度，平衡向生成的浓度，平衡向生成Fe(SCN)3的方向移动，故的方向移动，故红红色加深。色加深。原因分析原因分析:增加反应增加反应物的浓度物的浓度,V正正 V逆逆，平衡向平衡向正正反应方向移动
3、；反应方向移动；t2V正正=V逆逆V逆逆V正正t3V正正=V逆逆V正正V逆逆t1 t（s）V(molL-1S-1)0 平衡状态平衡状态速率速率-时间关系图：时间关系图：平衡状态平衡状态增增大大反反应应物物浓浓度度 当当减小反应减小反应物的浓度时物的浓度时,化学平衡化学平衡将怎样移动将怎样移动?速率速率-时间关系图：时间关系图：结论结论:减小反应物的浓度减小反应物的浓度,V正正 V逆逆，平衡平衡 向向逆逆反应方向移动；反应方向移动；讨论讨论:当当增大生成增大生成物的浓度时物的浓度时,化学平衡化学平衡将怎样移动将怎样移动?速率速率-时间关系图：时间关系图：结论结论:增大生成物的浓度增大生成物的浓度
4、,V正正 V逆逆，平衡向，平衡向正正反应方向移动；反应方向移动；v1.增加反应物的浓度或减少生成物的v 浓度平衡向正反应方向移动；2.减小反应物浓度或增加生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动.一、浓度对化学平衡的影响：一、浓度对化学平衡的影响：增大成本较低的反应物的浓度，提增大成本较低的反应物的浓度，提高成本较高的原料的转化率。高成本较高的原料的转化率。2.2.意义：意义：思考：思考：1氯气为什么能用排饱和食盐水收集？氯气为什么能用排饱和食盐水收集？2、在二氧化硫转化为三氧化硫的过、在二氧化硫转化为三氧化硫的过 程中，应该怎样通过改变浓度的程中，应该怎样通过改变浓度的 方法来提高该反应的程度？方
5、法来提高该反应的程度？3、可逆反应可逆反应H2O(g)C(s)CO(g)H2(g)在一定条件下达平衡状态，改变下列条件在一定条件下达平衡状态，改变下列条件 能否引起平衡移动能否引起平衡移动？CO浓度有何变化浓度有何变化?增大水蒸气浓度增大水蒸气浓度 加入更多的碳加入更多的碳 增加增加H2浓度浓度3、浓度对化学平衡移动的几个注意点、浓度对化学平衡移动的几个注意点对平衡体系中的固态和纯液态物质，其浓度对平衡体系中的固态和纯液态物质，其浓度可看作可看作 一个一个常数常数，增加或减小固态或液态纯净，增加或减小固态或液态纯净物的量并不物的量并不 影响影响V正正、V逆逆的大小，所以化学平的大小，所以化学平
6、衡不移动。衡不移动。只要是只要是增大浓度增大浓度，不论增大的是反应物浓度，不论增大的是反应物浓度，还是还是 生成物浓度，新平衡状态下的反应速率生成物浓度，新平衡状态下的反应速率一一定大于定大于原原 平衡状态的反应速率；平衡状态的反应速率；减小浓度减小浓度，新，新平衡状态下的速率平衡状态下的速率一定小一定小 于于原平衡状态的反应原平衡状态的反应速率。速率。反应物有两种或两种以上反应物有两种或两种以上,增加一种物质的增加一种物质的浓度浓度,该该 物质的平衡转化率物质的平衡转化率降低降低,而其他物质而其他物质的转化率的转化率提高提高。二、压强对化学平衡的影响：N2 十十 3H2 2NH3NH3%随着
7、压强的增大而增大，即平随着压强的增大而增大，即平衡向正反应的方向移动。衡向正反应的方向移动。实验实验数据：数据：压强压强(MPa)15103060100NH3%2.09.216.435.553.669.4说明：说明：增大压强增大压强,正逆反应速率均增大，正逆反应速率均增大，但但增大倍数增大倍数 不一样，平衡向着体积缩小不一样，平衡向着体积缩小的方向移动的方向移动解释：解释：加压加压 体积缩小体积缩小 浓度增大浓度增大正反应速率增大正反应速率增大 逆反应速率增大逆反应速率增大 V正正 V逆逆平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动。1.先决条件：先决条件：2.结论：结论：反应体系中有气体参加且反
8、应反应体系中有气体参加且反应 前后总体积发生改变。前后总体积发生改变。aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+bc+d 对于反应前后气体体积发生变化的化学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，反应，在其它条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动，减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。方向移动。体积缩小体积缩小：即气体分子数目减少即气体分子数目减少体积增大体积增大：即气体分子数目增多即气体分子数目增多说明说明:V正正=V逆逆 t（s）V
9、（molL-1S-1）V正正V逆逆t10t2增大压强增大压强3.速率速率-时间关系图：时间关系图：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+b c+dV正正V 逆逆V 正正=V 逆逆 二、压强对化学平衡的影响：aA(g)+bB(g)cC(g)思考：思考：对于反应对于反应 H2O+CO H2+CO2如果增大压强如果增大压强,反应速率是否改变反应速率是否改变,平衡是否移动？平衡是否移动？高温高温催化剂催化剂增大压强增大压强,正逆反正逆反应速率均增大，应速率均增大，而且而且增大倍数一增大倍数一样，样，平衡平衡不移动。不移动。V正正=V逆逆速率速率-时间关系图：时间关系图：V(molL-1S-1
10、)T(s)0V正正=V逆逆t2V正正=V逆逆练习：练习：1.下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡是下列反应达到化学平衡时，增大压强，平衡是否否 移动？向哪个方向移动？移动的根本原因是移动？向哪个方向移动？移动的根本原因是什么什么?2NO(g)+O2(g)2NO2(g)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)H2S(g)H2(g)+S(s)v2.恒温下恒温下,反应反应aX(g)bY(g)+cZ(g)达到平衡后达到平衡后,把容器把容器 体积压缩到原来的体积压缩到原来的一半且达到新平衡时一半且达到新平衡时
11、,X的物质的量浓度的物质的量浓度由由0.1mol/L增大到增大到0.19mol/L,下列判断下列判断正确的是正确的是:A.ab+c B.ab+c C.ab+c D.ab=c 三、温度对化学平衡的影响：2NO2 N2O4+57 KJKJ（红棕色）（红棕色）（无色）（无色）在其它条件不变的情况下，在其它条件不变的情况下，升高温度升高温度,平衡向吸热反应方向移动。平衡向吸热反应方向移动。降低温度降低温度,平衡向放热反应方向移动。平衡向放热反应方向移动。1.结论结论:2.原因分析原因分析:在其它条件不变的情况下在其它条件不变的情况下,升高温度升高温度,不不 管管是吸热反应还是放热反应是吸热反应还是放热
12、反应,反应速率都增大反应速率都增大,但吸但吸 热反应增大的倍数大于放热反应增大的倍数热反应增大的倍数大于放热反应增大的倍数,故故平平 衡向吸热反应的方向移动衡向吸热反应的方向移动.V正正=V逆逆V正正V逆逆t1 t（s）V（molL-1S-1）0t2V”正正=V”逆逆V逆逆V正正升高温度升高温度（正反应是吸热反应）（正反应是吸热反应）3.速率速率-时间关系图：时间关系图：2NO2 N2O4三、温度对化学平衡的影响：四、催化剂对化学平衡的影响：同等程度改变化学同等程度改变化学反应速率，反应速率，V正正=V逆逆，只改变反应到达平衡所，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。需要的时
13、间，而不影响化学平衡的移动。V（molL-1S-1）V正正=V逆逆t1T(s)0V正正=V逆逆催化剂对可逆反应的影响：催化剂对可逆反应的影响：可见，要引起化学平衡的移动，必可见，要引起化学平衡的移动，必须是由于外界条件的改变而引起须是由于外界条件的改变而引起V V正正 V V逆逆。平衡移动的本质：平衡移动的本质：化学平衡为化学平衡为动态平衡动态平衡，条件改变造成，条件改变造成V V正正 V V逆逆平衡移动原理（勒沙特列原理）：如果改变影响平衡的条件（如浓度、压强、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或温度）等，平衡就向能减弱这种改变的方向移动。移动。B
14、aCO3+Na2SO4=BaSO4+Na2CO3 反应发生彻底的原因反应发生彻底的原因?讨论讨论用平衡移动的原理解释用平衡移动的原理解释:解化学平衡图像题的技巧 1、弄清横坐标和纵坐标的意义。、弄清横坐标和纵坐标的意义。2、弄清图像上点的意义，特别是一些特殊、弄清图像上点的意义，特别是一些特殊 点点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲如与坐标轴的交点、转折点、几条曲 线的交叉点线的交叉点)的意义。的意义。3、弄清图像所示的增、减性。、弄清图像所示的增、减性。4、弄清图像斜率的大小。、弄清图像斜率的大小。5、看是否需要、看是否需要辅助线辅助线。一、速率一、速率-时间图象（时间图象（V-t图象）图象
15、）例例1、判断下列图象中时间、判断下列图象中时间t2时可能发生了哪一种变化？时可能发生了哪一种变化？分析平衡移动情况。分析平衡移动情况。(A)(B)(C)(A)达到平衡后，若使用催化剂，达到平衡后，若使用催化剂，C的质量分数增大的质量分数增大(B)平衡后，若升高温度，则平衡向逆反应方向移动平衡后，若升高温度，则平衡向逆反应方向移动(C)平衡后，增大平衡后，增大A的量，有利于平衡正向移动的量，有利于平衡正向移动(D)化学方程式中一定有化学方程式中一定有np+q例例3、可逆反应、可逆反应mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g)。反应中，。反应中，当其它条件不变时，当其它条件不变时，C的质量分数
16、与温度（的质量分数与温度（T）和压强）和压强（P）的关系如上图，根据图中曲线分析，判断下列叙）的关系如上图，根据图中曲线分析，判断下列叙述中正确的是（述中正确的是（）B二、转化率（或产率、百分含量等）二、转化率（或产率、百分含量等）-时间图象时间图象人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)可采取的措施是（可采取的措施是（）A、加入催化剂、加入催化剂 B、增大、增大Y的浓度的浓度C、降低温度、降低温度D、增大体系压强、增大体系压强A练习练习1、图中、图中a曲线表示一定条件下的可逆反应：曲线表示一定条件下的可逆反应：X（g）+Y（
17、g）2Z（g）+W（g);H=QkJ/mol 的反应过程。若使的反应过程。若使a曲线变为曲线变为b曲线，曲线，人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)2 2、在密闭容器中进行下列反应：、在密闭容器中进行下列反应：M M（g g）+N+N（g g）R R（g g）+2L,+2L,在不同条件下在不同条件下R R的百分的百分含量含量R%R%的变化情况如下图，下列叙述正确的是（的变化情况如下图，下列叙述正确的是（）A A、正反应吸热，、正反应吸热，L L是气体是气体B B、正反应吸热，、正反应吸热，L L是固体是固体C C、正反应放热
18、，、正反应放热，L L是气体是气体D D、正反应放热，、正反应放热，L L是固体或液体是固体或液体C人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)例例4 4、在可逆反应、在可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g);mA(g)+nB(g)pC(g);H0Hpm+np。分析下列各图，在平衡体系中。分析下列各图，在平衡体系中A A的质的质量分数与温度量分数与温度tt、压强、压强P P关系正确的是（关系正确的是（）三、百分含量（转化率或产率）三、百分含量（转化率或产率）-压强（或温度）图象压强（或温度）图象B人教版高中化学选修四 2.3化学
19、平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)1 1如图所示，反应：如图所示，反应：X X（气）（气）+3Y+3Y（气）（气）2Z2Z（气）（气）；H0 HPP2 2）下达到平衡）下达到平衡时，混合气体中时，混合气体中Z Z的百分含量随温度变化的曲线应为的百分含量随温度变化的曲线应为（）C人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)2、mA(s)+nB(g)qC(g)；H0的可逆反应，在一的可逆反应，在一定温度下的密闭容器中进行，平衡时定温度下的密闭容器中进行，平衡时B的体积分数的体积分数V(B)%与
20、压强与压强(P)关系如下图所示，下列叙述正确的是关系如下图所示，下列叙述正确的是()A、m+nq C、X点时的状态，点时的状态，V正正V逆逆D、X点比点比Y点混和物的正点混和物的正 反应速率慢反应速率慢B、C人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)例例2、下图表示某可逆反应达到平衡过程中某一反应物、下图表示某可逆反应达到平衡过程中某一反应物的的vt图象，我们知道图象，我们知道v=c/t；反之，；反之，c=vt。请。请问下列问下列vt图象中的阴影面积表示的意义是图象中的阴影面积表示的意义是()CA、从反应开始到平衡时，、从反应开
21、始到平衡时，该反应物的消耗浓度该反应物的消耗浓度 B、从反应开始到平衡时，、从反应开始到平衡时，该反应物的生成浓度该反应物的生成浓度C、从反应开始到平衡时，、从反应开始到平衡时，该反应物实际减小的浓度该反应物实际减小的浓度人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)温度一定，压强分别为温度一定，压强分别为P1和和P2时，反应体系时，反应体系X(s)+2Y(g)=nZ(g)中反应物中反应物Y的转化率与时的转化率与时间的关系如图间的关系如图2-27所示，由此可知所示，由此可知()。A、P1p2，n2 B、P1P2，n2 C、P1P2，
22、n2 D、P13 P1曲线先达平衡，说明压曲线先达平衡，说明压强大且反应速率大，故强大且反应速率大，故P1P2；再看两横线，；再看两横线，P1压强下平衡时压强下平衡时Y的转化率小的转化率小于压强为于压强为P2时的时的Y的转化率，的转化率，说明增大压强使平衡逆移，说明增大压强使平衡逆移，故故n2。故本题答案是。故本题答案是A。人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)例题：例题：可逆反应可逆反应:aX(s)+bY(g)cZ(g)+dW(g)达到平衡，混合物中达到平衡，混合物中Y的体积分数随压的体积分数随压强（强（P）与温度）与温度
23、T（T2T1）的变化关系如图示）的变化关系如图示。1、当压强不变时，升高温、当压强不变时，升高温度，度，Y的体积分数的体积分数变变 ，平衡向平衡向 方向移动，方向移动，则正反应是则正反应是 热反应。热反应。2、当温度不变时，增大压、当温度不变时，增大压强，强，Y的体积分数变的体积分数变，平衡向平衡向 方向移动，方向移动，则化学方程式中左右两边的则化学方程式中左右两边的系数大小关系是系数大小关系是。Y的的体体积积分分数数压强压强T1T2小小正反应正反应吸吸大大逆反应逆反应 b(c+d)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)如可
24、逆反应如可逆反应aA(g)+bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一在一定条件下达平衡状态时，定条件下达平衡状态时，A的转化率与温度、压的转化率与温度、压强的关系如图强的关系如图2-29所示。则在下列空格处填写所示。则在下列空格处填写“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”。(1)a+b_c+d；(2)Q_0。看任一曲线，可知温度升高，看任一曲线，可知温度升高，A的转的转化率变大，这说明升温使平衡正移，化率变大，这说明升温使平衡正移，故正反应为吸热反应，即故正反应为吸热反应，即Q0。再垂直于横坐标画一直线，可知：温再垂直于横坐标画一直线，可知：温度相同时，压强越大，度相同时，压强越大，A的
25、转化率越的转化率越小。这说明增大压强使平衡逆移，即小。这说明增大压强使平衡逆移，即(a+b)T1)而压强而压强为为P1的条件下反应，则和上面的例子比，温的条件下反应，则和上面的例子比，温度高，反应速率快，因而应先平衡，又由于该度高，反应速率快，因而应先平衡，又由于该反应是放热反应，则平衡时反应是放热反应，则平衡时SO2的转化率低，的转化率低，我们把这两个曲线画在图我们把这两个曲线画在图226上，以示区别。上，以示区别。人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)温度一定，压强分别为温度一定，压强分别为P1和和P2时，反应体系时，反
26、应体系X(s)+2Y(g)=nZ(g)中反应物中反应物Y的转化率与时的转化率与时间的关系如图间的关系如图2-27所示，由此可知所示，由此可知()。A、P1p2，n2 B、P1P2，n2 C、P1P2，n2 D、P13 P1曲线先达平衡，说曲线先达平衡，说明压强大且反应速率大，明压强大且反应速率大，故故P1p2；再看两横线，；再看两横线，P1压强下平衡时压强下平衡时Y的转的转化率小于压强为化率小于压强为P2时的时的Y的转化率，说明增大压的转化率，说明增大压强使平衡逆移，故强使平衡逆移，故n2。故本题答案是故本题答案是A。人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四
27、2.3化学平衡(共51张PPT)2、压强、压强(或温度或温度)对反应物或生成物的转对反应物或生成物的转化率或体积分数的曲线化率或体积分数的曲线 我们还是以反应我们还是以反应2S02(g)+02(g)2S03(g)为为例来说明。我们用纵坐标代表例来说明。我们用纵坐标代表S02的体积分数，用横坐标代的体积分数，用横坐标代表压强，则在温度为表压强，则在温度为T1的条的条件下，该反应压强增大，平衡件下，该反应压强增大，平衡正移，正移，S02的体积分数降低。的体积分数降低。如在温度如在温度T2的条件下的条件下(T2T1)，由于升温，平衡，由于升温，平衡逆移，所以压强相同时逆移，所以压强相同时S02的的体
28、积分数相对变高。这样，我体积分数相对变高。这样，我们就画出了如图们就画出了如图2-28的曲线。的曲线。人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)如可逆反应如可逆反应aA(g)+bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一定条件下达平在一定条件下达平衡状态时，衡状态时，A的转化率与温度、压强的关系如的转化率与温度、压强的关系如图图2-29所示。则在下列空格处填写所示。则在下列空格处填写“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”。(1)a+b_c+d；(2)Q_0。看任一根曲线，可知温度升高，看任一根曲线，可知温度升高，A的转化率变大
29、，送说明升温的转化率变大，送说明升温使平衡正移，故正反应为吸热使平衡正移，故正反应为吸热反应，即反应，即Q0再垂直于横坐标画一直线，可再垂直于横坐标画一直线，可知：温度相同时，压强越大，知：温度相同时，压强越大，A的转化率越小。这说明增大的转化率越小。这说明增大压强使平衡逆移，即压强使平衡逆移，即(a+b)(c+d)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)3、速率对时间的曲线、速率对时间的曲线 分析这种曲线关键是注意起点、终点和斜率。分析这种曲线关键是注意起点、终点和斜率。反应反应A(g)+B(g)C(g)+Q已达平衡，升高温
30、度，平衡已达平衡，升高温度，平衡逆移，当反应一段时间后反应又达平衡，则速率对时间逆移，当反应一段时间后反应又达平衡，则速率对时间的曲线为（）的曲线为（）首先要把握大方向，即升温使正、逆反应速率都变大，所以首先要把握大方向，即升温使正、逆反应速率都变大，所以B不会是答案；再看起点和终点，由于原反应是平衡的不会是答案；再看起点和终点，由于原反应是平衡的(V逆逆=V正正)，因而起点相同，又由于再次达到平衡，因而起点相同，又由于再次达到平衡(V正正V逆逆)，因而，因而终点相同，故终点相同，故A不是答案；由于正反应是放热反应，所以升温不是答案；由于正反应是放热反应，所以升温使使V正和正和V逆都增大，但逆
31、反应增大得更多，故逆都增大，但逆反应增大得更多，故V逆更大，即逆更大，即V逆的曲线斜率大，故答案为逆的曲线斜率大，故答案为C。人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)一定量的混合气体，在密闭容器中发生如一定量的混合气体，在密闭容器中发生如下反应下反应:xAxA()B(B()C(C()，达，达到平衡后测得到平衡后测得A A气体的浓度为气体的浓度为0.5molL0.5molL1 1，当恒温下将密闭容器的容积扩大到两倍再当恒温下将密闭容器的容积扩大到两倍再达到平衡后，测得达到平衡后，测得A A浓度为浓度为0.3molL0.3molL1 1，则下列叙述正确的是则下列叙述正确的是()()A.A.平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动 B.B.x x+y yz z C.C C.C的体积分数降低的体积分数降低 D.B的转化率提高的转化率提高 B、C人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)人教版高中化学选修四 2.3化学平衡(共51张PPT)
