2.2 化学平衡 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第二节 化学平衡 1. 可逆反应： 在相同条件下，正、反两个方向同时进行的反应。 特点：（1）不能进行到底，有一定限度 （2）正反应、逆反应在同时进行 一、化学平衡状态 结果与讨论 2. 化学平衡状态 （1）概念：一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中各组分的质量或浓度保持不变的状态。 有效碰撞和投篮一样，也需要足够的能量和合理的取向 （2）平衡特点 思考： 如何验证SO2与O2的反应是可逆反应？ （3）达到化学平衡状态的标志 宏观： 微观： v(正) = v(逆) 各物质的质量、浓度等可测物理量不再变化 思考 起点 完全反应的终点 平衡态 ？ H2 (g) + I2 (g) 2HI(g) 恒温恒容条件下 1mol H2 1mol I2 2mol HI H2 (g) + I2 (g) 2HI (g) 54.51 54.62 54.21 54.08 54.42 698.6K 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。 1. 化学平衡常数的概念 二、化学平衡常数 对于反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)， K＝ 注：固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常 数表达式中。 平衡态浓度 2. 化学平衡常数的表达式 写一写 温度730.6K 54.51 54.62 54.21 54.08 54.42 温度698.6K 比一比 K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 思考：温度升高，K是增大还是减小呢？ 温度改变，化学平衡状态会发生什么变化？ 3. 化学平衡常数的影响因素 t/ºC 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 CO(g)+H2O(g) CO2(g) + H2(g) I2(g) + H2(g) HI(g) t/ºC 25 457 525 K 867 48.4 8.3 ΔH > 0 ΔH < 0 想一想 若正反应是吸热反应, 温度升高，K值增大; 若正反应是放热反应，温度升高，K值减小。 K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 思考：K的意义？ 3. 化学平衡常数的影响因素 2NO(g) +2CO(g) ══ N2(g) +2CO2(g) 在298 K、100 kPa 下， ΔG = -687.9 kJ·mol-1。 常温下可以自发进行。 K ≈ 1059 思考 反应的限度如何呢？ K的表达式为什么是生成物浓度幂之积比上反应物幂之积？ (1) 定性判断某可逆反应正反应进行的程度。 K越大，正向反应程度越大 K > 105，几乎完全反应； 105~ 10-5，典型可逆反应； K < 10-5，几乎不反应。 4. K的意义 H2 (g) + I2 (g) 2HI (g) 例：某温度下该反应的K为0.25 ，求平衡时各组分浓度及反应物的转化率。 始 0.02mol/L 0.02mol/L 0 4. K的意义 (1) 定性判断某可逆反应正反应进行的程度。 (2) 定量计算，确定可逆反应平衡态各组分的浓度。 (1) 定性判断某可逆反应正反应进行的程度。 (2) 定量计算，确定可逆反应平衡态各组分的浓度。 (3) 定性判断某可逆反应是否达到平衡态。 某时刻，若Q=K， 若Q>K， 若Q<K， 任意时刻： 浓度商（Q） Q = 该反应达到化学平衡状态； 该反应向逆向进行； 该反应向正向进行。 4. K的意义 5. 平衡转化率 对于反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)， 可体现反应的限度 求该温度下该反应的平衡常数？ 54 60 60 某温度下，将4 mol SO2与2 mol O2放入4 L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO2＋O22SO3，测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L－1。 （1）求此条件下的平衡常数K_______，SO2转化率________ （2）该温度下，若2 mol SO2与1 mol O2放入4 L的密闭容器中， 达到平衡时SO2的转化率为____________ 思考 H2 (g) + CO2 (g) H2O (g) + CO(g) 恒温恒容条件下 A B C D C、D平衡态相对于A，平衡如何移动？ 可从哪些角度分析和判断化学平衡移动方向？ 以 N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g)为例，寻找影响化学平衡的因素。 思考与交流 影响因素 角度 角度 平衡移动的方向 H2 的转化率 N2 转化率 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 始 1mol/L 3mol/L 0 平1 amol/L bmol/L c mol/L t/ºC 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 CO(g)+H2O(g) CO2(g) + H2(g) I2(g) + H2(g) HI(g) t/ºC 25 457 525 K 867 48.4 8.3 ΔH > 0 ΔH < 0 实验数据 若正反应是吸热反应, 温度升高，K值增大; 若正反应是放热反应，温度升高，K值减小。 5000C, 反应 N2(g) 十 3H2 (g） 2NH3(g) 随着压强的增大，平衡正移。 压强(MPa) 1 5 10 30 60 100 NH3 % 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4 6000C, 反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) 压强 / MPa 0.1 0.5 1.0 10 SO3的分解率/﹪ 26.3 14.2 10.5 4.6 随着压强的增大，平衡逆移。 实验数据 在同种条件（同温同压，起始浓度相同）下： 到达平衡时间 平衡时氨气的百分含量 平衡时氢气百分含量 平衡时氮气百分含量 不加催化剂 30年 26.10% 18.50% 55.50% 加催化剂 （铁触媒） 10分钟 26.11% 18.49% 55.60% N2 + 3H2 2NH3 实验数据 27 27 FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl 实验探究1 实验目的 探究浓度对化学平衡的影响。 实验试剂 FeCl3溶液、 KSCN溶液、等其它试剂 思考: 如何设计实验？ 10滴0.15mol/L KSCN溶液 10滴0.05mol/L FeCl3溶液 5滴0.15mol/L KSCN溶液 5滴0.05mol/L FeCl3溶液 5滴蒸馏水 10mL蒸馏水 增加反应物浓度 思考: 如何减小反应物浓度？ H2O + Cr2O72- 2CrO42- + 2H+ 实验探究1 实验目的 探究浓度对化学平衡的影响。 实验试剂 浓硫酸 浓NaOH溶液 实验探究2 实验目的 探究温度对化学平衡的影响。 2NO2 (g) N2O4 (g)　 ∆H =－ 57 kJ/mol （红棕色） （无色） 实验要求：操作规范 注意安全 废液要回收 在其它条件不变时 增大反应物浓度，平衡向正方向移动 减小反应物浓度，平衡向逆方向移动 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 小结 实验探究3 实验目的 探究压强对化学平衡的影响。 思考: 预测实验现象。 2NO2 (g) N2O4 (g)　 ∆H =－ 57 kJ/mol （红棕色） （无色） 改变哪些条件可使该平衡移动？ 如何用实验验证？ [Cu(H2O)4]2+ + 4Cl- [CuCl4]2- + 4H2O ΔH > 0 黄色 蓝色 实验探究4 改变条件 实验方案 实验现象 实验结论 1. 浓度对化学平衡的影响规律：在其他条件不变时 特别提醒：增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变 速率，所以平衡不移动。 增大反应物浓度，平衡向正方向移动 减小反应物浓度，平衡向逆方向移动 增大生成物浓度，平衡向逆方向移动 减小生成物浓度，平衡向正方向移动 小结 2. 压强对化学平衡的影响规律： aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) a+b ≠ c+d a+b = c+d 恒温，压缩体积 恒温，增大体积 恒温恒容，加入惰性气体 恒温恒压，加入惰性气体 小结 3. 温度对化学平衡的影响规律：在其他条件不变时 温度升高，平衡向吸热方向移动; 温度降低，平衡向放热方向移动。 小结 思考 化学平衡移动的根本原因是什么？ V正 ≠ V逆 t2 V”正 = V”逆 V’逆 V,正 t3 V正= V逆 V正 V逆 t1 t（s） V 0 平衡状态Ⅰ 平衡状态Ⅱ 增大产物浓度 t2 V”正 = V”逆 V’逆 V,正 t3 V正= V逆 V正 V逆 t1 t（s） V 0 平衡状态Ⅰ 平衡状态Ⅱ 减小产物浓度 勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个因素（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。 减：平衡对于条件的改变不是逆来顺受的 弱：条件对于平衡也不是无能为力的 为什么饱和食盐水可以抑制Cl2的溶解？ 为什么饱和NaHCO3溶液可以抑制CO2的溶解？ 思考 化学反应的认识视角 通常经历多个基元反应 $