2.2.2 化学平衡状态 课件 -2026-2027学年高二上学期化学苏教版选择性必修1

专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元　化学反应的方向与限度 课时2　化学平衡状态 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 如何提高氨的合成效率呢？ 只要尽力提高化学反应速率就一定能提高生产效率吗？ 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 为什么啤酒或可乐打开瓶盖后气泡会不断冒出？ 这是因为瓶内存在 CO₂的溶解平衡：CO2(aq) ⇌CO2(g)，瓶盖打开后压强减小，平衡打破。1861 年，贝特洛首次提出 “可逆反应” 概念，揭示了化学反应的双向性。如今，从工业合成氨到生命体中的酶催化反应，平衡思想贯穿化学研究与生产。 可乐 啤酒 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 [化学史] 高炉炼铁的主要反应为： Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 从炼铁炉口排出的尾气中总是含有一定量的CO。100多年前，人们曾认为这是由于CO与铁矿石接触时间不够的缘故。为使反应进行得完全，当时曾耗巨资改建高炉，通过增加炼铁炉的高度以延长CO和Fe2O3的接触时间，结果尾气中CO的体积分数并未减少。你知道这是什么原因吗？ 上述炼铁反应的进行是有限度的。在高温下，氧化铁能与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳2C(焦炭) + O2(空气) =2CO(放出热量)；同时，铁与二氧化碳反应也能生成氧化铁和一氧化碳。该反应是可逆反应Fe2O3 + 3CO 2Fe＋3CO2。因此，研究化学反应，不仅要明确反应的方向，还应关注反应进行的限度。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 [温故知新] 什么是可逆反应？请举例说明可逆反应的特征？ 1．概念： NH3＋H2O NH3·H2O ＋OH－ 在相同条件下，能同时向正、逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。 2．特征： (1)同一条件下，正反应和逆反应同时发生、同时存在。 (2)反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。 (3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质同存于同一反应体系。 (4)反应达到限度时，反应仍在进行，没有停止。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 3．注意事项： (1)可逆反应概念中“同一条件”是前提,如葡萄糖在氧气中燃烧可以生成二氧化碳和水,光合作用可将二氧化碳和水变成葡萄糖和氧气,但是两者条件不同,不互为可逆反应。 (2)可逆反应的正反应、逆反应的热效应互为相反数,即一个释放能量,另一个则吸收能量。 (3)绝大多数化学反应都有一定的可逆性,但有些反应的可逆性小,可视为“不可逆”。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 常见的可逆反应 ①SO2＋H2O H2SO3； ②N2＋3H2 2NH3； ③Cl2＋H2O HCl＋HClO； ④2SO2＋O2 2SO3。 必修阶段，你所学过的可逆反应有哪些，请举例简要说明。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 结合可逆反应的特征，完成练习。 活动五：探究可逆反应的特征 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 A. c(SO2)＝0.4 mol/L B. c(SO3)＝0.25 mol/L C. c(SO2)＝c(SO3)＝0.15 mol/L D. c(SO3)＝0.4 mol/L B 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 (1) a、b应满足的关系是______________。 (2) a的取值范围是_____________。 a＝b＋0.4 0.4<a<1.3 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 图2-15是某个可逆反应的反应物和生成物的浓度随时间的变化曲线，图2-16是可逆反应的正、逆反应速率随时间的变化曲线。观察这两幅图，与同学交流讨论下列问题： 1.随着反应的进行，反应物和生成物的浓度如何变化？正、逆反应速率如何变化？ 2.当反应进行足够长时间后，反应物和生成物的浓度是否发生变化？正、逆反应速率是否发生变化？ 3.当反应进行足够长时间后，反应是否停止？ 图2-15可逆反应中反应物和生成物的浓度随时间的变化 图2-16可逆反应的反应速率随时间的变化 活动六：讨论化学平衡状态的建立过程与化学平衡状态 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 1. 反应开始时：反应物浓度最大，生成物浓度为0，v(正)________，v(逆)为______。 2. 反应进行时：反应物浓度________―→v(正)逐渐________。生成物浓度由0逐渐________―→v(逆)从______开始逐渐________。 3. 反应时间足够长时：________________，反应混合物中各组分的浓度________________。 最大 0 减小 减小 增大 0 增大 v(正)＝v(逆) 不再发生变化 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 可逆反应的过程分析（从反应物开始） 反应开始时： 反应过程中： 一段时间后： 反应物浓度最大，正反应速率最大 生成物浓度为0，逆反应速率为0 反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小 生成物浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大 反应物浓度不再变化（最小），正反应速率不再变化（最小） 生成物浓度不再变化（最大），逆反应速率不再变化（最大） v正=v逆≠0 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 在一定条件下的可逆反应体系中，当正反应和逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随着时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态。 v(逆) v(正)=v(逆) 速率 v(正) 0 时间 浓度 0 N2 标志 本质 平衡状态是在一定条件下，可逆反应所能进行的最大程度，即可逆反应的限度。 时间 活动七：了解化学平衡状态，了解平衡状态的特征与标志 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 等 逆 动 变 ——研究对象为可逆反应 ——v正= v逆≠0 ——正逆反应速率相等 ——平衡混合物中，各组分的百分含量保持一定 ——外界条件改变，化学平衡状态可能发生改变 定 化学平衡状态的特征 υ正＝ υ逆 化学平衡状态 υ正 υ逆 时间 速率 t1 浸水前 浸水后 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 在外界条件不变时，可逆反应进行到一定程度，反应物和生成物的浓度不再随时间而发生改变，称为化学平衡状态。当正、逆两个方向的反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定。正反应速率和逆反应速率相等是指同一种物质的反应速率与生成速率相等，不同种物质的反应速率不一定相等。v正＝v逆，但不为0，平衡时持续进行，没有停止。 化学平衡状态的本质标志为v正＝v逆，对于同一物质即该物质的生成速率等于它的消耗速率；对于不同的物质，即反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，但必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率。 活动七：了解化学平衡状态，了解平衡状态的特征与标志 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 反应混合物中各组分的含量或浓度保持不变为含量标志。反应物的转化率、产物的产率、绝热的恒容反应体系中的温度保持不变，某化学键的破坏速率和生成速率相等均可以作为判断反应达到平衡的依据。 还有其他一些判断反应是否达到平衡的方法，如压强、密度不变等等，是否能作为平衡的依据，要看具体的反应特点。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 思考交流 一定温度下，在2 L的恒容密闭容器内发生的反应中， M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。 请回答下列问题： (1)该反应的化学方程式为___________。 (2)在t2时刻存在的等量关系是____________，此时反应是否达到化学平衡状态？____(填“是”或“否”)。 (3)在t3时刻v正___(填“＞”“＜”或“＝”)v逆，理由是 _____________________________________________________________。 当N减少4 mol时， M增加2 mol t2时刻后，N物质的量继续减小，M物质的量继续增加，故仍未达到平衡。 n(M)＝n(N)　 否 ＝ M和N的物质的量不再发生变化，反应已达到平衡状态，故v正＝v逆 2N M 析·典型范例 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 一定温度下，反应N2O4(g) ⇌ 2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　) 析·典型范例 A．①② B．②④ C．③④ D．①④ D 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 如何判断一个化学反应是否已达到平衡状态呢？ [思考交流] 1.看速率（看正逆，除系数） （1）同种物质—— v正(A) = v逆(A) “等” （2）不同物质—— v正(A) : v逆(B) = a : b（化学计量数之比） 正逆相等 【思维模型】 v正= v逆 ①方向 ②数值 相反 同一物质 不同物质 相同 化学计量比 活动八：化学平衡状态的判断 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 2.看变量（变量不变则平衡） （1）对同一组分，c、n、w(质量分数)、X％(物质的量分数)等，保持不变则平衡。 特例：NH4Cl(S)=NH3(g)+HCl(g) w、X％一定时，不能判定平衡 （2）温度保持不变则达到平衡（绝热体系） （3）对于有色物质参与反应，颜色不变则达到平衡 如何判断一个化学反应是否已达到平衡状态呢？ [思考交流] 常见有色气体：红棕色Br2(g) NO2(g)、黄绿色：Cl2(g)、紫色：I2(g) 注意 【思维模型】 变量 不变 平衡 【关键】 判断某参数是否是变量，变量不变即为平 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 2.看变量（变量不变则平衡） 压强不变 若m+n≠p+q 一 定 若m+n=p+q 不一定 平均摩尔质量不变 若m+n≠p+q 若m+n=p+q 一 定 不一定 密度不变 若m+n≠p+q 若m+n=p+q 不一定 不一定 以恒温恒容条件下mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例 pV=nRT M＝ m总 n总 ρ＝ m V 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 2.看变量（变量不变则平衡） 混合气体密度 看有无固体或液体 看条件（恒T恒P，恒T恒V） 有非气体参与 恒温恒容 恒温恒压 Δn(g)=0 Δn(g)≠0 √ × 恒温恒容 恒温恒压 Δn(g)=0 Δn(g)≠0 √ √ 极限法 × 均为气体 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 2.看变量（变量不变则平衡） 均为气体 有非气体参与 Δn(g)=0 Δn(g)≠0 √ × Δn(g)=0 Δn(g)≠0 极限法 √ 混合气体平均相对分子质量 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 归纳：化学平衡状态的判断 研究对象为可逆反应 正、逆化学反应速率相等，即v正= v逆 化学平衡是动态平衡，即v正=v逆≠0 平衡混合物中，各组分的浓度保持一定 外界条件改变，化学平衡状态可能发生改变 逆 定 动 等 变 1. 直接判据——定义法 ①同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。 ②不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 等 反应体系中各组成成分的质量、物质的量、浓度百分含量(质量分数、物质的量分数、气体的体积分数等)保持恒定不变。 定 v正=v逆 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 当反应过程中变化的量不再改变时，化学反应达到平衡状态，即反应前后始终不变的量不能作为判据。 2. 间接判据——“变量不变” mB、nB、cB、质量分数wB、转化率αB、颜色、绝热容器内的温度等不再变化时，可以证明反应达到了平衡状态。 B指的是反应体系中的某一种物质，不是整体量 注意：某种气体的体积分数(即物质的量分数)φB不再变化时，要具体分析。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 1.在恒温恒容条件下，下列三个可逆反应的某些“量”不再随时间改变时，判断是否一定达到了平衡状态。   N2(g)＋3H2(g) 2NH3 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) C(s)＋CO2(g) 2CO(g) ①混合气体的总质量m总 _______ _______ ___ ②混合气体的总物质的量n总 ___ _______ ___ 不一定 不一定 是 是 不一定 是 析·典型范例 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡   N2(g)＋3H2(g) 2NH3 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) C(s)＋CO2(g) 2CO(g) ③混合气体的密度ρ ______ _______ ____ ④体系的压强p ______ _______ ____ ⑤混合气体的平均摩尔质量 ___ _______ ____ ⑥混合气体的颜色 — ___ — 不一定 不一定 是 是 不一定 是 是 不一定 是 是 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 2．下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是( ) B 选项 反应条件 可逆反应 标志 A 恒温恒容 H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g) 混合气体的密度不变 B 恒温恒容 2NO(g)+O2(g) ⇌ 2NO2(g) 混合气体颜色不变 C 恒温恒压 NH2COONH4(s) ⇌ 2NH3(g)+CO2(g) NH3在混合气体中的百分含量不变 D 恒温恒压 2NO2(g) ⇌ N2O4(g) c(NO2)=2c(N2O4) 析·典型范例 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 理·核心要点 化学平衡状态 可逆反应 概念 逆、等、动、定、变 判断依据 正逆相等 变量不变 研究对象 特征： 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元　化学反应的方向与限度 课时3　化学平衡常数 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 1. 知道化学平衡常数的概念、含义，会书写化学平衡常数的表达式，认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量。 2. 了解平衡转化率的含义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。 3. 学会运用化学平衡常数进行相关的计算。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 活动一：探究可逆反应达到平衡时反应物、生成物浓度之间的关系 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 【交流讨论】二氧化氮、四氧化二氮的相互转化是一个可逆反应： 2NO2 N2O4 1.08 1.71×102 1.38 1.72×102 1.61 1.70×102 3.89 1.70×102 总结归纳平衡时反应物和生成物的物质的量浓度之间的关系。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 (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＝ 。 (1)概念 一定温度下，达到化学平衡的可逆反应，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号K表示。 ①这个常数与反应的起始浓度大小无关。 ②这个常数与化学反应速率大小无关。 ③这个常数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。 活动二：了解平衡常数概念、含义 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 ① Cr2O72-(aq) +H2O(l) 2CrO42-(aq) + 2H+(aq) c2(CrO42-)·c2(H+) c(Cr2O72-) K= ② Fe3O4(s) +4H2(g) 3Fe(s) + 4H2O(g) c4(H2O) c4(H2) K= 注意：书写平衡常数表达式时，固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值，一般不列入平衡常数表达式中。对于在非水溶液中进行的反应，若有水参与或生成，则水应列入平衡常数表达式中。 【练一练】以下反应的化学平衡常数： 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 (3)平衡常数的意义 K值越大，表示反应进行得越完全， K值越小，表示反应进行得越不完全。 K的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。 1 2 K值越大，表示反应进行得越完全； K值越小，表示反应进行得越不完全。 一般地，K＞105时，认为该反应进行得就基本完全了。 当K<10－5时，该正反应很难发生。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 图2-7为25℃，卤化氢生成反应的平衡常数，根据表中数据，分析K值有怎样的变化规律，哪个反应进行的最为完全？ 化学方程式 平衡常数K F2+H2 2HF 6.5×1095 Cl2+H2 2HCl 2.57×1033 Br2+H2 2HBr 1.91×1019 I2+H2 2HI 8.67×102 K值从上到下依次减小，反应进行的程度也依次减小。 在上述反应中，生成氟化氢的反应进行得最为完全。 K值最大 结论：平衡常数的大小，与反应中物质的性质有关。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 结论：平衡常数不是一个确定的常数，会随温度的变化而变化，温度一定时，平衡常数为定值。平衡常数随反应温度的变化而变化，在使用平衡常数时应注明温度。 影响因素： （1）内因：反应物本身的性质； （2）外因：平衡常数K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度、压强以及是否使用催化剂等无关。 活动三：思考平衡常数与温度的关系、平衡常数的特点、书写平衡常数表达式的注意事项 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 序号 起始浓度 （×10－2 mol·L-1） 不同温度下的平衡常数(K ) c(H2) c(I2) c(HI) 457.6 ℃ 425.6 ℃ 25 ℃ 1 1.197 0.694 0 48.38 54.51 867 2 1.228 0.996 0 48.61 54.62 867 3 1.201 0.840 0 49.54 54.21 867 4 0 0 1.520 48.48 54.10 867 5 0 0 1.287 48.71 54.42 867 H2(g) + I2(g) 2HI(g)不同条件下的平衡常数 ①K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。②平衡常数数值大小，只能大致反映一个可逆反应的正向反应进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。与反应速率无关。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 平衡常数的应用 已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0的平衡常数与温度的关系如下： T/K 373 473 573 673 773 K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103 ①放热反应，温度升高，K值　　　； ②吸热反应，温度升高，K值　　　。 减小 增大 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 判断可逆反应的热效应 在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。与压强、起始浓度、起始反方向均无关。 若升高温度，K增大，正反应是吸热反应； 若升高温度，K减小，正反应是放热反应。 例：不同温度时，反应: H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数与温度的关系如表所示，可以判断该可逆反应的正方向是______反应。 温度 623K 698K 763K 平衡常数 66.9 54.4 45.9 放热 平衡常数的应用 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 化学方程式 平衡常数表达式 ①2NO2 N2O4 ②N2O4 2NO2 ③NO2 N2O4 ④2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋ ⑤Br2＋H2O H＋＋Br -＋HBrO 同一化学反应，K正、K逆互为倒数 K与化学方程式书写形式有关 纯液体其浓度可看作1不代入公式 固体浓度可看作1不代入公式 【练一练】 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 2.已知在一定温度下，下列各反应的焓变和平衡常数如下： ①C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH1　K1 ②CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)　ΔH2　K2 ③C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　ΔH3　K3 则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3＝___________， K1、K2、K3三者关系为K3＝________。 ΔH1＋ΔH2 K1·K2 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 注意事项： 1. K只是温度的函数，与浓度、压强、催化剂无关； 2. 反应未达到平衡，K无意义，计算K时，浓度是指平衡浓度； 3. 固体和纯液体其浓度可看作“1”不代入公式； 4. 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 (1)①若反应方向改变，则新K与原K互为倒数关系。 如：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) K1； 2NH3(g) N2(g)+3H2(g) K2， 则K1∙K2=1。 ②若方程式中各物质的化学计量数均扩大n倍，平衡常数变为原来的n次方倍即 K2=K1n。 (2)已知两反应的平衡常数分别为K1、K2 ①两反应相加，总反应的平衡常数K=K1·K2。 ②两反应相减，总反应的平衡常数K=。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 任意时刻，浓度商Q＝ 平衡状态时，K＝Q＝ ①在任意时刻，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，都为浓度商， 而化学平衡常数，则是在一定温度下可逆反应达到平衡时的浓度商。 ②当Q＝K时，表明该反应已达到化学平衡状态，v正＝v逆。 若Q＜K时，反应向正反应方向进行，v正 > v逆； 若Q＞K时，反应向逆反应方向进行，v正＜v逆； 浓度商与平衡常数有什么区别？ (5)表达式： mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 （1）定义：某一反应物的平衡转化率等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值。 （3）意义：在一定温度和一定起始浓度下，α越大， 说明反应进行的程度越大。 注意：转化量和起始量可以使用浓度数据，也可使用物质的量等数据，但必须一致。 活动四：了解除了化学平衡常数外，还可以运用平衡转化率表示一定温度下某反应的限度 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 K越大 K越小 正反应进行的程度越大 K = 生成物浓度幂之积 反应物浓度幂之积 化学方程式 平衡常数 K F2+H2 === 2HF 6.5×1095 Cl2+H2 === 2HCl 2.57×1033 Br2+H2 === 2HBr 1.91×1019 I2+H2 ⇋ 2HI 8.67×102 平衡时反应物的转化率越大 正反应进行的程度越小 平衡时反应物的转化率越小 2、平衡常数与转化率的关系 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 多种反应物参加反应时，可通过增加一种反应物的浓度来提高另一种反应物的平衡转化率，而其本身的平衡转化率会降低。 在一定温度下，一个具体的化学反应，只有一个平衡常数，但不同反应物的平衡转化率可能不同。 注意　平衡转化率与平衡常数均能表示一定温度下某反应的限度，但平衡常数不直观，转化率能更直观地表示。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 观察思考： 分析下列两则例题，请归纳解题思路和关键步骤。(教材P62-63) 【例1】某温度下，向10 L真空容器中注入1.00 mol H2 (g)和1.00mol I2(g)， 反应达平衡状态后I2(g)的浓度为0.020 0 mol·L－1。试求该温度下 H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的平衡常数。 解：依据题意可知，起始时c (H2) = c (I2) =0.100 mol·L－1，平衡时c (H2) = c (I2) = 0.020 0 mol·L－1，生成的c (HI) = 0.160 mol·L－1。 H2(g) ＋I 2(g) 2HI(g) 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 【例2】在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800 °C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的转化率。 解：设达到平衡时被转化的CO的物质的量浓度为x mol·L－1。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 活动五：学习化学平衡相关计算及平衡转化率计算 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 1. 计算模板。 关键 找到达平衡状态时的转化量和平衡量 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 2. 基本计算关系。 (1) 各物质的物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 析·典型范例 1.在某温度下，将含有H2和I2各0.10 mol 的气态混合物充入10 L的密闭容器中，充分反应并达到平衡后，测得c(H2)＝0.0080 mol·L－1。 （1）计算该反应的平衡常数。 （2）在上述温度下，若起始时向该容器中通入H2和I2(g)各0.20 mol ，试求达到化学平衡时各物质的浓度。 K = 0.25 c(H2)＝c(I2)＝0.016 mol·L－1 c(HI)＝0.0080 mol·L－1 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 2.在830 ℃时，发生反应：CO(g)+H2O(g)　　CO2(g)+H2(g)　ΔH<0。 (1)①起始时，c(CO)=2 mol·L-1，c(H2O)=3 mol·L-1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为　　　；K值为　　。 40% 1 　　CO(g) + H2O(g)　　CO2(g) + H2(g) 起始/(mol·L-1)　　2　　　 3　　　　 0　　　 0 变化/(mol·L-1)　2×60%　2×60% 2×60%　 2×60% 平衡/(mol·L-1)　 0.8　　　1.8　　　　1.2　　　1.2 α(H2O)=×100%=40%，K===1。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 ②若只将起始c(H2O)改为6 mol·L-1，则平衡时水蒸气的转化率为　　　。 25% 可知：增大H2O的浓度，可提高CO的平衡转化率，但其本身的平衡转化率降低。 温度不变，K值不变，设CO的转化浓度为x mol·L-1，则有 　　　　　　　CO(g)+H2O(g)　　CO2(g)+H2(g) 起始/(mol·L-1)　　2　　 6　　　　 0　　0 变化/(mol·L-1)　　x　　 x　　　　　x　　 x 平衡/(mol·L-1)　　2-x　 6-x　　　　 x　　 x K==1，x=1.5，α(H2O)=×100%=25%。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 (2)若起始时c(CO)=a mol·L-1，c(H2O)=b mol·L-1，c平(H2)=c mol·L-1，则： ①a、b、c之间的关系式是　　　　。 ②当a=b时，a=　　c。 c= 2 　　　　　　　　CO(g)+H2O(g)　　CO2(g)+H2(g) 起始/(mol·L-1)　　 a　　　b　　　　　0　　0 变化/(mol·L-1)　　 c　　　 c　　　　　c　　c 平衡/(mol·L-1)　　 a-c　　 b-c　　　 c　　c K==1，c=。当a=b时，a=2c。 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 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叫可逆反应。可逆反应一般用“”表示，可逆反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。可逆反应有下列特征： 1. 在一恒容密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的物质的量浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L。当反应达到平衡时，可能存在的数据是(　 　) 2. 在一定条件下，可逆反应A2(g)＋B2(g)2C(g)达到平衡时，各物质的平衡浓度c(A2)＝0.5 mol/L、c(B2)＝0.1 mol/L、c(C)＝1.6 mol/L，若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度(mol/L)，则： eq \a\vs4\al\co1(\f(cpC·cqD,cmA·cnB)) eq \a\vs4\al\co1(\f(cpC·cqD,cmA·cnB)) 　　　　　　 aA(g)　＋　bB(g)　　cC(g)　＋　dD(g) c(起始)/(mol/L) n1 n2 0 0 c(转化)/(mol/L) n1x n1x n1x n1x c(平衡)/(mol/L) n1(1－x) n2－n1x n1x n1x (2) 反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (3) 生成物的产率＝×100%。 (4) 平衡时各组分的体积分数＝该组分的物质的量分数＝×100%。 $