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1、第三节第三节 化学平衡化学平衡第第 2 2 课课 时时 在在1919世纪后期，人们发现炼铁高炉所排出的高炉气世纪后期，人们发现炼铁高炉所排出的高炉气中含有相当量的中含有相当量的COCO。工程师认为这是由于。工程师认为这是由于COCO和铁矿石的和铁矿石的接触时间不够长所造成的，于是在英国建造了一个高大接触时间不够长所造成的，于是在英国建造了一个高大的炼铁高炉，以增加的炼铁高炉，以增加COCO和铁矿石的接触时间。经检测，和铁矿石的接触时间。经检测，用这个高炉炼铁，高炉气中用这个高炉炼铁，高炉气中COCO含量还是不变。含量还是不变。【思考思考】1 1、对于一个可逆反应而言，、对于一个可逆反应而言，C
2、OCO的含量保持不的含量保持不变，这是达到了什么状态，该状态具备什么样的特点变，这是达到了什么状态，该状态具备什么样的特点?FeFe2 2O O3 3+3CO+3CO Fe+3COFe+3CO2 2 2 2、如果你作为一名工程师，会尝试改变哪些条件来减、如果你作为一名工程师，会尝试改变哪些条件来减 少少COCO的含量的含量?逆逆 动动 等等 定定 变变 通过前面的回忆，我们已经知道化学平衡是在一定条件下产通过前面的回忆，我们已经知道化学平衡是在一定条件下产生的，当这个条件被改变时，平衡会发生怎样的变化呢？生的，当这个条件被改变时，平衡会发生怎样的变化呢？V正正=V逆逆一定条件下，各组一定条件下
3、，各组分含量保持恒定分含量保持恒定改变条件改变条件V正正V逆逆各组分含量各组分含量不在恒定不在恒定一定时间一定时间V正正=V逆逆0各组分含量重新各组分含量重新保持恒定保持恒定原平衡不平衡新平衡破怀旧平衡破怀旧平衡建立新平衡建立新平衡一、化学平衡移动一、化学平衡移动1、定义、定义 在一定条件下，可逆反应达到平衡状态，如果改变平衡的条件，化在一定条件下，可逆反应达到平衡状态，如果改变平衡的条件，化学平衡状态被破坏，即学平衡状态被破坏，即V V正正不等于不等于V V逆逆，直至，直至V V正正，V V逆逆再次相等，在新的条再次相等，在新的条件下达到新的平衡。件下达到新的平衡。2、研究对象：、研究对象：
4、可逆反应可逆反应3、实、实 质：质：V V正正V V逆逆4、移动方向：、移动方向：根据根据V V正正与与V V逆逆的相对大小进行判断的相对大小进行判断思考思考 影响化学反应速率的因素有哪些影响化学反应速率的因素有哪些？浓度浓度压强压强温度温度催化剂催化剂反应速率反应速率二、影响化学平衡的因素二、影响化学平衡的因素1、浓度对化学平衡的影响、浓度对化学平衡的影响探究探究 实验实验2-5（橙色橙色）Cr2O72-2-+H2O 2CrO42-+2H+（黄色）（黄色）实验现象：实验现象：滴加浓滴加浓H2SO4橙色加深；橙色加深；滴加滴加6mol/LNaOH黄色加深黄色加深思考思考1 1、上述化学平衡状态
5、是否发生改变？你是如何判断的？平衡怎样移动？、上述化学平衡状态是否发生改变？你是如何判断的？平衡怎样移动？2、滴加浓滴加浓H2SO4和和NaOH溶液的作用是什么？溶液的作用是什么？结论：结论：3、通过实验你能得出什么结论？通过实验你能得出什么结论？增加生成物浓度，平衡向正反应方向移动增加生成物浓度，平衡向正反应方向移动减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动探究探究 实验实验2-6（黄色）（黄色）Fe3+3SCN Fe(SCN)3(红色红色)步骤一滴加饱和滴加饱和FeCL3溶液溶液滴加滴加1mol/L KSCN溶液溶液现象步骤二滴加滴加NaOH溶液溶液滴加滴加N
6、aOH溶液溶液现象实验现象实验现象红色加深红色加深红色加深红色加深红色变浅红色变浅红色变浅红色变浅思考思考1、滴加饱和滴加饱和FeCL3溶液和溶液和滴加滴加滴加滴加1mol/L KSCN溶液，平衡是否移动？怎样移动？溶液，平衡是否移动？怎样移动？2、滴加、滴加NaOH溶液作用？通过实验可得出什么结论？溶液作用？通过实验可得出什么结论？结论：结论：增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动减小反应物浓度，平衡向你放映方向移动减小反应物浓度，平衡向你放映方向移动结论：在其他条件不变的情况下：在其他条件不变的情况下：增大反应物浓度或增大反应物浓度或 减小生成物浓度减小生
7、成物浓度 增大生成物浓度或增大生成物浓度或 减小反应物浓度减小反应物浓度化学平衡向化学平衡向正正反应方向移动反应方向移动化学平衡向化学平衡向逆逆反应方向移动反应方向移动图像分析图像分析 v-t 图像图像增大反应物浓度增大反应物浓度 增大反应物浓度增大反应物浓度平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动V V正正=V=V逆逆V V正正V V逆逆t tV V0t t1 1V”正正=V”逆逆V，逆逆V，正正t t2 2减小反应物浓度减小反应物浓度V V逆逆V V正正V V正正=V=V逆逆t t0t t1 1V”正正=V”逆逆V，正正V，逆逆t t2 2 减小反应物浓度减小反应物浓度平衡向逆反应方向移动
8、平衡向逆反应方向移动 增大生成物浓度增大生成物浓度图像分析图像分析 v-t 图像图像 减小生成物浓度减小生成物浓度原理：原理：生成物浓度生成物浓度瞬间瞬间V(逆逆),V(正正)不变，不变，V(逆逆)V(正正)，平衡逆向移动。，平衡逆向移动。原理：原理：生成物浓度生成物浓度瞬间瞬间V(逆逆),V(正正)不变，不变，V(正正)V(逆逆)，平衡正向移动。，平衡正向移动。思考思考 对于增大生成物浓度时，判断旧平衡的反应速率与新平衡对于增大生成物浓度时，判断旧平衡的反应速率与新平衡 反应速率间的大小？反应速率间的大小？由以上四图可以得出结论：由以上四图可以得出结论：1）改变反应物浓度瞬间，只能改变正反应
9、速率）改变反应物浓度瞬间，只能改变正反应速率 改变生成物浓度瞬间，只能改变逆反应速率改变生成物浓度瞬间，只能改变逆反应速率2）改变浓度瞬间，）改变浓度瞬间，若若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 若若v(逆逆)v(正正)，平衡向逆反应方向移动，平衡向逆反应方向移动3）新旧平衡速率比较：）新旧平衡速率比较：增大浓度，新平衡速率大于旧平衡速率增大浓度，新平衡速率大于旧平衡速率 减小浓度，新平衡速率小于旧平衡速率减小浓度，新平衡速率小于旧平衡速率考考你考考你注意：此规律不适用于固体和纯液体注意：此规律不适用于固体和纯液体1、改变任何一种反应物或生成物的量，平衡定会反生移
10、动、改变任何一种反应物或生成物的量，平衡定会反生移动吗？吗？2 2、增大反应物浓度能使平衡增大反应物浓度能使平衡向正反应方向移动向正反应方向移动，那么对于，那么对于可逆反应可逆反应FeFe3+3+3SCN+3SCN-Fe(SCN)Fe(SCN)3 3而言而言，增大增大KSCNKSCN浓度达浓度达到新的平衡后，到新的平衡后，KSCNKSCN浓度与原平衡相比是大还是小？浓度与原平衡相比是大还是小？平衡的移动不会扭转条件的改变平衡的移动不会扭转条件的改变平衡移动的应用平衡移动的应用 在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方
11、向移动，可以提高价格较高原料的转化率，以降低生产成本方向移动，可以提高价格较高原料的转化率，以降低生产成本。2SO2(g)+O2(g)SO3(g)的平衡体系中，的平衡体系中，为了提高为了提高SO2的利用率，可采用什么措施？的利用率，可采用什么措施？催化剂催化剂练习：练习：可逆反应可逆反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)在一定条件在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？CO的浓的浓度有何变化？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浓度浓度平衡正向移动，平衡正向移动，CO浓度增大
12、浓度增大平衡不移动，平衡不移动，CO浓度不变浓度不变平衡逆向移动，平衡逆向移动，CO浓度减小浓度减小小结：小结：增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变速率，增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变速率，所以所以V V(正正)仍等于仍等于V V(逆逆)，平衡不移动。，平衡不移动。2、压强对化学平衡的影响、压强对化学平衡的影响实验 探究2NO2(g)N2O4(g)(2体积，体积，红棕色红棕色)(1体积，无色体积，无色)A.加压加压（压缩）（压缩）混和气体颜色先深后浅；混和气体颜色先深后浅；B.减压减压（拉伸）（拉伸）混和气体颜色先浅后深。混和气体颜色先浅后深。现象讨论为什么会出现这样
13、的想象？为什么会出现这样的想象？压强对化学平衡的影响压强对化学平衡的影响2NO2(气气)N2O4(气气)(2体积，红棕色体积，红棕色)(1体积，无色体积，无色)讨论讨论A：当加压气体体积缩小时，混和气体颜：当加压气体体积缩小时，混和气体颜色先变深是由于色先变深是由于 ，后又逐，后又逐渐变浅是由于渐变浅是由于 ；B：当减压气体体积增大时，混和气体颜：当减压气体体积增大时，混和气体颜色先变浅是由于色先变浅是由于 ，后又逐渐变深是由于后又逐渐变深是由于 。NO2浓度增大浓度增大 NO2浓度减小浓度减小 平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动平衡向逆反应方向移动平衡向逆反应方向移动6006000 0
14、C,C,反应反应反应反应2SO2SO3 3(g)2SO(g)2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)(g)的实验数据的实验数据的实验数据的实验数据压强压强压强压强/MPa/MPa0.10.51.010 SO SO3 3的分解率的分解率的分解率的分解率/26.314.210.54.6规律：规律：对于反应前后气体体积（对于反应前后气体体积（n）有变化可逆反应）有变化可逆反应 在其它条件不变的情况下：在其它条件不变的情况下：增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动；增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。思考思考:改变
15、压强时对正、逆反应速率有怎么样影响改变压强时对正、逆反应速率有怎么样影响?aA(g)+bB(g)cC(g)图象观察图象观察讨论讨论 对于反应对于反应2NO2(气气)N2O4(气气)试比较试比较以下三种状态下的压强关系：以下三种状态下的压强关系：改变压强前混和气体压强改变压强前混和气体压强P1；改变压强后瞬；改变压强后瞬时气体压强时气体压强P2；改变压强达新平衡后混和气体压；改变压强达新平衡后混和气体压强强P3；加压：加压：；减压：减压：。结论结论在其它条件不变的情况下：在其它条件不变的情况下：A：增大压强，会使化学平衡向着气体：增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；体积缩小的方向移
16、动；B：减小压强，会使化学平衡向着气体体：减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。积增大的方向移动。P2 P3 P1P1 P3 P22、压强对化学平衡的影响、压强对化学平衡的影响规律：规律：对于反应前后气体总体积相等的可逆反应，改变压强只改变化学反应对于反应前后气体总体积相等的可逆反应，改变压强只改变化学反应速率，而对平衡无影响；速率，而对平衡无影响；例：对如下平衡例：对如下平衡 A(气气)B(气气)2C(气气)D(固固)0t1t2t3加压对化学平衡的影响加压对化学平衡的影响V正V正=V逆V逆V正=V逆V正V逆0t1t2t3减压对化学平衡的影响减压对化学平衡的影响例例 在体积不变的密
17、闭容器中，存在如下可逆反应在体积不变的密闭容器中，存在如下可逆反应N2（g g）+3H2（g g）2NH3（g g）（1）若充入氦气，平衡如何移动？充入氢气又如何）若充入氦气，平衡如何移动？充入氢气又如何 移动？移动？（2）如果是在恒温恒压条件下充入氦气平衡如何移）如果是在恒温恒压条件下充入氦气平衡如何移 动？充入氢气又如何移动？动？充入氢气又如何移动？充入氦气平衡不移动；充入氢气平衡正向移动充入氦气平衡不移动；充入氢气平衡正向移动充入氦气平衡逆向移动；充入氢气平衡不移动充入氦气平衡逆向移动；充入氢气平衡不移动练习练习1.1.下列反下列反应应达到化学平衡达到化学平衡时时，增大，增大压压强强，平
18、衡是否移，平衡是否移动动？向哪个方向移？向哪个方向移动动？气体的百分含量怎气体的百分含量怎样变化？反化？反应物物的的转化率如何化率如何变化？化？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)练习练习 一定量的混合气体在密闭容器中发生反一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：应：m A(g)+n B(g)p C(g)达到平衡后，温度不变，将气体体积缩小达到平衡后，温度不变，将气体体积缩小到原来的到原来的1/2但达到平衡时，但达到平衡时，C的浓
19、度为原的浓度为原来的来的1.8倍，则下列说法正确的是倍，则下列说法正确的是 A、m+n pB、A 的转化率降低的转化率降低C、平衡向正反应方向移动、平衡向正反应方向移动D、C的体积分数增加的体积分数增加(B )3、温度对化学平衡的影响、温度对化学平衡的影响实验探究实验探究(实验实验27)2NO2(气气)N2O4(气气)H=-56.9kJ/mol(红棕色红棕色)(无色无色)NO2浓度增大浓度增大 NO2浓度减小浓度减小 混合物受热时颜色（混合物受热时颜色（）混合物遇冷时颜色（混合物遇冷时颜色（）现象分析：现象分析：加深加深变浅变浅平衡向平衡向吸热吸热反应方向移动反应方向移动平衡向平衡向放热放热反
20、应方向移动反应方向移动热水热水冷水冷水在其它条件不变的情况下：在其它条件不变的情况下：温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。升温对吸热反应有利、降温对放热反应有利升温对吸热反应有利、降温对放热反应有利规律规律:1、混和物受热时，速率均（、混和物受热时，速率均（），但），但 ，故平，故平衡向衡向 方向移动；方向移动；2、混和物遇冷时，速率均（、混和物遇冷时，速率均（），但），但 ，故平，故平衡向衡向 方向移动；方向移动；增大增大(吸吸)(放放)吸热反应
21、吸热反应减小减小(吸吸)(放放)放热反应放热反应温度对化学平衡的影响温度对化学平衡的影响(图像图像)正反应为放热反应正反应为放热反应讨论讨论 对于反应对于反应2NO2(气气)N2O4(气气)57千焦千焦试比较以下三种状态下的温度关系：试比较以下三种状态下的温度关系：改变温度前混和气体温度改变温度前混和气体温度T1；改变温度后瞬时气体；改变温度后瞬时气体温度温度T2；改变温度达新平衡后混和气体温度；改变温度达新平衡后混和气体温度T3；升温：升温：；降温：降温：。T2 T3 T1T1 T3 T2练习练习在高温下，反应在高温下，反应(正反应为吸热反应）要使混合气体颜色加正反应为吸热反应）要使混合气体
22、颜色加深，可采取的方法是深，可采取的方法是A、减小压强、减小压强B、缩小体积、缩小体积C、升高温度、升高温度D、增大、增大H2浓度浓度(B C )2HBr(g)H2(g)+Br2(g)4、催化剂对化学平衡的影响、催化剂对化学平衡的影响 催化剂同等程度改变化学反应速率，催化剂同等程度改变化学反应速率，V正正=V逆逆，只改变反应到达平衡所需要的时间，而不影响化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。学平衡的移动。例：对如下平衡例：对如下平衡 A(气气)B(气气)2C(气气)D(固固)V正V逆0t1t2V正=V逆t3正催化剂对化学平衡的影响正催化剂对化学平衡的影响V正V逆0t1t2V
23、正=V逆t3负催化剂对化学平衡的影响负催化剂对化学平衡的影响练习练习对任何一个平衡体系，采取下列措施对任何一个平衡体系，采取下列措施一定引起平衡移动的是一定引起平衡移动的是A、加入一种反应物、加入一种反应物B、增加体系的压强、增加体系的压强C、升高温度、升高温度D、使用催化剂、使用催化剂(C )改变影响平衡的一个条件改变影响平衡的一个条件化学平衡移动方向化学平衡移动方向化学平衡移动结果化学平衡移动结果浓度浓度增大反应物浓度增大反应物浓度向向正反应方向正反应方向移动移动反应物浓度反应物浓度减小减小减小反应物浓度减小反应物浓度向向逆反应方向逆反应方向移动移动反应物浓度反应物浓度增大增大增大生成物浓
24、度增大生成物浓度向向逆反应方向逆反应方向移动移动生成物浓度生成物浓度减小减小减小生成物浓度减小生成物浓度向向正反应方向正反应方向移动移动生成物浓度生成物浓度增大增大压强压强增大体系压强增大体系压强向向气体体积减小气体体积减小的反的反应方向移动应方向移动体系压强体系压强减小减小减小体系压强减小体系压强向向气体体积增大气体体积增大的反的反应方向移动应方向移动体系压强体系压强增大增大温度温度升高温度升高温度向向吸热反应方向吸热反应方向移动移动体系温度体系温度降低降低降低温度降低温度向向放热反应方向放热反应方向移动移动体系温度体系温度升高升高催化剂催化剂 由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅
25、度是等由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是等同的，所以平衡不移动。但应注意，虽然催化剂不使化学平同的，所以平衡不移动。但应注意，虽然催化剂不使化学平衡移动，但使用催化剂可影响可逆反应达平衡的时间。衡移动，但使用催化剂可影响可逆反应达平衡的时间。影响化学平衡的条件小结影响化学平衡的条件小结 勒沙持列原理：勒沙持列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）平衡就向能够减弱这种改变的方向移强、温度）平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。这就是勒沙特列原理。动。这就是勒沙特列原理。其中包含：其中包含：影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种；
26、影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种；原理的适用范围是只有一项条件变化的情况原理的适用范围是只有一项条件变化的情况（温度或压强或一种物质的浓度），当多项条件（温度或压强或一种物质的浓度），当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂；同时发生变化时，情况比较复杂；平衡移动的结果只能减弱（不可能抵消）外平衡移动的结果只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化。界条件的变化。减弱这种改变的理解：减弱这种改变的理解：（1）外界条件使反应物浓度增大，平衡）外界条件使反应物浓度增大，平衡正向移动，减弱了这种增大；但最终浓度正向移动，减弱了这种增大；但最终浓度还是增大了。还是增大了。(2)外因增大压强使平衡体系单位
27、体积内分外因增大压强使平衡体系单位体积内分子数增加，平衡向气体分子数减小的方向子数增加，平衡向气体分子数减小的方向移动，减弱了这种增加趋势；但最终压强移动，减弱了这种增加趋势；但最终压强还是增大了。还是增大了。（3）外界提供热量使体系温度升高，平衡）外界提供热量使体系温度升高，平衡向吸热反应方向移动，使温度降低；但最终向吸热反应方向移动，使温度降低；但最终温度还是升高了。温度还是升高了。1、某某一一温温度度下下，在在一一带带有有活活塞塞的的体体积积可可变变的的密密闭闭容容器器中中，可可逆逆反反应应：N2+3H2 2NH3达达到到平平衡衡，若若向向活活塞塞施施加加一一定定的的压压力力，使使容容器器体体积积减减小小，则则下下列列叙叙述述正正确确的的是是()；若若保保持持该该容容器器的的体体积积不不变变，向向该该平平衡衡体体系系中中充充入入氩氩气气，则下列叙述正确的是则下列叙述正确的是()DEBCA.正正增大、增大、逆逆减少减少B.正正、逆逆均不变均不变D.平衡向右移动平衡向右移动E.正正、逆逆均增大均增大C.平衡不发生移动平衡不发生移动【综合综合练习】练习】