化学选修四《2.3 化学平衡(第一课时)》课件

产生气泡快慢
结论
解释催化剂的作用
降低反应的活化能，提高活化分子百分数，有效碰撞概率提高，反应速率提高
[解析]：解决此题应注意将四种情况下的反应速率换算成同一种物质并统一单位来比较。A、vA=0.15 mol/L·min B、vA=0.2 mol/L·min C、vA=0.2 mol/L·min D、vA=0.6 mol/L·min答案：D
【分析】由图示可知X、Y、Z三种物质物质的量的变化量分别为：0.3 mol，0.1 mol，0.2 mol故化学方程式中X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为：0.3 mol∶0.1 mol∶0.2 mol=3∶1∶2因此，反应的化学方程式为3X+Y 2Z。
人教高中化学
选修四 第二章 全部课件
新教材选修4
旧教材第二册 （必修加选修）
第二章化学反应速率和化学平衡
第二章化学速率 （含影响因素）
第二节 影响化学反应速率的因素
第一节 化学反应速率
一、化学反应速率 1.概念： (1)化学反应速率：是描述化学反应进行快慢的物理量。 化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度的变化来表示。
表示方法： 化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。在容积不变的反应器中，通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
结论：
问题：用理论解释为什么浓度对化学反应速率有影响？
当增加反应物的浓度时，单位体积内活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。
实质：
对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。
结论：
适用范围：
仅适用于反应体系中有气体物质的反应。
视察思考

（2）前10min内用NO2表示的化学反应速率v（NO2 ）= 0_._0_4_m__o_l_/_（_L_•_m；in） 反应进行至25min时，曲线发生变化的原因是__加__入_ _0_._4m__o_l_N__O_2__ 。
（3）若要达到与最后的平衡状态相同的化学平衡状态，在25min时还可以采取的 措施是 _②___④_ ___ （填序号） ①加入催化剂 ②缩小容器体积 ③升高温度 ④加入一定量的N2O4
【例题】 人教版化学选修四2.3化学平衡---化学平衡图像专题(共16张PPT)
可逆反应A（g）+2B（g） C（g）分别在三种不同实验条件下 进行，它们的起始浓度均为c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.200mol/L及 c(C)=0 mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。
请回答下列问题 （1）与①比较，②和③ 分别仅改变一种反应条件。 所改变的条件和判断的理 由是②：_加_催__化__剂__，__达_到_ ；平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变；
③升__温__，_达__到__平__衡_ 的；时间缩短，平衡时A的浓度减小
（2）实验②平衡时B的 转化率为__4_0_%____； 实验③平衡时C的浓度为_0_._0_6_m_o__l/_L_； 升温A的平衡浓度减小，说明平衡向正
化学平衡图像专题
一 解题步骤
(1)看懂图象：
①看面(即看清纵坐标与横坐标) ②看线(即线的走向和变化趋势) ③看点(即起点、拐点、交点、终点) ④看量(图像中有关量的多少) ⑤看是否要作辅助线(如一等解温题步线骤、等压线)
(2)联想规律:
①外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响 ②“先拐先平数值大” ③ “定一议二”原则
人教版化学选修四2.3化学平衡---化 学平衡 图像专 题(共16 张PPT)

反应平衡时 ——v(正)＝v(逆)，c(反应物)、c(生成物)均 _不__再__改__变____，但不一定相等或等于化学 计量数之比
—以上过程中v－t图像表示如下：
2、化学平衡状态
在一定条件下的可逆反应里，当正、逆 两个方向的反应速率相__等__时，反应体系 中所有参加反应的物质的质量或浓度保 持_恒_定__的状态。
4、化学平衡状态的判定标志
化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)平衡状态的判定：
1）、正逆反应速率相等 ①在单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了 m mol A，即v正＝v逆 ②在单位时间内消耗了n mol B的同时也消耗了 p mol C，即v正＝v逆 ２）、温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度 一定时(其他不变) ３）、颜色
①当m＋n≠p＋q时，Mr一定 ②当m＋n＝p＋q时，Mr一定
一定平衡 不一定平衡
７、一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于 密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g)——SO3(g) ＋NO(g) ΔH＝－41.8 kJ/mol， 下列能说明反应达到平衡状态的是( ) A．体系压强保持不变 B．混合气体颜色保持不变 C．SO3和NO的体积比保持不变 D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
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能产生反应N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 。开始时， 只充入 N2 和H2 ，用v-t图像表示反应过 程中v正 、v逆 的变化情况。
化学平衡状态有何特征？
逆：只有可逆反应才可能存在化学平衡状态； 等： v正 = v逆； 动：动态平衡，v正 = v逆 ≠ 0； 定：各物质的各种量恒定不变；
人教版高中化学选修四第二章第三节
化学平衡状态
25 ℃时，饱和蔗糖溶液中再加入一些蔗糖晶体，还能溶解 更多蔗糖吗？
棱角 • 固体溶解
消失
小晶体 • 固体析出
长大了
固体质 量没变
可逆过程：相同条件下，同一体系中同 时存在的两个相反的过程。
25 ℃时，饱和蔗糖溶液中再加入一些蔗糖晶体，还能溶解 更多蔗糖吗？
可逆反应：相同条件下，同一体系中正向反 应（反应物→生成物）和逆向反应（反应物 ←生成物）能同时进行的反应。
不可逆反应中，随着反应的进行，反 应物不断转化为生成物，反应物浓度 _不__断__减_小__，反应速率_不__断__减__小__，最 终反应物浓度_至_少__有__一__种__物_质__为__零__， 反应速率__变__为__零___。
在一个可逆反应中，开始只加入了反应物。反 应开始后： 1、反应物、生成物的浓度会怎么变化？为什么？
2、正反应速率、逆反应速率会怎么变化？为什么？ 3、最终正、逆反应速率会有什么关系？ 4、最终反应物、生成物的浓度会怎么变化？为什么？
化学平衡状态：在一定条件下，当正、逆两 个方向的反应速率相等时，反应体系中所有 参加反应的物质的质量和浓度可以保持恒定。 这时的状态称之为化学平衡状态。
变：如果改变了影响平衡的条件，平衡就会 破坏，再建立一个新的平衡。
在体积固定的密闭容器中，对于N2(g)＋ 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ΔH<0的反应，到达平衡的 标志是________。 A．生成NH3的速率与NH3的分解速率相等 B．断开一个N≡N键的同时有6个N－H键生 成

减小生成物 v正、v逆均减小，且
的浓度
v′正>v′逆
速率变化曲线
（人教版选修4） 第 二章《化学反应速率和化学平衡》
（2）联系温度对可逆反应速率的影响，填写完成下表
内容。条件变化 速率变化
速率变化曲线
升高温度
v正、v逆均增大， 且v′逆>v′正
降低温度
v正、v逆均减小，且 v′正>v′逆
（3）联系压强对可逆反应速率的影响，填写完成下表
内容。 条件变化
速率变化
速率变化曲线
增大压强
v正、v逆均增大，且 v′正>v′逆
减小压强
v正、v逆均减小， 且v′逆>v′正
（人教版选修4） 第 二章《化学反应速率和化学平衡》
（4）联系催化剂对可逆反应速率的影响，请画出速 率—时间图像。
【温馨提示】使用催化剂，v 正、v逆同等倍数增大，图像为
【问题探究】对于反应mA(g)＋nB(g) eC(g)＋fD(g)， m＋n＞e＋f且ΔH＞0。反应到达平衡后，外界条件的改
变，化学反应速率与时间的图像如下：
（人教版选修4） 第 二章《化学反应速率和化学平衡》
（1）根据化学反应方程式的特点，图1表示的可能是 哪个外界条件的改变？图3呢？
【温馨提示】图1是增大反应物的浓度造成的；图3正、逆反应
速率同等程度增大，且m＋n＞e＋f，所以应是使用催化剂造成的。
（2）图2表示条件改变的瞬间正、逆反应速率均增加， 可能是哪些条件的改变？
（人教版选修4） 第 二章《化学反应速率和化学平衡》
活动一、速率－外界条件图像 【讨论交流】以N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－ 92.4 kJ/mol为例。完成下列内容。 （1）观察下列速率—时间图，请说出两图所表示的含 义是什么？

（2）t1、t3、t4时刻，体系中 v
分别是什么条件发生了变化？
V(逆)
t1:升高温度，t3:使用催化剂，
V(正)
V(逆)
t4:减小体系压强
V(正)
（3）下列时间段中，氨的
百分含量最高是（）A
AC..0t～3～tt1B4D..tt2～ 5～tt36
0t1t2t3t4t5t6t
二.百分含量(或转化率)-时间-温度图像 例3. 可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
C%
B%
A T1
T1
B T2
T2
t1 t2
t
t
1正、反T应1T是2<(>反=<应放) 热
2正、反T应1T是2>(>反=<应放) 热
（放热、吸热）
（放热、吸热）
二.百分含量(或转化率)-时间-压强图像 可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
A转
B%
化 率
A P1
B P2
P1 P2
t1
t2
196.6KJ·mol-1,下列图象表示正确的是: BD
V
SO2％
V正(O2)
V逆(SO3)
0
A
t
C(SO3) 106Pa
105Pa
0
C
t
500℃ 400℃
0
B
P
SO2转化率
300℃
500℃
0
D
t
B
答案准确吗?
变化量之比=反应方程式的系数之比
时间
(2)看变化趋势
分清正反应和逆反应；分清浓度、压强、温度、 加催化剂等变化；分清“突变”和“渐变”。

(2)此时，Q＝c CHc3OCCHH3O3H·c2H2O＝
1.2
mol·L－1 × 0.6 0.4 mol·L－
mol·L－ 12
1
＝
4.5<K，
所以反应向正反应 方向进行。
题组一 对化学平衡常数的理解
1．在相同 的温度下，已知反应 ：① N2 (g)＋ O2 (g)
2NO(g)
的平衡常数 K＝3.84×10－31；②2SO2(g)＋O2(g)
相对应。
2．化学平衡常数的意义 化学平衡常数的大小是可逆反应进行程度的标志。K值越 大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行 的程度越大；K值越小，表示正反应进行的程度越小。一 般地说，K>105时，该反应进行基本完全。 3．影响化学平衡常数的因素 化学平衡常数是化学反应的特性常数，K只受温度影响,与 反应物或生成物的浓度变化无关。每一个具体反应(除固相 反应)，在一定温度下，有一个K值。温度升高，K吸增大， K放减小，温度降低，K吸减小，K放增大。
已知二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过 CH3OH
分 子间脱 水制得 ： 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g) ＋ H2O(g)
ΔH＝23.5 kJ·mol－1。在 T ℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，
体系中各组分浓度随时间变化如图所示。请回答下列问题：
[CH3OCH3][H2O] (1)该条件下反应平衡常数表达式 K＝___[_C_H__3O__H_]_2_。在 T ℃时， 该 反 应 的 平 衡 常 数 为 _______5_____ ， 达 到 平 衡 时 n(CH3 OH)∶ n(CH3OCH3 )∶ n(H2O)＝ __2_∶__5_∶__4__。
2．基本解题思路 (1)列出各物质的起始量。 (2)设某物质的转化量，并据此表示出其他物质的转化量。 (3)根据起始量和转化量，列出各物质的平衡量。 (4)列式计算求反应物的转化率、平衡常数等。 [特别提醒] 初始浓度、平衡浓度与化学方程式的系数无关, 但转化浓度之比等于各物质在化学方程式中的系数之比。

5.在一定温度时，当一个可逆反应达到平 衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物 平衡浓度的幂之积的比值是一个常数，这个常 数称为化学平衡常数简称平衡常数。 6.在一定条件下，可逆反应达化学平衡状态 时，某一反应物消耗量占该反应物起始量的质量 分数，叫该反应物的转化率。公式：a=△c／c始 ×100％
3.在373K时，把0.5molN2O4气体通入为5L的真 空密闭容器中，立即出现棕色，反应进行到2s时， N2O4的浓度为0.02mol/L，在60s时，体系已达到平 衡，此时容器内压强为开始时的1.6倍，下列说法 D 正确的是 ＿ A. 前2s，以N2O4的浓度变化表示的平均反应速度 为0.01mol/（L· s） B. 在2s时体系内压强为开始时压强的1.1倍 C. 在平衡体系内含N2O40.25mol D. 平衡时，如果压缩容器体积，则可降低N2O4的 转化率
二、选择题
1．对于一定温度下的密闭容器中，可逆 C 反应 达平衡的标志是＿ A. B. C. D. 压强不随时间的变化而变化 混合气的平均分子量一定 生成n mol H2同时生成2n mol HI v（H2）=v（I2）
2.某温度下，在一容积可变的容器中，反应 2A（g）+B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B和C 的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol，保持温 度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量 C 做如下调整，可使平衡右移的是＿ A. 均减半 C. 均增加1mol B. 均加倍 D. 均减少1mol
课堂小结
1.化学反应具有方向性。一些化学反应进 行的结果，反应物能完全变为生成物，即反应 能进行到底。这种反应就是不可逆反应。 2.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做可逆反应。把 从左向右的过程称为正反应；从右向左的过程 称为逆反应。

【对应训练】
（人教版选修4）第二章《化学反应速率和化学平衡》
1.可逆反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，充入由18O组 成的氧气一段时间后，18O存在下列物质中的( )
A．多余的氧气中 B．生成的三氧化硫中
C．氧气和二氧化硫中 D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中
【答案】D【解析】18O2的加入定会与SO2结合生成含18O 的SO3，同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使得SO2 和O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物 质中。
（人教版选修4）第二章《化学反应速率和化学平衡》
2.下列对可逆反应的说法正确的是( ) A．既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反
应叫做可逆反应 B．在可逆反应里正反应的速率是正值，逆反应的速率
是负值 C．可逆反应不能完全进行，存在一定的限度 D．2H2＋O2 2H2O与2H2O 2H2↑＋O2↑互为逆
（人教版选修4）第二章《化学反应速率和化学平衡》
（人教版选修4）第二章《化学反应速率和化学平衡》
核心素养发展目标
1.通过旧知回顾、阅读思考，进一步认识可逆反应的概 念及特点，能根据可逆反应正、逆反应速率的变化理解化 学平衡状态的建立过程，并认识化学平衡是一种动态平衡。
2.通过讨论交流、问题探究，能从可逆反应速率和平衡 建立过程理解化学平衡状态的概念、本质特征及表观特征， 熟知在不同条件下化学平衡状态的特征（标志）及判断可 逆反应是否达到平衡状态。
反应
【答案】C【解析】可逆反应是指在同一条件下，既能向正反应方 向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，A项错误；在可逆反 应里正反应的速率、逆反应的速率都取正值，B项错误；可逆反应 的特点是不能完全进行到底，存在一定的限度，C项正确；两反应 的反应条件不同，不互为逆反应，D项错误。

A2 的
v逆
转
化
v正
率
A
T
400℃ 500℃ 600℃
A2%
C
P
100atm
10atm 1atm T B
100℃
200℃
D
t
7.在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下 发生反应：CO2(g)＋3H2 (g) ⇌ CH3OH(g)＋H2O(g)
测得其中CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图。下列说法错误的是（C）
①T__大_于___100℃（填“大于”或“小
于”），判断理由是
_反__应_正__方_向__吸__热_，__反_应__向__吸_热__方_向__进_行__， __故__温_度__升__高__________________。
②列式计算温度T时反应的平衡常数K2 ________________。
c（NO2）=0.120 mol·L-1+0.002 mol·L-1·s-1×10s×2=0.160mol·L-1 c（N2O4）=0.040 mol·L-1—0.002 mol·L-1·s-1×10s=0.02 mol·L-1
五看量的变化—— 如温度变化、浓度变化等
一、浓度— 时间图像(c—t图像)：
解这类题的关键是： ①何为反应物、生成物 ②反应物、生成物的计量数关系 ③是否为可逆反应
例1.
c 0.4 0.3 0.2 0.1
(1)写出化学反应方程式：
5A
3B+2C
B
A (2)求反应物的转化率：
C
t
A的转化率=62.5%
____逆__反_应_____（填“正反应”或
“逆反应”）方向移动， 判断理由是

第二章 化学反应速率和化学 平衡
3化学平衡
一、平衡的移动
实验： 将NO2球分别浸在冰水和热水中，观察NO2球中
颜色的变化。 实验现象：浸在冰水中的NO2球红棕色变浅，浸在 热水中的NO2球红棕色加深。 说明：可逆反应达到化学平衡状态后改变外界条件， 体系中物质浓度会发生变化，平衡状态会发生变化。
V（正）= V（逆） 外界条件改变
2、降低温度，正逆反应速率都减慢。吸热反应方向 减慢的幅度大，化学平衡向放热反应方向移动。
温度对化学平衡的影响
1、温度变化引起化学反应速率变化，吸热反应方向 变化的幅度总是比放热反应方向变化的幅度大。 2、升高温度化学平衡向吸热反应方向移动，减弱温 度的升高。降低温度化学平衡向放热反应方向移动， 减弱温度的降低。
1、增加浓度，化学反应速率加快，平衡向减弱浓 度的方向移动。 2、减小浓度，化学反应速率减慢，平衡向增加浓 度的方向移动。
三、温度对化学平衡的影响
回忆实验2—7
2 N O 2 ( 红 棕 色 ， g ) N 2 O 4 ( 无 色 ， g ) H 5 6 . 9 K J /m o l
实验现象：浸在冰水中的NO2球红棕色变浅，浸在 热水中的NO2球红棕色加深。
谢谢大家！
（可能出现）பைடு நூலகம்
V ′ （正） ≠ V ′ （逆）
新条件
V ′ （正） = V ′ （逆）
旧平衡的破坏
新平衡的建立
过程叫平衡的移动
实验2—5
C r 2 O 7 2 （ 橙 色 ） H 2 O 2 C r O 4 2 （ 黄 色 ） 2 H
实验结论： 1、增加生成物浓度，逆反应速率加快，平衡向逆 反应方向移动。 2、减小生成物浓度，逆反应速率减慢，平衡向正 反应方向移动。

多种反应物参加反应时，提高
I
某一种反应物的浓度，可以提 高其他反应物的转化率，而该 物质本身转化率会降低。
探究活动二 ：温度对化学平衡的影响
1． 按表中实验步骤要求完成实验，观察实验现象，填写下表： 实验原理 实验步骤 实验现象 热水中混合气体颜色加深；冰水中混合气体颜色变浅
混合气体受热颜色加深，说明NO2浓度增大，即平衡向逆反
V(正)
V’ (正)= V’ (逆)
原平衡
新平衡
V(逆)
0
t
归纳总结
改变反应条件
平衡移动方向
升高温度
温度
降低温度
向吸热反应方向移动 向放热反应方向移动
增大反应物浓度 向正反应方向移动
浓度
减小反应物浓度
向逆反应方向移动
增大压强
向气体分子数减小的方向移动
压强
减小压强
向气体分子数增大的方向移动
— （三）. 化学平衡移动原理 勒夏特列原理
V’ (放)
V(逆)
0
t
降温
1. V(吸)、 V(放)都减慢，（比原平衡慢）。 但吸热反应速率变化更快 2. V(放) > V(吸) . 平衡向放热反应方向移动，
v
V(正)
速率-时间关系图
原平衡 V(逆)
V’ (放) 新平衡 V’ (吸)
0
t
学以致用
3． 在一定条件下，发生反应 CO＋NO2 CO2＋NO，达到化学 平衡后，降低温度，混合物的颜色变浅，下列有关该反应的说
K 1.00 1.47 2.40
(1)该反应的化学平衡常数表达式是_K_＝__[_[CC__OO_2_]]___。 (2)该反应是__吸__热____反应(填“吸热”或“放热”)。 (3)若升高温度，CO2 转化率的变化是_增__大_____(填“增大”、 “减小”或“不变”) 。