高中化学竞赛辅导课件 化学平衡

工业生产条件的选择
根据化学平衡原理选择合适的温度、 压强、浓度等条件，以提高产率和降 低成本。
环境保护和治理
运用化学平衡原理分析环境污染物的 来源和转化途径，提出有效的治理措 施。
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《化学平衡化学平衡 常数》PPT课件
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目录
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• 化学平衡概述 • 化学平衡常数及其表达式 • 影响化学平衡因素及移动原理 • 化学平衡计算方法及实例分析 • 化学平衡在生活、生产和科研中应用 • 总结回顾与拓展延伸
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01
化学平衡概述
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化学平衡定义与特点
环境保护中的化学平衡应用
利用化学平衡原理处理废气、废水，减少环境污染。
农业生产中的土壤酸碱平衡调节
通过施加石灰、石膏等调节土壤酸碱度，改善土壤 环境。
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科研领域里化学平衡研究前沿动态
01
超分子化学中的主 客体平衡研究
探讨超分子体系中主体与客体之 间的相互作用和平衡关系，为超 分子材料的设计提供理论指导。
8
沉淀溶解平衡应用
沉淀的生成
当Qc > Ksp时，溶液中将生成沉淀。
沉淀的溶解
当Qc < Ksp时，沉淀将溶解。
同离子效应
在难溶电解质的饱和溶液中，加入含有与该难溶电解质具有相同离子 的易溶强电解质，从而使难溶电解质的溶解度降低的现象。
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溶度积常数与溶解度关系
溶度积常数与溶解度关系公式
01
化学平衡的定义和特征
02
可逆反应在一定条件下达到的动态平衡状态

常见的可逆反应
化学平衡状态的建立
N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)
在一定条件下，容积不变的密闭容器中，充入N2和H2发生反应，反应中各物质的 浓度随时间如何变化？正逆反应速率随时间如何变化？ 请分别作出相应的浓度-时间图和速率-时间图。
浓 度
H2
N2
0 NH3
时间
如果充入 NH3发生反应呢？
A．SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L
B．SO2、SO3均为0.15 mol/L
C．SO3为0.25 mol/L
D．SO3为0.4 mol/L
巩固练习
3. 在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。 下列有关说法正确的是
A．t1时刻，反应逆向进行 B．t2时刻，正反应速率大于逆反应速率 C．t3时刻，达到反应进行的限度 D．t4时刻，反应处于平衡状态，反应停止
化学平衡状态
化学（人教版）选择性必修1 第二章 第二节 第一课时
情境引入
自1784年氨被发现以来，人们一直在研究如何利用化学方法由氮气和氢气合成 氨，直到1913年才实现了合成氨的工业化生产。化学反应N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) 看起来十分简单，合成氨的工业化生产却经历了漫长的发展过程。化工生产中，我 们需要考虑哪些因素呢？
化学平衡状态的判定
2．“定” 变量不变 小结：对于有气体参与的整个反应体系：mA(g)＋nB(g) = pC(g)＋qD(g)
本质
压强
(气体总物质的量)
P1 = n1
P2
n2
平均相对分子质量
M=
m(g)总 n(g)总
密度
（恒温恒容）

高一化学竞赛辅导 吉布斯自由能和化学平衡1．化学反应的方向性自然界发生的一切过程都必须遵循热力学第一定律，保持能量守恒。

但在不违背热力学第一定律的前提下，过程是否发生，若能发生的话，将又会进行到什么程度，热力学第一定律却不能回答。

本章从系统能量变化的角度讨论化学反应的方向性。

1.1 自发过程在一定条件下不需要外界对系统作功就能自动进行的过程或反应称为自发过程或自发反应。

相反，它们的逆过程或逆反应是非自发的。

焓变不能作为化学反应自发性的判据。

1.2 吉布斯自由能（1） 吉布斯自由能及自发过程的判据依据反应自发性与焓、熵及温度间的关系，物理化学家吉布斯（G ibb s J W ）提出了一个新的状态函数G ，它具有广度性质，称为吉布斯自由能，其定义为：G =H –TS （1-1）在等温过程中，吉布斯自由能变为：ΔG =ΔH –T ΔS （1-2）称为吉布斯–亥姆霍兹（Gibb s -HelmholTz ）方程。

将此式应用于化学反应，得到：m r G ∆=m r H ∆–T m r S ∆ （1-3）若反应在标准状态下进行，则：θmr G ∆= θm r H ∆–T θm r S ∆ （1-4） m r G ∆和θmr G ∆分别称为化学反应的摩尔吉布斯自由能（变）和标准摩尔吉布斯自由能（变），两者的值均与反应式的写法有关，SI 单位为J·mol -1或kJ·mol -1。

在等温定压且系统不做非体积功条件下发生的过程，若： ΔG <0 发生的过程能自发进行； ΔG =0 系统处于平衡状态； ΔG >0 过程不能自发进行。

化学反应大部分在等温定压且系统不做非体积功的条件下进行，则： Δr G m <0 化学反应过程自发进行；Δr G m =0 化学反应系统处于平衡状态，过程宏观停止，达到化学反应的限度； Δr G m >0 化学反应过程不可能自发进行，其逆过程自发。

Zn(OH)2＋2Ag
D．电解水生成H2和O2，点燃H2和O2的混合物生成水
二、化学平衡状态
N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)
在一定条件下，容积不变的密闭容器中，充入N2和H2发生反应，反
应中各物质的浓度随时间如何变化？正逆反应速率随时间如何变化？
请分别作出相应的浓度-时间图和速率-时间图。
成课后作业哦~
有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。
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
计算转化率
转化率：化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大转化率。
转化率(α) =
转化的量
起始的量
×100％
量: 质量、物质的量、体积、物质的量浓度等
对点训练
某温度下，在容积不变的密闭容器中，N2与H2反应足够长时间
【例3】 恒温恒容时,可逆反应N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)
达到平衡状态的标志是_________
②③⑤
① N2 、H2 、 NH3 的浓度比为1:3:2
② N2的浓度不随时间变化
③ NH3的百分含量不再发生变化
④ 混合气体的颜色不再发生变化
⑤ H2的转化率不再发生变化
解题方法： 判断这个物理量是否为变量
后各物质的量不再改变，求H2的转化率。
各物质的起始量/mol
N2
H2
NH3
5
15
充分反应后各物质的量/mol
N2
H2
NH3
起始量/mol
0
3
N2 + 3H2
2NH3
5
15
0
变化量/mol
2

第16講 化學平衡
考綱定位
選項示例
1.瞭解化學反應的可逆性。 2.瞭解化學平衡建立的過程。理 解化學平衡常數的含義，能夠 利用化學平衡常數進行簡單的 計算。 3.理解外界條件(濃度、溫度、 壓強、催化劑等)對化學平衡的 影響，並認識其一般規律。 4.瞭解化學平衡的調控在生活、 生產和科學研究領域中的重要 作用。
思路指導：化學平衡狀態的根本標誌是：①v(正)＝v(逆)， ②各組分百分含量不變。並明確氣體的顏色、密度、壓強、平 均相對分子品質的變化與根本標誌間的關係。
解析：①中描述的是反應的正、逆方向且轉化後v正＝v逆， 而②描述的均為正反應方向，故①正確，②錯誤；③中無論是 否達到平衡，化學反應速率之比都等於化學計量數之比；④反 應體系內含有色氣體且顏色不變，則表示物質的濃度不再變化， 說明反應已達到平衡；⑤體積固定、氣體品質反應前後守恆， 密度始終不變；⑥反應前後可逆反應壓強不變，意味著各物質 的含量不再變化；⑦由於氣體的品質不變，氣體的平均相對分 子品質不變時，說明氣體中各物質的物質的量不變，該反應
举例反应：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
是否平 衡狀態
①各物質的物質的量或各物質的 物質的量分數一定
是
混合物體 ②各物質的品質或各物質的品質 系中各成 分數一定
是
分的量 ③各氣體的體積或體積分數一定
是
④總體積、總壓強、總物質的量、 總濃度一定
不一定
（續表）
判斷依據
正反應速 率與逆反 應速率的
3．可逆反應 在同一條件下既能向正反應方向進行又能向逆反應方向進 行的反應叫可逆反應。可逆反應不能進行到底，用“ ”表 示。 二、化學平衡狀態 1．化學平衡狀態的定義 在一定條件下的可逆反應裏，當_正__反__應__速__率__和__逆__反__應__速__率_ __相__等__(v__正_＝__v__逆_>_0_)_，反應混合物中__各__組__分__的__濃__度__保__持__不__變____ 的狀態是化學平衡狀態，簡稱化學平衡。化學平衡狀態是該條 件下的該反應進行的最大限度。