高中化学《化学平衡》微课精讲+知识点+教案课件+习题

知识点：

（一）化学平衡状态

1、化学平衡的研究对象——可逆反应

（1）可逆反应的定义：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，叫做可逆反应。

（2）可逆反应的特征：正反应和逆反应同时进行，不能向一个方向完全进行到底，反应物的转化率不能达到100%。

2、化学平衡的建立

对于可逆反应CO+H₂O（g） CO₂+H₂。在一定条件下，将0.01 mol CO和0.01 mol H₂O（g）通入1 L密闭容器中，开始反应。

（1）反应刚开始时：反应物的浓度最大 ，正反应速率最大 。生成物的浓度为零 ，逆反应速率为零 。

（2）反应进行中：反应物的浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小。生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大。

（3）肯定最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率相等，此时，反应物的浓度不再变化，生成物的浓度也不再变化。正反应速率和逆反应速率随时间的变化关系如图所示：

3、化学平衡状态

（1）定义：指在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

（2）特征：

逆：是指可逆反应，是化学平衡研究的对象，只有可逆反应，才有可能有平衡状态。

动：是指反应达到化学平衡状态时，v_正=v_逆≠0，反应仍在进行，是个动态平衡。

定：是指反应达到平衡时，各组成成分的物质的量浓度、百分含量等不再发生改变，是一个定值。

变：是指化学平衡状态是有条件的，条件改变，平衡可能会破坏，然后在新的条件下建立起新的平衡，即化学平衡是可以改变的。

（3）特点：对于同一个可逆反应，在相同的条件下（恒温恒容或恒温恒压），不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或从正反应和逆反应同时开始，都可以建立同一平衡状态。即化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。

（4）标志：

可逆反应达到平衡时，V_正=V_逆，即单位时间内任一物质生成多少，就消耗多少。表现在外部的特点是：各物质的物质的量不变，总物质的量也不变，每一种物质的物质的量的百分含量也不变，混合气体的平均相对分子质量也不变，每种物质的浓度也不变，如温度、体 积固定，反应容器内的总压，也不随时间的变化而变化。（但对反应前后气体物质分子数相等的可逆反应，就不能用总压、平均分子质量是否随时间变化来判断是否 达到了平衡。）

（1）直接（特征）标志：

①V_正=V_逆：指反应体系中的用同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等，但对不同物质而言，速率不一定相等。

现以N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）为例，在单位时间、单位体积内：

I、若有1molN₂消耗（代表V_正），同时有1molN₂生成（代表V_逆）。同种物质只需考虑量是否相同，所以有1molN₂消耗必然同时有1molN₂生成，即V_正（N₂）=V_逆（N₂）。

II、若有1molN₂消耗（代表V_正），同时有3molH₂生成（代表V_逆）。不同种物质要考虑化学计量数，由化学方程式知N₂和H₂化学计量数之比为1：3，所以有1molN₂消耗必然同时有3mol H₂生成，即V_逆（H₂）＝3V_正（N₂），由此可见两者数值不相等。

III、同理可得以下关系：若有1molN₂消耗（代表V_正），同时有2mol NH₃消耗（代表V_逆）；若有nmolN₂消耗（代表V_正），同时有2nmol NH₃消耗（代表V_逆）……

IV、同时还可以推出：若有1molN≡N键断裂，则有6molN－H键断裂。

②各物质的百分含量保持不变。

（2）间接（等价）标志：

①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。（注：m+n≠p）对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应（如2SO₂+O₂ 2SO₃）来说，可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应：（如H₂+I₂（g） 2HI），不能用此标志判断平衡是否到达，因为在此反应过程中，气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。

②各物质的浓度不随时间的改变而改变。

③各物质的物质的量不随时间的改变而改变。

④各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。

小结：判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据

（二）化学平衡常数和化学平衡简单计算

1、化学平衡常数

（1）定义：在一定温度下，可逆反应达到平衡后，各生成物浓度化学计量数方次的乘积与各反应物浓度化学计量数方次的乘积的比值，为一常数，该值就称为这个反应的平衡常数，用K表示。

①K值表达式中各物质的浓度[A]、[B]、[C]、[D]是指平衡浓度，不是起始浓度，也不是物质的量。

②生成物浓度的乘积写在表达式的分子上，反应物浓度的乘积写在分母上。

③表达式中所用的浓度是指气体或溶液的平衡浓度。对于固体物质的浓度是没有意义的，也就是表达式中不写固体或纯液体的浓度。

④平衡常数随温度的改变而改变，与浓度、压强、催化剂变化无关。

（3）意义：平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度。

①K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。

②一般地说，K﹥10⁵时，该反应进行得基本完全了；K在10^－5左右，则认为反应很难进行。

（4）应用：

令Q=  [其中c（C）′、c（D）′、c（A）′、c（B）′为某时刻浓度]。则：

当Q＝K时，可逆反应已达平衡状态；

当Q＞K时，v_正＜v_逆，可逆反应向逆反应方向进行（或平衡向逆反应方向移动）；

当Q＜K时，v_正＞v_逆，可逆反应向正反应方向进行（或平衡向正反应方向移动）。

2、化学平衡的计算

（1）四个量——起始量、变化量、平衡量、差量

①反应物的平衡量=起始量－转化量

②生成物的平衡量=起始量＋转化量

③各物质转化浓度之比=它们在化学方程式中化学计量数之比。变化浓度是联系化学方程式、平衡浓度、起始浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。因此，抓变化浓度是解题的关键。

④化学平衡前后，同种元素原子的物质的量相等。

（2）三个百分数：

①反应物的转化率：可逆反应达到平衡状态时，某一指定反应物转化的物质的量（或浓度）与起始物质的量（或起始浓度）的比值。转化率的大小，可以说明 该反应所进行的程度，即原料利用率的大小。但转化率随着反应物起始浓度的不同而不同，这一点区别于平衡常数K。可见，平衡常数K更能反映出反应的本质。

转化率=n_转化/n_起始×100%=c_转化/c_起始×100%

②生成物的产率：实际产量（指生成物）占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，则产率也越大。

产率=产物实际产量/理论产量×100%

③混合物组分的百分含量＝ 

（3）三个常用公式

①Ｔ、Ｖ相同时，Ｐ_１／Ｐ_２＝ｎ_１／ｎ_２或Ｐ／△Ｐ＝ｎ／△ｎ

②混合气体的相对分子质量Ｍ^／＝ｍ／ｎ（运用质量守恒定律计算混合气体的质量ｍ，运用方程式的计量数计算混合气体的总物质的量ｎ）

③混合气体的密度Ｄ＝ｍ／Ｖ（运用质量守恒定律计算混合气体的质量ｍ，注意恒容和恒压对体积的影响）

视频教学：

练习：

1.在密闭容器中充入一定量的NO₂，发生反应2NO₂（g）N₂O₄（g）ΔH=﹣57 kJ•mol^﹣1在温度为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（　　）

A． a、c两点的反应速率：a＞c

B． a、b两点的转化率：a＜b

C． a、c两点气体的颜色：a深，c浅

D． 由a点到b点，可以用加热的方法

2.两个体积相同带活塞的容器，分别盛装一定量的颜色相同的NO₂(g)和Br₂(g)，迅速将两容器同时压缩到原来的一半(假设气体不液化)，下列说法正确的是(　　)

A． a→a′过程中，颜色突然加深，然后逐渐变浅，最终颜色比原来的浅

B． a′，b′的颜色一样深

C． a′的压强比a的压强2倍要小，b′的压强为b的压强的2倍

D． a′中的c(NO₂)一定比b′中的c(Br₂)小

3.对于容积不变的密闭容器发生中的可逆反应：mX（g）+nY（s）pZ（g）ΔH＜0，达到平衡后，改变条件，下列表述不正确的是（　　）

A． 增大压强，化学平衡不一定移动

B． 通入氦气，化学平衡一定不发生移动

C． 增加X或Y的物质的量，化学平衡一定发生移动

D． 其他条件不变，升高温度，化学平衡一定发生移动

4.在一密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H₂O(g)，一定条件下反应CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)达到平衡时生成0.6 mol CO₂，若在相同条件下将H₂O(g)改为4 mol，反应达到平衡时生成CO₂的物质的量为(　　)

A． 1.34 molB． 1.0 molC． 0.94 molD． 0.52 mol

5.在2A＋B===3C＋4D反应中，表示该反应速率最快的数据是(　　)

A．v(A)＝0.5 mol·L^－1·s^－1B．v(B)＝0.3 mol·L^－1·s^－1

C．v(C)＝0.8 mol·L^－1·s^－1D．v(D)＝1.0 mol·L^－1·s^－1

课件：

教案：

板书计划

化学平衡（一）

一、可逆反应与不可逆反应

1、可逆反应的定义

2、可逆反应的特点

3、溶解平衡

由正反应开始：

V 

                   V正                            

                   V逆

                0  t₁     t₂    t₃    t

二、化学平衡状态

1、定义

2、特征概括：定、等、动、变

3、研究平衡的重要工具-- V-t图象

4、研究平衡的意义: 研究和控制反应进行的程度

原料（反应物）转化率   产品（生成物）百分含量 

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