2.0《化学反应速率和化学平衡》PPT课件（新人教版-选修4）
文档属性
| 名称 | 2.0《化学反应速率和化学平衡》PPT课件（新人教版-选修4） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 658.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-06-05 16:49:38 | ||
图片预览
文档简介
(共148张PPT)
新课标人教版课件系列
《高中化学》
选修4
第二章
《化学反应速率和化学平衡》
教学目标
1、了解化学反应速率的涵义；理解化学反应速率的表达式及其简单计算；了解化学反应速率的测量方法。
２、理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响；使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响；
３、体会实验在形成化学结论中的重要作用；通过识别有关化学反应速率与压强、温度或浓度等的图像，提高识图析图能力，培养从图像中挖掘化学信息的能力。
４、理解化学平衡状态等基本概念；理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征；常识性了解化学平衡常数的意义；
５、用化学平衡状态的特征判断可逆反应是否达到化学平衡状态，从而提高判断平衡状态、非平衡状态的能力。通过从日常生活、基本化学反应事实中归纳化学状态等，提高学生的归纳和总结能力；通过溶解平衡、化学平衡、可逆反应之间的联系，提高知识的总结归纳能力。利用化学平衡的动态特征，渗透对立统一的辩证唯物主义思想教育。
６、了解熵的基本涵义及能量判椐和熵判椐的基本内容。 能说出化学反应 的焓变与熵变对反应进行方向的影响。
第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节
《化学反应速率》
举出几例你在生活中所遇到与化学反应快慢有关的事例。
一、化学反应速率
化学反应速率的含义：
化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。它与两个因素有关：一个是反应的时间；另一个是反应物或生成物的浓度。反应物浓度随着反应的进行而不断减小，生成物浓度随着反应的不断进行而增大。
1.化学反应速率的表示方法:
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
2.数学表达式:
v (B) =
3.单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1
或mol·L-1·h-1
4.关于化学反应速率的简单计算:
例１．在某一化学反应里,反应物A的浓度在10 s内从4.0mol·L-1变成1.0mol·L-1,在这10 s内A的化学反应速率是多少
0.3mol·L-1S-1
例２．向一个容积为1L的密闭容器中放入2molSO2和1molO2,在一定的条件下,2s末测得容器内有0.8molSO2,求2s内SO2、O2、SO3的平均反应速率和反应速率之比。
化学反应速率之比=化学计量数之比
1.反应 N2 + 3 H2 ?2 NH3 ,在 2L的密闭容器中发生,5min内NH3 的质量增加了1.7克,求v (NH3) 、v (H2)、 v (N2)
随堂练习
例３.在 mA + n B = pC 的反应中,经过10 s的反应后,各物质的浓度变化为:
A减少amol·L-1, B减少a/2 mol·L-1 ,
C增加a mol·L-1,
则该反应的化学方程式是_________________
小结：
1.求得的反应速率均为正数，没有负数
2.求出的反应速率是一段时间内的平均速率而不是某一时刻的瞬时速率
3.不同的物质表示的同一反应的反应速率，其数值不一定相等，其数值之比等于化学方程式的计量数之比
（所以，表示一个反应的反应速率必须指明对应的物质）
4.不用固体或纯液体表示化学反应速率。
二、化学反应的速率是通过实验测定的。
测定方法有∶
１、直接观察某些性质（如释放出气体的体积和体系压强）；
２、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等）；
３、溶液中，常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
（实验２一１）实验分析∶
反应物（指气体和液体，不含纯液体和固体）的浓度越大，反应时间越短，反应速率越快。
2.如何比较一个化学反应的反应速率的大小
反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为
①v (A) =0.15mol/(L.s)②v (B)= 0.6mol/(L.s)
③v (C) = 0.4mol/(L.s)④v (D)= 0.45mol/(L.s)
该反应进行的快慢顺序为_________
④>②=③>①
比较一个反应的反应速率的快慢,必须找同一参照物
随堂练习
3.根据下图填空:
(1)反应物是_____;生成物是_____。
(2)2min内A、B、C三者的反应速率是多少？该反应的化学方程式是____________
B、A
C
2B+3A 3C
随堂练习
4.在25℃时，向100mL含HCl 14.6g的盐酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到2s时收集到氢气1.12L(标况)，之后反应又进行了4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：
(1)前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为 ；
(2)后4s内用HCl表示的平均反应速率为 ；
(3)前2s与后4s比较，反应速率 较快，其原因可能 。
0.25mol/（L·s）
0.25mol/（L·s）
前2s
前2s时段盐酸浓度比后4s时段大
5．把下列四种X溶液，分别加进四个盛有10mL浓度为2 mol·L-1 的盐酸的烧杯中，并都加水稀释至50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是（ ）。
（A）10 mL、2 mol·L-1
（B）20 mL、2 mol·L-1
（C）10 mL、4 mol·L-1
（D）20 mL、3 mol·L-1
答案：D
随堂练习
6．反应4NH3+5O2 = 4NO+6H2O，在5L的密闭容器中进行半分钟后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率υ（x）（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）为（ ）。
（A）υ(O2)=0.01 mol·L-1·s-1
（B）υ(NO)=0.008 mol·L-1·s-1
（C）υ(H2O)=0.003 mol·L-1·s-1
（D）υ(NH3)=0.002 mol·L-1·s-1
答案： CD
随堂练习
7．反应4A（气）+5B（气）= 4C(气)+6D（气）在5L的密闭容器中进行，半分钟后，C的物质的量增加了0.3mol。下列论述正确的是（ ）
（A）A的平均反应速率是0.010 mol·L-1·s-1
（B）容器中含D的物质的量至少为0.45mol
（C）容器中A、B、C、D的物质的量比一定是4:5:4:6
（D）容器中A的物质的量一定增加了0.3mol
答案：B
随堂练习
8．在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率分别用υ(A)、υ(B)、υ(C)（mol·L-1·s-1）表示，且υ(A)、υ(B)、υ(C)之间有如下所示的关系： υ(B)=3υ(A)； 3υ(C)=2υ(B)。则此反应可表示为（ ）
（A）2A+3B＝2C （B）A＋3B＝2C
（C）3A+B＝2C （D）A＋B＝Ｃ
答案：B
随堂练习
（1）Na2S2O3 溶液和 H2SO4 溶液反应的离子方程式：
_____________________________________________
（2 ）下列各组实验中溶液变浑浊的先后顺序是：__________
A. 0.1mol/L Na2S2O3 和 H2SO4 各 5ml，加水5ml，反应温度为10OC
B. 0.1mol/L Na2S2O3 和 H2SO4 各 5ml，加水10ml，反应温度为10OC
C. 0.1mol/L Na2S2O3和 H2SO4 各 5ml，加水10ml，反应温度为30OC
D. 0.2mol/L Na2S2O3 和 H2SO4 各 5ml，加水10ml，反应温度为30OC
D
C
A
B
S2O32 - + 2H + = S + SO2 + H2O
附加题
2.已知：3 A（g ) + B ( g ) 2 C ( g ) + 2 D ( g )
在不同条件下反应速率分别为：
VA = 0.6 mol / ( L min ) VB=0.45mol / (L min )
VC = 0.4 mol / (L min ) VD=0.45mol / (L min ) 则此反应在不同条进行最快的是件下 （ ）
1
2
4
3
（A ) ( B ) (C ) ( D )
3
2
1
1
4
2
3 A（g ) + B ( g ) 2 C ( g ) + 2 D ( g )
1
VA = 0.6
0.2 0.4 0.4
2
VB=0.45
1.35 0.9 0.9
3
VC=0.4
0.6 0.2 0.4
4
VD=0.45
0.675 0.225 0.45
C
附加题
课后作业
１、课本２１页练习3一５题
２、预习
第二章 化学反应速率和化学平衡
第二节
《影响化学反应速率
的因素》
1、 在通常情况下，Na与水的反应和Mg与水的反应哪个剧烈(反应速率快)？为什么？
2、将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等浓度的盐酸中，产生CO2的速率哪个较快？为什么？
3、石油的形成要多少年？炸药的爆炸呢？
以上说明化学反应速率的决定因素是什么？
决定化学反应速率的主要因素
决定化学反应速率的因素是参加反应的物质本身的化学性质。
影响反应速率的因素
（2）外部因素：
（1）内部因素（主要因素） ：
参加反应物质的性质
①浓度：②压强：③温度：④催化剂：
⑤其他因素：光、颗粒大小、溶剂等。
没合适的取向
没足够的能量
足够的能量 +合适的取向
碰 撞 理 论
类比法：借鉴投篮
n活=n总×活%
活化分子百分数： （活化分子数/反应物分子数）×100%
化学反应速率主要取决于：
所有能够改变内能,运动速率,以及碰撞几率的方法，都可以用来改变、控制反应的速率。
一个反应经历的过程
普通
分子
活化
能
活化
分子
合理
取向的
碰撞
有效
碰撞
新物质
能量
有效碰撞的几率
一、浓度对反应速率的影响
浓度增大
→单位体积内n总↑
T不变，活%不变
n活增大
→有效碰撞↑
→V↑
1、在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反应速率
实验2-2结论：浓度大的H2C2O4（aq）先褪色
2KMnO4 + 5H2C2O4 +3H2SO4=K2SO4 +2MnSO4 +10CO2↑+8H2O
规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。
浓度对反应速率的影响
本质原因
反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞的频率增加，反应速率增大。
a、此规律只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。
c、随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。
注意：
应用1：
一定条件下，在CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行：
A、增加HCl的浓度 B、加水
C、增加同浓度盐酸的量 D、改加CaCO3粉末
b、一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大，固体反应物表面积越小，反应速率越小。
请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况
二、压强对反应速率的影响
增大压强，反应物浓度增大，反应速率加快。
结论：其它条件不变时，有气体参加的反应中，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。
注意：
1、压强对反应速率的影响适用于有气体参加的反应。
2、由于固体、液体粒子间的空隙很小，增大压强几乎不能改变它们的浓度，因此对只有固体或液体参加的反应，压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。
原因：对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。
2、压强对反应速率的影响。
请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况
规律：对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。
压强增大
→ 体积减小
其他条件不变
→V↑
→C增大
压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的
P增大→C成比例增大，P减小→C成比例减小
压强只对于有气体参加的反应的速率有影响
发散思考：压强对于任意化学反应的速率都有影响吗？
思考:在N2+3H2 ? 2NH3中，当其他外界条件不变时：
Ⅰ减小体系压强，该反应的速率怎么变？
Ⅱ在反应中保持体系容积不变，充入N2 ，反应的速率怎么变？
Ⅲ在反应中保持体系容积不变，充入He，反应的速率怎么变？
Ⅳ在反应中保持体系压强不变，充入He，反应的速率怎么变？
压强对反应速率的影响
压强影响反应速率，必须伴随有压强改变时体积的改变现象。否则，压强的变化并没有作用到反应的体系上。即压强变则体积变，实际是浓度的变化。若容器的体积不变，因为各气体的浓度没有变，则速率不变。如在密闭容器中通入惰性气体。
注意：
对于气体有下列几种情况:
1、恒温时：增大压强→体积减少→C增大→反应速率增大
2、恒容时：
A、充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大；
B、冲入“无关气体”（如He、N2等）→引起总压增大，但各反应物的分压不变，各物质的浓度不变→反应速率不变
3、恒压时：冲入“无关气体”（如He等）→引起体积增大， →各反应物浓度减少→反应速率减慢。
例：对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行，下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（ ）
A、缩小体积使压强增大
B、体积不变充入 N2 使压强增大
C、体积不变充入 O2使压强增大
D、使体积增大到原来的2倍
E、体积不变充入氦气使压强增大
压强对反应速率的影响
DE
三、温度对反应速率的影响
实验2-3结论：温度高的溶液先出现浑浊
Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O
1、其他条件不变，温度升高，反应速率加快
T↑
→普通分子变为活化分子
→活%↑
→ n活↑
→V↑
2、一般说来，温度每升高10℃，速率增加2-4倍。
V×倍数值（t2-t1)/10 = 变化后的反应速率
3、温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。
4、反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，降低温度，正、逆反应速率都减小。
温度对反应速率的影响
本质原因
升高温度，一部分非活化分子吸收能量转化为活化分子，使得活化分子百分数提高，活化分子间的有效碰撞频率变大，故反应速率增大。
冰箱延长食物保鲜期
你能举出生活中利用改变温度改变反应速率的例子吗
四、催化剂对反应速率的影响
实验2-4结论：加入催化剂可以加快反应的速率
使用催化剂，能够降低反应所需的能量，这样会使更多的反应物的分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数。因而使反应速率加快。
催化剂：
能改变化学反应速率而自身的化学组成和质量在反应前后保持不变
催化剂
正催化剂
负催化剂
加快化学反应速率
减慢化学反应速率
注：不说明指正催化剂
四、催化剂对反应速率的影响
能量
反应过程
E1
E2
反应物
生成物
活化分子
活化能
活化分子变成生成物分子放出的能量
反应热
没加催化剂
加了催化剂
凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫催化剂。
使用催化剂同等程度的增大（减慢）正逆反应速率，从而改变反应到达平衡所需时间。
没特别指明一般指正催化剂
催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用
催化剂一定的具有选择性
催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。
注意：
五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。
各条件对速率的影响大小是：
催化剂 >>温度>浓度=压强(体积变化引起的)。
各种影响都有其局限性，要针对具体反应具体分析。
总结:
外界条件对化学反应速率的影响（总结）
影响因素 分子总数 活化分子
百分数 活化分子总数 活化分子浓度
（单位体积活化分子数）
增大浓度
增大压强
升高温度
正催化剂
增加
不变
不变
不变
不变
不变
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
不变
练习1：对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（ ） A、温度 B、浓度 C、压强 D、催化剂
练习2：下列条件的变化，是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是（ ） A、增大浓度 B、增大压强 C、升高温度 D、使用催化剂
√
√
练习3： 设NO+CO2 2CO(正反应吸热)反应速率为v1；N2+3H2 2NH3(正反应放热)反应速率为v2。对于前述反应，当温度升高时，v1和v2变化情况为（ ） A、同时增大 B、 同时减小 C、 v1减少，v2增大 D、 v1增大，v2减小
√
练习4：在密闭容器里，通入x mol
H2和y molＩ2(ｇ)，改变下列条件，
反应速率将如何改变
(1)升高温度 ；
(2)加入催化剂 ；
(3)充入更多的H2 ；
(4)扩大容器的体积 ；
(5)容器容积不变，通入氖气 。
练习5：KClO3和NaHSO3间的反应生成Cl-和H+、SO42-离子的速度与时间关系如图所示，已知反应速率随c(H+)的增加而加快，试说明：(1)为什么反应开始时，反应速率增大？ (2)反应后期速率降低的主要原因是什么？
反应速率
时间
增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（ ）
对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是（ ）
升高温度使反应速率加快的主要原因是（ ）
使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（ ）
A、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数
B、 增大分子的运动速率而使有效碰撞增加
C、 升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加
D、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加
A
A
C
D
练习6：
将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，其中能使最初的化学反应速率增大的是 （ ）
A、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量一倍
B、盐酸的浓度增大一倍，而使盐酸的用量减少到原来的一半
C、盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的量
D、盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍
E、加入CaCl2溶液
F、加入CaCl2固体
G、将CaCO3用CaCO3粉末代替
BG
练习7：
硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O
下列四种情况中最早出现浑浊的是： （ ）
A、10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL
B、10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4 各5 mL，加水10mL
C 、20℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL
D、 20℃ 时0.2mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各5 mL，加水10 mL
C
练习8：
第二章 化学反应速率和化学平衡
第三节
《化学平衡》
第三节 化学平衡
第１课时
化学平衡状态
复习：什么叫可逆反应？可逆反应有哪些特点？
在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时，又能向逆反应方向进行的化学反应，叫做可逆反应。
思考：化学反应速率研究反应的快慢，研究一个化学反应还需要讨论哪些内容？
可逆反应的特点：
①同一条件、同时反应、方向对立
②不可能完全转化
还需要研究化学反应进行的程度——化学平衡
讨论：可逆反应为什么有“度”的限制？“度”
是怎样产生的？
分析：在一定温度下，将一定
质量的蔗糖溶于100mL水的过程
如右图，蔗糖在溶解时，一方面，蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水中，另一方面，溶液中的蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体。
蔗糖晶体 蔗糖溶液
溶解
结晶
过程分析：
①开始时，v溶解 —————，v结晶＝———
②然后， v溶解 —————，v结晶 ——————
最大
0
逐渐减小
逐渐增大
③最后， v溶解 —— v结晶
＝
建立溶解平衡，形成饱和溶液，即溶解的蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等，固体质量不再减少了。
讨论：在一定条件下，达到溶解平衡后，蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化？溶解和结晶过程是否停止？
晶体质量和溶液的浓度不会发生改变，但溶解和结晶过程并未停止， v溶解＝v结晶，蔗糖溶解多少则结晶多少。
“度”（限度）的产生— 消耗量等于生成量，量上不再变化
一、化学平衡的建立过程
在反应CO+H2O CO2+H2中，将0.01 mol CO和0.01 mol H2O (g)通入1L密闭容器中，反应一段时间后，各物质浓度不变。
1、反应刚开始时：
反应物浓度————，正反应速率———— ，生成物浓度为————，逆反应速率为——。
最大
最大
0
0
逐渐减小
逐渐减小
逐渐增大
逐渐增大
2、反应过程中：反应物浓度———————，正反应速率——————— ，生成物浓度——————，逆反应速率————
3、一定时间后，必然出现
V正反应速率＝V逆反应速率
·
·
·
v
t
v正
v逆
v’正＝ v’逆
t1
4、t1时刻后， v正＝ v逆 ,即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的反应物的量相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化 ——
化学平衡
二、化学平衡
1、概念：
在外界条件不变的情况下，可逆反应进行到一定的程度时，V正反应速率=V逆反应速率，化学反应进行到最大限度，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应混合物处于化学平衡状态，简称化学平衡
⑴反应条件：
2、化学平衡的性质：
温度、压强、浓度等不变
可逆反应，不可逆反应一般不会出现平衡状态
——条件不变是基础
⑵研究对象：
——可逆反应是前提
⑶本质：
v正＝ v逆
即同一物质消耗速率与生成速率相等
——速率相等是实质
⑷现象：
反应混合物组成成分的浓度保持不变
——浓度不变是标志
注意：
平衡时，反应混合物各组成成分的物质的量浓度、百分含量恒定，但不相等。同时，平衡状态下，反应体系的压强恒定、 反应混合气体的相对分子质量恒定
3、化学平衡的特征：
逆、动、等、定、变、同
⑴逆：
研究的对象是可逆反应。
⑵动：
化学平衡是动态平衡，虽然达到平衡状，但正反应和逆反应并未停止，是一个动态平衡。
⑶等：
达到化学平衡时，v正＝ v逆＞0
⑷定：
反应混合物各组分的浓度保持一定。
⑸变：
化学平衡建立在一定条件下，条件改变时，平衡就会被破坏，变为不平衡，并在新条件下建立新的平衡。
⑹同：
在一定条件下，可逆反应不论是从正反应还是逆反应开始，还是正逆反应同时开始，只要起始浓度相当，均可以建立相同的化学平衡。即平衡的建立与途径无关。
4、达到化学平衡的标志：
V正=V逆和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志。
⑴直接标志：
①速率关系： v正＝ v逆
应用：判断平衡时，要注意用“同”、“等”、“逆”的原则
同：同一种物质的V正和V逆才能比较
等：转化后的反应速率必须相等
逆：反应方向必须对立
②含量关系：反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、摩尔分数、体积分数、分子数之比保持不变
以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例，达到
平衡的标志为：
A的消耗速率与A的生成速率—————
A的消耗速率与C的———速率之比等于———
B的生成速率与C的———速率之比等于———
A的生成速率与B的———速率之比等于———
相等
消耗
m ：p
生成
n ：p
消耗
m ：n
异边同向，同边异向，比例计量
例1、一定条件下，反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是
A、单位时间内生成n mol A2同时生成n molAB
B、单位时间内生成2n mol AB 同时生成n mol B2
C、单位时间内生成n mol A2 同时生成n mol B2
D、单位时间内生成n mol A2 同时消耗n mol B2
√
√
例2、一定条件下，反应N2+3H2 2NH3达到平衡的标志是
A、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键形成
B、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键断裂
C、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键断裂
D、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键形成
√
√
在判断化学平衡时，要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。
⑵间接标志：
以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例
①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而———，（适用于—————————————）
改变
m+n≠p 的反应
②、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而————，（适用于—————————————）
改变
m+n≠p 的反应
③各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变
⑶、特殊标志：
①对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达到平衡
②对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，反应达到平衡
气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、反应混合物平衡时物质的量之比
⑷在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是：
例3、在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX
气体和2molY气体发生如下反应：
X(g)+2Y(g) 2Z(g），此反应达到平衡的标志是：
A、容器内压强不随时间变化
B、容器内各物质的浓度不随时间变化
C、容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2
D、单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ
√
√
课堂练习：
【１】 在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是 （ ）
A. C的生成速率与C分解的速率相等
B. 单位时间内生成n molA,同时生3n molB
C. A、B、C的浓度不再变化
D. A、B、C的分子数比为1:3:2
AC
【2】 下列说法中可以充分说明反应:
P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒温下已达平衡状态的是（ ）
反应容器内压强不随时间变化
B. P和S的生成速率相等
C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存
D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化
B
【3】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度
D.气体的总物质的量
BC
【4】 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是
①C的生成 速率与C的分解速率相等
②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB
③A、B、C的浓度不再变化
④A、B、C的分压强不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦ A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
A.② ⑦ B.②⑤⑦
C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑦
( A )
第三节 化学平衡
第２课时
影响化学平衡的条件
★影响化学平衡的条件
思考：反应条件改变是如何影响化学平衡？
一定条件下的化学平衡v正＝ v逆，反应混合物中各组分的含量恒定
条件改变
反应速率改变，且变化量不同
非平衡状态平衡被破坏 v正≠ v逆，反应混合物中各组分的含量不断变化
一定时间后
新条件下的新化学平衡v’正＝ v’逆，反应混合物中各组分的含量恒定
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
化学平衡的移动
一、化学平衡的移动
总结：化学平衡的研究对象是——————，化学平衡是有条件限制的————平衡，只有在————————时才能保持平衡，当外界条件（浓度、温度、压强）改变时，化学平衡会被————，反应混合物里各组分的含量不断—— — ——，由于条件变化对正逆反应速率的影响不同，致使v正—— v逆，然后在新条件下建立— ———
可逆反应
动态
条件一定
破坏
发生变化
新的平衡
≠
1、化学平衡移动的定义：
化学上把这种可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡建立的过程叫做化学平衡的移动
2、化学平衡的移动方向的速率判断：
⑴若外界条件变化引起v正＞ v逆：
平衡向正反应方向移动
⑵若外界条件变化引起v正＜ v逆：
平衡向逆反应方向移动
⑶若外界条件变化引起v正＝ v逆：
旧平衡未被破坏，平衡不移动
二、影响化学平衡的条件
1、浓度对化学平衡的影响
【实验2－5】
【实验2－6】
结论：增大任何一种反应物浓度使化学平衡
向———反应方向移动
正
移动方向
速率变化
减小反应物浓度
减小生成物浓度
增大生成物浓度
增大反应物浓度
平衡移动原因
浓度变化对反应速率的影响
v正首先增大
v逆随后增大
且v’正＞ v’逆
正反应方向
v逆首先增大
v正随后增大
且v’逆＞ v’正
逆反应方向
v逆首先减小
v正随后减小
且v’正＞ v’逆
正反应方向
v正首先减小
v逆随后减小
且v’逆＞ v’正
逆反应方向
结论：当其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向————反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，化学平衡向————反应方向移动。
正
逆
思考：某温度下，反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)达到平衡后，增加或移去一部分碳固体，化学平衡移动吗？为什么？
结论：平衡不移动，因为固体或纯液体的浓度是常数，其用量的改变不会影响v正和 v逆，化学平衡不移动
强调：气体或溶液浓度的改变会引起反应速
率的变化，纯固体或纯液体用量的变化不会
引起反应速率改变，化学平衡不移动
2、压强对化学平衡的影响
讨论：压强的变化对化学反应速率如何影响？
v正和 v逆怎样变化？
结论：压强增大， v正和 v逆同时增大，压强减小，v正和 v逆同时减小。
问题：压强的变化如何改变不同反应的 v正和 v逆的倍数？
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应中，压强变化和NH3含量的关系
压强（MPa) 1 5 10 30 60 100
NH3 % 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4
结论：压强增大， NH3％增大，平衡向
正反应方向移动。
增大压强，平衡向气体体积缩小方向移动。
减小压强，平衡向气体体积增大方向移动。
思考：对于等体积的气体反应，压强改变
将怎样影响化学平衡？
结论：由于压强变化同时、同步、等倍数影响正、逆反应速率，v’正= v’逆，化学平衡不移动，但反应速率改变。
例、在反应I2(g)+H2 (g) 2HI (g)中增大压强
v
t
v’正= v’逆
v正= v逆
讨论：压强的变化不会影响固体或气体物质的反应速率，压强的变化会使固态或液态反应的化学平衡移动吗？
结论：无气体参加的反应，压强的改变，不能使化学平衡移动
强调：压强变化若没有浓度的变化，化学反应速率——————，化学平衡——————。
不变
不移动
讨论：在N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g)密闭反应体系中，充入He气体：
⑴容积不变时，反应物质浓度—————，反应速率————，化学平衡——————；
⑵气体压强不变时，容器的体积________，各气体的浓度_____， 反应速率—————，化学平衡向—————— 方向移动
不变
不变
不移动
减小
增大
逆反应
减小
3、温度对化学平衡的影响
讨论：温度的变化对化学反应速率如何影响？
v正和 v逆怎样变化？
结论：温度升高， v正和 v逆同时增大；温度降低，v正和 v逆同时减小。
问题：温度的变化如何改变不同反应的v正和 v逆的倍数？
【实验2-7】
2NO2 N2O4 △H＜0
实验现象：温度升高，混合气体颜色加深，——————————，平衡向—————— 方向移动；温度降低，混合气体颜色变浅，
————————————，平衡向—————— 方向移动
NO2浓度增大
逆反应
NO2浓度减小
正反应
结论：
升高温度化学平衡向—————————移动，
吸热反应方向
降低温度化学平衡向—————————移动，
放热反应方向
4、化学平衡移动原理——勒夏特列原理
原理：如果改变影响平衡的一个条件（浓度、温度、压强等），化学平衡就向减弱这种改变的方向移动。
①此原理只适用于已达平衡的体系
②平衡移动方向与条件改变方向相反。
ps：
③移动的结果只能是减弱外界条件的该变量，但不能抵消。
讨论：反应N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g) △H＜0 ，达到化学平衡，改变下列条件，根据反应体系中的变化填空：
①若N2的平衡浓度为a mol/L，其他条件不变时，充入N2使其浓度增大到b mol/L后平衡向——————方向移动，达到新平衡后， N2的浓度为c mol/L，则a、b、c的大小为———————；
②若平衡体系的压强为P1 ，之后缩小反应体系体积使压强增大到P2 ，此时平衡向——————方向移动，达到新平衡后 体系的压强为P3 ，则P1 、 P2、 P3 的大小为——————————；
③若平衡体系的温度为T1 ，之后将温度升高到 T2 ，此时平衡向——————方向移动，达到新平衡后 体系的温度为T3 ，则T1 、 T2、 T3 的大小为——————————。
正反应
a＜ c ＜ b
正反应
P1 ＜ P3＜ P2
逆反应
T1 ＜ T3＜ T2
5、催化剂对化学平衡的影响
讨论：催化剂怎样改变v正和 v逆？
小结：同步、等倍数改变v正和 v逆
结论：催化剂不能使化学平衡发生移动；不能改变反应混合物的百分含量；但可以改变达到平衡的时间。
v
t
v’正= v’逆
v正= v逆
含量
t
t1
t2
1.已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是
① 生成物的百分含量一定增加② 生成物的产量一定增加③ 反应物的转化率一定增大④ 反应物浓度一定降低⑤ 正反应速率一定大于逆反应速率⑥ 使用了合适的催化剂
A、 ① ② B、② ⑤ C、 ③ ⑤ D、 ④ ⑥
B
2.恒温下, 反应aX(g) bY(g) +cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判断正确的是: A. a＞b+c B. a＜b+c C. a＝b+c D. a＝b=c
A
3、容积固定的密闭容器中存在已达平衡的
可逆反应2A（g） 2B+C(△H>0)，若随着温度升高，气体平均相对分子质量减小，则下列判断正确的是（ ）
A、B和C可能都是液体
B、B和C肯定都是气体
C、B和C可能都是固体
D、若C为固体，则B一定是气体
D
第三节 化学平衡
第３课时
等效平衡与化学平衡常数
起点各物质的投入量不同，但 终点（达到平衡后）D的体积分数都是一样的。
要达到相同的平衡，起始时各物质的量之间要满足什么关系？
一、等效平衡
1、定义：
化学平衡的建立与反应途径无关，可逆反应在相同状况下，不论从正反应开始还是从逆反应开始，或者正逆反应同时进行，只要初始时有关物质的量“相当”，它们即可以达到相同平衡状态，称为“等效平衡”。此时，等效平衡中各物质的百分含量相等。
2、等效平衡的分类
①恒温、恒容时，只要反应物和生成物的量相当（反应物换算成生成物或生成物换算成反应物后与原起始量相同）则为等效平衡
例1、在一定温度下，将2mol N2和6mol H2充入固定容积的密闭容器中，发生 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，达到化学平衡后，若保持温度不变，令a、b、c分别为N2、H2、NH3的物质的量，重新建立平衡，混合物中个物质的量仍和上述平衡相同，填空
⑴若a=0，b=0，则c=———
⑵若a=1， c =2，则 b =————
⑶若a、 b 、 c取值必须满足的一般条件为（用两个式子表示，一个只含a和c，一个只含b和c ————————、 ————————
4
3
a+c/2 = 2
b+3c/2 = 6
极值转换法
例2、在一个固定容积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生 2A(g)＋B (g) 3C(g) +D(g) ，达到化学平衡时，C的浓度为w mol/L。若保持温度容积不变，改变起始物质的用量，达到平衡后，C的浓度仍为 w mol/L的是：
A.4molA+2molB B.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
C.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molD
√
√
H2(g) + I2(g)
2HI(g)
1mol H2 1molI2
开始
H2 a%
I2 b%
HI c%
平衡状态
在恒温恒容时下列能与下图达到等效平衡的是（ ）
A. 2 mol HI
B. 2 mol H2+2 mol I2
C. 1 mol H2+1 mol I2+2 mol HI
D. 0.5 mol H2+0.5 mol I2+1 mol HI
（1、 1 、 0）
（2 、 2、 0）
（2 、 2 、0）
（1 、 1 、0）
ABCD
极限转化
2、等效平衡的分类
①恒温、恒容时，只要反应物和生成物的量相当（反应物换算成生成物或生成物换算成反应物后与原起始量相同）则为等效平衡
②恒温、恒容时，反应前后气体体积不变（等计量系数）的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量比例与起始状态相等，则二平衡等效。
③恒温、恒压时，改变起始加入量，只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的量之比与原状态相同，则二平衡等效。
规律总结：等效平衡中分四种情况，以A(g)+nB(g) C(g)+qD(g)为例
m+n≠p+q m+n=p+q
等温等容
等温等压
极值等量
极值等比
极值等比
极值等比
例3、温度压强不变时，将1molN2和4molH2充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中，发生N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，达到化学平衡后生成a mol的NH3，在相同温度和压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，填表：
已知
编号 起始物质的量（mol） 平衡时NH3的量 mol
N2 H2 NH3
1 4 0 a
① 1.5 6 0
② 1 0.5a
③ m n(n≥4m)
1.5a
0
0.5
2(n-4m)
(n-3m)a
1.在一定温度下，把1 mol CO和2 mol H2O通入一个密闭容器中，发生如下反应：CO(g)+H2O (g) CO2(g)+H2(g)，一定时间后达到平衡，此时，CO的含量为p%，若维持温度不变，改变起始加入物质的物质的量，平衡时CO的含量仍为p%的是（ ）
A.1molCO２ 、2molH２
B. 0.2molCO２ 、0.2molH２ 、
0.8molCO 、 1.8molH2O
C.1molCO２、1molH2O
D.1molCO２ 、1molH２ 、1molH2O
BD
2. （98全国）体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2+O2 2SO3，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率( )
A、等于p% B、大于p%
C、小于p% D、无法判断
B
3.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4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是( )
A．均减半 B．均加倍
C．均增加1mol D．均减少1mol
C
4.将2mol SO2气体和2mol SO3气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)。达到平衡时SO3为n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于n mol的是( )
A.1.6molSO2+0.3molO2+0.4molSO3 B.4molSO2+1molO2
C.2molSO2+1molO2+2molSO3 D.3molSO2+1molO2+1molSO3
B
5、某温度下，向某密闭容器中加入1molN2和3molH2,使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数为m。若T不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示应满足：
（2）恒定T、P：
[1]若X=0、Y=0，则Z 。
[2]若X=0.75,则Y ，Z 。
[3]X、Y、Z应满足的一般条件是 。
>0
=2.25mol
≥0
Y=3X，Z≥0
6、恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：A（气）＋B（气） C（气）
（1）若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成a molC，这时A的物质的量为
（2）若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C物质的量为 mol。
（3）若开始时放入x molA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3a mol，则x＝ mol，y＝ mol。
3a
（1－a）mol
2
3-3a
7、在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB，发生如下反应：
3A（气）+2B（气） xC（气）+yD(气）
达到平衡时，C的体积分数为m%。若维持温度压强不变，将0.6LA 、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%,则X,Y的值分别为（ ）
A x=3 y=1 B x=4 y=1
C x=5 y =1 D x=10 y=2
C D
﹏
化学平衡常数
平衡常数的推导
序
号
起始时浓度（mol/L）
457.6℃
平衡时浓度（mol/L）
457.6℃
平衡时
c (H2) c(I2) c (HI) c (H2) c(I2) c (HI)
1 1.197×10-2 6.944× 10-3 0 5.617× 10-3 5.936× 10-4 1.270× 10-2
2 1.228×10-2 6.964× 10-3 0 3.841× 10-3 1.524× 10-3 1.687× 10-2
3 0 0
1.520×10-2 1.696× 10-3
1.696× 10-3 1.181× 10-2
4 0 0 1.287×10-2 1.433× 10-3 1.433× 10-3 1.000× 10-2
48.38
48.61
48.48
根据表中的数据计算出平衡时 的值，并分析其中规律。
48.71
结论：
在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，又不论反应物起始浓度的大小，最后都能达到化学平衡，这时生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值是一个常数。
一、化学平衡常数（K）
1、定义
一定温度下，对于已达平衡的反应体系中，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是个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数。
2、平衡常数的数学表达式及其单位
K=
K的单位：
1、如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
二、书写平衡常数关系式的规则
2、同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。
K1≠K2
，K1=K22
二、书写平衡常数关系式的规则
1、平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度，估计反应的可能性。因为平衡状态是反应进行的最大限度。
三、平衡常数的意义
①K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。
②一般，当K＞105时，该反应进行得基本完全。
2、判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行
已知在某温度下， ，K=7.32×10-3
某时刻的浓度值（mol/L）
t C（N2） C（H2） C（NH3） 移动方向
t1 2 6 6
t2 4 12 1
逆反应方向
正反应方向
2、判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行
对于可逆反应，在一定温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度之间有如下关系：
Qc：对应反应的浓度商
Ⅰ、Qc ＜ K：
Ⅱ、Qc = K：
Ⅲ、Qc ＞ K：
反应向正反应方向进行
反应处于平衡状态
反应向逆反应方向进行
3、利用K值可以判断反应的热效应
Ⅰ、若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为吸热反应
Ⅱ、若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为放热反应
例1、在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：
其平衡常数K和温度t的关系如下：
①k的表达式为：
②该反应为____反应（填“吸热”或“放热”）
③若C(CO2)×C (H2) =C (CO)× C (H2O)，此时温度为________
t/℃ 700 800 830 1000 1200
k 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
吸热
830℃
化学平衡常数的计算
例2、合成氨的反应 在某温度下各物质的平衡浓度是；C(N2)=3mol·L-1，C(H2)=9mol·L-1， C( NH3) =4mol·L-1 。求①该反应的平衡常数；②N2、H2的初始浓度。
解：①求平衡常数K
Kc=C( NH3) 2/(C(N2) C(H2)3)=16/(3×93)=7.32×10-3
②求N2、H2的初始浓度。
平衡浓度：3mol·L-1 9mol·L-1 4mol·L-1
初始浓度：(3+2) (9+6) 0
即初始浓度为：5mol·L-1 15mol·L-1 0
答:K=7.32×10-3, N2、H2的初始浓度分别为5mol·L-1、15mol·L-1。
五、平衡转化率
平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比。
如：
此反应在773K时平衡常数K=9，如反应开始时C(H2O)=C(CO)=0.020mol·L-1 ，求CO的转化率。
初始浓度：0.02 0.02 0 0
平衡浓度：0.02-x 0.02-x x x
K=[x/(0.02-x)]2=9
x/(0.02-x)=3
∴x=0.015mol·L-1
转化率=(0.015/0.020)×100％=75％
练习1、在某温度下， 可逆反应的平衡常数为K，下列说法正确的是（ ）
A、K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大
B、K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大
C、K随反应物浓度改变而改变
D、K随温度改变而改变
AD
第二章 化学反应速率和化学平衡
第四节
《化学反应进行的方向》
化学反应进行的快慢
化学反应的限度
化学反应进行的方向
——化学反应速率
——化学平衡
——
一、自发过程和自发反应
1、自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。
自发过程的特征：有明确的方向性，要逆转必须借助外界做功；具有做功的本领。
2、自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。
1、生活中的自发过程
(1)自然界中水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流；
(2)生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动，其反方向也不会自动进行；
(3)生活中一般在室温下，冰块会融化；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。
2、放热的自发反应
(1)甲烷燃烧：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
△H=-802.3 kJ/mol
(2)铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)
△H=-824 kJ/mol
(3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
△H=-571.6 kJ/mol
3、吸热的自发过程
(1)室温下冰块的融化；硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程。
(2)N2O5分解： 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)
△H=+56.7 kJ/mol
(3) 碳铵的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
△H=+74.9 kJ/mol
4、既不吸热也不放热的自发过程
两种理想气体的混合等
说明：(1)自然界中水由高处往低处流是自发过程，其逆过程就是非自发过程，甲烷与氧气混合遇火就燃烧是自发反应，其逆向是非自发反应。
(2)自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器 ，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。
(3)非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。
二、化学反应进行方向的判据
1、能量判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量)，这一经验规律就是能量判据。
2、熵判据：自发过程的本质取向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，是反应方向判断的熵判据。
(2)在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。 熵越大，排列越无序
(3)同一物质，Sg ＞ Sl ＞ Ss。
说明：(1)自发过程取向于最低能量状态的倾向(即能量判据)；自发过程取向于最大混乱度的倾向(即熵判据)。
(4)结构相似的同一类型的物质，M越大，S越大。
(5)相对分子质量相同的不同物质，结构越大， S越大。
②物质的混乱度趋于增加
①物质具有的能量趋于降低
H(焓变)
S(熵变)>0
焓(H)判据
熵(S)判据
放热反应
焓变 熵变 化学反应能否自发进行
自发进行
不自发进行
不能定性判断
不能定性判断
H<0
H<0
H>0
H>0
S>0
S>0
S<0
S<0
熵增原理
<0
3、能量判据和熵判据的应用
判断反应进行的方向
③很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据(吉布斯自由能变△G)将更适合于所有的过程。
信息：体系吉布斯自由能变化（ G ）综合考虑了焓变和熵变对反应体系的影响： G= H-T S（Ｔ为热力学温度，均为正值）。在恒温、恒压下，用 G判断化学反应在该状况时自发进行的方向显得更为科学（当 G <0时可自发进行）。
请阅读所给信息，然后回答问题
反应在该状况下能否自发进行
＜０ ＞０
＞０ ＜０
＞０ ＞０
＜０ ＜０
＜０
自发进行
＞０
不自发进行
低温时＞０,高温时＜０
低温时＜０,高温时＞０
低温不自发,高温自发
低温自发,高温不自发
H
Ｓ
Ｇ
⑤在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如水泵可以把水从低水位升至高水位；用高温可使石灰石分解。实现后者的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。
④过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。
例1：下列过程是非自发性的是( )
A、水由高处向低处流 B、天然气的燃烧
C、铁在潮湿空气中生锈 D、室温下水结成冰
例2：碳铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是 ( )
A、碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大。
B、碳铵分解是因为外界给予了能量
C、碳铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解
D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。
D
A
例3：下列说法正确的是( )
A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是
非自发性的。
B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵
减小或不变
C、自发反应在恰当条件下才能实现。
D、自发反应在任何条件下都能实现。
C
例4：知道了某过程有自发性之后，则( )
可判断出过程的方向
可确定过程是否一定会发生
可预测过程发生完成的快慢
可判断过程的热效应
A
例题5：已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：
① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g)
△H1＝－395.41kJ/mol
② C(石墨、s)+O2(g) ＝ CO2(g)
△H2＝－393.51kJ/mol
关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是
A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程
B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C.石墨比金刚石能量低
D.金刚石比石墨能量低
A C
例题6：下列反应中，在高温下不能自发进行的是
D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(s)
D
熵减
熵增
熵增
熵增
新课标人教版课件系列
《高中化学》
选修4
第二章
《化学反应速率和化学平衡》
教学目标
1、了解化学反应速率的涵义；理解化学反应速率的表达式及其简单计算；了解化学反应速率的测量方法。
２、理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响；使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响；
３、体会实验在形成化学结论中的重要作用；通过识别有关化学反应速率与压强、温度或浓度等的图像，提高识图析图能力，培养从图像中挖掘化学信息的能力。
４、理解化学平衡状态等基本概念；理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征；常识性了解化学平衡常数的意义；
５、用化学平衡状态的特征判断可逆反应是否达到化学平衡状态，从而提高判断平衡状态、非平衡状态的能力。通过从日常生活、基本化学反应事实中归纳化学状态等，提高学生的归纳和总结能力；通过溶解平衡、化学平衡、可逆反应之间的联系，提高知识的总结归纳能力。利用化学平衡的动态特征，渗透对立统一的辩证唯物主义思想教育。
６、了解熵的基本涵义及能量判椐和熵判椐的基本内容。 能说出化学反应 的焓变与熵变对反应进行方向的影响。
第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节
《化学反应速率》
举出几例你在生活中所遇到与化学反应快慢有关的事例。
一、化学反应速率
化学反应速率的含义：
化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。它与两个因素有关：一个是反应的时间；另一个是反应物或生成物的浓度。反应物浓度随着反应的进行而不断减小，生成物浓度随着反应的不断进行而增大。
1.化学反应速率的表示方法:
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
2.数学表达式:
v (B) =
3.单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1
或mol·L-1·h-1
4.关于化学反应速率的简单计算:
例１．在某一化学反应里,反应物A的浓度在10 s内从4.0mol·L-1变成1.0mol·L-1,在这10 s内A的化学反应速率是多少
0.3mol·L-1S-1
例２．向一个容积为1L的密闭容器中放入2molSO2和1molO2,在一定的条件下,2s末测得容器内有0.8molSO2,求2s内SO2、O2、SO3的平均反应速率和反应速率之比。
化学反应速率之比=化学计量数之比
1.反应 N2 + 3 H2 ?2 NH3 ,在 2L的密闭容器中发生,5min内NH3 的质量增加了1.7克,求v (NH3) 、v (H2)、 v (N2)
随堂练习
例３.在 mA + n B = pC 的反应中,经过10 s的反应后,各物质的浓度变化为:
A减少amol·L-1, B减少a/2 mol·L-1 ,
C增加a mol·L-1,
则该反应的化学方程式是_________________
小结：
1.求得的反应速率均为正数，没有负数
2.求出的反应速率是一段时间内的平均速率而不是某一时刻的瞬时速率
3.不同的物质表示的同一反应的反应速率，其数值不一定相等，其数值之比等于化学方程式的计量数之比
（所以，表示一个反应的反应速率必须指明对应的物质）
4.不用固体或纯液体表示化学反应速率。
二、化学反应的速率是通过实验测定的。
测定方法有∶
１、直接观察某些性质（如释放出气体的体积和体系压强）；
２、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等）；
３、溶液中，常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
（实验２一１）实验分析∶
反应物（指气体和液体，不含纯液体和固体）的浓度越大，反应时间越短，反应速率越快。
2.如何比较一个化学反应的反应速率的大小
反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为
①v (A) =0.15mol/(L.s)②v (B)= 0.6mol/(L.s)
③v (C) = 0.4mol/(L.s)④v (D)= 0.45mol/(L.s)
该反应进行的快慢顺序为_________
④>②=③>①
比较一个反应的反应速率的快慢,必须找同一参照物
随堂练习
3.根据下图填空:
(1)反应物是_____;生成物是_____。
(2)2min内A、B、C三者的反应速率是多少？该反应的化学方程式是____________
B、A
C
2B+3A 3C
随堂练习
4.在25℃时，向100mL含HCl 14.6g的盐酸中，放入5.6g铁粉，反应进行到2s时收集到氢气1.12L(标况)，之后反应又进行了4s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：
(1)前2s内用FeCl2表示的平均反应速率为 ；
(2)后4s内用HCl表示的平均反应速率为 ；
(3)前2s与后4s比较，反应速率 较快，其原因可能 。
0.25mol/（L·s）
0.25mol/（L·s）
前2s
前2s时段盐酸浓度比后4s时段大
5．把下列四种X溶液，分别加进四个盛有10mL浓度为2 mol·L-1 的盐酸的烧杯中，并都加水稀释至50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是（ ）。
（A）10 mL、2 mol·L-1
（B）20 mL、2 mol·L-1
（C）10 mL、4 mol·L-1
（D）20 mL、3 mol·L-1
答案：D
随堂练习
6．反应4NH3+5O2 = 4NO+6H2O，在5L的密闭容器中进行半分钟后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率υ（x）（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）为（ ）。
（A）υ(O2)=0.01 mol·L-1·s-1
（B）υ(NO)=0.008 mol·L-1·s-1
（C）υ(H2O)=0.003 mol·L-1·s-1
（D）υ(NH3)=0.002 mol·L-1·s-1
答案： CD
随堂练习
7．反应4A（气）+5B（气）= 4C(气)+6D（气）在5L的密闭容器中进行，半分钟后，C的物质的量增加了0.3mol。下列论述正确的是（ ）
（A）A的平均反应速率是0.010 mol·L-1·s-1
（B）容器中含D的物质的量至少为0.45mol
（C）容器中A、B、C、D的物质的量比一定是4:5:4:6
（D）容器中A的物质的量一定增加了0.3mol
答案：B
随堂练习
8．在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率分别用υ(A)、υ(B)、υ(C)（mol·L-1·s-1）表示，且υ(A)、υ(B)、υ(C)之间有如下所示的关系： υ(B)=3υ(A)； 3υ(C)=2υ(B)。则此反应可表示为（ ）
（A）2A+3B＝2C （B）A＋3B＝2C
（C）3A+B＝2C （D）A＋B＝Ｃ
答案：B
随堂练习
（1）Na2S2O3 溶液和 H2SO4 溶液反应的离子方程式：
_____________________________________________
（2 ）下列各组实验中溶液变浑浊的先后顺序是：__________
A. 0.1mol/L Na2S2O3 和 H2SO4 各 5ml，加水5ml，反应温度为10OC
B. 0.1mol/L Na2S2O3 和 H2SO4 各 5ml，加水10ml，反应温度为10OC
C. 0.1mol/L Na2S2O3和 H2SO4 各 5ml，加水10ml，反应温度为30OC
D. 0.2mol/L Na2S2O3 和 H2SO4 各 5ml，加水10ml，反应温度为30OC
D
C
A
B
S2O32 - + 2H + = S + SO2 + H2O
附加题
2.已知：3 A（g ) + B ( g ) 2 C ( g ) + 2 D ( g )
在不同条件下反应速率分别为：
VA = 0.6 mol / ( L min ) VB=0.45mol / (L min )
VC = 0.4 mol / (L min ) VD=0.45mol / (L min ) 则此反应在不同条进行最快的是件下 （ ）
1
2
4
3
（A ) ( B ) (C ) ( D )
3
2
1
1
4
2
3 A（g ) + B ( g ) 2 C ( g ) + 2 D ( g )
1
VA = 0.6
0.2 0.4 0.4
2
VB=0.45
1.35 0.9 0.9
3
VC=0.4
0.6 0.2 0.4
4
VD=0.45
0.675 0.225 0.45
C
附加题
课后作业
１、课本２１页练习3一５题
２、预习
第二章 化学反应速率和化学平衡
第二节
《影响化学反应速率
的因素》
1、 在通常情况下，Na与水的反应和Mg与水的反应哪个剧烈(反应速率快)？为什么？
2、将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等浓度的盐酸中，产生CO2的速率哪个较快？为什么？
3、石油的形成要多少年？炸药的爆炸呢？
以上说明化学反应速率的决定因素是什么？
决定化学反应速率的主要因素
决定化学反应速率的因素是参加反应的物质本身的化学性质。
影响反应速率的因素
（2）外部因素：
（1）内部因素（主要因素） ：
参加反应物质的性质
①浓度：②压强：③温度：④催化剂：
⑤其他因素：光、颗粒大小、溶剂等。
没合适的取向
没足够的能量
足够的能量 +合适的取向
碰 撞 理 论
类比法：借鉴投篮
n活=n总×活%
活化分子百分数： （活化分子数/反应物分子数）×100%
化学反应速率主要取决于：
所有能够改变内能,运动速率,以及碰撞几率的方法，都可以用来改变、控制反应的速率。
一个反应经历的过程
普通
分子
活化
能
活化
分子
合理
取向的
碰撞
有效
碰撞
新物质
能量
有效碰撞的几率
一、浓度对反应速率的影响
浓度增大
→单位体积内n总↑
T不变，活%不变
n活增大
→有效碰撞↑
→V↑
1、在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反应速率
实验2-2结论：浓度大的H2C2O4（aq）先褪色
2KMnO4 + 5H2C2O4 +3H2SO4=K2SO4 +2MnSO4 +10CO2↑+8H2O
规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。
浓度对反应速率的影响
本质原因
反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞的频率增加，反应速率增大。
a、此规律只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。
c、随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。
注意：
应用1：
一定条件下，在CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行：
A、增加HCl的浓度 B、加水
C、增加同浓度盐酸的量 D、改加CaCO3粉末
b、一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大，固体反应物表面积越小，反应速率越小。
请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况
二、压强对反应速率的影响
增大压强，反应物浓度增大，反应速率加快。
结论：其它条件不变时，有气体参加的反应中，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。
注意：
1、压强对反应速率的影响适用于有气体参加的反应。
2、由于固体、液体粒子间的空隙很小，增大压强几乎不能改变它们的浓度，因此对只有固体或液体参加的反应，压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。
原因：对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。
2、压强对反应速率的影响。
请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况
规律：对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。
压强增大
→ 体积减小
其他条件不变
→V↑
→C增大
压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的
P增大→C成比例增大，P减小→C成比例减小
压强只对于有气体参加的反应的速率有影响
发散思考：压强对于任意化学反应的速率都有影响吗？
思考:在N2+3H2 ? 2NH3中，当其他外界条件不变时：
Ⅰ减小体系压强，该反应的速率怎么变？
Ⅱ在反应中保持体系容积不变，充入N2 ，反应的速率怎么变？
Ⅲ在反应中保持体系容积不变，充入He，反应的速率怎么变？
Ⅳ在反应中保持体系压强不变，充入He，反应的速率怎么变？
压强对反应速率的影响
压强影响反应速率，必须伴随有压强改变时体积的改变现象。否则，压强的变化并没有作用到反应的体系上。即压强变则体积变，实际是浓度的变化。若容器的体积不变，因为各气体的浓度没有变，则速率不变。如在密闭容器中通入惰性气体。
注意：
对于气体有下列几种情况:
1、恒温时：增大压强→体积减少→C增大→反应速率增大
2、恒容时：
A、充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大；
B、冲入“无关气体”（如He、N2等）→引起总压增大，但各反应物的分压不变，各物质的浓度不变→反应速率不变
3、恒压时：冲入“无关气体”（如He等）→引起体积增大， →各反应物浓度减少→反应速率减慢。
例：对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行，下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（ ）
A、缩小体积使压强增大
B、体积不变充入 N2 使压强增大
C、体积不变充入 O2使压强增大
D、使体积增大到原来的2倍
E、体积不变充入氦气使压强增大
压强对反应速率的影响
DE
三、温度对反应速率的影响
实验2-3结论：温度高的溶液先出现浑浊
Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O
1、其他条件不变，温度升高，反应速率加快
T↑
→普通分子变为活化分子
→活%↑
→ n活↑
→V↑
2、一般说来，温度每升高10℃，速率增加2-4倍。
V×倍数值（t2-t1)/10 = 变化后的反应速率
3、温度对反应速率影响的规律，对吸热反应，放热反应都适用。
4、反应若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，降低温度，正、逆反应速率都减小。
温度对反应速率的影响
本质原因
升高温度，一部分非活化分子吸收能量转化为活化分子，使得活化分子百分数提高，活化分子间的有效碰撞频率变大，故反应速率增大。
冰箱延长食物保鲜期
你能举出生活中利用改变温度改变反应速率的例子吗
四、催化剂对反应速率的影响
实验2-4结论：加入催化剂可以加快反应的速率
使用催化剂，能够降低反应所需的能量，这样会使更多的反应物的分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数。因而使反应速率加快。
催化剂：
能改变化学反应速率而自身的化学组成和质量在反应前后保持不变
催化剂
正催化剂
负催化剂
加快化学反应速率
减慢化学反应速率
注：不说明指正催化剂
四、催化剂对反应速率的影响
能量
反应过程
E1
E2
反应物
生成物
活化分子
活化能
活化分子变成生成物分子放出的能量
反应热
没加催化剂
加了催化剂
凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫催化剂。
使用催化剂同等程度的增大（减慢）正逆反应速率，从而改变反应到达平衡所需时间。
没特别指明一般指正催化剂
催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用
催化剂一定的具有选择性
催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。
注意：
五、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。
各条件对速率的影响大小是：
催化剂 >>温度>浓度=压强(体积变化引起的)。
各种影响都有其局限性，要针对具体反应具体分析。
总结:
外界条件对化学反应速率的影响（总结）
影响因素 分子总数 活化分子
百分数 活化分子总数 活化分子浓度
（单位体积活化分子数）
增大浓度
增大压强
升高温度
正催化剂
增加
不变
不变
不变
不变
不变
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
增加
不变
练习1：对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（ ） A、温度 B、浓度 C、压强 D、催化剂
练习2：下列条件的变化，是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是（ ） A、增大浓度 B、增大压强 C、升高温度 D、使用催化剂
√
√
练习3： 设NO+CO2 2CO(正反应吸热)反应速率为v1；N2+3H2 2NH3(正反应放热)反应速率为v2。对于前述反应，当温度升高时，v1和v2变化情况为（ ） A、同时增大 B、 同时减小 C、 v1减少，v2增大 D、 v1增大，v2减小
√
练习4：在密闭容器里，通入x mol
H2和y molＩ2(ｇ)，改变下列条件，
反应速率将如何改变
(1)升高温度 ；
(2)加入催化剂 ；
(3)充入更多的H2 ；
(4)扩大容器的体积 ；
(5)容器容积不变，通入氖气 。
练习5：KClO3和NaHSO3间的反应生成Cl-和H+、SO42-离子的速度与时间关系如图所示，已知反应速率随c(H+)的增加而加快，试说明：(1)为什么反应开始时，反应速率增大？ (2)反应后期速率降低的主要原因是什么？
反应速率
时间
增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（ ）
对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是（ ）
升高温度使反应速率加快的主要原因是（ ）
使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（ ）
A、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数
B、 增大分子的运动速率而使有效碰撞增加
C、 升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加
D、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加
A
A
C
D
练习6：
将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，其中能使最初的化学反应速率增大的是 （ ）
A、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量一倍
B、盐酸的浓度增大一倍，而使盐酸的用量减少到原来的一半
C、盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的量
D、盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍
E、加入CaCl2溶液
F、加入CaCl2固体
G、将CaCO3用CaCO3粉末代替
BG
练习7：
硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O
下列四种情况中最早出现浑浊的是： （ ）
A、10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL
B、10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4 各5 mL，加水10mL
C 、20℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL
D、 20℃ 时0.2mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各5 mL，加水10 mL
C
练习8：
第二章 化学反应速率和化学平衡
第三节
《化学平衡》
第三节 化学平衡
第１课时
化学平衡状态
复习：什么叫可逆反应？可逆反应有哪些特点？
在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时，又能向逆反应方向进行的化学反应，叫做可逆反应。
思考：化学反应速率研究反应的快慢，研究一个化学反应还需要讨论哪些内容？
可逆反应的特点：
①同一条件、同时反应、方向对立
②不可能完全转化
还需要研究化学反应进行的程度——化学平衡
讨论：可逆反应为什么有“度”的限制？“度”
是怎样产生的？
分析：在一定温度下，将一定
质量的蔗糖溶于100mL水的过程
如右图，蔗糖在溶解时，一方面，蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水中，另一方面，溶液中的蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体。
蔗糖晶体 蔗糖溶液
溶解
结晶
过程分析：
①开始时，v溶解 —————，v结晶＝———
②然后， v溶解 —————，v结晶 ——————
最大
0
逐渐减小
逐渐增大
③最后， v溶解 —— v结晶
＝
建立溶解平衡，形成饱和溶液，即溶解的蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等，固体质量不再减少了。
讨论：在一定条件下，达到溶解平衡后，蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化？溶解和结晶过程是否停止？
晶体质量和溶液的浓度不会发生改变，但溶解和结晶过程并未停止， v溶解＝v结晶，蔗糖溶解多少则结晶多少。
“度”（限度）的产生— 消耗量等于生成量，量上不再变化
一、化学平衡的建立过程
在反应CO+H2O CO2+H2中，将0.01 mol CO和0.01 mol H2O (g)通入1L密闭容器中，反应一段时间后，各物质浓度不变。
1、反应刚开始时：
反应物浓度————，正反应速率———— ，生成物浓度为————，逆反应速率为——。
最大
最大
0
0
逐渐减小
逐渐减小
逐渐增大
逐渐增大
2、反应过程中：反应物浓度———————，正反应速率——————— ，生成物浓度——————，逆反应速率————
3、一定时间后，必然出现
V正反应速率＝V逆反应速率
·
·
·
v
t
v正
v逆
v’正＝ v’逆
t1
4、t1时刻后， v正＝ v逆 ,即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的反应物的量相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化 ——
化学平衡
二、化学平衡
1、概念：
在外界条件不变的情况下，可逆反应进行到一定的程度时，V正反应速率=V逆反应速率，化学反应进行到最大限度，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应混合物处于化学平衡状态，简称化学平衡
⑴反应条件：
2、化学平衡的性质：
温度、压强、浓度等不变
可逆反应，不可逆反应一般不会出现平衡状态
——条件不变是基础
⑵研究对象：
——可逆反应是前提
⑶本质：
v正＝ v逆
即同一物质消耗速率与生成速率相等
——速率相等是实质
⑷现象：
反应混合物组成成分的浓度保持不变
——浓度不变是标志
注意：
平衡时，反应混合物各组成成分的物质的量浓度、百分含量恒定，但不相等。同时，平衡状态下，反应体系的压强恒定、 反应混合气体的相对分子质量恒定
3、化学平衡的特征：
逆、动、等、定、变、同
⑴逆：
研究的对象是可逆反应。
⑵动：
化学平衡是动态平衡，虽然达到平衡状，但正反应和逆反应并未停止，是一个动态平衡。
⑶等：
达到化学平衡时，v正＝ v逆＞0
⑷定：
反应混合物各组分的浓度保持一定。
⑸变：
化学平衡建立在一定条件下，条件改变时，平衡就会被破坏，变为不平衡，并在新条件下建立新的平衡。
⑹同：
在一定条件下，可逆反应不论是从正反应还是逆反应开始，还是正逆反应同时开始，只要起始浓度相当，均可以建立相同的化学平衡。即平衡的建立与途径无关。
4、达到化学平衡的标志：
V正=V逆和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志。
⑴直接标志：
①速率关系： v正＝ v逆
应用：判断平衡时，要注意用“同”、“等”、“逆”的原则
同：同一种物质的V正和V逆才能比较
等：转化后的反应速率必须相等
逆：反应方向必须对立
②含量关系：反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、摩尔分数、体积分数、分子数之比保持不变
以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例，达到
平衡的标志为：
A的消耗速率与A的生成速率—————
A的消耗速率与C的———速率之比等于———
B的生成速率与C的———速率之比等于———
A的生成速率与B的———速率之比等于———
相等
消耗
m ：p
生成
n ：p
消耗
m ：n
异边同向，同边异向，比例计量
例1、一定条件下，反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是
A、单位时间内生成n mol A2同时生成n molAB
B、单位时间内生成2n mol AB 同时生成n mol B2
C、单位时间内生成n mol A2 同时生成n mol B2
D、单位时间内生成n mol A2 同时消耗n mol B2
√
√
例2、一定条件下，反应N2+3H2 2NH3达到平衡的标志是
A、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键形成
B、一个N≡N键断裂的同时，有三个H－H键断裂
C、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键断裂
D、一个N≡N键断裂的同时，有六个N－H键形成
√
√
在判断化学平衡时，要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。
⑵间接标志：
以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例
①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而———，（适用于—————————————）
改变
m+n≠p 的反应
②、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而————，（适用于—————————————）
改变
m+n≠p 的反应
③各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变
⑶、特殊标志：
①对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达到平衡
②对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，反应达到平衡
气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、反应混合物平衡时物质的量之比
⑷在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是：
例3、在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX
气体和2molY气体发生如下反应：
X(g)+2Y(g) 2Z(g），此反应达到平衡的标志是：
A、容器内压强不随时间变化
B、容器内各物质的浓度不随时间变化
C、容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2
D、单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ
√
√
课堂练习：
【１】 在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是 （ ）
A. C的生成速率与C分解的速率相等
B. 单位时间内生成n molA,同时生3n molB
C. A、B、C的浓度不再变化
D. A、B、C的分子数比为1:3:2
AC
【2】 下列说法中可以充分说明反应:
P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒温下已达平衡状态的是（ ）
反应容器内压强不随时间变化
B. P和S的生成速率相等
C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存
D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化
B
【3】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度
D.气体的总物质的量
BC
【4】 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是
①C的生成 速率与C的分解速率相等
②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB
③A、B、C的浓度不再变化
④A、B、C的分压强不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦ A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
A.② ⑦ B.②⑤⑦
C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑦
( A )
第三节 化学平衡
第２课时
影响化学平衡的条件
★影响化学平衡的条件
思考：反应条件改变是如何影响化学平衡？
一定条件下的化学平衡v正＝ v逆，反应混合物中各组分的含量恒定
条件改变
反应速率改变，且变化量不同
非平衡状态平衡被破坏 v正≠ v逆，反应混合物中各组分的含量不断变化
一定时间后
新条件下的新化学平衡v’正＝ v’逆，反应混合物中各组分的含量恒定
平衡状态Ⅰ
平衡状态Ⅱ
化学平衡的移动
一、化学平衡的移动
总结：化学平衡的研究对象是——————，化学平衡是有条件限制的————平衡，只有在————————时才能保持平衡，当外界条件（浓度、温度、压强）改变时，化学平衡会被————，反应混合物里各组分的含量不断—— — ——，由于条件变化对正逆反应速率的影响不同，致使v正—— v逆，然后在新条件下建立— ———
可逆反应
动态
条件一定
破坏
发生变化
新的平衡
≠
1、化学平衡移动的定义：
化学上把这种可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡建立的过程叫做化学平衡的移动
2、化学平衡的移动方向的速率判断：
⑴若外界条件变化引起v正＞ v逆：
平衡向正反应方向移动
⑵若外界条件变化引起v正＜ v逆：
平衡向逆反应方向移动
⑶若外界条件变化引起v正＝ v逆：
旧平衡未被破坏，平衡不移动
二、影响化学平衡的条件
1、浓度对化学平衡的影响
【实验2－5】
【实验2－6】
结论：增大任何一种反应物浓度使化学平衡
向———反应方向移动
正
移动方向
速率变化
减小反应物浓度
减小生成物浓度
增大生成物浓度
增大反应物浓度
平衡移动原因
浓度变化对反应速率的影响
v正首先增大
v逆随后增大
且v’正＞ v’逆
正反应方向
v逆首先增大
v正随后增大
且v’逆＞ v’正
逆反应方向
v逆首先减小
v正随后减小
且v’正＞ v’逆
正反应方向
v正首先减小
v逆随后减小
且v’逆＞ v’正
逆反应方向
结论：当其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向————反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，化学平衡向————反应方向移动。
正
逆
思考：某温度下，反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)达到平衡后，增加或移去一部分碳固体，化学平衡移动吗？为什么？
结论：平衡不移动，因为固体或纯液体的浓度是常数，其用量的改变不会影响v正和 v逆，化学平衡不移动
强调：气体或溶液浓度的改变会引起反应速
率的变化，纯固体或纯液体用量的变化不会
引起反应速率改变，化学平衡不移动
2、压强对化学平衡的影响
讨论：压强的变化对化学反应速率如何影响？
v正和 v逆怎样变化？
结论：压强增大， v正和 v逆同时增大，压强减小，v正和 v逆同时减小。
问题：压强的变化如何改变不同反应的 v正和 v逆的倍数？
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应中，压强变化和NH3含量的关系
压强（MPa) 1 5 10 30 60 100
NH3 % 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4
结论：压强增大， NH3％增大，平衡向
正反应方向移动。
增大压强，平衡向气体体积缩小方向移动。
减小压强，平衡向气体体积增大方向移动。
思考：对于等体积的气体反应，压强改变
将怎样影响化学平衡？
结论：由于压强变化同时、同步、等倍数影响正、逆反应速率，v’正= v’逆，化学平衡不移动，但反应速率改变。
例、在反应I2(g)+H2 (g) 2HI (g)中增大压强
v
t
v’正= v’逆
v正= v逆
讨论：压强的变化不会影响固体或气体物质的反应速率，压强的变化会使固态或液态反应的化学平衡移动吗？
结论：无气体参加的反应，压强的改变，不能使化学平衡移动
强调：压强变化若没有浓度的变化，化学反应速率——————，化学平衡——————。
不变
不移动
讨论：在N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g)密闭反应体系中，充入He气体：
⑴容积不变时，反应物质浓度—————，反应速率————，化学平衡——————；
⑵气体压强不变时，容器的体积________，各气体的浓度_____， 反应速率—————，化学平衡向—————— 方向移动
不变
不变
不移动
减小
增大
逆反应
减小
3、温度对化学平衡的影响
讨论：温度的变化对化学反应速率如何影响？
v正和 v逆怎样变化？
结论：温度升高， v正和 v逆同时增大；温度降低，v正和 v逆同时减小。
问题：温度的变化如何改变不同反应的v正和 v逆的倍数？
【实验2-7】
2NO2 N2O4 △H＜0
实验现象：温度升高，混合气体颜色加深，——————————，平衡向—————— 方向移动；温度降低，混合气体颜色变浅，
————————————，平衡向—————— 方向移动
NO2浓度增大
逆反应
NO2浓度减小
正反应
结论：
升高温度化学平衡向—————————移动，
吸热反应方向
降低温度化学平衡向—————————移动，
放热反应方向
4、化学平衡移动原理——勒夏特列原理
原理：如果改变影响平衡的一个条件（浓度、温度、压强等），化学平衡就向减弱这种改变的方向移动。
①此原理只适用于已达平衡的体系
②平衡移动方向与条件改变方向相反。
ps：
③移动的结果只能是减弱外界条件的该变量，但不能抵消。
讨论：反应N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g) △H＜0 ，达到化学平衡，改变下列条件，根据反应体系中的变化填空：
①若N2的平衡浓度为a mol/L，其他条件不变时，充入N2使其浓度增大到b mol/L后平衡向——————方向移动，达到新平衡后， N2的浓度为c mol/L，则a、b、c的大小为———————；
②若平衡体系的压强为P1 ，之后缩小反应体系体积使压强增大到P2 ，此时平衡向——————方向移动，达到新平衡后 体系的压强为P3 ，则P1 、 P2、 P3 的大小为——————————；
③若平衡体系的温度为T1 ，之后将温度升高到 T2 ，此时平衡向——————方向移动，达到新平衡后 体系的温度为T3 ，则T1 、 T2、 T3 的大小为——————————。
正反应
a＜ c ＜ b
正反应
P1 ＜ P3＜ P2
逆反应
T1 ＜ T3＜ T2
5、催化剂对化学平衡的影响
讨论：催化剂怎样改变v正和 v逆？
小结：同步、等倍数改变v正和 v逆
结论：催化剂不能使化学平衡发生移动；不能改变反应混合物的百分含量；但可以改变达到平衡的时间。
v
t
v’正= v’逆
v正= v逆
含量
t
t1
t2
1.已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是
① 生成物的百分含量一定增加② 生成物的产量一定增加③ 反应物的转化率一定增大④ 反应物浓度一定降低⑤ 正反应速率一定大于逆反应速率⑥ 使用了合适的催化剂
A、 ① ② B、② ⑤ C、 ③ ⑤ D、 ④ ⑥
B
2.恒温下, 反应aX(g) bY(g) +cZ(g)达到平衡后, 把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时, X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L, 下列判断正确的是: A. a＞b+c B. a＜b+c C. a＝b+c D. a＝b=c
A
3、容积固定的密闭容器中存在已达平衡的
可逆反应2A（g） 2B+C(△H>0)，若随着温度升高，气体平均相对分子质量减小，则下列判断正确的是（ ）
A、B和C可能都是液体
B、B和C肯定都是气体
C、B和C可能都是固体
D、若C为固体，则B一定是气体
D
第三节 化学平衡
第３课时
等效平衡与化学平衡常数
起点各物质的投入量不同，但 终点（达到平衡后）D的体积分数都是一样的。
要达到相同的平衡，起始时各物质的量之间要满足什么关系？
一、等效平衡
1、定义：
化学平衡的建立与反应途径无关，可逆反应在相同状况下，不论从正反应开始还是从逆反应开始，或者正逆反应同时进行，只要初始时有关物质的量“相当”，它们即可以达到相同平衡状态，称为“等效平衡”。此时，等效平衡中各物质的百分含量相等。
2、等效平衡的分类
①恒温、恒容时，只要反应物和生成物的量相当（反应物换算成生成物或生成物换算成反应物后与原起始量相同）则为等效平衡
例1、在一定温度下，将2mol N2和6mol H2充入固定容积的密闭容器中，发生 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，达到化学平衡后，若保持温度不变，令a、b、c分别为N2、H2、NH3的物质的量，重新建立平衡，混合物中个物质的量仍和上述平衡相同，填空
⑴若a=0，b=0，则c=———
⑵若a=1， c =2，则 b =————
⑶若a、 b 、 c取值必须满足的一般条件为（用两个式子表示，一个只含a和c，一个只含b和c ————————、 ————————
4
3
a+c/2 = 2
b+3c/2 = 6
极值转换法
例2、在一个固定容积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生 2A(g)＋B (g) 3C(g) +D(g) ，达到化学平衡时，C的浓度为w mol/L。若保持温度容积不变，改变起始物质的用量，达到平衡后，C的浓度仍为 w mol/L的是：
A.4molA+2molB B.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
C.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molD
√
√
H2(g) + I2(g)
2HI(g)
1mol H2 1molI2
开始
H2 a%
I2 b%
HI c%
平衡状态
在恒温恒容时下列能与下图达到等效平衡的是（ ）
A. 2 mol HI
B. 2 mol H2+2 mol I2
C. 1 mol H2+1 mol I2+2 mol HI
D. 0.5 mol H2+0.5 mol I2+1 mol HI
（1、 1 、 0）
（2 、 2、 0）
（2 、 2 、0）
（1 、 1 、0）
ABCD
极限转化
2、等效平衡的分类
①恒温、恒容时，只要反应物和生成物的量相当（反应物换算成生成物或生成物换算成反应物后与原起始量相同）则为等效平衡
②恒温、恒容时，反应前后气体体积不变（等计量系数）的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量比例与起始状态相等，则二平衡等效。
③恒温、恒压时，改变起始加入量，只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的量之比与原状态相同，则二平衡等效。
规律总结：等效平衡中分四种情况，以A(g)+nB(g) C(g)+qD(g)为例
m+n≠p+q m+n=p+q
等温等容
等温等压
极值等量
极值等比
极值等比
极值等比
例3、温度压强不变时，将1molN2和4molH2充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中，发生N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，达到化学平衡后生成a mol的NH3，在相同温度和压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，填表：
已知
编号 起始物质的量（mol） 平衡时NH3的量 mol
N2 H2 NH3
1 4 0 a
① 1.5 6 0
② 1 0.5a
③ m n(n≥4m)
1.5a
0
0.5
2(n-4m)
(n-3m)a
1.在一定温度下，把1 mol CO和2 mol H2O通入一个密闭容器中，发生如下反应：CO(g)+H2O (g) CO2(g)+H2(g)，一定时间后达到平衡，此时，CO的含量为p%，若维持温度不变，改变起始加入物质的物质的量，平衡时CO的含量仍为p%的是（ ）
A.1molCO２ 、2molH２
B. 0.2molCO２ 、0.2molH２ 、
0.8molCO 、 1.8molH2O
C.1molCO２、1molH2O
D.1molCO２ 、1molH２ 、1molH2O
BD
2. （98全国）体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2+O2 2SO3，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率( )
A、等于p% B、大于p%
C、小于p% D、无法判断
B
3.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4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是( )
A．均减半 B．均加倍
C．均增加1mol D．均减少1mol
C
4.将2mol SO2气体和2mol SO3气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)。达到平衡时SO3为n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于n mol的是( )
A.1.6molSO2+0.3molO2+0.4molSO3 B.4molSO2+1molO2
C.2molSO2+1molO2+2molSO3 D.3molSO2+1molO2+1molSO3
B
5、某温度下，向某密闭容器中加入1molN2和3molH2,使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数为m。若T不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示应满足：
（2）恒定T、P：
[1]若X=0、Y=0，则Z 。
[2]若X=0.75,则Y ，Z 。
[3]X、Y、Z应满足的一般条件是 。
>0
=2.25mol
≥0
Y=3X，Z≥0
6、恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：A（气）＋B（气） C（气）
（1）若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成a molC，这时A的物质的量为
（2）若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C物质的量为 mol。
（3）若开始时放入x molA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3a mol，则x＝ mol，y＝ mol。
3a
（1－a）mol
2
3-3a
7、在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB，发生如下反应：
3A（气）+2B（气） xC（气）+yD(气）
达到平衡时，C的体积分数为m%。若维持温度压强不变，将0.6LA 、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%,则X,Y的值分别为（ ）
A x=3 y=1 B x=4 y=1
C x=5 y =1 D x=10 y=2
C D
﹏
化学平衡常数
平衡常数的推导
序
号
起始时浓度（mol/L）
457.6℃
平衡时浓度（mol/L）
457.6℃
平衡时
c (H2) c(I2) c (HI) c (H2) c(I2) c (HI)
1 1.197×10-2 6.944× 10-3 0 5.617× 10-3 5.936× 10-4 1.270× 10-2
2 1.228×10-2 6.964× 10-3 0 3.841× 10-3 1.524× 10-3 1.687× 10-2
3 0 0
1.520×10-2 1.696× 10-3
1.696× 10-3 1.181× 10-2
4 0 0 1.287×10-2 1.433× 10-3 1.433× 10-3 1.000× 10-2
48.38
48.61
48.48
根据表中的数据计算出平衡时 的值，并分析其中规律。
48.71
结论：
在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，又不论反应物起始浓度的大小，最后都能达到化学平衡，这时生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比值是一个常数。
一、化学平衡常数（K）
1、定义
一定温度下，对于已达平衡的反应体系中，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是个常数，这个常数叫做该反应的化学平衡常数。
2、平衡常数的数学表达式及其单位
K=
K的单位：
1、如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
二、书写平衡常数关系式的规则
2、同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。
K1≠K2
，K1=K22
二、书写平衡常数关系式的规则
1、平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度，估计反应的可能性。因为平衡状态是反应进行的最大限度。
三、平衡常数的意义
①K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。
②一般，当K＞105时，该反应进行得基本完全。
2、判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行
已知在某温度下， ，K=7.32×10-3
某时刻的浓度值（mol/L）
t C（N2） C（H2） C（NH3） 移动方向
t1 2 6 6
t2 4 12 1
逆反应方向
正反应方向
2、判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行
对于可逆反应，在一定温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度之间有如下关系：
Qc：对应反应的浓度商
Ⅰ、Qc ＜ K：
Ⅱ、Qc = K：
Ⅲ、Qc ＞ K：
反应向正反应方向进行
反应处于平衡状态
反应向逆反应方向进行
3、利用K值可以判断反应的热效应
Ⅰ、若升高温度，Ｋ值增大，则正反应为吸热反应
Ⅱ、若升高温度，Ｋ值减小，则正反应为放热反应
例1、在一定体积的密闭容器中，进行如下反应：
其平衡常数K和温度t的关系如下：
①k的表达式为：
②该反应为____反应（填“吸热”或“放热”）
③若C(CO2)×C (H2) =C (CO)× C (H2O)，此时温度为________
t/℃ 700 800 830 1000 1200
k 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
吸热
830℃
化学平衡常数的计算
例2、合成氨的反应 在某温度下各物质的平衡浓度是；C(N2)=3mol·L-1，C(H2)=9mol·L-1， C( NH3) =4mol·L-1 。求①该反应的平衡常数；②N2、H2的初始浓度。
解：①求平衡常数K
Kc=C( NH3) 2/(C(N2) C(H2)3)=16/(3×93)=7.32×10-3
②求N2、H2的初始浓度。
平衡浓度：3mol·L-1 9mol·L-1 4mol·L-1
初始浓度：(3+2) (9+6) 0
即初始浓度为：5mol·L-1 15mol·L-1 0
答:K=7.32×10-3, N2、H2的初始浓度分别为5mol·L-1、15mol·L-1。
五、平衡转化率
平衡转化率是指平衡时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比。
如：
此反应在773K时平衡常数K=9，如反应开始时C(H2O)=C(CO)=0.020mol·L-1 ，求CO的转化率。
初始浓度：0.02 0.02 0 0
平衡浓度：0.02-x 0.02-x x x
K=[x/(0.02-x)]2=9
x/(0.02-x)=3
∴x=0.015mol·L-1
转化率=(0.015/0.020)×100％=75％
练习1、在某温度下， 可逆反应的平衡常数为K，下列说法正确的是（ ）
A、K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大
B、K越小，达到平衡时，反应物的转化率越大
C、K随反应物浓度改变而改变
D、K随温度改变而改变
AD
第二章 化学反应速率和化学平衡
第四节
《化学反应进行的方向》
化学反应进行的快慢
化学反应的限度
化学反应进行的方向
——化学反应速率
——化学平衡
——
一、自发过程和自发反应
1、自发过程：在一定条件下不需要外力作用就能自动进行的过程。
自发过程的特征：有明确的方向性，要逆转必须借助外界做功；具有做功的本领。
2、自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度，就称为自发反应。
1、生活中的自发过程
(1)自然界中水由高处往低处流，而不会自动从低处往高处流；
(2)生活中电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动，其反方向也不会自动进行；
(3)生活中一般在室温下，冰块会融化；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧，这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。
2、放热的自发反应
(1)甲烷燃烧：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
△H=-802.3 kJ/mol
(2)铁生锈：3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s)
△H=-824 kJ/mol
(3)氢气和氧气反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
△H=-571.6 kJ/mol
3、吸热的自发过程
(1)室温下冰块的融化；硝酸盐类的溶解等都是自发的吸热过程。
(2)N2O5分解： 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)
△H=+56.7 kJ/mol
(3) 碳铵的分解：(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
△H=+74.9 kJ/mol
4、既不吸热也不放热的自发过程
两种理想气体的混合等
说明：(1)自然界中水由高处往低处流是自发过程，其逆过程就是非自发过程，甲烷与氧气混合遇火就燃烧是自发反应，其逆向是非自发反应。
(2)自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。如向下流动的水可推动机器 ，甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功，可将氢气燃烧反应设计成燃烧电池等。
(3)非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处流向高处，通电可将水分解生成氢气和氧气。
二、化学反应进行方向的判据
1、能量判据：自发过程的体系取向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或释放热量)，这一经验规律就是能量判据。
2、熵判据：自发过程的本质取向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，是反应方向判断的熵判据。
(2)在密闭条件下，体系有由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。 熵越大，排列越无序
(3)同一物质，Sg ＞ Sl ＞ Ss。
说明：(1)自发过程取向于最低能量状态的倾向(即能量判据)；自发过程取向于最大混乱度的倾向(即熵判据)。
(4)结构相似的同一类型的物质，M越大，S越大。
(5)相对分子质量相同的不同物质，结构越大， S越大。
②物质的混乱度趋于增加
①物质具有的能量趋于降低
H(焓变)
S(熵变)>0
焓(H)判据
熵(S)判据
放热反应
焓变 熵变 化学反应能否自发进行
自发进行
不自发进行
不能定性判断
不能定性判断
H<0
H<0
H>0
H>0
S>0
S>0
S<0
S<0
熵增原理
<0
3、能量判据和熵判据的应用
判断反应进行的方向
③很多情况下，简单地只用其中一个判据判断同一个反应，可能会出现相反的判断结果，所以应两个判据兼顾。由能量判据(以焓变为基础)和熵判据组合成的复合判据(吉布斯自由能变△G)将更适合于所有的过程。
信息：体系吉布斯自由能变化（ G ）综合考虑了焓变和熵变对反应体系的影响： G= H-T S（Ｔ为热力学温度，均为正值）。在恒温、恒压下，用 G判断化学反应在该状况时自发进行的方向显得更为科学（当 G <0时可自发进行）。
请阅读所给信息，然后回答问题
反应在该状况下能否自发进行
＜０ ＞０
＞０ ＜０
＞０ ＞０
＜０ ＜０
＜０
自发进行
＞０
不自发进行
低温时＞０,高温时＜０
低温时＜０,高温时＞０
低温不自发,高温自发
低温自发,高温不自发
H
Ｓ
Ｇ
⑤在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如水泵可以把水从低水位升至高水位；用高温可使石灰石分解。实现后者的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的。
④过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现。
例1：下列过程是非自发性的是( )
A、水由高处向低处流 B、天然气的燃烧
C、铁在潮湿空气中生锈 D、室温下水结成冰
例2：碳铵[(NH4)2CO3]在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是 ( )
A、碳铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大。
B、碳铵分解是因为外界给予了能量
C、碳铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解
D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。
D
A
例3：下列说法正确的是( )
A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是
非自发性的。
B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵
减小或不变
C、自发反应在恰当条件下才能实现。
D、自发反应在任何条件下都能实现。
C
例4：知道了某过程有自发性之后，则( )
可判断出过程的方向
可确定过程是否一定会发生
可预测过程发生完成的快慢
可判断过程的热效应
A
例题5：已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：
① C(金刚石、s)+O2(g) ＝CO2(g)
△H1＝－395.41kJ/mol
② C(石墨、s)+O2(g) ＝ CO2(g)
△H2＝－393.51kJ/mol
关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是
A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程
B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 C.石墨比金刚石能量低
D.金刚石比石墨能量低
A C
例题6：下列反应中，在高温下不能自发进行的是
D. CO(g)＝C(s)＋1/2O2
B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)
A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)
C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(s)
D
熵减
熵增
熵增
熵增