人教版高中化学选修四 2.3化学平衡（1） 课件（39张ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修四 2.3化学平衡（1） 课件（39张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 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 | 2020-06-15 17:18:52 | ||
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文档简介
(共39张PPT)
第二章 第三节
化学平衡（1）
高二年级 化学
现代化的硫酸工厂
为什么O2过量， SO2也不能全部转化为SO3呢？
接触法制造硫酸的反应原理
沸腾炉：4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2
接触室：2SO2＋O2 2SO3
吸收塔：SO3＋H2O H2SO4
催化剂
高温
2SO2＋O2 2SO3
催化剂
正反应：从左向右进行的反应
逆反应：从右向左进行的反应
（a）
（b）
【资料1】反应中有关物质的浓度随时间变化示意图。
【结论1】同一条件下，正反应和逆反应均可发生。
【资料2】实验发现，一定条件下向一密闭容器中充入SO2 与18O2，反应开始后任意时刻检测，核素18O存在于SO2、O2和SO3中。
2SO2＋O2 2SO3
催化剂
【结论2】同一条件下，正反应和逆反应同时进行。
（a）
（b）
【资料1】反应中有关物质的浓度随时间变化示意图。
【结论3】可逆反应存在反应限度，达到限度时，体 系中各组分共存，且浓度保持不变。
t1
t2
浓度
【资料3】在一定条件下，反应达到化学平衡状态时，测量体系中SO2、O2和SO3的浓度。另取一容器，在相同条件下注入相同浓度的SO2、18O2和SO3，检测出核素18O存在于SO2、O2和SO3中。
【结论4】化学平衡状态是一种动态平衡。
一、可逆反应
同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。
【特征】
可逆反应存在反应限度，能达到化学平衡状态。此时体系中各组分共存，且浓度保持不变。
t1
为什么浓度的变化量在减小呢？
【活动1】请绘制以SO3表示正、逆反应速率随时间变化的图像。
t/s
O
υ正——SO3 的生成速率
υ逆——SO3 的消耗速率
υ(SO3)
t1
① 0～t1段： υ正 ＞ υ逆
② t1时刻及以后：υ正＝ υ逆≠0
二、化学平衡状态
在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的质量或浓度保持不变的状态，称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
① SO3的生成速率与SO3的分解速率相等
② 单位时间内消耗1 mol O2，同时消耗2 mol SO2
③ υ正 (SO3) ＝2 υ逆（O2）
判断依据：正反应速率和逆反应速率相等
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
① SO3的生成速率与SO3的分解速率相等
② 单位时间内消耗1 mol O2，同时消耗2 mol SO2
③ υ正 (SO3) ＝2 υ逆（O2）
判断依据：正反应速率和逆反应速率相等
υ正(SO3)＝ υ逆(SO3)
√
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
① SO3的生成速率与SO3的分解速率相等
② 单位时间内消耗1 mol O2，同时消耗2 mol SO2
③ υ正 (SO3) ＝2 υ逆（O2）
判断依据：正反应速率和逆反应速率相等
υ正(SO3)＝ υ逆(SO3)
√
只有υ正
Ⅹ
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
① SO3的生成速率与SO3的分解速率相等
② 单位时间内消耗1 mol O2，同时消耗2 mol SO2
③ υ正 (SO3) ＝2 υ逆（O2）
判断依据：正反应速率和逆反应速率相等
υ正(SO3)＝ υ逆(SO3)
√
只有υ正
Ⅹ
＝ －
2
1
υ正(SO3)
υ逆(O2)
√
【小结】从 υ正＝υ逆 判断化学平衡
（1）用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗 速率相等。
（2）用不同种物质来表示反应速率时，必须符合两点：
a.表示两个不同的方向
b.速率之比＝化学计量数之比
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
④ 当SO2、O2、SO3 的浓度之比为 2∶1∶2 时
⑤ 容器内的压强不再变化
⑥ 混合气体的密度保持不变
判断依据：各组分的质量或浓度保持不变
起始浓度 /mol·L-1
转化浓度 /mol·L-1
平衡浓度 /mol·L-1
10 5
9 4.5 9
1 0.5 9
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
0
不是相等，也不是成一定的比值！
判断依据：各组分的质量或浓度保持不变
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
④ 当SO2、O2、SO3 的浓度之比为 2∶1∶2 时
⑤ 容器内的压强不再变化
⑥ 混合气体的密度保持不变
判断依据：各组分的质量或浓度保持不变
Ⅹ
气体总物质的量不变
√
【思考】在一定温度下体积不变的密闭容器中，发生反应：
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
当容器内压强不变时，能否说明反应达到化学平衡状态？
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
④ 当SO2、O2、SO3 的浓度之比为 2∶1∶2 时
⑤ 容器内的压强不再变化
⑥ 混合气体的密度保持不变
判断依据：各组分的质量或浓度保持不变
Ⅹ
√
反应前后气体的化学计量数之和是否相等
ρ混＝
m混
V混
Ⅹ
【小结】“各组分质量或浓度保持不变” 判断化学平衡
（1）也可以表述为反应混合物各组分的质量分数、物质的 量分数、体积分数、分子数之比等，保持不变。
（2）密度、压强等用于表征混合物组分含量的物理量，要“变量不变”，才可以作为判断依据。
2NO2(g) N2O4(g)
（红棕色） （无色）
化学平衡状态
2NO2(g) N2O4(g)
（红棕色） （无色）
化学平衡状态
化学平衡状态
Ⅰ
Ⅱ
热水
原平衡
（υ原正 ＝ υ原逆）
条件改变
平衡破坏
（υ正 ≠ υ逆）
新平衡
（υ新正 ＝ υ新逆）
平衡状态的移动
一段时间后
三、平衡状态的移动
化学反应体系的平衡状态是可以通过改变反应条件（温度、浓度、气体反应的压强）而发生变化的。 这种现象称作平衡状态的移动，简称平衡移动。
2SO2 ＋ O2 2SO3
调控反应条件，使SO2更多的转化成SO3
逆—— 可逆反应
变—— 当条件改变时，化学平衡可能发生移动
等—— υ正 ＝ υ逆≠0
动—— 动态平衡
定—— 平衡时，体系中各组分的质量或浓度保持不变
化学平衡的特征
【课堂小结】
【认识提升1】
2SO2＋O2 2SO3
催化剂
在同一条件下，正反应和逆反应均能进行。
可逆反应是有限度的。
平衡是可以移动的。
常见的可逆反应
N2 ＋ 3H2 2NH3
催化剂
高温、高压
Cl2 ＋ H2O HCl ＋ HClO
NH3 ＋ H2O NH3·H2O
H2 ＋ I2 2HI
如何证明 2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2 是可逆反应？
思路1：从可逆反应的定义入手，设计实验，证明在同一条件下，正反应和逆反应都可以进行。
【认识提升2】
证明逆反应可以进行
证明正反应可以进行
1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液
1 mL 0.1 mol/L KI溶液
滴加2滴
铁氰化钾
产生蓝色沉淀
【资料】Fe2＋与铁氰化钾反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀
溶液变蓝
滴加淀粉溶液
证明逆反应可以进行
证明正反应可以进行
1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液
1 mL 0.1 mol/L KI溶液
滴加2滴
铁氰化钾
产生蓝色沉淀
溶液变蓝
滴加淀粉溶液
1 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液
①
5 滴碘水
滴加2滴 KSCN
①
溶液变红
证明逆反应可以进行
证明正反应可以进行
1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液
1 mL 0.1 mol/L KI溶液
滴加2滴
铁氰化钾
产生蓝色沉淀
溶液变蓝
滴加淀粉溶液
1 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液
①
5 滴碘水
滴加2滴 KSCN
①
溶液变红
1 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液
②
5 滴水
滴加2滴 KSCN
②
对照实验
如何证明 2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2 是可逆反应？
思路2：从可逆反应存在反应限度，设计实验，证明反应体系中各组分同时存在。
【认识提升2】
检验体系
中的产物
3 mL 0.01 mol/L KI溶液
0.01 mol/L FeCl3溶液
检验体系中
的反应物
检验体系
中的产物
滴加淀粉溶液
滴加2滴
铁氰化钾
产生蓝色沉淀
溶液变蓝
检验体系中
的反应物
3 mL 0.01 mol/L KI溶液
0.01 mol/L FeCl3溶液
检验体系
中的产物
滴加淀粉溶液
滴加2滴 KSCN
溶液变红
滴加2滴
铁氰化钾
产生蓝色沉淀
溶液变蓝
检验体系中
的反应物
1 mL
3 mL 0.01 mol/L KI溶液
0.01 mol/L FeCl3溶液
如何证明 2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2 是可逆反应？
思路3：从化学平衡移动入手，设计实验，改变条件，观察平衡移动。
【认识提升2】
恒温下，将一定质量的硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）置于饱和硫酸铜溶液中，相当长一段时间后，观察到晶体形状发生改变，但晶体的质量不变。
υ(溶解)＝ υ(结晶)
【认识提升3】
固体溶质
溶液中的溶质
溶解
结晶
可逆过程
第二章 第三节
化学平衡（1）
高二年级 化学
现代化的硫酸工厂
为什么O2过量， SO2也不能全部转化为SO3呢？
接触法制造硫酸的反应原理
沸腾炉：4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2
接触室：2SO2＋O2 2SO3
吸收塔：SO3＋H2O H2SO4
催化剂
高温
2SO2＋O2 2SO3
催化剂
正反应：从左向右进行的反应
逆反应：从右向左进行的反应
（a）
（b）
【资料1】反应中有关物质的浓度随时间变化示意图。
【结论1】同一条件下，正反应和逆反应均可发生。
【资料2】实验发现，一定条件下向一密闭容器中充入SO2 与18O2，反应开始后任意时刻检测，核素18O存在于SO2、O2和SO3中。
2SO2＋O2 2SO3
催化剂
【结论2】同一条件下，正反应和逆反应同时进行。
（a）
（b）
【资料1】反应中有关物质的浓度随时间变化示意图。
【结论3】可逆反应存在反应限度，达到限度时，体 系中各组分共存，且浓度保持不变。
t1
t2
浓度
【资料3】在一定条件下，反应达到化学平衡状态时，测量体系中SO2、O2和SO3的浓度。另取一容器，在相同条件下注入相同浓度的SO2、18O2和SO3，检测出核素18O存在于SO2、O2和SO3中。
【结论4】化学平衡状态是一种动态平衡。
一、可逆反应
同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。
【特征】
可逆反应存在反应限度，能达到化学平衡状态。此时体系中各组分共存，且浓度保持不变。
t1
为什么浓度的变化量在减小呢？
【活动1】请绘制以SO3表示正、逆反应速率随时间变化的图像。
t/s
O
υ正——SO3 的生成速率
υ逆——SO3 的消耗速率
υ(SO3)
t1
① 0～t1段： υ正 ＞ υ逆
② t1时刻及以后：υ正＝ υ逆≠0
二、化学平衡状态
在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的质量或浓度保持不变的状态，称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
① SO3的生成速率与SO3的分解速率相等
② 单位时间内消耗1 mol O2，同时消耗2 mol SO2
③ υ正 (SO3) ＝2 υ逆（O2）
判断依据：正反应速率和逆反应速率相等
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
① SO3的生成速率与SO3的分解速率相等
② 单位时间内消耗1 mol O2，同时消耗2 mol SO2
③ υ正 (SO3) ＝2 υ逆（O2）
判断依据：正反应速率和逆反应速率相等
υ正(SO3)＝ υ逆(SO3)
√
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
① SO3的生成速率与SO3的分解速率相等
② 单位时间内消耗1 mol O2，同时消耗2 mol SO2
③ υ正 (SO3) ＝2 υ逆（O2）
判断依据：正反应速率和逆反应速率相等
υ正(SO3)＝ υ逆(SO3)
√
只有υ正
Ⅹ
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
① SO3的生成速率与SO3的分解速率相等
② 单位时间内消耗1 mol O2，同时消耗2 mol SO2
③ υ正 (SO3) ＝2 υ逆（O2）
判断依据：正反应速率和逆反应速率相等
υ正(SO3)＝ υ逆(SO3)
√
只有υ正
Ⅹ
＝ －
2
1
υ正(SO3)
υ逆(O2)
√
【小结】从 υ正＝υ逆 判断化学平衡
（1）用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗 速率相等。
（2）用不同种物质来表示反应速率时，必须符合两点：
a.表示两个不同的方向
b.速率之比＝化学计量数之比
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
④ 当SO2、O2、SO3 的浓度之比为 2∶1∶2 时
⑤ 容器内的压强不再变化
⑥ 混合气体的密度保持不变
判断依据：各组分的质量或浓度保持不变
起始浓度 /mol·L-1
转化浓度 /mol·L-1
平衡浓度 /mol·L-1
10 5
9 4.5 9
1 0.5 9
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
0
不是相等，也不是成一定的比值！
判断依据：各组分的质量或浓度保持不变
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
④ 当SO2、O2、SO3 的浓度之比为 2∶1∶2 时
⑤ 容器内的压强不再变化
⑥ 混合气体的密度保持不变
判断依据：各组分的质量或浓度保持不变
Ⅹ
气体总物质的量不变
√
【思考】在一定温度下体积不变的密闭容器中，发生反应：
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
当容器内压强不变时，能否说明反应达到化学平衡状态？
【活动2】判断下列叙述，能否说明在恒温恒容的密闭容器中，反应 ，达到化学平衡状态？
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
④ 当SO2、O2、SO3 的浓度之比为 2∶1∶2 时
⑤ 容器内的压强不再变化
⑥ 混合气体的密度保持不变
判断依据：各组分的质量或浓度保持不变
Ⅹ
√
反应前后气体的化学计量数之和是否相等
ρ混＝
m混
V混
Ⅹ
【小结】“各组分质量或浓度保持不变” 判断化学平衡
（1）也可以表述为反应混合物各组分的质量分数、物质的 量分数、体积分数、分子数之比等，保持不变。
（2）密度、压强等用于表征混合物组分含量的物理量，要“变量不变”，才可以作为判断依据。
2NO2(g) N2O4(g)
（红棕色） （无色）
化学平衡状态
2NO2(g) N2O4(g)
（红棕色） （无色）
化学平衡状态
化学平衡状态
Ⅰ
Ⅱ
热水
原平衡
（υ原正 ＝ υ原逆）
条件改变
平衡破坏
（υ正 ≠ υ逆）
新平衡
（υ新正 ＝ υ新逆）
平衡状态的移动
一段时间后
三、平衡状态的移动
化学反应体系的平衡状态是可以通过改变反应条件（温度、浓度、气体反应的压强）而发生变化的。 这种现象称作平衡状态的移动，简称平衡移动。
2SO2 ＋ O2 2SO3
调控反应条件，使SO2更多的转化成SO3
逆—— 可逆反应
变—— 当条件改变时，化学平衡可能发生移动
等—— υ正 ＝ υ逆≠0
动—— 动态平衡
定—— 平衡时，体系中各组分的质量或浓度保持不变
化学平衡的特征
【课堂小结】
【认识提升1】
2SO2＋O2 2SO3
催化剂
在同一条件下，正反应和逆反应均能进行。
可逆反应是有限度的。
平衡是可以移动的。
常见的可逆反应
N2 ＋ 3H2 2NH3
催化剂
高温、高压
Cl2 ＋ H2O HCl ＋ HClO
NH3 ＋ H2O NH3·H2O
H2 ＋ I2 2HI
如何证明 2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2 是可逆反应？
思路1：从可逆反应的定义入手，设计实验，证明在同一条件下，正反应和逆反应都可以进行。
【认识提升2】
证明逆反应可以进行
证明正反应可以进行
1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液
1 mL 0.1 mol/L KI溶液
滴加2滴
铁氰化钾
产生蓝色沉淀
【资料】Fe2＋与铁氰化钾反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀
溶液变蓝
滴加淀粉溶液
证明逆反应可以进行
证明正反应可以进行
1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液
1 mL 0.1 mol/L KI溶液
滴加2滴
铁氰化钾
产生蓝色沉淀
溶液变蓝
滴加淀粉溶液
1 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液
①
5 滴碘水
滴加2滴 KSCN
①
溶液变红
证明逆反应可以进行
证明正反应可以进行
1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液
1 mL 0.1 mol/L KI溶液
滴加2滴
铁氰化钾
产生蓝色沉淀
溶液变蓝
滴加淀粉溶液
1 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液
①
5 滴碘水
滴加2滴 KSCN
①
溶液变红
1 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液
②
5 滴水
滴加2滴 KSCN
②
对照实验
如何证明 2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2 是可逆反应？
思路2：从可逆反应存在反应限度，设计实验，证明反应体系中各组分同时存在。
【认识提升2】
检验体系
中的产物
3 mL 0.01 mol/L KI溶液
0.01 mol/L FeCl3溶液
检验体系中
的反应物
检验体系
中的产物
滴加淀粉溶液
滴加2滴
铁氰化钾
产生蓝色沉淀
溶液变蓝
检验体系中
的反应物
3 mL 0.01 mol/L KI溶液
0.01 mol/L FeCl3溶液
检验体系
中的产物
滴加淀粉溶液
滴加2滴 KSCN
溶液变红
滴加2滴
铁氰化钾
产生蓝色沉淀
溶液变蓝
检验体系中
的反应物
1 mL
3 mL 0.01 mol/L KI溶液
0.01 mol/L FeCl3溶液
如何证明 2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2 是可逆反应？
思路3：从化学平衡移动入手，设计实验，改变条件，观察平衡移动。
【认识提升2】
恒温下，将一定质量的硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）置于饱和硫酸铜溶液中，相当长一段时间后，观察到晶体形状发生改变，但晶体的质量不变。
υ(溶解)＝ υ(结晶)
【认识提升3】
固体溶质
溶液中的溶质
溶解
结晶
可逆过程