(共43张PPT)
化学平衡（第三课时）
某温度下，在容积不变的密闭容器中N2与H2反应达到化学平衡，各物质的相关数据如下。
各物质的起始量/mol
化学平衡时各物质的量/mol
N2
H2
NH3
N2
H2
NH3
5
15
0
3
9
4
资料
α＝
×100%
＝40%
6
mol
15
mol
平衡时H2的转化率
平衡时原料的转化率不高，如何提高呢？
任务一
探讨影响化学平衡的因素
化学平衡1
Q
＝
K
改变反
应条件
不平衡
Q
≠
K
如何改变化学平衡状态呢？
任务一
探讨影响化学平衡的因素
化学平衡1
Q
＝
K
改变反
应条件
不平衡
Q
≠
K
一段时间
化学平衡2
如何改变化学平衡状态呢？
由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程，叫做化学平衡的移动。
想一想
改变哪些反应条件可使Q
≠
K，从而改变化学平衡状态？
浓度商只与浓度有关，平衡常数只与温度有关。
想一想
改变哪些反应条件可使Q
≠
K，从而改变化学平衡状态？
改变浓度，使Q
发生改变
改变温度，使K
发生改变
浓度商只与浓度有关，平衡常数只与温度有关。
回顾
利用浓度商与平衡常数比较判断化学平衡移动的方向
向正反应方向移动
向逆反应方向移动
Q
＝
K
任意时刻的浓度商
Q
＝
cp(C)?cq(D)
cm(A)?cn(B)
Q
＜
K
Q
＞
K
平衡状态
若其他条件不变，仅增加反应物的浓度，化学平衡如何移动？
理论分析
任务二
研究浓度对化学平衡的影响
反应物浓度增大，Q
减小，使得Q
＜
K，反应不再平衡，向正反应方向移动。
若其他条件不变，仅增加反应物的浓度，化学平衡如何移动？
任意时刻的浓度商
Q
＝
cp(C)?cq(D)
cm(A)?cn(B)
任务二
研究浓度对化学平衡的影响
m
A(g)
+
n
B(g)
p
C(g)
+
q
D(g)
若其他条件不变，仅减小反应物的浓度，化学平衡如何移动？
任意时刻的浓度商
Q
＝
cp(C)?cq(D)
cm(A)?cn(B)
m
A(g)
+
n
B(g)
p
C(g)
+
q
D(g)
想一想
若其他条件不变，仅减小反应物的浓度，化学平衡如何移动？
任意时刻的浓度商
Q
＝
cp(C)?cq(D)
cm(A)?cn(B)
m
A(g)
+
n
B(g)
p
C(g)
+
q
D(g)
反应物浓度减小，Q
变大，使得Q
＞
K，反应不再平衡，向逆反应方向移动。
想一想
可逆反应
包含变量
便于操作
现象明显
如何选择研究体系？
变量控制
多变量问题如何进行研究？
实验验证
研究体系：
实验方案：
红色
Fe3+
+
3SCN-
Fe(SCN)3
无色
验证浓度对化学平衡的影响
黄色
变量控制：温度等其他因素不变，只改变一种物质的浓度。
如何增加反应物的浓度？
如何减小反应物的浓度？
滴加饱和FeCl3溶液或
高浓度的KSCN溶液
加入铁粉降低Fe3+浓度
研究体系：
实验方案：
红色
Fe3+
+
3SCN-
Fe(SCN)3
无色
验证浓度对化学平衡的影响
黄色
变量控制：温度等其他因素不变，只改变一种物质的浓度。
如何增加反应物的浓度？
如何减小反应物的浓度？
滴加饱和FeCl3溶液或
高浓度的KSCN溶液
加入铁粉降低Fe3+浓度
研究体系：
实验方案：
红色
Fe3+
+
3SCN-
Fe(SCN)3
无色
验证浓度对化学平衡的影响
黄色
变量控制：温度等其他因素不变，只改变一种物质的浓度。
保持溶液总体积（基本）不变，使其他粒子浓度不变
加入少量铁粉
滴入4滴
1
mol·L-1
KSCN
溶液
实验操作
将
5
mL
0.015
mol·L-1
KSCN
溶液和
5
mL
0.005
mol·L-1
FeCl3
溶液混合
平衡后均分在a、b、c三支试管中
a
b
c
对照组
溶液总体积基本不变
加入少量铁粉
实验现象
a
c
对照组
b
红色加深
红色变浅
将
5
mL
0.015
mol·L-1
KSCN
溶液和
5
mL
0.005
mol·L-1
FeCl3
溶液混合
滴入4滴
1
mol·L-1
KSCN
溶液
平衡后均分在a、b、c三支试管中
试管编号
b
c
操作
少量铁粉
4滴
1
mol·L-1
KSCN
现象
溶液红色明显变浅
溶液红色明显加深
结论
实验结论：
其他条件不变时，减小反应物的浓度，平衡向逆反应方向移动。
其他条件不变时，增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动
其他条件不变时：
减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；
增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动。
大量实验也可以证明：
压强的改变，可能影响反应体系中多种物质的浓度。如果增大压强（缩小容积）以下反应各物质的浓度会如何变化？浓度商会如何变化？
2NO2(g)
N2O4(g)
红棕色
无色
任务三
研究压强对化学平衡的影响
想一想
理论分析
实验
（同温度下）
压强
各物质浓度
（mol·L-1）
浓度商
(Q
)
NO2
N2O4
原化学平衡容器容积为V
p1
a
b
压缩容积至V/2
时
b
a2
＝
K
2NO2(g)
N2O4(g)
同温度：
Q1＝
实验
（同温度下）
压强
各物质浓度
（mol·L-1）
浓度商
(Q
)
NO2
N2O4
原化学平衡容器容积为V
p1
a
b
压缩容积至V/2
时
b
a2
＝
K
2NO2(g)
N2O4(g)
同温度：
Q1＝
2b
(2a)2
b
2a2
Q2＝
2p1
2a
2b
＝
实验
（同温度下）
压强
各物质浓度
（mol·L-1）
浓度商
(Q
)
NO2
N2O4
原化学平衡容器容积为V
p1
a
b
压缩容积至V/2
时
b
a2
＝
K
2NO2(g)
N2O4(g)
同温度：
Q1＝
2b
(2a)2
b
2a2
Q2＝
2p1
2a
2b
＝
通过计算Q2
＝K/2
，
即Q2
＜
K
向正反应方移动
实验
（同温度下）
压强
各物质浓度
（mol·L-1）
浓度商
(Q
)
NO2
N2O4
原化学平衡容器容积为V
p1
a
b
扩大容积至2V
时
b
(
a)2
＝
2b
a2
Q2＝
b
a2
＝
K
P1
a
b
通过计算Q2
＝2
K，
即Q2
＞
K
向逆反应方移动
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
2NO2(g)
N2O4(g)
Q1＝
同温度：
实验验证
验证压强对化学平衡的影响
向正反应方向移动
容积减小
原平衡气①
颜色变深②
颜色又变浅③
物质浓度瞬间增大
加压前
实验现象与分析
2NO2(g)
N2O4(g)
红棕色
无色
加压
NO2浓度比②中的减小
容积增大
原平衡气①
颜色变浅②
颜色又变深③
实验现象与分析
减压
向逆反应方向移动
物质浓度瞬间减小
减压前
NO2浓度比②中的增大
2NO2(g)
N2O4(g)
红棕色
无色
实验结论：
当该可逆反应达到平衡，其他条件不变时：
增大压强，平衡向正反应方向移动；
减小压强，平衡向逆反应方向移动。
验证压强对化学平衡的影响
2NO2(g)
N2O4(g)
红棕色
无色
该反应中反应前后气体的物质的量有什么变化特点？
想一想
2NO2(g)
N2O4(g)
红棕色
无色
该反应正反应方向是气体分子数减小的反应，
逆反应方向反应是气体分子数增大的反应。
其他条件不变时，增大压强（减小容器的容积）会使化学平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强（增大容器的容积），会使平衡向气体体积增大的方向移动。
实验结论：
想一想
是否压强改变，化学平衡就一定会移动呢？
对于H2(g)+
I2(g)
2HI(g)
当其他条件不变，减小或增大容器容积来改变压强时，化学平衡如何变化呢？
想一想
对于H2(g)+
I2(g)
2HI(g)
当其他条件不变，减小或增大容器容积来改变压强时，化学平衡如何变化呢？
想一想
对于反应前后气体物质的总体积没有变化的可逆反应，压强改变不能使化学平衡发生移动。
对于只有固体或液体参加的反应，体系压强的改变会使化学平衡移动吗？
固态或液态物质的体积受压强影响很小，可以忽略不计。当平衡混合物中都是固态或液态物质时，改变压强后化学平衡一般不发生移动。
想一想
改变反应条件
化学平衡移动方向
移动规律
增大反应物浓度
向正反应方向
减小反应物浓度
向逆反应方向
增大压强
向气体体积缩小方向
减小压强
向气体体积增大方向
升高温度
降低温度
整理与归纳
向降低温度的方向
向升高温度的方向
向吸热反应方向
向放热反应方向
向减少反应物浓度的方向
向增大反应物浓度的方向
向减小压强的方向
向增大压强的方向
任务四
探究温度对化学平衡的影响
实验
浸泡在热水中
浸泡在冰水中
现象
颜色加深
颜色变浅
移动方向
结论
探究温度对化学平衡的影响
?H
＝-56.9
kJ/mol
2NO2(g)
N2O4(g)
红棕色
无色
向逆反应方向移动
向正反应方向移动
实验现象和结论
实验
浸泡在热水中
浸泡在冰水中
现象
颜色加深
颜色变浅
移动方向
结论
其他条件不变时，
升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；
降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。
探究温度对化学平衡的影响
2NO2(g)
N2O4(g)
红棕色
无色
向逆反应方向移动
向正反应方向移动
实验现象和结论
?H
＝-56.9
kJ/mol
加入催化剂会使化学平衡发生移动吗？
催化剂可以同等程度地改变正、逆反应速率，因此对化学平衡的移动没有影响，但可以改变反应达到平衡所需的时间。
想一想
改变反应条件
化学平衡移动方向
移动规律
增大反应物浓度
向正反应方向
减小反应物浓度
向逆反应方向
增大压强
向气体体积缩小方向
减小压强
向气体体积增大方向
升高温度
降低温度
向反应物浓度减少的方向
向反应物浓度增大的方向
向压强减小的方向
向压强增大的方向
整理与归纳
向温度降低的方向
向温度升高的方向
向吸热反应方向
向放热反应方向
如果改变影响平衡的一个因素（如温度、压强及参加反应的物质的浓度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
这就是勒夏特列原理，也称化学平衡移动原理。
勒夏特列
勒夏特列原理
（1850—1936）
利用化学平衡移动原理，可以更加科学、有效地调控和利用化学反应，尽可能地让化学反应按照人们的需要进行。
思考
请同学们课下思考：合成氨中，选择哪些反应条件可
以增大氨气的含量呢？
化学平衡状态
化学平衡移动
勒夏特列原理
温度
压强
Q
与K比较
（定量分析）
（定性分析）
化学平衡的建立
定量研究：化学平衡常数
浓度
改变
小结(共47张PPT)
化学平衡（第二课时）
可逆反应
正向反应
逆向反应
同时存在
化学平衡时各物质的量不再改变，υ
(正)＝υ
(逆)≠0
反应条件改变
化学平衡可能变化
化学平衡常数
m
A(g)
+
n
B(g)
p
C(g)
+
q
D(g)
定量描述
写出下列可逆反应的平衡常数表达式。
1.
2.
3.
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
1.
2.
3.
2NH3(g)
N2(g)
+
3H2(g)
N2(g)+
H2(g）
NH3(g）
1
2
3
2
写一写
写出下列可逆反应的平衡常数表达式。
1.
2.
3.
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
1.
2.
3.
2NH3(g)
N2(g)
+
3H2(g)
N2(g)+
H2(g）
NH3(g）
1
2
3
2
写一写
c2(NH3)
K1
＝
c(N2)?c3(H2)
K2
＝
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)
写出下列可逆反应的平衡常数表达式。
1.
2.
3.
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
1.
2.
3.
2NH3(g)
N2(g)
+
3H2(g)
N2(g)+
H2(g）
NH3(g）
1
2
3
2
写一写
c2(NH3)
K1
＝
c(N2)?c3(H2)
K2
＝
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)
K3
＝
c1/2(N2）?c3/2(H2)
c(NH3)
K1
和K2、K3是什么关系呢？
写出下列可逆反应的平衡常数表达式。
1.
2.
3.
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
1.
2.
3.
2NH3(g)
N2(g)
+
3H2(g)
N2(g)+
H2(g）
NH3(g）
1
2
3
2
写一写
c2(NH3)
K1
＝
c(N2)?c3(H2)
K2
＝
c2(NH3)
c(N2)?c3(H2)
K3
＝
c1/2(N2）?c3/2(H2)
c(NH3)
K1
＝
K2
1
＝
K32
Fe3O4(s)
+
4H2(g)
3Fe(s)
+
4H2O(g)
高温
写一写
写出下列可逆反应的平衡常数表达式。
Fe3O4(s)
+
4H2(g)
3Fe(s)
+
4H2O(g)
高温
写一写
写出下列可逆反应的平衡常数表达式。
)
H
(
c
)
O
H
(
c
K
2
4
2
4
＝
记一记
书写平衡常数表达式的注意事项
1.
表达式中的各物质的浓度必须为平衡浓度。
2.
平衡常数表达式与化学方程式的书写一一对应。
3.
固体、液体纯物质的浓度视为常数，在表达式中不
出现。
平衡常数受哪些因素影响？
请根据以下资料提供的数据，分析影响平衡常数的因素。
分析与思考
表1
H2(g)
+
I2(g)
2HI(g)不同条件下的平衡常数
序号
起始浓度
（×10－2
mol·L-1）
不同温度下的平衡常数(K
)
c(H2)
c(I2)
c(HI)
457.6
℃
425.6
℃
25
℃
1
1.197
0.694
0
48.38
54.51
867
2
1.228
0.996
0
48.61
54.62
867
3
1.201
0.840
0
49.54
54.21
867
4
0
0
1.520
48.48
54.10
867
5
0
0
1.287
48.71
54.42
867
平衡常数不受浓度的影响，受温度影响
分析与思考
体系压强改变会影响平衡常数吗？
分析与思考
压强改变可能会影响体系中物质的浓度，而浓度的改变不影响平衡常数。因此压强不影响平衡常数的大小。
分析与思考
体系压强改变会影响平衡常数吗？
表2
25
℃
时，生成卤化氢反应的平衡常数
化学方程式
平衡常数
(
K
)
F2(g)
+
H2(g)
2HF(g)
6.5
×1095
Cl2(g)
+
H2(g)
2HCl(g)
2.57
×1033
Br2(g)
+
H2(g)
2HBr(g)
1.91
×1019
I2(g)
+
H2(g)
2HI(g)
8.67
×102
分析与思考
表2
25
℃
时，生成卤化氢反应的平衡常数
化学方程式
平衡常数
(
K
)
F2(g)
+
H2(g)
2HF(g)
6.5
×1095
Cl2(g)
+
H2(g)
2HCl(g)
2.57
×1033
Br2(g)
+
H2(g)
2HBr(g)
1.91
×1019
I2(g)
+
H2(g)
2HI(g)
8.67
×102
分析与思考
平衡常数的大小，与反应中物质的性质有关
内因：反应中物质的性质
外因：对于同一可逆反应，化学平衡常数
只与温度有关
三.化学平衡常数的应用
1.影响化学平衡常数的因素
结合平衡常数的表达式思考，K
的大小表示什么含义？
想一想
K
＝
cp(C)
?
cq(D)
cm(A)
?
cn(B)
m
A(g)
+
n
B(g)
p
C(g)
+
q
D(g)
结合平衡常数的表达式思考，K
的大小表示什么含义？
想一想
K
＝
cp(C)
?
cq(D)
cm(A)
?
cn(B)
m
A(g)
+
n
B(g)
p
C(g)
+
q
D(g)
对于同类型的反应，K
越大，反应进行的程度越大
2.根据平衡常数的大小，判断反应进行的程度
对于同类型的化学反应，K
越大，反应进行的程度越大，一般：
K
≥
105，正反应进行得基本完全
三.化学平衡常数的应用
表2
25
℃
时，生成卤化氢反应的平衡常数
化学方程式
平衡常数
(
K
)
F2(g)
+
H2(g)
2HF(g)
6.5
×1095
Cl2(g)
+
H2(g)
2HCl(g)
2.57
×1033
Br2(g)
+
H2(g)
2HBr(g)
1.91
×1019
I2(g)
+
H2(g)
2HI(g)
8.67
×102
注意：化学平衡常数的大小反映的是反应进行的程度大小，并不涉及反应时间和化学反应速率。也就是说，某个化学反应的平衡常数很大，可能化学反应速率却很小。
常温下
K＝5×108
常温下限度较大，但化学反应速率很小
合成氨
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
投料浓度不影响化学反应的平衡常数，仅改变投料浓度后，平衡时物质的转化率会改变吗？
想一想
将0.1
mol
CO与0.1
mol
H2O气体混合充入10
L密闭容器中，加热到800
℃
，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005
mol·L-1
。
（1）求该反应的平衡常数及平衡时CO的转化率。
算一算
将0.1
mol
CO与0.1
mol
H2O气体混合充入10
L密闭容器中，加热到800
℃
，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005
mol·L-1
。
（1）求该反应的平衡常数及平衡时CO的转化率。
算一算
【解】依题意可知：
起始时
c(CO)
＝
c(H2O)
＝
0.01
mol·L-1
平衡时
c(CO)
＝
0.005
mol·L-1
变化量
c(CO)
＝
0.005
mol·L-1
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
列出三段式：
起始浓度/(mol·L-1
)
0.01
0.01
0
0
变化浓度/(mol·L-1
)
0.005
平衡浓度/(mol·L-1
)
0.005
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
列出三段式：
起始浓度/(mol·L-1
)
0.01
0.01
0
0
变化浓度/(mol·L-1
)
0.005
0.005
0.005
0.005
平衡浓度/(mol·L-1
)
0.005
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
列出三段式：
起始浓度/(mol·L-1
)
0.01
0.01
0
0
变化浓度/(mol·L-1
)
0.005
0.005
0.005
0.005
平衡浓度/(mol·L-1
)
0.005
0.005
0.005
0.005
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
列出三段式：
K＝
＝
＝1
c(CO2)
?
c(H2)
c(CO)
?
c(H2O)
0.005
×
0.005
0.005
×
0.005
起始浓度/(mol·L-1
)
0.01
0.01
0
0
变化浓度/(mol·L-1
)
0.005
0.005
0.005
0.005
平衡浓度/(mol·L-1
)
0.005
0.005
0.005
0.005
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
列出三段式：
CO的转化率为：
0.005
mol·L-1
0.01
mol·L-1
×
100%
＝
50%
起始浓度/(mol·L-1
)
0.01
0.01
0
0
变化浓度/(mol·L-1
)
0.005
0.005
0.005
0.005
平衡浓度/(mol·L-1
)
0.005
0.005
0.005
0.005
将0.1
mol
CO与0.1
mol
H2O气体混合充入10
L密闭容器中，加热到800
℃
，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005
mol·L-1
。
（2）在上述温度下，CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.3
mol，达到平衡时，
CO的浓度为多少？CO的转化率为多少？
算一算
【解】依题意可知：起始时
c(CO)
＝
0.01
mol·L-1
c(H2O)
＝
0.03
mol·L-1
平衡常数只与温度有关
【解】设达到平衡状态时CO浓度的变化量为x
mol·L-1
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
起始浓度/(mol·L-1
)
0.01
0.03
0
0
变化浓度/(mol·L-1
)
x
x
x
x
平衡浓度/(mol·L-1
)
0.01?x
0.03?x
x
x
【解】设达到平衡状态时CO浓度的变化量为x
mol·L-1
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
起始浓度/(mol·L-1
)
0.01
0.03
0
0
变化浓度/(mol·L-1
)
x
x
x
x
平衡浓度/(mol·L-1
)
0.01?x
0.03?x
x
x
K
＝
＝
c(CO2)
?
c(H2)
c(CO)
?
c(H2O)
＝
1
x2
(0.01?x)?(0.03?x）
x
＝
0.0075
平衡时CO的浓度为0.0025
mol·L-1
【解】设达到平衡状态时CO浓度的变化量为x
mol·L-1
起始浓度/(mol·L-1
)
0.01
0.03
0
0
变化浓度/(mol·L-1
)
x
x
x
x
平衡浓度/(mol·L-1
)
0.01?x
0.03?x
x
x
解得：x
＝
0.0075
CO的转化率为：
0.0075
mol·L-1
0.01
mol·L-1
×
100%
＝75%
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
序号
起始浓度/（mol·L-1）
平衡时CO的转化率
CO（g）
H2O（g）
1
0.01
0.01
50%
2
0.01
0.03
75%
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
3.根据平衡常数计算平衡时各物质的浓度及反应物的转化率
同一温度下，同一反应
投料方式1
投料方式2
投料方式3
化学平衡1
化学平衡2
化学平衡3
转化率可能不同，平衡常数(K
)相同
三.化学平衡常数的应用
想一想
将0.1
mol
CO与0.1
mol
H2O气体混合充入10
L密闭容器中，加热到800
℃
，充分反应达到平衡后，测得CO的浓度为0.005
mol·L-1
。
（3）在上述温度下，
CO的量不变，将气态H2O的投料改为0.375
mol
，反应一段时间后测得体系中CO的浓度为0.0025
mol·L-1
，此时反应是否达到平衡状态？
可通过平衡常数计算出该投料方式下平衡时CO的浓度，将其与测量值相比。
说一说
可通过平衡常数计算出该投料方式下平衡时CO的浓度，将其与测量值相比。
说一说
可将此时各物质的浓度代入平衡常数的表达式中进行计算，若和该温度时的K
相等则达到平衡。
可通过平衡常数计算出该投料方式下平衡时CO的浓度，将其与测量值相比。
说一说
可将此时各物质的浓度代入平衡常数的表达式中进行计算，若和该温度时的K
相等则达到平衡。
【解】起始时
c(CO)＝0.01
mol·L-1
c(H2O)＝0.0375
mol·L-1
某时刻c(CO)＝0.0025
mol·L-1
，减少了0.0075
mol·L-1
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
起始浓度/(mol·L-1
)
0.01
0.0375
0
0
变化浓度/(mol·L-1
)
0.0075
0.0075
0.0075
0.0075
某时刻浓度/(mol·L-1
)
0.0025
0.03
0.0075
0.0075
该温度下，该反应的平衡常数为1
将此刻各物质的浓度，代入平衡常数的表达式计算
c(CO2)
?
c(H2)
c(CO)
?
c(H2O)
(0.0075
)2
＝
＝0.75
＜
1
0.0025
×0.03
该温度下，该反应的平衡常数为1
将此刻各物质的浓度，代入平衡常数的表达式计算
c(CO2)
?
c(H2)
c(CO)
?
c(H2O)
(0.0075
)2
＝
＝0.75
＜
1
0.0025
×0.03
此时不是化学平衡状态，反应在向正反应方向进行之中
对于可逆反应：
任意时刻的浓度商
4.利用平衡常数判断化学反应进行的方向
三.化学平衡常数的应用
达到化学平衡状态时浓度商等于该温度下的K
Q
＝
cp(C)
?
cq(D)
cm(A)
?
cn(B)
m
A(g)
+
n
B(g)
p
C(g)
+
q
D(g)
是否平衡或平衡移动的方向，可用该时刻浓度商Q
与K
比较大小来判断。
三.化学平衡常数的应用
在同一温度下：
Q
＝
K
，处于化学平衡状态
Q
＜
K
，向正反应方向进行
Q
＞
K
，向逆反应方向进行
4.利用平衡常数判断化学反应进行的方向
小结
平衡常数(K
)
可逆反应
化学平衡状态
一定条件下
定量表达
与Q
比较判断是否达到平衡
计算平衡时各物质的浓度和反应物的转化率
只受温度影响(共42张PPT)
化学平衡（第一课时）
工业合成氨
氨气在国民经济中占有重要地位，随着人类社会的发展，对氨的需求量日益增长。
如何提高生产效率呢？只要尽力提高化学反应速率生产效率就一定高吗？
2NH3
N2
+
3H2
催化剂
高温、高压
各物质的起始量/mol
充分反应后各物质的量/mol
N2
H2
NH3
N2
H2
NH3
5
15
0
3
9
4
某温度下，在容积不变的密闭容器中N2与H2反应足够长时间后各物质的量不再改变，数据如下：
阅读与思考
各物质的起始量/mol
充分反应后各物质的量/mol
N2
H2
NH3
N2
H2
NH3
5
15
0
3
9
4
某温度下，在容积不变的密闭容器中N2与H2反应足够长时间后各物质的量不再改变，数据如下：
合成氨反应有限度，原料无法转化完全
只考虑化学反应速率不够，还需考虑如何尽可能多地将原料转化为产品
阅读与思考
正向：
N2
+
3H2
2NH3
合成氨反应中有关物质的浓度随时间变化示意图
逆向：2NH3
N2
+
3H2
2NH3
N2
+
3H2
催化剂
高温、高压
任何可逆反应在一定条件下都存在反应的限度。达到限度时，反应就停止了吗？
想一想
该可逆反应中包含两个反应，两个反应同时发生
当正、逆反应速率相等时，达到看似不变的“表面静止”状态，但实际反应并未停止，一直在进行中。
正向：
N2
+
3H2
2NH3
逆向：2NH3
N2
+
3H2
2NH3
N2
+
3H2
催化剂
高温、高压
一.化学平衡状态
在一定条件下的可逆反应里，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物
质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。
化学平衡是一种动态平衡。
1.化学平衡状态
α
＝
×100%
反应物的减少量
反应物的起始量
转化率
达到化学平衡时，反应达到该条件下物质转化的最大“限度”，即反应物的转化率最大。
练一练
某温度下，在容积不变的密闭容器中N2与H2反应达到化学平衡，请根据以下数据计算达到化学平衡时H2的转化率。
各物质的起始量/mol
化学平衡时各物质的量/mol
N2
H2
NH3
N2
H2
NH3
5
15
0
3
9
4
起始量/mol
变化量/mol
平衡量/mol
5
15
0
2
6
4
练一练
α＝
×100%
＝40%
6
mol
15
mol
平衡时H2的转化率
3
9
4
N2
+
3H2
2NH3
平衡时反应物的转化率是该条件下反应物能达到的最大转化率。
起始量/mol
变化量/mol
平衡量/mol
5
15
0
2
6
4
练一练
α＝
×100%
＝40%
6
mol
15
mol
平衡时H2的转化率
3
9
4
N2
+
3H2
2NH3
化学平衡状态有什么特点？如何判断一个可逆的化学反应是否达到了化学平衡状态？
任务一
梳理与提炼
2.化学平衡状态的特点
①
即任何一种物质的生成速率等于其消耗速率
②
各组分的质量或浓度保持不变
③
是动态平衡
υ(正)＝
υ(逆)≠0
一.化学平衡状态
一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行合成氨反应，以下哪些选项可以判断反应已达到化学平衡状态？
练一练
A.
单位时间内消耗
a
mol
N2，同时生成
2a
mol
NH3
B.
H2的消耗速率等于N2生成速率的3倍
C.
容器内的压强不再变化
D.
混合气体的总质量不再变化
E.
混合气体的密度不再变化
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行合成氨反应，以下哪些选项可以判断反应已达到化学平衡状态？
练一练
A.
单位时间内消耗
a
mol
N2，同时生成
2a
mol
NH3
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行合成氨反应，以下哪些选项可以判断反应已达到化学平衡状态？
练一练
A.
单位时间内消耗
a
mol
N2，同时生成
2a
mol
NH3
B.
H2的消耗速率等于N2生成速率的3倍
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行合成氨反应，以下哪些选项可以判断反应已达到化学平衡状态？
练一练
A.
单位时间内消耗
a
mol
N2，同时生成
2a
mol
NH3
B.
H2的消耗速率等于N2生成速率的3倍
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
H2的消耗速率＝
N2消耗速率的3倍
一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行合成氨反应，以下哪些选项可以判断反应已达到化学平衡状态？
练一练
A.
单位时间内消耗
a
mol
N2，同时生成
2a
mol
NH3
B.
H2的消耗速率等于N2生成速率的3倍
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
H2的消耗速率＝
N2消耗速率的3倍
＝
N2生成速率的3倍
一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行合成氨反应，以下哪些选项可以判断反应已达到化学平衡状态？
练一练
A.
单位时间内消耗
a
mol
N2，同时生成
2a
mol
NH3
B.
H2的消耗速率等于N2生成速率的3倍
C.
容器内的压强不再变化
D.
混合气体的总质量不再变化
E.
混合气体的密度不再变化
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行合成氨反应，以下哪些选项可以判断反应已达到化学平衡状态？
练一练
A.
单位时间内消耗
a
mol
N2，同时生成
2a
mol
NH3
B.
H2的消耗速率等于N2生成速率的3倍
C.
容器内的压强不再变化
D.
混合气体的总质量不再变化
E.
混合气体的密度不再变化
N2(g)
+
3H2(g)
2NH3(g)
答案：
BC
判断方法：反应中“变化的量”“不变”
时，即达到化学平衡状态
①
即任何一种物质的生成速率等于其消耗速率
②
各组分的质量或浓度保持不变
③
是动态平衡
一.化学平衡状态
2.化学平衡状态的特点
υ(正)＝
υ(逆)≠0
化学平衡状态可以改变吗？哪些反应条件可能影响化学平衡呢？
分析与思考
各物质的起始量/mol
平衡时各物质的量/mol
N2
H2
NH3
N2
H2
NH3
5
15
0
3
9
4
反应条件改变
υ(正)
＝
υ(逆)
（平衡状态）
υ′(正)
≠
υ′(逆)
（非平衡状态）
改变影响化学反应速率的因素，就有可能改变化学平衡，如浓度、压强、温度。
①
即任何一种物质的生成速率等于其消耗速率
②
各组分的质量或浓度保持不变
③
是动态平衡
④
条件改变，原化学平衡状态可能发生变化
一.化学平衡状态
2.化学平衡状态的特点
υ(正)＝
υ(逆)≠0
化学平衡的改变，有规律可循吗？不同的化学平衡状态，反应物和生成物的浓度之间有什么关系呢？
任务二
规律的探寻
800
℃，在容积不变的密闭容器中发生反应：
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
序号
起始时的浓度
（×10－2
mol·L-1）
平衡时的浓度
（×10－2
mol·L-1）
平衡时
c(CO)
c(H2O)
c(CO2)
c(H2)
c(CO)
c(H2O)
c(CO2)
c(H2)
1
1
1
0
0
0.5
0.5
0.5
0.5
2
1
3
0
0
0.25
2.25
0.75
0.75
3
0.25
3
0.75
0.75
0.21
2.96
0.79
0.79
1.0
1.0
1.0
表1
800
℃时反应体系中各物质的浓度
该结论适用于其他可逆反应吗？
在一定温度下，表1中的反应达到化学平衡状态时，生成物浓度的乘积与反应物浓度的乘积的比值是一个定值。
序号
起始时的浓度
（×10－3
mol·L-1）
平衡时的浓度
（×10－3
mol·L-1）
平衡时
c(H2)
c(I2)
c(HI)
c(H2)
c(I2)
c(HI)
1
11.97
6.944
0
5.617
0.594
12.70
2
12.28
9.964
0
3.841
1.524
16.87
3
12.01
8.403
0
4.580
0.973
14.86
4
0
0
15.20
1.696
1.696
11.81
5
0
0
12.87
1.433
1.433
10.00
6
0
0
37.77
4.213
4.213
29.34
表2
457.6
℃
时反应体系H2(g)
+
I2(g)
2HI(g)中各物质的浓度
序号
起始时的浓度
（×10－3
mol·L-1）
平衡时的浓度
（×10－3
mol·L-1）
平衡时
c(H2)
c(I2)
c(HI)
c(H2)
c(I2)
c(HI)
1
11.97
6.944
0
5.617
0.594
12.70
2
12.28
9.964
0
3.841
1.524
16.87
3
12.01
8.403
0
4.580
0.973
14.86
4
0
0
15.20
1.696
1.696
11.81
5
0
0
12.87
1.433
1.433
10.00
6
0
0
37.77
4.213
4.213
29.34
表2
457.6
℃
时反应体系H2(g)
+
I2(g)
2HI(g)中各物质的浓度
3806
2882
3335
4106
4870
1653
比较两个反应，结果的不同可能跟什么因素有关？
考虑化学计量数？
c(CO2)
?
c(H2)
c(CO)
?
c(H2O)
是定值
H2(g)
+
I2(g)
2HI(g)
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
c
(HI)
c(H2)?
c(I2)
不是定值
H2(g)
+
I2(g)
2HI(g)
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
任务二
规律的探寻
是定值吗？
2c
(HI)
c(H2)?
c(I2)
序号
起始时的浓度
（×10－3
mol·L-1）
平衡时的浓度
（×10－3
mol·L-1）
平衡时
c(H2)
c(I2)
c(HI)
c(H2)
c(I2)
c(HI)
1
11.97
6.944
0
5.617
0.594
12.70
2
12.28
9.964
0
3.841
1.524
16.87
3
12.01
8.403
0
4.580
0.973
14.86
4
0
0
15.20
1.696
1.696
11.81
5
0
0
12.87
1.433
1.433
10.00
6
0
0
37.77
4.213
4.213
29.34
表2
457.6
℃
时反应体系H2(g)
+
I2(g)
2HI(g)中各物质的浓度
7613
5764
6669
8211
9740
3306
再次比较两个反应，如果将反应的书写形式改变，会出现什么结果呢？
c(CO2)
?
c(H2)
c(CO)
?
c(H2O)
是定值
H2(g)
+
I2(g)
2HI(g)
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
H2(g)
+
I2(g)
HI(g)
+
HI(g)
再次比较两个反应，如果将反应的书写形式改变，会出现什么结果呢？
c(CO2)
?
c(H2)
c(CO)
?
c(H2O)
是定值
H2(g)
+
I2(g)
2HI(g)
CO(g)
+
H2O(g)
CO2(g)
+
H2(g)
H2(g)
+
I2(g)
HI(g)
+
HI(g)
是定值？
c
(HI)
?
c(HI)
c(H2)
?
c(I2)
是定值？
c2
(HI)
c(H2)?
c(I2)
即
序号
起始时的浓度
（×10－3
mol·L-1）
平衡时的浓度
（×10－3
mol·L-1）
平衡时
c(H2)
c(I2)
c(HI)
c(H2)
c(I2)
c(HI)
1
11.97
6.944
0
5.617
0.594
12.70
2
12.28
9.964
0
3.841
1.524
16.87
3
12.01
8.403
0
4.580
0.973
14.86
4
0
0
15.20
1.696
1.696
11.81
5
0
0
12.87
1.433
1.433
10.00
6
0
0
37.77
4.213
4.213
29.34
表2
457.6
℃
时反应体系H2(g)
+
I2(g)
2HI(g)中各物质的浓度
48.38
48.61
49.54
48.48
48.71
48.81
该结论适用于其他可逆反应吗？
在一定温度下，以化学计量数为指数，生成物平衡时浓度幂之积与反应物平衡时浓度幂之积的比值是一个定值（扣除实验误差）。
任务二
规律的探寻
序号
平衡时的浓度/(
mol·L-1)
平衡时
c(H2)
c(N2)
c(NH3)
1
1.15
0.75
0.261
2
0.51
1.00
0.087
3
1.35
1.15
0.412
4
2.43
1.85
1.27
5
1.47
0.75
0.376
表3
在500
℃
时，3H2(g)
+
N2(g)
2NH3(g)反应体系中各物质的浓度
6.00×10－2
5.98×10－2
5.71×10－2
5.93×10－2
6.08×10－2
科学家们通过大量数据验证，证明了上述结论成立，计算得出的定值称为化学平衡常数，用K来表示。
任务二
规律的探寻
写一写
对于一般的可逆反应
m
A(g)
+
n
B(g)
p
C(g)
+
q
D(g)
在一定温度下达到化学平衡时，各物质的浓度满足的数学关系式为：
二.化学平衡常数
K
为常数，称为化学平衡常数，简称平衡常数。
K
＝
cp(C)
?
cq(D)
cm(A)
?
cn(B)
对于一般的可逆反应
m
A(g)
+
n
B(g)
p
C(g)
+
q
D(g)
在一定温度下达到化学平衡时，各物质的浓度满足的数学关系式为：
可逆反应
正向反应
逆向反应
同时存在
化学平衡时各物质的量不再改变，
υ(正)＝
υ(逆)≠0
反应条件改变
化学平衡
可能变化
化学平衡常数
m
A(g)
+
n
B(g)
p
C(g)
+
q
D(g)
定量描述
小结
