无机化学化学平衡.
2024年大专无机化学教案化学平衡(多场景)
大专无机化学教案化学平衡(多场景)大专无机化学教案——化学平衡一、教学目标1.理解化学平衡的概念，掌握化学平衡的表示方法。
2.学会判断化学反应是否达到平衡状态，掌握化学平衡的判定条件。
3.了解化学平衡常数与平衡浓度的关系，学会计算化学平衡常数。
4.掌握化学平衡移动的影响因素，学会分析化学平衡移动的方向。
5.了解实际应用中化学平衡的调控方法，培养学生解决实际问题的能力。
二、教学内容1.化学平衡的概念及表示方法（1）化学平衡的定义：化学反应在一定条件下，正反应速率相等，反应物与物的浓度不再发生变化的状态。
（2）化学平衡的表示方法：可逆反应的平衡状态用箭头表示，如：N2+3H2⇌2NH3。
2.化学平衡的判定条件（1）正反应速率相等：v正=v逆。
（2）反应物与物的浓度不再发生变化。
3.化学平衡常数（1）化学平衡常数的定义：在一定温度下，化学反应达到平衡时，物浓度的化学计量数次幂的乘积与反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值。
（2）化学平衡常数的表达式：Kc=[C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b，其中，a、b、c、d分别为反应物A、B与物C、D的化学计量数。
（3）化学平衡常数的计算与应用：根据平衡浓度计算Kc，分析化学反应的进行程度。
4.化学平衡移动的影响因素（1）浓度：增加反应物浓度或减少物浓度，平衡向正反应方向移动；反之，平衡向逆反应方向移动。
（2）压力：对于气体参与的反应，增加压力，平衡向气体体积减小的方向移动；反之，平衡向气体体积增大的方向移动。
（3）温度：升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平衡向放热反应方向移动。
5.化学平衡在实际应用中的调控方法（1）调整反应物浓度：通过添加或移除反应物，调控化学平衡。
（2）调整压力：对于气体反应，通过改变压力，调控化学平衡。
（3）调整温度：通过加热或冷却，调控化学平衡。
三、教学方法1.讲授法：讲解化学平衡的基本概念、判定条件、化学平衡常数及平衡移动的影响因素。
无机化学：第四章 化学平衡
第四章 化学平衡一、可逆反应和化学平衡在一定条件下，一个化学反应可以按照反应方程式从左到右进行，又可以从右向左进行，这就叫做化学反应的可逆性。
化学平衡具有以下特点：（1）在一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态时，平衡组成不再随时间变化；（2）化学平衡是动态平衡，从微观上看正、逆反应仍在进行，只是由于=υυ正逆，单位时间内各物质的生成量和消耗量相等，所以总的结果是各物质的浓度都保持不变；（3）在相同的条件下，只要反应开始时各种原子的数目相同，平衡组成与达到平衡的途径无关；（4）化学平衡是在一定条件下建立的，条件发生变化时，原来的平衡会被破坏，直至建立新的化学平衡。
二、平衡常数1、浓度平衡常数c K 与分压平衡常数p K大量实验发现，对任何可逆反应，不管反应始态如何，在一定温度下达到平衡时，各生成物浓度幂的乘积与反应物平衡浓度幂的乘积之比为一常数，称为化学平衡常数。
如反应 ()()A B C()D()a g b g c g d g ++[][][][]()()()()cdc a b c C c D K c A c B ⋅=⋅式中，c K 称为浓度平衡常数。
由于温度一定时，气体的分压与浓度成正比，可用平衡时的分压代替浓度，即[][][][]()()()()cdp a b p C p D K p A p B ⋅=⋅式中，p K 称为分压平衡常数。
由于c K 和p K 都是通过考察实验数据得到的，因此称为实验平衡常数（又称经验平衡常数）。
实验平衡常数是有单位的，其单位由平衡常数表达式来决定，但在使用时，通常只给出数值而不标出单位。
应用理想气体状态方程和分压定律，可得()np c K K RT ∆=其中 ()()n c d a b ∆=+-+书写平衡常数表达式时注意的问题：（1）平衡常数表达式中各物质浓度均用平衡浓度（分压用平衡分压）（2）只写出有可变浓度或压强的物质，固体、纯液体和水不写出（3）平衡常数表达式和化学方程式的书写密切相关，同一反应，书写形式不同，平衡常数不同。
2024版无机化学化学平衡
01化学平衡基本概念与特点Chapter化学平衡定义及意义定义意义可逆反应与不可逆反应可逆反应不可逆反应动态平衡与静态平衡区别动态平衡静态平衡在化学反应达到平衡状态时，各组分的浓度保持不变，反应速率为零，反应处于静止状态。
但这是一种理想状态，实际反应中很难达到。
化学平衡常数表达式010202影响化学平衡因素分析Chapter增加反应物浓度减少生成物浓度原理030201升温降温原理1 2 3增加压力减小压力原理压力对化学平衡影响催化剂作用及机理催化剂作用催化剂机理03化学平衡移动原理及应用Chapter勒夏特列原理内容阐述平衡移动方向判断方法浓度变化压强变化温度变化工业生产中优化条件选择通过调整反应条件，实现有害物质的转化和资源的有效利用。
例如，利用化学平衡移动原理处理废水中的重金属离子，将其转化为沉淀或无害物质。
在能源领域，通过优化反应条件提高能源利用效率，减少环境污染。
环境保护和资源利用方面应用04无机物间相互转化规律探讨Chapter01020304酸碱中和反应碱与非金属氧化物反应酸与金属氧化物反应盐与盐反应酸碱盐之间反应类型总结氧化还原反应在无机物转化中应用金属的氧化与还原01非金属的氧化与还原02氧化还原滴定法03配位化合物形成条件和稳定性分析配位化合物的形成条件配位化合物的稳定性配位平衡的移动沉淀溶解平衡及其影响因素沉淀溶解平衡溶度积常数影响沉淀溶解平衡的因素05实验探究：验证化学平衡原理Chapter设计思路及实验目的设计思路通过观察和测量反应体系中各物质浓度的变化，验证化学平衡原理。
实验目的掌握化学平衡的概念和原理，学习实验方法和技能，培养分析问题和解决问题的能力。
仪器试剂准备和操作步骤仪器准备天平、烧杯、量筒、移液管、容量瓶、滴定管、搅拌器等。
试剂准备所选反应体系的反应物和生成物，如醋酸和醋酸钠、溴化钾和溴酸钾等。
操作步骤按照实验方案配制不同浓度的反应溶液，混合后观察反应现象并记录数据。
无机化学：化学平衡
平衡常数
C. 稀溶液中，水不列入表达式。例：
Cr2O7 2- (aq) + H2O (l) ⇋ 2CrO4 2- (aq) + 2H+ (aq)
K
[CrO42 C
]
2
[
H C
]
2
[Cr2O72 C
]
平衡常数
D.平衡常数表达式及其数值与化学反应方程 式的写
法有关,方程式的配平系数扩大n倍 时, K Kn;
aA + bB ⇋ dD+ eE:
K
([ D] / C )d ([ E] / C )e ([ A] / C )a ([ B] / C )b
E (CB
/ /
C C
)e )b
＝Q
增大反应物浓度或减少产物浓度，使反应商Qc 减小， Q < Kθ ，所以使化学平衡向正反应方向移 动，直到Q = Kθ ，达到新的平衡。(联系实验)
4273-5273K时,分解过 程占优势
平衡常数
（二） 化学平衡
N2O4气体
表4-1 373 K 时, N2O4 (g) ⇋ 2NO2 (g)平衡体系的建立
时 间 /s
0 20 40 60 80 100
C (N2O4)/(mol·L-1) 0.100 0.070 0.050 0.040 0.040 0.040
t/s
图4-1 N2O4
2NO2体系平衡的建立
平衡常数
N2O4 (g) ⇋ 2NO2 (g)
V
逆
等
V正
≠0
动
化学平衡
定
V正＝ V逆
V逆
变
t
平衡常数
无机化学第八章 化学平衡
方括号内表示的是物质的平衡浓度 Kc 是用平衡浓度表示的平衡常数
的表达式中可以看出, 从经验平衡常数 Kc 的表达式中可以看出,Kc 的单 即为浓度的某次幂. 位是: 位是:[mol dm-3]( e + d ) - ( a + b)即为浓度的某次幂. 当 (e + d) = (a + b) 时, Kc 无单位 对于气相反应: 对于气相反应: a A (g) +b B (g) eE (g) + dD (g)
§8-1
化学反应的可逆性和化学平衡
可逆反应:在一定条件下, 可逆反应:在一定条件下,一个化学反应即可从左 向右进行, 向右进行,又可以从右向左进行的反应 叫可逆反应. 叫可逆反应. 例如: CO2(g) + H2 (g) 例如:CO(g) + H2O(g) Ag +(aq) + Cl - (aq) AgCl (s) ↓ 化学反应的这种性质叫反应的可逆性. 化学反应的这种性质叫反应的可逆性.几乎所有 的反应都具有可逆性,只是可逆性程度不同.习惯上, 的反应都具有可逆性,只是可逆性程度不同.习惯上, 我们把可逆性显著的化学反应,称为可逆反应( 我们把可逆性显著的化学反应,称为可逆反应(用箭 头表示) 可逆性不显著的化学反应, 头表示);可逆性不显著的化学反应,称为不可逆反 用平行线表示) 应(用平行线表示).可逆反应最终将导致化学平衡 状态(即可逆化学反应可以完成的最大限度) 状态(即可逆化学反应可以完成的最大限度).
注意: 注意 平衡状态,平衡体系各物质浓度保持不变, (1)平衡状态,平衡体系各物质浓度保持不变,但各 物质浓度值与初始浓度有关. 物质浓度值与初始浓度有关. 平衡常数与各物质初始浓度无关但与温度有关. (2)平衡常数与各物质初始浓度无关但与温度有关. 2-2 平衡常数表达式的书写要求和多重平衡规则 1.平衡常数表达式的书写要求 1.平衡常数表达式的书写要求 反应体系中纯固体,纯液体及水溶液中的水的 反应体系中纯固体, 浓度不写入平衡常数表达式中. 浓度不写入平衡常数表达式中.如: Cr2O72-(aq) + H2O 2 CrO42-(aq) + 2H+(aq) Kc =
无机化学--第3章 化学平衡
（二）平衡常数（续）
注意： ① 平衡常数只是温度的函数，而与反应物或产物的起 始浓度无关（见表3.1）。 N2O4(g) 2 NO2(g) T / K 273 323 373 Kc 5×10-4 2.2×10-2 3.7×10-1 ② 平衡常数不涉及时间概念，不涉及反应速率。 2 SO2(g) + O2(g) = 2 SO3(g) K = 3.6 1024 (298 K)
2019/2/10
中山大学无机化学
（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）
物理量 = 纯数 x 量纲 (SI制) c = 0.25 mol· dm-3 (c / mol· dm-3 = 0.25) p = 30.45 kPa (p / kPa = 30.45) x = 0.45 (量纲 = 1 ) pH = 8.63 (量纲 = 1 ) （1）经验平衡常数（实验平衡常数）： Kc , Kp, Kx, K杂 例1：Cr2O72-(aq) + H2O (l) = 2 CrO42- (aq) + 2 H+ (aq) Kc = ([CrO42-]2 [H+]2) / [Cr2O72- ] = 2.0 × 105 (mol· dm-3 )3 有量纲!
2019/2/10
中山大学无机化学
（三）经验平衡常数与相对平衡常数（续）
则混合气体中气体 i 的相对分压为: pir = pi / pø
溶液中溶质i 的相对（物质的量）浓度为： cir = ci / cø 溶液中溶质i的相对质量摩尔浓度为：bir = bi / bø
(上标 r – relative 相对的) 显然： pir 、cir 、bir 量纲为1、单值！
大学无机化学之化学平衡
平衡浓度/(mol/L)
CO2 H2 CO H2O
CO
0 0 0.001 0.002
H2O
0 0 0 0.020
[CO][H2O] [CO2][H2]
1 2 3 4
0.010 0.010 0.010 0
0.0040 0.0040 0.0060 0.0060 0.0022 0.0122 0.0078 0.0078 0.0041 0.0041 0.0069 0.0059 0.0082 0.0082 0.0118 0.0118
2HI(g)
r正 r逆
化学平衡： 在一定条件下，可逆反应处于化学 平衡状态：
r正=r逆≠0
特征： （1）系统的组成不再随时间而变。 （2）化学平衡是动态平衡。 （3）平衡组成与达到平衡的途径无关。
CO2＋H2＝CO＋H2O 实验 编号
起始浓度/(mol/L)
CO2 H2
0.010 0.020 0.010 0
[ p ( HI ) / p ] [ p (H 2 ) / p ]
1/ 2
HI(g)
2
[ p (I2 ) / p ]
1/ 2
(K 1 )1/2
K
2HI(g)
H2 (g) I2 (g)
3
[ p ( H 2 ) / p ][ p ( I 2 ) / p ] K3 =(K 1 )-1 2 [ p ( HI ) / p ]
COCl2(g)
0
开始pB/kPa
转化量
108.5
83.7
-(83.7-x)
0
83.7-x
-(83.7-x)
24.8+x
p (COCl
2
平衡pB/kPa
《无机化学》课件——第4章第2节化学平衡
1.NH4Cl(s)
NH3(g)+HCl(g)
2.3H2(g)+N2(g)
2NH3(g)
3.N2H4(l) 4.H2O
N2(g)+2H2(g) H++O15H-
5.Ag2S(s)+H2(g)
2Ag(s)+H2S(g)
15
二、化学平衡常数
❖ 化学平衡常数是可逆反应的特征常数，它表示在 一定条件下，可逆反应进行的程度。K值越大，表 明在一定条件下反应物转化为生成物的程度越大 ； K值越小，表明在一定条件下反应物转化为生 成物的程度越小。所以，从K值的大小，可以推断
❖ 由于催化剂能同等程度地改变正反应和逆反应的 速率，因此它对化学平衡的移动没有影响。但因
34
为它能大大缩短反应达到平衡的时间，所以在工 业生产中广泛使用催化剂来提高生产效率。
34
【课堂互动】
1.N2与H2反应合成NH3是一个可逆反应，其热化学方 程式为：
N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) △H＝－92.4kJ·mol－1
A. 升高温度 B. 增大体系压强
C. 增大c(N2) D. 容器体3积6 增大
36
【课堂互动】
1. 压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的 是( A )
A. H2(g)+I2(g) 2HI(g)
B. 3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)
C. 2SO2(g)+O2(g) D. C(s)+CO2(g)
❖1． 可逆反应 ❖ 只能向一个方向进行到底的反应叫做不可逆反应. ❖ 如：
2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2↑
❖像这种实际上只能向一个6 方向进行到底的反应叫 做不可逆反应。
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r Gm RT ln K
一、标准平衡常数的定义
标准平衡常数的特点
★ K 只与反应的本性和温度有关，与浓度或
分压无关； ★标准平衡常数与反应物和产物的性质及标准 状态的定义有关 ； ★标准平衡常数与化学反应方程的写法有关；
★ K 的单位为1。
二、标准平衡常数表达式
对任意化学反应： 0 A A(cd) B B(aq) C C(g)
平衡常数的物理意义
平衡常数表达了一定温度下反应进行的 限度。K值越大，达平衡时正反应进行得越 彻底，产物的量越多。
浓度平衡常数Kc
对液体反应，溶液浓度易测定，平衡常 数常用浓度平衡常数Kc表示，如——
HAc(aq) H (aq)＋Ac (aq)
+ + -
[H ][Ac ] Kc [HAc]
压力平衡常数Kp
不可逆反应
有些化学反应在某一方向上有很大的倾 向，我们常把这些反应当做不可逆反应。如:
Ag + (aq)＋I - (aq) AgI(s)
H 1/ 2O H O
2 2 2
实际上，大多数反应不能进行到底，只 有一部分反应物能转变为产物。
二、化学平衡
正反应速率等于 逆反应速率时体系所处 的状态叫做化学平衡(Chemical equilibrium)。 可逆反应总是 自发趋向于化学平 衡。
标准平衡常数的测定与计算
第一节
可逆反应与化学平衡
一、可逆反应 二、化学平衡
一、可逆反应
有些化学反应是可逆的。如：
H 2 (g)＋I 2 (g)
2HI(g)
可逆反应（reversible reaction）：在同 一条件下，反应既可以按方程式从左向右（ 正反应）进行，也可以从右向左（逆反应） 进行。
第三章
化学平衡
研究化学平衡的目的
实际生产中除了获得优质产品外，还需要知道： ①如何控制反应条件，使反应按人们所需要的方 向进行； ②在给定条件下，反应进行的最高限度是什么?即
高产率、低成本。
这就需要找出反应体系达平衡时的温度、压 力与各种物质的量及浓度的关系，以指导工业生 产，此即研究化学平衡的主要目的。
二、化学平衡 化学平衡的特征
• 平衡条件：正逆反应速率相等，即v正=v逆； • 平衡标志：反应物和生成物的浓度不随时间 的改变而改变； • 是一种动态平衡。
化学平衡定律
在一定温度下，可逆反应达化学平衡时， 体系中各物质的浓度不再随时间改变。则产 物的浓度以方程式中该物质化学式前的计量 系数为乘幂的乘积与反应物的浓度以其计量 系数为乘幂的乘积之比是一个常数，称为化 学平衡常数。
与反应起始浓度无关
平衡常数
化学反应 2HI(g) H (g) I (g) 温度 698.1 373 300 1500 平衡常数 1.84 10 0.36 3.8410-31 6.1510
-6 -2
＋ 2K大小不同，即K与温度 有关 2 同一反应，温度不同， 423 3.2 不同反应， K大小不同，即K与反应本性有关 N2(g)＋O2(g) 2NO(g) N2O4(g) 2NO2(g)
对气体反应，多用平衡时混合气体中各 物质分压间的关系来表示，称为压力平衡常 数Kp，如——
N 2 (g)＋3H 2 (g) Kp
2 pNH 3 3 p N 2 pH 2
2NH 3 (g)
Kc和Kp关系
气体反应也可用浓度平衡常数表示， 如—— N 2 (g)＋3H 2 (g) 2NH 3 (g)
平衡常数表达式
a A ＋b B dD＋eE [D]d [E]e K＝ a b [A] [B]
该比例系数 K 叫做反应在温度 T 时的 平 衡常数。由实验直接测定的，称为经验（实 验）平衡常数。标准状态时，由热力学定律 间接求算的，称为标准平衡常数。
平衡常数
同一反应，温度相等， K 大小一样，即 K
Kp p p p
2 NH 3 3 N2 H2
而
[NH 3 ]2 Kc 3 [N 2 ][H 2 ]
Kc和Kp关系
气体反应的Kc和Kp关系推导如下，对反 应—— aA(g)＋bB(g) dD(g)＋eE(g)
([D]RT )d ([E]RT )e Kp a b ([A]RT ) ([B]RT ) [D] [E] ( d e ) ( a b ) (RT ) a b [A] [B] =K c
A B C
反应的摩尔吉布斯自由能变为：
C c B p r Gm RT ln K RT ln B C B c C p
化学反应可用通式表示如下：
0 A A(cd) B B(aq) CC(g)
A B C
温度T时，反应的标准摩尔吉布斯自由能变为： r Gm （T） AGm, （ BGm,（ CGm,（ A T） B T） C T）
A B C
在国家标准中，标准平衡常数定义为： def K exp(r Gm /RT ) 上式常改写为：
化学平衡
某个反应发生后，其进行的程度或限 度，即化学平衡。 本章主要介绍化学平衡的概念、平衡 常数表达式的书写、及诸外界因素对化学 平衡的影响。
第三章
第一节 第二节
化学平衡
可逆反应与化学平衡
Hale Waihona Puke 标准平衡常数标准平衡常数的测定与计算 标准平衡常数的应用 化学平衡的移动
第三节 第四节
第五节
教学目的与要求
d e
Kc和Kp关系
气体反应的Kc和Kp关系推导如下，对反 应—— aA(g)＋bB(g) dD(g)＋eE(g)
K p K c ( RT ) n 其中n (d e) (a b)
第二节
标准平衡常数
一、标准平衡常数的定义
二、标准平衡常数表达式
一、标准平衡常数的定义
了解可逆反应，惰性气体对化学平衡的影 响； 熟悉化学平衡和标准平衡常数的概念； 掌握标准平衡常数表达式的书写；用热力 学数据或多重平衡规则计算标准平衡常数； 浓度、压力、温度对化学平衡的影响。
本章重点
标准平衡常数的表达式； 用热力学数据计算标准平衡常数； 用多重平衡规则计算标准平衡常数； 判断反应进行的限度 浓度对化学平衡的影响 本章难点