化學(xué)平衡狀態(tài).ppt

化學(xué)平衡狀態(tài) 高溫 高爐煉鐵的主要反應(yīng)為 Fe2O3 3CO2Fe 3CO2 在19世紀后期 人們發(fā)現(xiàn)從煉鐵高爐的爐口排出的尾氣中含有一定量的CO 有的工程師認為 這是由于CO與鐵礦石接觸時間不夠長的原因 于是在英國耗費了大量資金建造了一個高大的煉鐵高爐 以增加CO和Fe2O3的接觸時間 可后來發(fā)現(xiàn) 用這個高爐煉鐵 排出的高爐氣中CO的含量并未減少 這是為什么呢 歷史資料 教材P46 1 定義 在同一條件下既可向正反應(yīng)方向進行又可向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng) Cl2 H2OHCl HClO 如 一 可逆反應(yīng) 正反應(yīng)方向 v正 此時反應(yīng)物 逆反應(yīng)方向 v逆 此時反應(yīng)物 事實上 大部分化學(xué)反應(yīng)都是可逆反應(yīng) 只不過有的逆方向較弱 不太明顯 而有的逆方向很強 表現(xiàn)為明顯的可逆反應(yīng) SO2O2 SO3 相同條件下 正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時發(fā)生 反應(yīng)物 生成物共同存在 可逆反應(yīng)有一定的限度 反應(yīng)不能進行到底 任一組分轉(zhuǎn)化率 100 2 可逆反應(yīng)特點 可逆反應(yīng) 練習(xí)1 下列為可逆反應(yīng)的是 A氫氣與氧氣點燃可化合成水 水電解可生成氫氣和氧氣 因此氫氣與氧氣的反應(yīng)是可逆反應(yīng)B在催化劑的作用下 二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫的同時 三氧化硫又有分解 C碳酸鈣在高溫下分解生成氧化鈣和二氧化碳 氧化鈣和二氧化碳在常溫下生成碳酸鈣 因此這二個反應(yīng)互為可逆反應(yīng) D工業(yè)合成氨的反應(yīng) BD 可逆反應(yīng) 可逆反應(yīng)能進行徹底嗎 即2molSO2與1molO2在催化劑的作用下最終能得到2molSO3嗎 不能 開始時刻各物質(zhì)濃度 正 逆反應(yīng)速率如何 隨著反應(yīng)進行又有什么特征 一段時間后有什么特征 c SO2 c O2 最大 c SO3 0 c SO2 c O2 c SO3 c SO2 c O2 c SO3 均不再變化 化學(xué)平衡狀態(tài)的建立 v 正 v 逆 v 正 逆 v 正 最大 v 逆 0 P47頁的交流與討論 時間 速率 O t1 時間 濃度 O t1 反應(yīng)物 生成物 化學(xué)平衡狀態(tài) 1定義 化學(xué)平衡狀態(tài) 就是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里 正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài) 二 2 化學(xué)平衡狀態(tài)的特征 動 動態(tài)平衡 v 正 0 v 逆 0 等 定 變 v 正 v 逆 0 c B 或n B 或 B 一定 條件改變 平衡改變 逆 化學(xué)平衡的研究對象是可逆反應(yīng) 練2 在一定條件下 向一固定容積的容器中投入2molNO2進行反應(yīng) 2NO22NO O2 一段時間后測得NO2 NO O2的物質(zhì)的量可能是 A 2molNO 0 75molO2B 1molNO2 1 2molNOC 2molNOD 0 7molO2 D 練3 當(dāng)可逆反應(yīng)2SO2 O22SO3達平衡時 通入18O2 再次平衡時 18O存在于 A SO3O2B SO2SO3C SO2O2D SO2O2SO3 D 1 看能否得出v正 v逆的狀態(tài)特征 5 化學(xué)平衡狀態(tài)的標志 鍵的角度分析 單位時間某物質(zhì)斷裂與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等 同一種物質(zhì) 該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率 不同種物質(zhì) 一物質(zhì)的正反應(yīng)速率與另一物質(zhì)的逆反應(yīng)速率之比等于方程式中的計量數(shù)之比 即mA g nB g pC g qD g A正 B逆 m n 下列說法可以證明反應(yīng)N2 3H22NH3已達平衡狀態(tài)的是 A 1個N N鍵斷裂的同時 有3個H H鍵形成 B 1個N N鍵斷裂的同時 有3個H H鍵斷裂 C 單位時間內(nèi) 生成 molN2的同時生成2molNH3 D 單位時間內(nèi) 消耗 molN2的同時生成2molNH3 知識應(yīng)用 AC 2 看能否得出反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變的結(jié)果特征 各組成成分的含量 濃度 質(zhì)量 物質(zhì)的量 體積分數(shù)等 保持不變 容器體積一定時 有色氣體的顏色不再變化 3 看能否通過P總 n總 M的變化情況得出結(jié)論 若反應(yīng)往正方向或逆方向進行時P總或n總或 或M會發(fā)生改變的 則不變時說明達到平衡 若反應(yīng)往正方向或逆方向進行時P總或n總或 或M總是不變的 則不能判斷是否達到平衡 如 I2 Br2 NO2 1 下列說法中可以充分說明反應(yīng) P 氣 Q 氣 R 氣 S 氣 在恒溫下已達平衡狀態(tài)的是 A 反應(yīng)容器內(nèi)壓強不隨時間變化B P和S的生成速率相等C 反應(yīng)容器內(nèi)P Q R S四者共存D 反應(yīng)容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時間而變化 B 例題 2 在一定溫度下的恒容容器中 當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時 表明反應(yīng) A s 3B g 2C g D g 已達平衡狀態(tài)的是 A 混合氣體的壓強B 混合氣體的密度C B的物質(zhì)的量濃度D 氣體的總物質(zhì)的量 BC 例題 化學(xué)平衡的判斷直接標志 A V正 V逆B 各組分的m n不變 C 通過含量 各組分的質(zhì)量分數(shù) 物質(zhì)的量分數(shù) 恒溫 衡壓下 氣體的體積分數(shù)不變 D 通過濃度 各組分的濃度不變 間接標志 A 通過總量 前提 氣體反應(yīng) n 0時 體系的n 總 p 總 v 總 不變 B 通過復(fù)合量 不變 C 其他 如平衡體系顏色不變 實際是有色物濃度不變 19 1 在恒溫恒容條件下可逆反應(yīng) A g 3B g 2C g 達到平衡的標志是 A C的生成速率與C的分解速率相等B 單位時間生成nmolA 同時生成3nmolBC A B C的物質(zhì)的量濃度保持不變D A B C的分子數(shù)之比為1 3 2E 容器中氣體的密度保持不變F 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變G 容器中氣體的總壓強保持不變 ACFG 練習(xí) 20 2 某溫度下 可逆反應(yīng) N2 g 3H2 g 2NH3 g 在恒容的容器中反應(yīng)達到平衡的標志是 A NH3的生成速率與NH3的分解速率相等 B 單位時間生成nmolN2 同時生成3nmolH2 C N2 H2 NH3的分子數(shù)之比為1 3 2 D N2 H2 NH3的物質(zhì)的量濃度保持不變 E 容器中氣體的密度保持不變 F 混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變 G 容器中氣體的總壓強保持不變 H 斷裂3molH H鍵的同時形成2molN H鍵 I 3V正 H2 2V逆 NH3 ADFG 練習(xí) ABHI是速率范疇 CD是含量范疇 EFG是P M范疇 直接標志 任何情況均適用 1 等 同一種物質(zhì) 正 B 逆 B 2 反應(yīng)混合物中反應(yīng)物和生成物各組分的濃度或其百分含量保持不變注意陷阱 1 同一反應(yīng)中不同的物質(zhì)的速率之比等于方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)之比 2 若反應(yīng)前后總質(zhì)量一直不變 則化學(xué)反應(yīng)達到平衡狀態(tài) 3 密閉容器中的氣體反應(yīng)如 若密度不變 則化學(xué)反應(yīng)達到平衡狀態(tài) 總結(jié) 化學(xué)平衡狀態(tài)的標志 難點 非標志 錯 錯 N2 3H22NH3 錯 間接標志 任何情況均適用 1 同一種物質(zhì) 該物質(zhì)的生成速率等于它的分解速率 生成 B 分解 B 2 同一種物質(zhì) 該物質(zhì)的斷鍵速率等于它的成鍵速率 斷鍵 B 成鍵 B 3 各組成的物質(zhì)的量n 或物質(zhì)的量分數(shù) 不隨時間的改