化學(xué)平衡狀態(tài)ppt課件

1、化學(xué)平衡狀態(tài),高溫,高爐煉鐵的主要反應(yīng)為： Fe2O3+3CO 2Fe +3CO2 ；在19世紀(jì)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(rèn)為，這是由于CO與鐵 礦石接觸時(shí)間不夠長的原因。于是在英國耗費(fèi) 了大量資金建造了一個(gè)高大的煉鐵高爐，以增 加CO和Fe2O3的接觸時(shí)間。可后來發(fā)現(xiàn)，用這個(gè) 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(jìn)行又可向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng),Cl2 + H2O HCl +HClO,如,一,可逆反應(yīng),正反應(yīng)方向；v正；此時(shí)反應(yīng)物,逆反應(yīng)方向；v逆；此時(shí)反應(yīng)物,事

2、實(shí)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(qiáng)，表現(xiàn)為明顯的可逆反應(yīng),SO2 O2,SO3,相同條件下，正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時(shí)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(jìn)行到底) 任一組分轉(zhuǎn)化率100,2、可逆反應(yīng)特點(diǎn),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(diǎn)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(shí)，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(gè)反應(yīng)互為可逆反應(yīng)。 D 工業(yè)

3、合成氨的反應(yīng),BD,可逆反應(yīng),可逆反應(yīng)能進(jìn)行徹底嗎？即2mol SO2與1mol O2在催化劑的作用下最終能得到2mol SO3嗎,不能,開始時(shí)刻各物質(zhì)濃度，正、逆反應(yīng)速率如何,隨著反應(yīng)進(jìn)行又有什么特征,一段時(shí)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(shí)間,速率,O,t1,時(shí)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

4、，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(dòng),動(dòng)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(duì)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2mol NO2進(jìn)行反應(yīng)：2NO2 2NO+O2，一段時(shí)間后測(cè)得NO2、NO、O2的物質(zhì)的量可能是 （ ） A. 2 mol NO、0.75 mol O2 B. 1 mol NO2、1.2 mol NO C. 2 mol NO D. 0.7 mol O2,D,練3.當(dāng)可逆反應(yīng)2SO

5、2+O2 2SO3達(dá)平衡時(shí), 通入18O2, 再次平衡時(shí), 18O存在于 （ ） A.SO3 O2 B.SO2 SO3 C.SO2 O2 D.SO2 O2 SO3,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(biāo)志,鍵的角度分析:單位時(shí)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(jì)量數(shù)之比,即 mA(g) + n B(g) p C(g) +q D(g,A正) (B逆) = m n,下列說法可以證明反應(yīng) N2+3H2 2NH3 已達(dá)平衡狀態(tài)的是( ) （A）1個(gè)N

6、N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)HH鍵形成 （B）1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)HH鍵斷裂 （C）單位時(shí)間內(nèi)，生成molN2的同時(shí)生成2molNH3 （D）單位時(shí)間內(nèi)，消耗molN2的同時(shí)生成2molNH3,知識(shí)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?jǐn)?shù)等)保持不變,容器體積一定時(shí)，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(jìn)行時(shí)P總 或 n總 或或M會(huì)發(fā)生改變的，則不變時(shí)說明達(dá)到平衡,若反應(yīng)往正方向或逆方向進(jìn)行時(shí)P總 或 n總 或或M總是不變的，則不能判斷是否達(dá)到平衡,如

7、：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(dá)平衡狀態(tài)的是 （ ） A. 反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)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(shí)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(shí)，表明反應(yīng): A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g) 已達(dá)平衡狀態(tài)的是 ( ) A.混合氣體的壓強(qiáng) 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(biāo)志： AV正 = V逆 B各組分的m、n

8、不變。 C通過含量：各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、（恒溫、衡壓下）氣體的體積分?jǐn)?shù)不變。 D通過濃度：各組分的濃度不變。 間接標(biāo)志： A通過總量：前提：氣體反應(yīng)n0時(shí)。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(shí)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(dá)到平衡的標(biāo)志是 （ ） A. C的生成速率與C的分解速率相等 B. 單位時(shí)間生成n molA，同時(shí)生成3n molB C. 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 ：2 E. 容器中氣體的密度保持不變 F.

9、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(qiáng)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(dá)到平衡的標(biāo)志是（ ） ANH3的生成速率與NH3的分解速率相等。 B單位時(shí)間生成n molN2，同時(shí)生成3n molH2。 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(qiáng)保持不變。 H. 斷裂3molH-H鍵的同時(shí)形成2molN-H鍵. I. 3V正(H2)=2V逆(NH3,AD

10、FG,練習(xí),ABHI是速率范疇,CD是含量范疇,EFG是P、M范疇,.直接標(biāo)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(jì)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(dá)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(dá)到平衡狀態(tài),總結(jié).化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志:（難點(diǎn),非標(biāo)志,錯(cuò),錯(cuò),N2+3H2 2NH3,錯(cuò),間接標(biāo)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