第二章第三節(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)

1、第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第三節(jié)化學(xué)平衡第三節(jié)化學(xué)平衡1溶解過程的可逆性溶解過程的可逆性一定條件下的飽和溶液中：一定條件下的飽和溶液中：固體溶質(zhì)固體溶質(zhì) 溶液中的溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)2可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)(1)概念概念在在_下，既能向下，既能向_方向進(jìn)行又能向方向進(jìn)行又能向_方向進(jìn)行的反應(yīng)。方向進(jìn)行的反應(yīng)。要點一可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)要點一可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)溶解溶解結(jié)晶結(jié)晶相同條件相同條件正反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)(2)表示方法表示方法約定采用約定采用“_”表示，把從左向右的反應(yīng)稱為表示，把從左向右的反應(yīng)稱為_。從右向左的反應(yīng)稱為。從右向左的反應(yīng)稱為 _ 。例如：。例如：S

2、O2與與H2O反應(yīng)可表示為反應(yīng)可表示為_。 (3)特征特征可逆反應(yīng)發(fā)生的條件可逆反應(yīng)發(fā)生的條件_；反應(yīng)；反應(yīng)_進(jìn)行進(jìn)行到底，反應(yīng)物到底，反應(yīng)物_實現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化；反應(yīng)體系中，與化實現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化；反應(yīng)體系中，與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的各種物質(zhì)學(xué)反應(yīng)有關(guān)的各種物質(zhì)_；能量類；能量類型的轉(zhuǎn)化互逆，若正反應(yīng)放熱，則逆反應(yīng)吸熱。型的轉(zhuǎn)化互逆，若正反應(yīng)放熱，則逆反應(yīng)吸熱。正反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)SO2H2OH2SO3相同相同不能不能不能不能同時存在于同一體系中同時存在于同一體系中3不可逆反應(yīng)不可逆反應(yīng)有些反應(yīng)的逆反應(yīng)進(jìn)行程度太小因而可忽略，把有些反應(yīng)的逆反應(yīng)進(jìn)行程度太小因而可忽略，把 _ 的反應(yīng)叫不可逆反應(yīng)，用的反應(yīng)叫不

3、可逆反應(yīng)，用“_”號表示，號表示，例如：例如：Ba2SO=BaSO4。幾乎完全進(jìn)行幾乎完全進(jìn)行=1.2H2O2=2H2O與與2H2O=2H2O2互為可逆反應(yīng)嗎？互為可逆反應(yīng)嗎？提示：提示：若正、逆反應(yīng)是在不同條件下發(fā)生的，則不屬于若正、逆反應(yīng)是在不同條件下發(fā)生的，則不屬于可逆反應(yīng)，故上述反應(yīng)不屬于可逆反應(yīng)?？赡娣磻?yīng)，故上述反應(yīng)不屬于可逆反應(yīng)。一、可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)一、可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)科學(xué)研究表明，不少化學(xué)反應(yīng)都具有可逆性，即正向反科學(xué)研究表明，不少化學(xué)反應(yīng)都具有可逆性，即正向反應(yīng)應(yīng)(反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物)和逆向反應(yīng)和逆向反應(yīng)(生成物生成物反應(yīng)物反應(yīng)物)都能同時都能同時進(jìn)行。有些反應(yīng)的

4、可逆性很小，如進(jìn)行。有些反應(yīng)的可逆性很小，如AgCl=AgCl，我，我們只是視作們只是視作“不可逆不可逆”而已而已(AgCl在溶液中仍有極微量的電在溶液中仍有極微量的電離：離：AgCl AgCl)。(1)可逆反應(yīng)：在相同條件下，要用可逆反應(yīng)：在相同條件下，要用“”代替代替“=”作為連接反應(yīng)物和生成物的符號，二氧化硫與水的反應(yīng)是可作為連接反應(yīng)物和生成物的符號，二氧化硫與水的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，兩者反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)為逆反應(yīng)，兩者反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)為SO2H2O H2SO3。 (2)可逆反應(yīng)的特點：向兩個相反的方向進(jìn)行的兩個可逆反應(yīng)的特點：向兩個相反的方向進(jìn)行的兩個化學(xué)反應(yīng)，在相同的條件下同時進(jìn)行、共

5、存。兩個化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)，在相同的條件下同時進(jìn)行、共存。兩個化學(xué)反應(yīng)構(gòu)成了一個對立的統(tǒng)一體。符號構(gòu)成了一個對立的統(tǒng)一體。符號“”兩邊的物質(zhì)互為兩邊的物質(zhì)互為反應(yīng)物、生成物。在反應(yīng)體系中，與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的各種反應(yīng)物、生成物。在反應(yīng)體系中，與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的各種物質(zhì)共存，如亞硫酸溶液中還有物質(zhì)共存，如亞硫酸溶液中還有H2O、SO2和和H2SO3等分子。等分子。1對于可逆反應(yīng)對于可逆反應(yīng)2SO2O2 2SO3H0，在混，在混合氣體中充入一定量的合氣體中充入一定量的18O2，足夠長時間后，足夠長時間后，18O原子原子() A只存在于只存在于O2中中B只存在于只存在于O2和和SO3中中C只存在于只存在于O

6、2和和SO2中中D存在于存在于O2、SO2和和SO3中中解析：解析：由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)中正向由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)中正向2SO2O22SO3，這樣在，這樣在SO3中就含有了中就含有了18O，而，而18O的的SO3分解：分解：2SO32SO2O2，就會使，就會使18O進(jìn)入進(jìn)入SO2。故反應(yīng)一段時間。故反應(yīng)一段時間后三者中都含有后三者中都含有18O。答案：答案：D要點二化學(xué)平衡狀態(tài)要點二化學(xué)平衡狀態(tài)1化學(xué)平衡的建立化學(xué)平衡的建立如果把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物裝入密閉容器，其反應(yīng)過如果把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物裝入密閉容器，其反應(yīng)過程如下：程如下：(1)反應(yīng)開始時：反應(yīng)開始時：v正正_，v逆為逆

7、為_。(2)反應(yīng)進(jìn)行時：反應(yīng)物濃度反應(yīng)進(jìn)行時：反應(yīng)物濃度_v正逐漸正逐漸_。生成物濃度由零逐漸增大。生成物濃度由零逐漸增大v逆從逆從_開始開始逐漸逐漸_。(3)反應(yīng)達(dá)到平衡時：反應(yīng)達(dá)到平衡時：_，反應(yīng)混合物中各組分的，反應(yīng)混合物中各組分的濃度濃度 _ 。最大最大零零減小減小減小減小零零增大增大v正正v逆逆不再發(fā)生變化不再發(fā)生變化以上過程可用下圖表示：以上過程可用下圖表示：2概念概念在一定條件下的可逆反應(yīng)里，當(dāng)正、逆兩個方向的反應(yīng)在一定條件下的可逆反應(yīng)里，當(dāng)正、逆兩個方向的反應(yīng)速率速率_，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的_或或_保持恒定的狀態(tài)。保持恒定的狀態(tài)。相等相

8、等質(zhì)量質(zhì)量濃度濃度可逆可逆動態(tài)動態(tài)相等相等不變不變改變改變2.達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，各組分的濃度不再變化，濃度達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，各組分的濃度不再變化，濃度相等嗎？各組分的百分含量也不再變化嗎？相等嗎？各組分的百分含量也不再變化嗎？提示：提示：濃度不再變化，不代表濃度相等，但百分含量和濃度不再變化，不代表濃度相等，但百分含量和轉(zhuǎn)化率就不再變化。轉(zhuǎn)化率就不再變化。二、判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志二、判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時有兩個主要的特征：一是可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時有兩個主要的特征：一是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等；二是反應(yīng)混合物中各組分的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率

9、相等；二是反應(yīng)混合物中各組分的百分含量保持不變。這兩個特征就是判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到百分含量保持不變。這兩個特征就是判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的核心性依據(jù)?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)的核心性依據(jù)。1直接特征：直接特征：v正正v逆逆，要求大小相等，方向相反。，要求大小相等，方向相反。(1)速率特征：指速率特征：指“等等”，即，即v正正v逆。有兩層含義：對逆。有兩層含義：對于同一物質(zhì)而言，該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率；對于同一物質(zhì)而言，該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率；對于不同的物質(zhì)而言，速率之比等于方程式中的化學(xué)計量數(shù)之于不同的物質(zhì)而言，速率之比等于方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率。比

10、，但必須是不同方向的速率。 (2)含量特征：指含量特征：指“定定”，即反應(yīng)混合物中各組分的含量，即反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變。保持不變。2間接特征：指所表述的內(nèi)容并非直接而是間接反映間接特征：指所表述的內(nèi)容并非直接而是間接反映“等等”和和“定定”的意義。的意義。(1)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率保持不變。反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率保持不變。(2)產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。(3)平衡體系的顏色保持不變。平衡體系的顏色保持不變。(4)絕熱的恒容反應(yīng)體系中的溫度保持不變。絕熱的恒容反應(yīng)體系中的溫度保持不變。3“特殊特殊”特征：指所表述的內(nèi)容并不能表明所有反特征：指所表述的內(nèi)容并不能表明所有反應(yīng)均已達(dá)到平衡

11、狀態(tài)，只是在某些特定的情況下才能表示反應(yīng)均已達(dá)到平衡狀態(tài)，只是在某些特定的情況下才能表示反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。(1)體系中氣體物質(zhì)的總質(zhì)量保持不變。體系中氣體物質(zhì)的總質(zhì)量保持不變。(2)體系中氣體物質(zhì)的總物質(zhì)的量體系中氣體物質(zhì)的總物質(zhì)的量(或體積或分子個數(shù)或體積或分子個數(shù))保保持不變。持不變。(3)體系中氣體物質(zhì)的平均相對分子質(zhì)量保持不變。體系中氣體物質(zhì)的平均相對分子質(zhì)量保持不變。(4)氣體的總壓強(qiáng)不再發(fā)生改變。氣體的總壓強(qiáng)不再發(fā)生改變。(5)體系中氣體的密度不再發(fā)生改變。體系中氣體的密度不再發(fā)生改變。以上五項中，對于以上五項中，對于n0的可逆反應(yīng)，如的可逆反應(yīng)，如

12、2NO(g)O2(g)2NO2(g)來說，除外均可作為判斷平衡的特征；但對于來說，除外均可作為判斷平衡的特征；但對于n0的可逆反應(yīng)如的可逆反應(yīng)如H2(g)I2(g) 2HI(g)來說，此五項均來說，此五項均不能作為判斷平衡的特征。不能作為判斷平衡的特征。特別提示：特別提示：可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時有兩個核心判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時有兩個核心判斷依據(jù)：依據(jù)：1正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等；正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等；2反應(yīng)混合反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量保持不變。物中各組成成分的百分含量保持不變。,依據(jù)其他有關(guān)的量依據(jù)其他有關(guān)的量判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)時，最終都要回歸到這兩個判斷可逆反應(yīng)

13、是否達(dá)到平衡狀態(tài)時，最終都要回歸到這兩個核心依據(jù)上來。核心依據(jù)上來。2(雙選題雙選題)在一定溫度下，可逆反應(yīng)在一定溫度下，可逆反應(yīng)A(g)3B(g)2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是達(dá)到平衡的標(biāo)志是()AC生成的速率與生成的速率與C分解的速率相等分解的速率相等BA、B、C的濃度不再變化的濃度不再變化C單位時間生成單位時間生成n mol A，同時生成，同時生成3n mol BDA、B、C的分子數(shù)之比為的分子數(shù)之比為1 3 2解析：解析：判斷一個反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)的主要依據(jù)為：判斷一個反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)的主要依據(jù)為：看看v正與正與v逆是否相等；反應(yīng)物和生成物的濃度是否不逆是否相等；反應(yīng)物和生成物的濃度

14、是否不隨時間的變化而變化。隨時間的變化而變化。A選項說明選項說明v正正v逆，逆，B選項說明反選項說明反應(yīng)體系各物質(zhì)的濃度不再改變，故應(yīng)體系各物質(zhì)的濃度不再改變，故A、B兩項正確。兩項正確。D很明很明顯是錯誤的，顯是錯誤的，C選項不能確保已達(dá)平衡選項不能確保已達(dá)平衡(在任何時刻，有在任何時刻，有n mol A產(chǎn)生時必有產(chǎn)生時必有3n mol B同時產(chǎn)生，兩者表示的都是逆反同時產(chǎn)生，兩者表示的都是逆反應(yīng)速率應(yīng)速率)。答案：答案：AB例例1 已知在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：已知在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，反應(yīng)過程中某一時刻，反應(yīng)過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度

15、分的濃度分別為別為0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是可能存在的數(shù)據(jù)是()ASO2為為0.4 mol/L，O2為為0.2 mol/LBSO2為為0.25 mol/LCSO2、SO3均為均為0.15 mol/LDSO3為為0.4 mol/L一、可逆反應(yīng)的理解一、可逆反應(yīng)的理解解析：解析：A項數(shù)據(jù)表明，題中項數(shù)據(jù)表明，題中0.2 mol/L的的SO3完全轉(zhuǎn)化成了完全轉(zhuǎn)化成了SO2和和O2，即平衡時，即平衡時，c(SO3)0，這是不可能的；，這是不可能的；B項數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)則可能；則可能；C項數(shù)據(jù)表明項數(shù)據(jù)表明SO2、SO3的濃

16、度都在原濃度基礎(chǔ)上減的濃度都在原濃度基礎(chǔ)上減少了少了0.05 mol/L，這也是不可能的；，這也是不可能的；D項數(shù)據(jù)表明項數(shù)據(jù)表明SO2完全轉(zhuǎn)完全轉(zhuǎn)化成了化成了SO3，即平衡時，即平衡時，c(SO2)0，c(O2)0，這同樣也是，這同樣也是不可能的。不可能的。答案：答案：B名師點睛：名師點睛：解答可逆反應(yīng)的問題時要特別注意，即反應(yīng)解答可逆反應(yīng)的問題時要特別注意，即反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，產(chǎn)物也不可能完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物。物不可能完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，產(chǎn)物也不可能完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物。另外還要注意量的變化，元素原子不可能憑空增加或減少，另外還要注意量的變化，元素原子不可能憑空增加或減少，總之。要注意總之。

17、要注意“可逆可逆”和和“守恒守恒”。1(雙選題雙選題)已知密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：已知密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：X2(g)Y2(g) 2Z(g)。起始時。起始時X2、Y2、Z各物質(zhì)的濃度分別為各物質(zhì)的濃度分別為0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡，反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度可能是時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度可能是()Ac(Z)0.3 mol/L Bc(Y2)0.35 mol/LCc(Y2)0.2 mol/L Dc(Z)0.4 mol/L解析：解析：若反應(yīng)向右進(jìn)行，則若反應(yīng)向右進(jìn)行，則X2、Y2、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)三種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃

18、度范圍依次是：的量濃度范圍依次是：00.1 mol/L、0.20.3 mol/L、0.20.4 mol/L；若反應(yīng)向左進(jìn)行，則；若反應(yīng)向左進(jìn)行，則X2、Y2、Z三種物質(zhì)三種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度范圍依次是：的物質(zhì)的量濃度范圍依次是：0.10.2 mol/L、0.30.4 mol/L、00.2 mol/L。答案：答案：AB二、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷二、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷例例2在一定溫度的剛性密閉容器中，當(dāng)下列哪些物理量在一定溫度的剛性密閉容器中，當(dāng)下列哪些物理量不再發(fā)生變化時，表明下述反應(yīng)：不再發(fā)生變化時，表明下述反應(yīng)：A(s)2B(g)C(g)D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)已達(dá)到平衡狀態(tài)()混合氣體的壓強(qiáng)混合

19、氣體的密度混合氣體的壓強(qiáng)混合氣體的密度B的物質(zhì)的的物質(zhì)的量濃度氣體的總物質(zhì)的量混合氣體的平均相對分子量濃度氣體的總物質(zhì)的量混合氣體的平均相對分子質(zhì)量物質(zhì)質(zhì)量物質(zhì)C的百分含量各氣體的物質(zhì)的量的百分含量各氣體的物質(zhì)的量ABC D解析：解析：A(s)2B(g) C(g)D(g)是反應(yīng)前后氣體體積是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，不管是否平衡，混合氣體的壓強(qiáng)始終不變，氣相等的反應(yīng)，不管是否平衡，混合氣體的壓強(qiáng)始終不變，氣體的總物質(zhì)的量也不變，不是判斷是否達(dá)到平衡的標(biāo)志。體的總物質(zhì)的量也不變，不是判斷是否達(dá)到平衡的標(biāo)志。答案：答案：A名師點睛：名師點睛：(1)判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的根本標(biāo)志是判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的根本標(biāo)志是v正正v逆和反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量不變。逆和反應(yīng)混