040202化學平衡

1、 化學平衡 化學平衡的概念學習目標： 1、深入理解化學平衡的概念及其特征 (動、等、定、同、變）； 2、學會用圖示的方法表示在可逆反應 中，反應物或生成物濃度、反應速率 隨時間的變化；硫酸銅晶體硫酸銅晶體飽和硫酸銅溶液飽和硫酸銅溶液固體溶質固體溶質溶液中的溶質溶液中的溶質溶解溶解結晶結晶 在一定條件下，在一定條件下，2mol SO2與與1mol O2反應能否得到反應能否得到2mol SO3？1、可逆反應是在同一條件下、可逆反應是在同一條件下能同時向正、逆兩個方向進行能同時向正、逆兩個方向進行的反應；的反應；2、可逆反應不能進行到底，、可逆反應不能進行到底，因而對于任何一個可逆反應都因而對于任何

2、一個可逆反應都存在一個反應進行到什么程度存在一個反應進行到什么程度的問題。的問題。 可逆反應可逆反應2NO2 N2O4 紅綜色紅綜色 無色無色 化學平衡化學平衡一、一、 化學平衡的概念和標志：化學平衡的概念和標志：1、 概念：概念：化學平衡狀態(tài)就是指在一定條件下的可逆反化學平衡狀態(tài)就是指在一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物應里，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物中各組成成分的含量保持不變的狀態(tài)。中各組成成分的含量保持不變的狀態(tài)。2、 標志：（本質）標志：（本質）a）正正=逆逆；b）反應混合物中各組成成分的含量不變。反應混合物中各組成成分的含量不變。 二、化學平衡狀態(tài)

3、的特征：二、化學平衡狀態(tài)的特征： “動動”：平衡不是靜止的，而是反應仍：平衡不是靜止的，而是反應仍 在繼續(xù)，是動態(tài)平衡；在繼續(xù)，是動態(tài)平衡； “等等”：正正=逆逆 “定定”：反應混合物中各組成成分含量：反應混合物中各組成成分含量 不變；不變； “同同”：無論反應從正反應開始，還是從：無論反應從正反應開始，還是從逆反應開始，只要外界條件不變，且起始的物逆反應開始，只要外界條件不變，且起始的物質的量相當，達到的平衡狀態(tài)是相同的；質的量相當，達到的平衡狀態(tài)是相同的； “變變”：平衡是短暫的、相對的，一定條：平衡是短暫的、相對的，一定條件下的平衡，如果條件改變時，原平衡就被破件下的平衡，如果條件改變時

4、，原平衡就被破壞，在新條件下，達到新的平衡。壞，在新條件下，達到新的平衡。A 單位時間內(nèi)生成單位時間內(nèi)生成n mol H2，同時生成，同時生成 n mol I2；B 容器內(nèi)氣體的總壓強不隨時間變化；容器內(nèi)氣體的總壓強不隨時間變化；C 單位時間內(nèi)生成單位時間內(nèi)生成2n mol HI，同時生成，同時生成 n mol 2；D HI正方向正方向=2I2逆方向逆方向練習：1、在一定溫度下H2（g）+I2 （g） 2HI（g），達到平衡的標志是：（ ）CD強調在平衡狀態(tài)時存在的強調在平衡狀態(tài)時存在的（1） 現(xiàn)象與本質現(xiàn)象與本質：正正=逆逆是達到平衡狀態(tài)的是達到平衡狀態(tài)的本質，各組成成分的含量不變?yōu)楸砻娆F(xiàn)象

5、；本質，各組成成分的含量不變?yōu)楸砻娆F(xiàn)象；（2） 動與靜動與靜：正反應和逆反應不斷進行，而：正反應和逆反應不斷進行，而各組分的含量保持不變；各組分的含量保持不變； 3） 內(nèi)因和外因內(nèi)因和外因：條件改變時，：條件改變時，正正逆逆，平衡，平衡被打破，被打破， 外界條件一定時，外界條件一定時，正正=逆逆，平衡建立，平衡建立。2、將、將0.02 mol CO與與0.02 mol 水蒸氣在水蒸氣在2L 密閉密閉 容器里加熱至容器里加熱至1200經(jīng)經(jīng)2 min達到平衡，生成達到平衡，生成CO2和和H2，已知，已知（CO）=0.03 mol/（L.min）,求求平衡時各物質的濃度和平衡時各物質的濃度和CO的轉

6、化率。的轉化率。 析：析：C（CO）=（CO）t =0.03 mol/（L.min)2min =0.06 mol/L =C/C（始）（始）100 =0.06/0.01100=60）練習： 三、影響化學平衡狀態(tài)的因素：三、影響化學平衡狀態(tài)的因素： Cr2O72-（橙色橙色）+H2O（氣）（氣） CrO42-（黃色黃色）+2H+滴加滴加310滴滴濃硫酸濃硫酸滴加滴加1020滴滴NaOH2NO2（紅棕色紅棕色） N2O4（無色）（無色）H=-56.9kJ/mol熱水熱水冰水冰水改變影響平衡的一個條件改變影響平衡的一個條件化學平衡移動方向化學平衡移動方向化學平衡移動結化學平衡移動結果果濃度濃度增大反應

7、物濃度增大反應物濃度向向正反應方向正反應方向移動移動反應物濃度反應物濃度減小減小減小反應物濃度減小反應物濃度向向逆反應方向逆反應方向移動移動反應物濃度反應物濃度增大增大增大生成物濃度增大生成物濃度向向逆反應方向逆反應方向移動移動生成物濃度生成物濃度減小減小減小生成物濃度減小生成物濃度向向正反應方向正反應方向移動移動生成物濃度生成物濃度增大增大壓強壓強增大體系壓強增大體系壓強向向氣體體積減小氣體體積減小的反的反應方向移動應方向移動體系壓強體系壓強減小減小減小體系壓強減小體系壓強向向氣體體積增大氣體體積增大的反的反應方向移動應方向移動體系壓強體系壓強增大增大溫度溫度升高溫度升高溫度向向吸熱反應方向

8、吸熱反應方向移動移動體系溫度體系溫度降低降低降低溫度降低溫度向向放熱反應方向放熱反應方向移動移動體系溫度體系溫度升高升高催化劑催化劑 由于使用催化劑對正反應速率與逆反應速率影響的幅度是由于使用催化劑對正反應速率與逆反應速率影響的幅度是等同的，所以平衡不移動。但應注意，雖然催化劑不使化等同的，所以平衡不移動。但應注意，雖然催化劑不使化學平衡移動，但使用催化劑可影響可逆反應達平衡的時間。學平衡移動，但使用催化劑可影響可逆反應達平衡的時間。 影響化學平衡的條件小結影響化學平衡的條件小結 勒沙持列原理：勒沙持列原理： 如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強、溫度）

9、平衡就向能夠壓強、溫度）平衡就向能夠減弱減弱這種這種改變改變的方的方向移動。這就是向移動。這就是勒沙特列原理勒沙特列原理。 其中包含：其中包含： 影響平衡的因素只有影響平衡的因素只有濃度濃度、壓強壓強、溫度溫度三種；三種； 原理的適用范圍是原理的適用范圍是只有一項條件變化只有一項條件變化的的情況情況（溫度或壓強或一種物質的濃度），當多（溫度或壓強或一種物質的濃度），當多項條件同時發(fā)生變化時，情況比較復雜；項條件同時發(fā)生變化時，情況比較復雜； 平衡移動的結果平衡移動的結果只能減弱只能減弱（不可能抵消不可能抵消）外界條件的變化。外界條件的變化。平衡移動平衡移動就是一個就是一個“平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)不平

10、衡狀態(tài)不平衡狀態(tài)新的平新的平衡狀態(tài)衡狀態(tài)”的過程。一定條件下的平衡體系，條件改變的過程。一定條件下的平衡體系，條件改變后，可能發(fā)生平衡移動?？煽偨Y如下：后，可能發(fā)生平衡移動。可總結如下：CO1L1L0.01molH20.01molT01L1200CO2H2CO0.006molH2O0.006mol0.004mol0.004molT2CO+H2O（氣）（氣） CO2+H2 催化劑1200CO21L0.01molH20.01molT0AB等效平衡等效平衡 相同條件下，同一可逆反應體系，不管從正反應開始，還是從逆反應開始，達到平衡時，任何相同物質的含量含量(體積分數(shù)、質量分數(shù)或物質的量分數(shù))都相同的

11、化學平衡互稱等效平衡。 化學平衡狀態(tài)的建立化學平衡狀態(tài)的建立 2SO2+O2 2 SO3 SO2 2mol O2 1mol SO3 0mol SO2 0mol O2 0mol SO3 2mol SO2 1mol O2 0.5mol SO3 1mol SO2 0.5mol O2 0.25mol SO3 1.5mol SO2 1.2mol O2 0.6mol SO3 0.8mol 平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)T、V不變不變H2（g）+I2 （g） 2HI（g） I2 1mol H2 1mol HI 0mol 同一平衡同一平衡 狀態(tài)狀態(tài)平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)T、V不變不變 I2 0mol H2 0mol HI 2mo

12、l I2 2mol H2 2mol HI 0mol I2 0mol H2 0mol HI 4mol 四種情況中四種情況中達到平衡后，達到平衡后，I2、H2、HI的組成百的組成百分比是一定相同分比是一定相同的。的。 2SO2+O2 2 SO3 A、B兩容器中兩容器中SO2 （O2 、 SO3 ）百分比）百分比組成是相等的。組成是相等的。同一平衡狀態(tài)同一平衡狀態(tài)T、P不變不變 SO2 2mol O2 1mol SO3 0mol SO2 4mol O2 2mol SO3 0mol 或或 SO2 0mol O2 0mol SO3 4mol 在一定條件下在一定條件下( (恒溫恒容或恒溫恒壓恒溫恒容或恒溫

13、恒壓) )，對同一可逆反應，對同一可逆反應，起始時加入物質的物質的量不同，達平衡時的狀態(tài)規(guī)律如下起始時加入物質的物質的量不同，達平衡時的狀態(tài)規(guī)律如下表：表：條件等效條件結果恒溫恒容(n(g)0)投料換算成相同物質表示時量相同量相同兩次平衡時各組分百分量、n、c均相同恒溫恒容(n(g)=0)投料換算成相同物質表示時等比例等比例兩次平衡時各組分百分量相同，n、c同比例變化恒溫恒壓投料換算成相同物質表示時等比例等比例兩次平衡時各組分百分量、c相同，n同比例變化即：對于反應前后氣體體積發(fā)生變化的可逆反應而言，恒容容器中要想達到同一平衡狀態(tài)，投料量必須相同；恒壓容器中要想達到同一平衡狀態(tài)，投料量可以不同

14、，但投入的比例得相同。 在一個固定體積的密閉容器中，加入2molA和1molB，發(fā)生反應2A(g)B(g) 2C(g)，達到平衡時，C的物質的量濃度為K mol/L，若維持容器體積和溫度不變，按下列配比作為起始物質： A4 molA+2 molB B2 molA+1 molB+2 molC C2 molC+1 molB D2 molC E1 molA+0.5 molB+1 molC 達到平衡后，C的物質的量濃度仍是K mol/L的是 （ ）DE一、恒溫恒容(定T、V)的等效平衡1在定T、V條件下，對于反應前后氣體體積改變的反應：若改變起始加入情況，只要通過可逆反應的化學計量數(shù)比換算成平衡時左右

15、兩邊同一邊物質的物質的量與原平衡相同相同，則二平衡等效，則二平衡等效。2在定T、V條件下，對于反應前后氣體體積不變的反應：只要反應物(或生成物)的物質的量的比例比例與原平與原平衡相同，則二平衡等效。衡相同，則二平衡等效。二、恒溫恒壓(定T、P)的等效平衡在定T、P條件下：若改變起始加入情況，只要通過可逆反應的化學計量數(shù)比換算成平衡時左右兩邊同一邊物質的物質的量之比相同。三、三、 化學平衡常數(shù)：化學平衡常數(shù)：化學平衡常數(shù)化學平衡常數(shù)K表示反應進行的程度表示反應進行的程度（1）K值越大，表示反應進行的程度越大，反值越大，表示反應進行的程度越大，反應物轉化率也越大。應物轉化率也越大。（2）K值不隨濃

16、度的改變而改變，但隨著溫度值不隨濃度的改變而改變，但隨著溫度的改變而改變。的改變而改變。 書寫平衡常數(shù)應注意的幾個問題：書寫平衡常數(shù)應注意的幾個問題：由于固體濃度為一常數(shù)，所以在平衡由于固體濃度為一常數(shù)，所以在平衡常數(shù)表達式中不再寫出。常數(shù)表達式中不再寫出。由于水的物質的量濃度為一常數(shù)（由于水的物質的量濃度為一常數(shù)（55.6 molL1），因平衡常數(shù)已歸并，書寫時），因平衡常數(shù)已歸并，書寫時不必寫出。不必寫出。GOOD BYE!GOOD BYE!CO1L1L1L0.01molH20.01mol1200CO2H2CO0.006molH2O0.006mol0.004mol0.004molT0T2CO+H2O（氣）（氣） CO2+H2 催化劑1200A 畫出反應物或生成物濃度隨時間變化情況曲線（分別作圖）：C(mol/L)時間時間t0t1t2t3t4t50.0080.0060.010.0040.002CO2 H2 COH2O 畫反應速率隨時間變化情況曲線: 時間時間t0t1t2t3t4t