化學平衡建立及其特點

1、化學平衡建立及其特點第1頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一實驗：探索蔗糖的溶解平衡第2頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一飽和溶液在一定溫度下，在一定量的溶劑里，不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液，叫做這種溶質(zhì)的飽和溶液。飽和溶液中溶質(zhì)的溶解過程完全停止了嗎？沒有！以蔗糖溶解于水為例，蔗糖分子離開蔗糖表面擴散到水中的速率與溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成為晶體的速率相等。即：溶解速率=結(jié)晶速率蔗糖晶體的溶解平衡動態(tài)平衡狀態(tài)v溶解= v結(jié)晶、 m晶體不變達到了溶解的平衡狀態(tài)，一種動態(tài)平衡第3頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一溶解平衡

2、的特征飽和食鹽水有缺口（藍色部分）的NaCl晶體思考： (1)NaCl晶體會溶解嗎？(2)NaCl晶體的質(zhì)量有何變化？(3)NaCl晶體的形狀呢？會溶解質(zhì)量不變形狀會改變(1)是動態(tài)平衡(動)(2)v溶解=v結(jié)晶，即v正=v逆(等)(3) NaCl質(zhì)量保持不變(定)(4)發(fā)生在一定條件（溫度一定）下的可逆過程里，隨溫度的改變而發(fā)生變化（變）：實驗恒溫有缺口NaCl晶體溶于水后的變化第4頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一1.可逆反應(yīng)的概念2SO2 + O2 2SO3在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進行，同時又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)，叫做可逆反應(yīng)。即：相同條件下相同的反應(yīng)物

3、能同時發(fā)生兩個方向相反的化學反應(yīng)的反應(yīng)。H2 + I2 2HI高溫第5頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一由反應(yīng)物到生成物的反應(yīng)，叫做正反應(yīng)。由生成物到反應(yīng)物的反應(yīng)，叫做逆反應(yīng)。正反應(yīng)H2 + I2 2HI高溫逆反應(yīng)V正V逆思考：以下兩反應(yīng)是可逆反應(yīng)嗎？NH3 + HCl = NH4ClNH4Cl = NH3 + HCl 第6頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一2.可逆反應(yīng)特點相同條件下，正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時發(fā)生。可逆反應(yīng)有一定的限度(反應(yīng)不能進行 到底) 即反應(yīng)物、生成物共同存在。一定條件下會到達化學平衡。第7頁，共18頁，2022年，5月20日，2

4、3點22分，星期一例4、在1L密閉容器中，在一定條件下進行合成氨的反應(yīng) 3H2+N2 2NH3一、化學平衡的建立過程問題1：在上述反應(yīng)中，最終生成的NH3能否達到2 mol/L，為什么？不能。因為上述反應(yīng)是可逆反應(yīng)。問題2：在上述反應(yīng)中，哪些可用于表示正反應(yīng)，哪些可用于表示逆反應(yīng)？ 消耗N2、H2和生成NH3的反應(yīng)均可用于表示正反應(yīng)。而生成N2、H2和消耗NH3(NH3分解)的反應(yīng)均可用于表示逆反應(yīng)。第8頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一問題3：我們以N2為代表，討論(1)從開始到2 min的過程中，消耗N2和生成N2的反應(yīng)速率如何變化？為什么？(2)分別以v(N2)消

5、耗、v(N2)生成代表N2的消耗速率和生成速率，以時間為橫坐標，化學反應(yīng)速率為縱坐標，畫出合成氨反應(yīng)中，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率隨時間變化的示意圖。V(N2)消耗V(N2)生成V(N2)消耗V(N2)生成時間化學反應(yīng)速率Vt1建立化學平衡的過程化學平衡狀態(tài)c(N2)、c(H2)、c(NH3)不再改變此時的反應(yīng)速率是指瞬時速率第9頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一開始時：c(N2) 、c(H2)最大，c(NH3) =0隨著反應(yīng)的進行，c(N2) 、c(H2)逐漸減小。c(NH3) 逐漸增大所以，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大。進行到一定程度，總有那么一刻，正反應(yīng)速率

6、和逆反應(yīng)速率的大小不再變化.且正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率這時，N2的消耗量等于NH3分解反應(yīng)生成的N2的量。反應(yīng)仍在進行，但是三種物質(zhì)的濃度均保持不變，達到動態(tài)平衡。1、定義：化學平衡狀態(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)。強調(diào)三點前提條件：可逆反應(yīng)實質(zhì)：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率(指同一反應(yīng)物)標志：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)第10頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一(3)動：動態(tài)平衡(正逆反應(yīng)仍在進行，即v正v逆0)(2)等：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率，即：v正v逆(3)定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持

7、不變，各組分的百分含量一定。2、化學平衡狀態(tài)的特征（1）逆：化學平衡的研究對象是可逆反應(yīng)；而化學反應(yīng)速率可以針對任意化學反應(yīng)。(4)變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。注意： 化學平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)，在外界條件一定時，不論從正反應(yīng)還是從逆反應(yīng)開始，都可以達到相同的平衡狀態(tài)。第11頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一6、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（ ）B(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

8、間而變化7、可逆反應(yīng)達到平衡的重要特征是： （ ）A.反應(yīng)停止了 B.正、逆反應(yīng)速率都為零C.正、逆反應(yīng)都還在繼續(xù)進行 D.正、逆反應(yīng)的速率相等D第12頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一6、在一定溫度下，可逆反應(yīng)：A2(氣)B2(氣)2AB（氣），達到平衡的標志是( )(A)容器的總壓強不隨時間而變化(B)單位時間內(nèi)有nmolA2生成的同時有nmolB2生成(C)單位時間內(nèi)有nmolB2發(fā)生反應(yīng)的同時有nmol AB分解(D)單位時間內(nèi)生成nmolA2同時就有2nmolAB生成7、在一定溫度下，可逆反應(yīng)A(g)3B(g) 2C(g) 達到平衡的標志是（ ）(A)C的生成

9、速率與C的分解速率相等(B)單位時間生成n mol A，同時生成3n mol B(C)A、B、C的濃度不再變化(D)A、B、C的分子數(shù)比為1：3：2DAC第13頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一(1) 等速標志 V正 = V逆 （本質(zhì)特征） 同一種物質(zhì)：該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率。 不同的物質(zhì)：速率之比等于方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率。小結(jié)化學平衡狀態(tài)的標志注意：用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率不能是表面上的數(shù)值相等（反之，數(shù)值相等也并不一定就是速率相等?。?，而應(yīng)是本質(zhì)意義相同（與計量數(shù)成正比）。第14頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22

10、分，星期一 各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、體積（氣體）、物質(zhì)的量濃度均保持不變。 各組成成分的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、氣體的體積分數(shù)均保持不變。 若反應(yīng)前后的物質(zhì)都是氣體，且總體積不等，則氣體的總物質(zhì)的量、總壓強（恒溫、恒容）、平均摩爾質(zhì)量、混合氣體的密度（恒溫、恒壓）均保持不變。 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。(2)恒濃標志：反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變（外部表現(xiàn)）（5）同種物質(zhì)化學鍵的斷裂與化學鍵的形成的物質(zhì)的量相等，體系中含有有色物質(zhì)時，顏色不隨時間的變化而變化；若以化學鍵或濃度表示，則必須指定反應(yīng)物和生成物且要按反應(yīng)計量系數(shù)的比例注意：（1）“各組分的濃度保持不變”

11、不能理解為與方程式的化學計量數(shù)成正比。濃度的變化量與化學計量數(shù)成正比，而平衡濃度不一定與化學計量數(shù)成正比。（2）本身就不隨反應(yīng)進行而變化的量不能做為平衡的標志。隨反應(yīng)進行而變化的量不再變化時，說明體系已達平衡。第15頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一 是否平衡混合體系中各組分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量的分數(shù)一定各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分數(shù)一定各氣體的體積或體積分數(shù)一定總壓強、總體積、總物質(zhì)的量一定mA(g) + n B(g) pC(g) +q D(g) 平 衡平 衡平 衡不一定正、逆反應(yīng)速率關(guān)系在單位時間內(nèi)消耗了m molA的同時生成了m molA在單位時間內(nèi)消耗了n

12、molB的同時消耗了p molC在單位時間內(nèi)生成了n molB的同時消耗了q molD(A) (B) (C) (D) = m n p q 正不一定等于逆不一定不一定平衡平衡小結(jié):判斷化學平衡狀態(tài)的方法第16頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一mA(g) + nB(g) pC(g) +qD(g) 是否平衡壓強當m+np+q時，總壓力一定（其它條件一定）當m+n=p+q時，總壓力一定（其它條件一定）混合氣體的平均M當 m + n p + q 時，M一定當 m + n = p +q時，M一定不一定不一定平 衡平 衡小結(jié):注意化學反應(yīng)的特點密度 C(s)+CO2(g) 2CO(g) (一定) N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) (一定) H2(g)+I2(g) 2HI(g) (一定)不一定不一定平 衡判斷化學平衡狀態(tài)的方法第17頁，共18頁，2022年，5月20日，23點22分，星期一小結(jié)、化學平衡狀態(tài)的概念前提條件、實質(zhì)、標志2、化學平衡狀態(tài)的特征逆、等、動、定