化學(xué)反應(yīng)中的平衡

化學(xué)反應(yīng)中的平衡第1頁/共38頁一、化學(xué)反應(yīng)速率1、概念：化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的，通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。2、表示方法：變化的濃度時間△c△t即v=速度=3、單位：mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)第2頁/共38頁【例】一定條件下，氮?dú)夂蜌錃夂铣砂?，各物質(zhì)的濃度變化為：N2H2NH3起始濃度(mol/L)1.003.000.005min時濃度(mol/L)0.952.850.10求反應(yīng)的速率結(jié)論：①同一反應(yīng)，用不同物質(zhì)的濃度變化來表示反應(yīng)速率時，數(shù)值可能不等，但表示的內(nèi)涵是相同的。②同一反應(yīng)，各物質(zhì)反應(yīng)速率之比等于方程式中各物質(zhì)前面的系數(shù)之比③上述方法所求的速率實(shí)際上是某一時間段內(nèi)的平均速率。第3頁/共38頁思考：<1>比較Mg、Fe、Cu與稀硫酸的作用，并說明原因。<2>比較鋅粒與硫酸反應(yīng)生成氫氣的速率：①鋅粒與同濃度稀硫酸分別在20℃和60℃時反應(yīng)。②鋅粒分別與0.2、2、18mol/L的硫酸反應(yīng)。③鋅粒和鋅粉分別與同濃度稀硫酸的反應(yīng)。④鋅粒與稀硫酸反應(yīng)時分別加入硫酸銅晶體、氯化鈉晶體對速率有何影響？⑤壓強(qiáng)對鋅與稀硫酸的反應(yīng)有何影響？第4頁/共38頁2.影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素(1)主要因素(內(nèi)因)——反應(yīng)物本身的性質(zhì)濃度越大、壓強(qiáng)越大、溫度越高、催化劑、固體反應(yīng)物顆粒越小，化學(xué)反應(yīng)速率越快。注意：①固體和純液體的量對速率無影響②壓強(qiáng)只對有氣體參與的反應(yīng)有影響③不管反應(yīng)是吸熱還是放熱，升高溫度，速率都加快(2)外因——濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑、固體反應(yīng)物的表面積、擴(kuò)散速率、光等第5頁/共38頁練1：右圖為反應(yīng)2A（g）B（g）+C（g）的速率ひ（A）變化的圖像，其中縱坐標(biāo)可能是（）A.溫度B.壓強(qiáng)C.A的濃度D.反應(yīng)時間0ひ（A）D第6頁/共38頁練2：一定量的鹽酸跟過量的鐵粉反應(yīng)時，為了減緩反應(yīng)速率且不影響生成氫氣的總量，可向鹽酸中加入適量的______(A)NaCl溶液(B)CuSO4溶液

(C)NH4Cl固體(D)CH3COONa固體A、D第7頁/共38頁二、化學(xué)平衡的建立1、化學(xué)平衡的建立mA+nBpC+qD從反應(yīng)物開始從生成物開始第8頁/共38頁2、化學(xué)平衡狀態(tài)

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)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。概念的理解：前提是一定條件下的可逆反應(yīng)實(shí)質(zhì)是ひ正=ひ逆≠0標(biāo)志是反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變化學(xué)平衡判定依據(jù)第9頁/共38頁3、化學(xué)平衡的特征（4）變——當(dāng)濃度、壓強(qiáng)、溫度等條件改變時，化學(xué)平衡即發(fā)生移動（2）等——ひ正=ひ逆≠0（1）動——動態(tài)平衡（3）定——平衡狀態(tài)時，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變第10頁/共38頁討論：在一定溫度和固定容積的密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)：A(g)+3B(g)2C(g)，達(dá)到平衡的標(biāo)志是：(a)vA＝0.03mol/L·s，vB＝0.09mol/L·s，

vC＝0.06mol/L·s(b)單位時間內(nèi)消耗0.03molA，同時生成0.03molA

單位時間內(nèi)生成0.03molA，同時生成0.06molC

單位時間內(nèi)消耗0.03molA，同時生成0.06molC

單位時間內(nèi)生成0.09molB，同時生成0.06molC

單位時間內(nèi)生成3nmolB，同時生成nmolA第11頁/共38頁A(g)+3B(g)2C(g)(c)A，B，C的分子數(shù)之比為1∶3∶2(d)A，B，C的濃度(或物質(zhì)的量)不隨時間變化而變化(e)A，B，C的容器內(nèi)的總壓力不隨時間變化而變化(f)容器內(nèi)混合氣體的平均式量保持不變

*

若反應(yīng)為A2(g)+B2(g)2AB(g)，能否用上述的壓強(qiáng)不變和平均式量不變來判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡？（g）混合氣體的密度不變第12頁/共38頁

小結(jié)：判定化學(xué)平衡的依據(jù)①正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率②各成分的百分含量保持不變③各物質(zhì)的濃度不變④各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率不變⑤對于氣體計(jì)量數(shù)之和前后不相等的反應(yīng)，壓強(qiáng)保持不變第13頁/共38頁三、化學(xué)平衡移動(1)影響化學(xué)平衡的因素：濃度溫度壓強(qiáng)*催化劑是否會影響化學(xué)平衡？(2)平衡移動方向的判斷平衡移動原理即勒夏特列原理：改變反應(yīng)條件，平衡被破壞，并向減弱這種改變的方向移動。(3)平衡移動的根本原因：v正

≠

v逆

例：對定溫定容時的平衡體系：A(g)+3B(g)2C(g)，加壓到原來的兩倍，當(dāng)達(dá)到新的平衡時，壓強(qiáng)為多少？p0<p<2p0第14頁/共38頁第15頁/共38頁N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

其他條件不變時，壓強(qiáng)增大，ひ正、ひ逆都增大；壓強(qiáng)減小，ひ正、ひ逆都減小?！鱒≠0第16頁/共38頁

壓強(qiáng)對平衡的影響，只考慮對參加反應(yīng)的氣態(tài)物質(zhì)的影響。H2(g)+I2(g)

2HI(g)△V=0第17頁/共38頁N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q升高溫度，ひ吸、ひ放都增大。降低溫度，ひ吸、ひ放都減小。第18頁/共38頁

催化劑對化學(xué)平衡移動無影響，它的使用能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率（即反應(yīng)速率改變但仍然相等），可以改變化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時間。使用正催化劑t1t2t產(chǎn)物含量第19頁/共38頁產(chǎn)率=×100%

實(shí)際生成產(chǎn)物的量(n、m、V）理論上可得到產(chǎn)物的量(n、m、V)=×100%(同溫同壓下的氣體)V轉(zhuǎn)化V起始=×100%n轉(zhuǎn)化n起始四、平衡轉(zhuǎn)化率1.定義：課本P53

反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率=×100%C轉(zhuǎn)化C起始第20頁/共38頁2.說明：(1)平衡轉(zhuǎn)化率的物理意義：(2)如果改變反應(yīng)物或生成物的濃度，則會影響平衡轉(zhuǎn)化率可以衡量一個可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度，轉(zhuǎn)化率越大，該反應(yīng)進(jìn)行得越完全結(jié)論：平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和濃度有關(guān)例：對已處于平衡的反應(yīng)A+BC，再增大A的濃度，則A、B的轉(zhuǎn)化率如何變化？為什么？第21頁/共38頁五、平衡常數(shù)1.定義和表示方法：課本P54

課本P54/表3.2結(jié)論：平衡常數(shù)與溫度有關(guān)2.說明：(1)平衡常數(shù)的物理意義：表示可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度，K值越大，該反應(yīng)進(jìn)行得越完全第22頁/共38頁(2)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系：相同點(diǎn)：不同點(diǎn)：都能表示可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度K值只與溫度有關(guān)，與起始濃度無關(guān)平衡常數(shù)比轉(zhuǎn)化率更好地反映出可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度和本質(zhì)。(3)平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)：放熱反應(yīng)——

吸熱反應(yīng)——溫度升高，平衡常數(shù)減小溫度升高，平衡常數(shù)增大所以使用平衡常數(shù)一定要注明溫度第23頁/共38頁(4)書寫K值的一些規(guī)則：①稀溶液中有水參加的反應(yīng)，水的濃度不寫入K值表達(dá)式中；固體、純液體參加的，其濃度不寫入K值表達(dá)式中。例：寫出下列可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式<1>2CrO42-(aq)+2H+(aq)Cr2O72-(aq)+H2O(l)<2>CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)<3>C2H5OH+CH3COOH

CH3COOC2H5+H2O<4>CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(l)第24頁/共38頁②同一化學(xué)反應(yīng)，用不同的方程式表示時，K

值表達(dá)式不同。(5)平衡常數(shù)數(shù)值的大小可表明一個可逆反應(yīng)的正方向反應(yīng)所能進(jìn)行的最大程度，并不能預(yù)示反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時間例:對373K時的下列平衡體系，寫出K的表達(dá)式<1>N2O4(g)

2NO2(g) <2>N2O4(g)

NO2(g) <3>2NO2(g)

N2O4(g) 第25頁/共38頁【思考】(一)化學(xué)平衡中的圖像題1.明確坐標(biāo)含義：物理量，物理量的數(shù)值和單位2.明確變化規(guī)律3.明確怎樣變化

(1)由橫坐標(biāo)到縱坐標(biāo)進(jìn)行分析

(2)由數(shù)值小到大進(jìn)行分析

(3)由“特殊點(diǎn)”向兩側(cè)進(jìn)行分析第26頁/共38頁<1>在2NH3(g)N2(g)+3H2(g)-Q的平衡體系中，改變條件，當(dāng)_____時能使正、逆反應(yīng)速率的變化符合下圖所示

(A)升溫

(B)加壓

(C)增大氫氣濃度

(D)增大氨氣濃度反應(yīng)速率反應(yīng)過程V正=V逆V正=V逆V正V逆練習(xí)：C第27頁/共38頁<2>在溫度相同，壓強(qiáng)分別是p1、p2條件下反應(yīng)：

A(g)+2B(g)nC(g)。進(jìn)行過程中，C的百分含量與時間(t)的關(guān)系如圖中所示，下列說法正確的是_____(A)p1>p2n<3(B)p1<p2n>3(C)p1<p2n=3(D)p1>p2n>30C%tp1p2D第28頁/共38頁<3>下圖中為條件一定，反應(yīng)2NO+O22NO2+Q

中NO的最大轉(zhuǎn)化率與溫度變化關(guān)系曲線圖，圖中有A、B、C、D、E五點(diǎn)，其中表示未達(dá)到平衡狀態(tài)，且

v正<v逆的點(diǎn)是___(A)B和C(B)A和E(C)E(D)A和C0T(0C)

NO的轉(zhuǎn)化率.A.B.C.D.EC第29頁/共38頁【思考】(二)混合氣體平均式量的變化及判斷<1>在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)，若條件不變，達(dá)到平衡時混合氣體的平均相對分子量一定增大的是

。

(A)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(B)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)(C)2NO(g)N2(g)+O2(g)(D)2NH3(g)+CO(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)A第30頁/共38頁<2>討論下列情況中混合氣體平均相對分子量的變化情況(1)3A(g)+B(g)2C(g)+Q

減壓：降溫：(2)3A(g)+B(g)4C(g)+D(s)+Q

降溫：(3)3A(g)+B(g)4C(s)+Q

升溫：第31頁/共38頁<3>右圖表示相同質(zhì)量的O2和

X氣體分別在兩個容積相同pO2

的容器內(nèi)壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系。判斷X氣體可能是

。X(A)甲烷(B)NO2(C)乙烯(D)丙烷TD第32頁/共38頁【思考】(三)惰性氣體對平衡移動的影響*惰性氣體——與組分不發(fā)生反應(yīng)的氣體例：一定溫度下，反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

達(dá)到平衡。當(dāng)溫度不變時，壓縮混合氣體時，平衡

移動；當(dāng)溫度和體積不變時，向混合氣體中充入一定量氦氣，平衡

移動；當(dāng)溫度和壓強(qiáng)不變時，向混合氣體中充入一定量氦氣，平衡_______移動。第33頁/共38頁練習(xí)：<1>在某溫度下，將2molA和3molB充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：

aA(g)+B(g)C(g)+D(g)，

5min后達(dá)到平衡。已知各物質(zhì)的平衡濃度關(guān)系為：[c(A)]a·c(B)=c(C)·c(D)。若在溫度不變的情況下將容器的體積擴(kuò)大為原來的10倍，其A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化，則

B的轉(zhuǎn)化率為______。