化学平衡状态好.pptx

1 1、什么是可逆反应？、什么是可逆反应？2思考：思考：（1）定义：在）定义：在同一反应条件同一反应条件下，既可以下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的反应。向进行的反应。大部分化学反应都是可逆反应。大部分化学反应都是可逆反应。注意：可逆反应总是不能进行到底，注意：可逆反应总是不能进行到底，得到的总是反应物与生成物的混合物得到的总是反应物与生成物的混合物2SO2SO2 2O O2 2催化剂催化剂2SO2SO3 32 2、氯水为什么是黄绿色的，其中含氯水为什么是黄绿色的，其中含有哪些微粒？有哪些微粒？3复习思考：复习思考：Cl2+H2O HCl+HClO3、点燃氢气和氧气的混合物可剧烈地化点燃氢气和氧气的混合物可剧烈地化合生成水，电解水时又可生成氢气和氧合生成水，电解水时又可生成氢气和氧气，这是不是一个可逆反应？为什么？气，这是不是一个可逆反应？为什么？4（2）可逆反应的特点：）可逆反应的特点：正反应和逆反应发生的条件相同；正反应和逆反应发生的条件相同；反应物、生成物共同存在；反应物、生成物共同存在；可逆反应有一定的限度，可逆反应有一定的限度，不能进行到底不能进行到底。思考：思考：开始瞬间各种物质的浓度，正、逆反应速开始瞬间各种物质的浓度，正、逆反应速率各有什么特征？率各有什么特征？随着反应进行又有什么特征？随着反应进行又有什么特征？一段时间后有什么特征？一段时间后有什么特征？c(SO2)、c(O2)最大，最大，c(SO3)=0c(SO2)c(O2)c(SO3)；v(正正)v(逆逆)c(SO2)c(O2)c(SO3)均不再变化均不再变化2、化学平衡状态的建立、化学平衡状态的建立v(正正)=v(逆逆)且且v(正正)v(逆逆)v(正正)最大最大,v(逆逆)=02SO2+O2 2SO3时间时间速速率率O正反应正反应逆反应逆反应O时间时间浓浓度度生成物生成物反应物反应物 当反应到一定时间，会达到这种状态：当反应到一定时间，会达到这种状态：此时正反应速率和逆反应速率相等，反应物此时正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化。和生成物的浓度不再发生变化。这种状态就叫做这种状态就叫做化学平衡状态。化学平衡状态。1.1.化学平衡状态的定义化学平衡状态的定义指在一定条件下的可逆反应里，正反应和指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。的浓度保持不变的状态。注注意意对象对象条件条件状态状态结果结果可逆反应可逆反应可逆反应可逆反应一定一定一定一定V(V(V(V(正正正正)=V()=V()=V()=V(逆逆逆逆)0各组分各组分 的浓度保的浓度保持不变持不变2.2.化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征动动动态平衡：动态平衡：V(V(正正)0)0；V(V(逆逆)0)0等等定定变变V(V(正正)V(V(逆逆)0)0c(B)c(B)或或n(B)n(B)或或(B)(B)一定一定条件改变条件改变平衡破坏平衡破坏建立新平衡建立新平衡逆逆化学平衡的研究对象是可逆反应化学平衡的研究对象是可逆反应项目项目 m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)是否是否 平衡平衡混合混合体系体系中各中各组分组分的的含量含量各物质的物质的量或物质的量的各物质的物质的量或物质的量的分数一定分数一定各物质的质量或质量分数一定各物质的质量或质量分数一定各气体的体积或体积分数一定各气体的体积或体积分数一定总压强、总体积、总物质的量一总压强、总体积、总物质的量一定定平衡平衡平衡平衡平衡平衡不一定不一定3、判断化学平衡状态的方法、判断化学平衡状态的方法m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)是否是否 平衡平衡正、正、逆反逆反应速应速率关率关系系在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了mmolA的同的同时生成了时生成了mmolA在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了nmolB的同的同时消耗了时消耗了pmolC在单位时间内生成了在单位时间内生成了nmolB的同的同时消耗了时消耗了qmolD（均指逆（均指逆）(A)(B)(C)(D)=m n p q，正不一定等于逆，正不一定等于逆平衡平衡平衡平衡不一定不一定不一定不一定m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)是否是否 平衡平衡压强压强当当m+np+q 时，总压力一时，总压力一定（其它条件一定）定（其它条件一定）当当m+n=p+q时，总压力一时，总压力一定（其它条件一定）定（其它条件一定）混合混合气体气体的平的平均均M当当 m+n p+q 时，时，M一定一定当当 m+n=p+q 时，时，M一定一定不一定不一定不一定不一定平衡平衡平衡平衡4、化学反应达到平衡状态的标志：、化学反应达到平衡状态的标志：以以xA(g)+yB(g)=zC(g)为例为例 (1)正=逆（本质特征）同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。不同的物质：速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，但必须是不同方向的速率。(即一正一逆)(2)反应混合物中各组成成分的含量保持不变（外部表现）：各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度均保持不变。各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。混合气体的总压、总体积、总物质的量、混合气体的总压、总体积、总物质的量、平均摩尔质量、混合气体的密度不随时间而改不随时间而改(x+yz)反应物的转化率、产物的产率保持不变。14例例1、某温度下，可逆反应：、某温度下，可逆反应：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）在恒容的容器中反应达到平衡的标志是（）在恒容的容器中反应达到平衡的标志是（）ANH3的生成速率与的生成速率与NH3的分解速率相等。的分解速率相等。B单位时间生成单位时间生成n molN2，同时生成，同时生成3n molH2。C N2、H2、NH3的分子数之比为的分子数之比为1 1：3 3：2 2。D N2、H2、NH3的物质的量浓度保持不变的物质的量浓度保持不变。E容器中气体的密度保持不变。容器中气体的密度保持不变。F混合气体的平均摩尔质量保持不变。混合气体的平均摩尔质量保持不变。G容器中气体的总压强保持不变。容器中气体的总压强保持不变。H.断裂断裂3molH-H键的同时断开键的同时断开2molN-H键键.I.3V正正(H2)=2V逆逆(NH3)ADFG2、下列哪些事实能够说明、下列哪些事实能够说明N2+3H2 2NH3反应反应在密闭容器中已达到平衡状态？在密闭容器中已达到平衡状态？容器内容器内N2、H2、NH3三者共存三者共存 容器内容器内N2、H2、NH3三者浓度相等三者浓度相等 容器内容器内N2、H2、NH3的浓度的浓度 比恰为比恰为1:3:2XXX3、下列说法中可以充分说明反应、下列说法中可以充分说明反应:P(气气)+Q(气气)R(气气)+S(气气),在恒温下已在恒温下已达平衡状态的是（达平衡状态的是（）A.反应容器内密度不随时间变化反应容器内密度不随时间变化B.P和和S的生成速率相等的生成速率相等C.反应容器内反应容器内P、Q、R、S四者共存四者共存 D.反应容器内总物质的量不随时间而变化反应容器内总物质的量不随时间而变化B4在一定温度下，反应在一定温度下，反应A2(g)B2(g)2AB(g)达到平达到平衡状态的标志是（衡状态的标志是（）A单位时间生成单位时间生成n molA2同时生成同时生成n molAB B容器内的总压强不随时间变化容器内的总压强不随时间变化 C单位时间生成单位时间生成2n molAB同时生成同时生成n molB2 D单位时间生成单位时间生成n molA2同时生成同时生成n molB25对于一定条件下的可逆反应对于一定条件下的可逆反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，能说明反应已达到平衡状态，能说明反应已达到平衡状态的是（的是（）A体积分数体积分数NH3%N2%Bc(NH3)保持不变保持不变C反应体系的压强不变反应体系的压强不变 Dc(NH3)c(N2)c(H2)=2 1 3CBC6、下列说法可以证明反应、下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是()A.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键形成键形成B.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键断裂键断裂C.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键断裂键断裂D.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键形成键形成AC7、在一定温度下的恒容容器中、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理当下列物理量不再发生变化时量不再发生变化时,表明反应表明反应:A(固固)+3B(气气)2C(气气)+D(气气)已达平衡状态的是已达平衡状态的是 ()A.混合气体的压强混合气体的压强 B.混合气体的密度混合气体的密度C.B的物质的量浓度的物质的量浓度 D.气体的总物质的量气体的总物质的量BC8、在一定温度下在一定温度下,下列叙述不是可逆反应下列叙述不是可逆反应A(气气)+3B(气气)2C(气气)+2D(固固)达到平衡的标志的是达到平衡的标志的是 (B )C的生成的生成 速率与速率与C的分解速率相等的分解速率相等 单位时间内生成单位时间内生成amolA,同时生成同时生成3amolB A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化A、B、C的分压强不再变化的分压强不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的物质的量不再变化混合气体的物质的量不再变化单位时间内消耗单位时间内消耗amolA,同时生成同时生成 3amolBA、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:2 A.B.C.D.9、1体积体积SO2和和3体积空气混合后在体积空气混合后在450以上通以上通过过V2O5催化剂发生反应。若同温同压下测得反催化剂发生反应。若同温同压下测得反应前和反应后混合气体的密度比为应前和反应后混合气体的密度比为0.9，则，则SO2的的转化率为转化率为 A.90 B.80 C.45 D.1010、在一定条件下，可逆反应、在一定条件下，可逆反应 A2(g)+B2(g)2C(g)达平衡时，各物质的平衡浓度分别为达平衡时，各物质的平衡浓度分别为c(A2)=0.5mol/L,c(B2)=0.1mol/L,c(C)=1.6mol/L若用若用a、b、c分别分别表示表示A2、B2、C的起始浓度，则：的起始浓度，则：a、b的取值的取值范围范围 0.4mol/La1.3mol/L0mol/Lb0.9mol/L三、等效平衡问题：三、等效平衡问题：外界条件相同时，可逆反应不论从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正反应和逆反应同时开始，途径虽然不同，只要起始浓度相只要起始浓度相当当，所建立的平衡是等效平衡，可以达到相同的平衡状态。例如：在425时，在1L密闭容器中进行反应：H2+I2 2HI,达到平衡。不论从正反应开始，还是从逆反应开始，可以达到相同的平衡状态。浓度/molL-1时间/s0.001.002.001.580.21浓度/molL-1t2HIH2或I20.001.002.001.580.21t1时间/sHIH2或I2从正反应开始从逆反应开始1mol21molI22molHI相当于相当于例题例题等效平衡等效平衡恒温恒容恒温恒容条件下等效平衡的条件条件下等效平衡的条件：对于对于mA(气气)+nB(气气)pC(气气)+qD(气气)若若m+n=p+q，经换算成相当的反应物，经换算成相当的反应物后，它们的物质的量或体积比一致时，则平后，它们的物质的量或体积比一致时，则平衡状态相同。衡状态相同。若若m+np+q 经换算成相当的反应物经换算成相当的反应物后，若有相同的物料关系则平衡状态相同后，若有相同的物料关系则平衡状态相同。例题例题