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第二章第三节第一课时化学平衡状态本讲稿第一页，共三十八页 (1)影响化学反影响化学反应应速率的外界条件主要有：速率的外界条件主要有：、等，此外等，此外还还有光、有光、固体表面固体表面积积等。等。(2)列列举举三个学三个学过过的可逆反的可逆反应应：浓浓度度压压强强温度温度催化催化剂剂本讲稿第二页，共三十八页 (3)溶解平衡：当固体物溶解平衡：当固体物质质溶解溶解进进行到一定程度，固行到一定程度，固体溶体溶质质的的 速率与溶液中溶速率与溶液中溶质质的的 速率相等，此速率相等，此时时溶液溶液处处于于饱饱和状和状态态，溶液的，溶液的浓浓度和固体溶度和固体溶质质的的质质量都量都 。溶解溶解结结晶晶保持不保持不变变本讲稿第三页，共三十八页 一、可逆反一、可逆反应应与不可逆反与不可逆反应应 1可逆反可逆反应应 (1)概念：概念：在在 下，既能向下，既能向 方向方向进进行又能向行又能向 方向方向进进行的化学反行的化学反应应。相同条件相同条件正反正反应应逆反逆反应应本讲稿第四页，共三十八页 (2)表示方法：表示方法：约约定采用定采用“”表示，把从左向右的反表示，把从左向右的反应应称作称作 ，从右向左的反，从右向左的反应应称作称作 。例如：。例如：SO2与与H2O反反应应可表可表示示为为 。正反正反应应逆反逆反应应SO2H2O H2SO3本讲稿第五页，共三十八页 (3)特征：特征：可逆反可逆反应发应发生的条件生的条件 ，反，反应应 进进行到底，反行到底，反应应物物 实现实现完全完全转转化。化。反反应应体系中，与化学反体系中，与化学反应应有关的各种物有关的各种物质质 。2不可逆反不可逆反应应 有些反有些反应应的逆反的逆反应进应进行程度太小因而可忽略，把行程度太小因而可忽略，把这类这类反反应应叫不叫不可逆反可逆反应应，用，用 号表示。例如：号表示。例如：Ba2SO=BaSO4。相同相同不能不能不能不能共存共存“=”本讲稿第六页，共三十八页 二、化学平衡状二、化学平衡状态态 1 1化学平衡的建立化学平衡的建立 在一定条件下，把某一可逆反在一定条件下，把某一可逆反应应的反的反应应物加入固定容物加入固定容积积的密的密闭闭容器中。反容器中。反应过应过程如下：程如下：本讲稿第七页，共三十八页本讲稿第八页，共三十八页以上以上过过程可用下程可用下图图表示：表示：本讲稿第九页，共三十八页 2化学平衡状化学平衡状态态 一定条件下，可逆反一定条件下，可逆反应应中，正反中，正反应应速率与逆反速率与逆反应应速率相等，速率相等，反反应应混合物中各种物混合物中各种物质质的的 保持不保持不变变的状的状态态。浓浓度或度或质质量量本讲稿第十页，共三十八页1判断正判断正误误(正确打正确打“”，错误错误打打“”)。(1)可逆反可逆反应进应进行到一定程度行到一定程度时时，反，反应应就会停止。就会停止。()(2)化学反化学反应应达到平衡状达到平衡状态时态时，反，反应应体系中各物体系中各物质质的的浓浓度相等。度相等。()(3)一定条件下，密一定条件下，密闭闭容器中容器中进进行行N2、H2合成氨的反合成氨的反应应，当容器中的当容器中的压压强强不不变时变时，表，表现现反反应处应处于平衡状于平衡状态态。()本讲稿第十一页，共三十八页(4)可逆反可逆反应应中反中反应应物的物的转转化率不能达到化率不能达到100%。()(5)存在平衡的存在平衡的过过程一定是化学反程一定是化学反应过应过程。程。()答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5)本讲稿第十二页，共三十八页本讲稿第十三页，共三十八页本讲稿第十四页，共三十八页分析：分析：可逆反可逆反应应必必须须是在同一条件下，同是在同一条件下，同时时向正、逆反向正、逆反应应方方向向进进行的反行的反应应，中的反中的反应应条件不同，条件不同，中中H2SO4的的浓浓度度不同，性不同，性质质不同。不同。答案：答案：C本讲稿第十五页，共三十八页3把把HI气体充入密气体充入密闭闭容器中，在一定条件下容器中，在一定条件下发发生反生反应应：2HI(g)H2(g)I2(g)(正反正反应为应为吸吸热热反反应应)。在反。在反应趋应趋向向平衡状平衡状态态的的过过程中，下列程中，下列说说法正确的是法正确的是 ()AHI的生成速率等于其分解速率的生成速率等于其分解速率BHI的生成速率小于其分解速率的生成速率小于其分解速率CHI的生成速率大于其分解速率的生成速率大于其分解速率D无法判断无法判断HI的生成速率和分解速率的相的生成速率和分解速率的相对对大小大小本讲稿第十六页，共三十八页分析：分析：反反应趋应趋向于平衡状向于平衡状态态的的过过程中，程中，HI还还在不断分解生在不断分解生成成H2和和I2，故，故v(HI)分解分解v(HI)生成生成。答案：答案：B本讲稿第十七页，共三十八页4可逆反可逆反应应达到平衡的主要特征是达到平衡的主要特征是 ()A反反应应停止了停止了B正、逆反正、逆反应应的速率均的速率均为为零零C正、逆反正、逆反应应都都还还在在进进行行D正、逆反正、逆反应应的速率相等的速率相等本讲稿第十八页，共三十八页分析：分析：可逆反可逆反应应达到平衡达到平衡时时，正、逆反，正、逆反应应仍在仍在进进行、行、反反应应并没有停止，只是正逆反并没有停止，只是正逆反应应速率相等速率相等罢罢了，了，因此因此v(正正)v(逆逆)0是化学平衡最根本的特征。是化学平衡最根本的特征。答案：答案：D本讲稿第十九页，共三十八页1化学平衡状化学平衡状态态的特征的特征本讲稿第二十页，共三十八页 2 2注意事注意事项项 (1)(1)化学平衡状化学平衡状态态是一定条件下的可逆反是一定条件下的可逆反应进应进行到最行到最大限度的大限度的结结果。果。(2)(2)对对于一个既定的可逆反于一个既定的可逆反应应，如果其他条件一定，如果其他条件一定，不不论论采取何种途径采取何种途径(反反应应是从反是从反应应物开始或从生成物开始物开始或从生成物开始)，最后都能建立化学平衡状最后都能建立化学平衡状态态。本讲稿第二十一页，共三十八页 (3)化学平衡状化学平衡状态态不会因不会因时间变时间变化而化而变变化。化。(4)可逆反可逆反应应达到化学平衡状达到化学平衡状态态的根本原因是的根本原因是v(正正)v(逆逆)，正是由于各物，正是由于各物质质的消耗速率与生成速率相等，才会有反的消耗速率与生成速率相等，才会有反应应混合混合物中各物中各组组分的分的浓浓度保持不度保持不变变。本讲稿第二十二页，共三十八页 例例1(2012郑州高二检测郑州高二检测)下列下列对对于反于反应应C(g)H2O(g)CO(g)H2(g)的描述正确的是的描述正确的是()A达平衡达平衡时时，各反，各反应应物和生成物物和生成物浓浓度相同度相同 B增大增大压压强强，对对此反此反应应速率无影响速率无影响 C达平衡达平衡时时，c(H2O)c(CO)1 1 D达平衡达平衡时时，H2O转转化化为为CO的速率等于的速率等于CO转转化化为为水的速水的速率率本讲稿第二十三页，共三十八页 解析解析A项项中平衡中平衡时时各反各反应应物和生成物的物和生成物的浓浓度不度不变变，但不一定相同，但不一定相同，A错错；B项项中增大中增大压压强强，反，反应应速率增大，速率增大，B错错；C项项平衡平衡时时c(H2O)、c(CO)不再不再变变化，但不一定是化，但不一定是c(H2O)c(CO)1 1，C错错；D项说项说明明v正正(H2O)v逆逆(H2O)，D正确。正确。答案答案D本讲稿第二十四页，共三十八页 (1)化学平衡状化学平衡状态态是一种是一种动态动态平衡，表面平衡，表面“静止静止”，实实质质反反应应仍在仍在进进行。行。(2)平衡平衡时时，各物，各物质质的的浓浓度或度或质质量保持不量保持不变变，但，但不一定相等，其物不一定相等，其物质质的量之比也不一定等于的量之比也不一定等于对应对应物物质质的化学的化学计计量数之比。量数之比。本讲稿第二十五页，共三十八页本讲稿第二十六页，共三十八页对对于可逆反于可逆反应应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)。1根本根本标标志：志：v(正正)v(逆逆)0常常见见形式主要有：形式主要有：(1)同一种物同一种物质质的生成速率等于消耗速率。的生成速率等于消耗速率。如：如：v(A)生成生成v(A)消耗消耗。本讲稿第二十七页，共三十八页 (2)在化学方程式同一在化学方程式同一边边的不同物的不同物质质生成速率与消耗速率生成速率与消耗速率之比等于化学之比等于化学计计量数之比。量数之比。如如v(A)生成生成 v(B)消耗消耗m n。(3)化学方程式两化学方程式两边边的不同物的不同物质质生成生成(或消耗或消耗)速率之比等于速率之比等于化学化学计计量数之比。量数之比。如：如：v(A)生成生成 v(D)生成生成m q。本讲稿第二十八页，共三十八页 2特征特征标标志志 (1)各各组组分的分的浓浓度不随度不随时间时间的改的改变变而改而改变变。(2)各各组组分的分的质质量分数、物量分数、物质质的量分数、体的量分数、体积积分数不分数不随随时间时间的改的改变变而改而改变变。(3)某种反某种反应应物的物的转转化率不随化率不随时间时间的的变变化而化而变变化。化。(4)当当mnpq时时，体系的，体系的压压强强或平均相或平均相对对分子分子质质量量不随不随时间时间的改的改变变而改而改变变。本讲稿第二十九页，共三十八页 例例2(2012宁波模拟宁波模拟)可逆反可逆反应应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)，在体，在体积积固定的密固定的密闭闭容器中，达到平衡状容器中，达到平衡状态态的的标标志是志是 ()单单位位时间时间内生成内生成n mol O2的同的同时时生成生成2n mol NO2 单单位位时间时间内生成内生成n mol O2的同的同时时生成生成2n mol NO 用用NO2、NO、O2表示的反表示的反应应速率的比速率的比为为2 2 1的状的状态态本讲稿第三十页，共三十八页混合气体的混合气体的颜颜色不再改色不再改变变的状的状态态混合气体的密度不再改混合气体的密度不再改变变的状的状态态混合气体的混合气体的压压强强不再改不再改变变的状的状态态ABC D全部全部本讲稿第三十一页，共三十八页 解析解析中中单单位位时间时间内生成内生成n mol O2的同的同时时必消耗必消耗2n mol NO2，而生成，而生成2n mol NO2时时，必消耗，必消耗n mol O2，能，能说说明反明反应应达到平衡。达到平衡。中只指明正反中只指明正反应应，不能，不能说说明是否达到平衡。明是否达到平衡。中中不不论论是否达到平衡，化学反是否达到平衡，化学反应应速率之比都等于化学速率之比都等于化学计计量数量数之比，且未指明反之比，且未指明反应进应进行的方向。行的方向。有色气体的有色气体的颜颜色不色不变变，则则表示物表示物质质的的浓浓度不再度不再变变化，化，说说明反明反应应已达到平衡。已达到平衡。体体积积固固定、气体定、气体质质量反量反应应前后前后本讲稿第三十二页，共三十八页守恒，密度始守恒，密度始终终不不变变。反反应应前后可逆反前后可逆反应应的的压压强强不不变变，意味着各物，意味着各物质质的含量不再的含量不再变变化。化。答案答案A本讲稿第三十三页，共三十八页本讲稿第三十四页，共三十八页 (1)对对于完全于完全为为气体且体气体且体积积不不变变的反的反应应，(以以H2I2 2HI为为例例)V、n(总总)、m(气气)均保持不均保持不变变，因此体系的，因此体系的压压强强、密、密度或平均相度或平均相对对分子数量不随分子数量不随时间时间的的变变化而化而变变化，不能作化，不能作为为化学平衡状化学平衡状态态的的标标志。志。本讲稿第三十五页，共三十八页 (2)对对于完全于完全为为气体且体气体且体积积可可变变的反的反应应(以以N23H2 2NH3为为例例)体系的密度不随体系的密度不随时间时间改改变时变时，可以作，可以作为为化学平衡化学平衡状状态态的的标标志。志。本讲稿第三十六页，共三十八页 (1)(1)可逆反应不可能反应完全，平衡体系中反应物与可逆反应不可能反应完全，平衡体系中反应物与生成物共存。生成物共存。(2)(2)可逆反应达到平衡状态的根本标志是可逆反应达到平衡状态的根本标志是v v(正正)v v(逆逆)0)0，特征标志主要有各反应组分的物质的量、浓，特征标志主要有各反应组分的物质的量、浓度或百分量度或百分量(如物质的量百分含量、体积分数、转化率如物质的量百分含量、体积分数、转化率等等)不再随时间的改变而改变。不再随时间的改变而改变。本讲稿第三十七页，共三十八页 (3)(3)可逆反应中，用同种物质表示正、逆反应速率时，若速率数可逆反应中，用同种物质表示正、逆反应速率时，若速率数值相同，则表示反应达到平衡状态；用不同种物质表示正、逆反应速值相同，则表示反应达到平衡状态；用不同种物质表示正、逆反应速率时，若速率数值之比等于对应物质的化学计量数之比，则表示反应率时，若速率数值之比等于对应物质的化学计量数之比，则表示反应达到平衡状态。达到平衡状态。(4)(4)可逆反应达到平衡状态时，反应组分的物质的量或浓度可逆反应达到平衡状态时，反应组分的物质的量或浓度保持不变，但不一定相等，也不一定与化学方程中对应物质的保持不变，但不一定相等，也不一定与化学方程中对应物质的化学计量数成比例。化学计量数成比例。本讲稿第三十八页，共三十八页