第一课时化学平衡状态.ppt

第三节化学平衡第二章第二章 化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡(第一课时)化学平衡状态夏季，人夏季，人们总爱们总爱喝汽水，打开瓶盖便看到大量气泡涌喝汽水，打开瓶盖便看到大量气泡涌出，喝出，喝进进去不久便打嗝，去不久便打嗝，顿顿有清凉之感，有清凉之感，这这就是二氧就是二氧化碳气体。原来汽水常用小化碳气体。原来汽水常用小苏苏打打(碳酸碳酸氢钠氢钠)和和柠柠檬酸檬酸配制，把小配制，把小苏苏打与打与柠柠檬酸混溶于水中后它檬酸混溶于水中后它们们之之间发间发生生反反应应，生成二氧化碳气体，而瓶子已塞，生成二氧化碳气体，而瓶子已塞紧紧，二氧化碳，二氧化碳被迫溶在水中，当瓶塞打开后被迫溶在水中，当瓶塞打开后压压力减小了，二氧化碳力减小了，二氧化碳气体便从水中逸出，可以气体便从水中逸出，可以见见到气泡翻到气泡翻腾腾。人。人们们喝喝进进汽汽水后，由于胃中温度高，水后，由于胃中温度高，释释放出大量二氧化碳从口中放出大量二氧化碳从口中排出，排出，带带走走热热量，使人量，使人觉觉得清凉。同得清凉。同样样，许许多化学反多化学反应应在在进进行行时时，不可能，不可能进进行到行到100%，但是，但是许许多反多反应应人人们们可以控制条件，尽量抑制其可以控制条件，尽量抑制其发发生或尽可能将其完成。生或尽可能将其完成。这这就是就是“化学平衡化学平衡”问题问题。你知道化学平衡受哪些因素的影响你知道化学平衡受哪些因素的影响吗吗？什么叫可逆反应？什么叫可逆反应？可逆反应有哪些特点？可逆反应有哪些特点？定义：在定义：在相同条件下相同条件下，既能向正反应方向，既能向正反应方向 进行，进行，同时同时，又能向逆反应方向进，又能向逆反应方向进 行的化学反应，叫可逆反应。行的化学反应，叫可逆反应。特点：特点：(1)条件同一、反应同时、方向对立条件同一、反应同时、方向对立 (2)不可能完全转化不可能完全转化注意：可逆反应总是不能进行到底，得到的总注意：可逆反应总是不能进行到底，得到的总 是反应物和生成物的混合物是反应物和生成物的混合物复习复习化学反应速率研究反应的快慢，化学反应速率研究反应的快慢，研究一个化学反应还需要讨论研究一个化学反应还需要讨论哪些内容？哪些内容？还需要研究化学反应进行还需要研究化学反应进行的程度的程度化学平衡化学平衡思考：思考：第三节第三节 化学平衡化学平衡讨论：可逆反应为什么有讨论：可逆反应为什么有“度度”的限制？的限制？“度度”是怎样产生的？是怎样产生的？分析：在一定温度下，将一定分析：在一定温度下，将一定质量的蔗糖溶于质量的蔗糖溶于100mL水的过程水的过程如右图，蔗糖在溶解时，一方面，蔗糖分子如右图，蔗糖在溶解时，一方面，蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水中，溶液中的蔗不断离开蔗糖表面扩散到水中，溶液中的蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体晶体蔗糖晶体蔗糖晶体 蔗糖溶液蔗糖溶液溶解溶解结晶结晶过程分析：过程分析：、开始时，、开始时，v溶解溶解 ，v结晶结晶、然后，、然后，v溶解溶解 ，v结晶结晶 最大最大0逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大、最后，、最后，v溶解溶解 v结晶结晶，建立溶解平衡，建立溶解平衡，形成饱和溶液，即形成饱和溶液，即溶解的蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等，溶解的蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等，固体质量不再减少了固体质量不再减少了讨论：在一定条件下，达到溶解平衡后，讨论：在一定条件下，达到溶解平衡后，蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化？蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化？溶解和结晶过程是否停止？溶解和结晶过程是否停止？晶体质量和溶液的浓度不会发生改变，但晶体质量和溶液的浓度不会发生改变，但溶解和结晶过程并未停止，溶解和结晶过程并未停止，v溶解溶解v结晶结晶，蔗糖溶解多少则结晶多少。蔗糖溶解多少则结晶多少。“度度”的产生的产生 消耗量等于生成量，量上消耗量等于生成量，量上不再变化不再变化一、一、化学平衡的建立过程化学平衡的建立过程在反应在反应CO+H2O CO2+H2中，将中，将0.01molCO和和0.01mol H2O(g)通入通入1L密闭密闭容器中，反应一段时间后，各物质浓度不容器中，反应一段时间后，各物质浓度不变，变，1、反应刚开始时：、反应刚开始时：反应物浓度反应物浓度，正，正反应速率反应速率 生成物浓度为生成物浓度为，逆，逆反应速率为反应速率为最大最大最大最大00V V正正V V逆逆V V正正=V=V逆逆t tV V2、反应过程中：、反应过程中：反应物浓度反应物浓度，正反应速率，正反应速率 ，生成物浓度生成物浓度 ，逆反应速率，逆反应速率 。减小减小逐渐逐渐减小减小增大增大逐渐增大逐渐增大3、一定时间后，必然出现：、一定时间后，必然出现：正反应速率逆反应速率正反应速率逆反应速率t14 4、t1时刻后，时刻后，v正正 v逆逆,即正反应消耗的反应物即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的反应物的量相等，反应物的量与逆反应生成的反应物的量相等，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 化学平衡化学平衡二、化学平衡二、化学平衡1 1、概念：在一定条件下，可逆反应进行到、概念：在一定条件下，可逆反应进行到一定的程度时，正反应速率与逆反应速率相一定的程度时，正反应速率与逆反应速率相等，化学反应进行到最大限度，反应物和生等，化学反应进行到最大限度，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应混合物处于成物的浓度不再发生变化，反应混合物处于化学平衡状态，简称化学平衡化学平衡状态，简称化学平衡3 3、化学平衡的特征：、化学平衡的特征：逆、动、等、定、变、同逆、动、等、定、变、同、逆：、逆：可逆反应可逆反应、动、动动态平衡动态平衡、等：、等：v正正 v逆逆0、定：、定：反应混合物各组分的浓度保持一定反应混合物各组分的浓度保持一定、变：、变：条件改变时，平衡就会被破坏，变为不条件改变时，平衡就会被破坏，变为不平衡，并在新条件下建立新的平衡平衡，并在新条件下建立新的平衡、同：、同：在一定条件下，可逆反应不论是从正反应在一定条件下，可逆反应不论是从正反应还是逆反应开始，还是正逆反应同时开始，还是逆反应开始，还是正逆反应同时开始，只要起始浓度相当，均可以建立相同的化只要起始浓度相当，均可以建立相同的化学平衡。学平衡。即平衡的建立与途径无关即平衡的建立与途径无关4 4、判断是否达到平衡状态的标志、判断是否达到平衡状态的标志正逆反应速率相等和反应混合物各组分浓正逆反应速率相等和反应混合物各组分浓度保持不变度保持不变是判断平衡的两大主要标志是判断平衡的两大主要标志、直接标志：直接标志：、速率关系：、速率关系：v正正 v逆逆【例例】在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志达到平衡的标志是是()A.A.C C的生成速率与的生成速率与C C分解的速率相等分解的速率相等 B.B.单位时间生成单位时间生成n n molAmolA,同时生成同时生成3 3n n molBmolBC.C.单位时间生成单位时间生成B B的速率的速率,与生成与生成C C的速率的速率 相等相等 D.D.单位时间生成单位时间生成n n molAmolA,同时生成同时生成2 2n n molCmolCAD【思考交流思考交流1 1】怎样理解怎样理解v v正正=v v逆逆？(1)：不同物质表示的反应速率必须不同物质表示的反应速率必须与计量数成与计量数成正比正比(2)：反应方向必须对立反应方向必须对立方法小结：方法小结：判断平衡时，要注意判断平衡时，要注意【例例2 2】下列说法可以证明反应下列说法可以证明反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是()()A.1A.1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时,有有3 3个个H HH H键形成键形成B.1B.1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时,有有3 3个个H HH H键断裂键断裂C.1C.1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时,有有6 6个个N NH H键断裂键断裂D.1D.1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时,有有6 6个个N NH H键形成键形成方法小结：方法小结：在判断化学平衡时，要注意化学键数与反在判断化学平衡时，要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。键与反应方向之间的关系。迁移应用迁移应用AC、含量关系：、含量关系：反应混合物各组分的浓度、反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、物质的量分数、体质量分数、物质的量、物质的量分数、体积分数保持不变积分数保持不变 【例例3 3】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(g)+Q(gP(g)+Q(g)R(g)+S(gR(g)+S(g),),在恒温在恒温下已达平衡状态的是（）下已达平衡状态的是（）(A)P(A)P、Q Q、R R、S S的浓度不再变化的浓度不再变化 (B)P(B)P、Q Q、R R、S S的分子数比为的分子数比为1:1:11:1:1：1 1(C)(C)反应容器内反应容器内P P、Q Q、R R、S S共存共存 (D)(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A【思考交流思考交流2 2】怎样理解怎样理解反应混合物中各组分的反应混合物中各组分的浓度保持不变浓度保持不变方法小结方法小结：怎样理解：怎样理解反应混合反应混合物中各组分的浓度保持不变？物中各组分的浓度保持不变？“各组分的浓度保持不变各组分的浓度保持不变”不不能理解为与方程式的化学计量数能理解为与方程式的化学计量数成正比。也不能理解为各组分浓成正比。也不能理解为各组分浓度相等。度相等。【例例4 4】在一定温度下的恒容容器中在一定温度下的恒容容器中,当下当下列物理量不再发生变化时列物理量不再发生变化时,表明反应表明反应:A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡已达平衡状态的是（其中只有状态的是（其中只有B B气体有颜色）气体有颜色）()A.A.混合气体的压强混合气体的压强 B.B.混合气体的密度混合气体的密度C.C.气体的平均分子量气体的平均分子量 D.D.气体的颜色气体的颜色BCD【思考交流思考交流3 3】怎样理解平衡与体系特征物怎样理解平衡与体系特征物理量的关系？理量的关系？方法小结：方法小结：某一物理量不变是否可作某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志，取决于该物理为平衡已到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前是否发生变化。量在平衡到达前是否发生变化。若是则可；否则，不行。【例例5 5】在一定温度下的恒容容器中在一定温度下的恒容容器中,当下列当下列物理量不再发生变化时物理量不再发生变化时,表明反应表明反应:A(s)+3B(g)2C(g)+2D(g)A(s)+3B(g)2C(g)+2D(g)已达平衡已达平衡状态的是状态的是 （)A.A.混合气体的压强混合气体的压强 B.B.混合气体的密度混合气体的密度C.BC.B的物质的量浓度的物质的量浓度 D.D.气体的总物质的量气体的总物质的量ABCD迁移提升迁移提升 方法小结方法小结：混合气体的总压、：混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间总体积、总物质的量不随时间的延长而改变的延长而改变(适用前提反应适用前提反应前后气体分子个数不相等前后气体分子个数不相等)23能够说明能够说明 N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3反应在密闭容器中已反应在密闭容器中已达到平衡状态的是达到平衡状态的是 ：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的浓度比恰为的浓度比恰为1:3:2t min内生成内生成1molNH3同时消耗同时消耗0.5molN2t min内，生成内，生成1molN2同时消耗同时消耗3mol H2 某时间内断裂某时间内断裂3molH-H键的同时，断裂键的同时，断裂6molN-H键键容器内质量不随时间的变化而变化容器内质量不随时间的变化而变化容器内压强不随时间的变化而变化容器内压强不随时间的变化而变化容器内密度不再发生变化容器内密度不再发生变化容器内的平均摩尔质量不再发生变化容器内的平均摩尔质量不再发生变化你你学学会会了了吗吗？（）课时小结：课时小结：一、化学平衡的建立一、化学平衡的建立化学平衡特征化学平衡特征(前提前提.对象对象.本质本质.现象现象)常见平衡常见平衡化学平衡概念化学平衡概念迁移迁移归纳归纳分析分析判定平衡状态判定平衡状态