第三节化学平衡精选文档.ppt
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1、第三节化学平衡本讲稿第一页,共六十四页一、什么是可逆反应?一、什么是可逆反应?在在同一条件同一条件下下,既能向正反应方向进行既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做叫做可逆可逆反应反应。NH3H2ONH3H2O特点:特点:相同条件、同时反应、相同条件、同时反应、反应物与生成物共存反应物与生成物共存例:例:思考:化学反应速率研究反应的快慢,研究一个化思考: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哪些内容?学反应还需要讨论哪些内容?还需要研究化学反应还需要研究化学反应进行的程度进行的程度化学平衡化学平衡本讲稿第二页,共六十四页问题二、什
2、么是饱和溶液?问题二、什么是饱和溶液?在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液,叫做解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的饱和溶液。这种溶质的饱和溶液。饱和溶液中溶质的溶解过饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗?程完全停止了吗?没有!没有!以蔗糖溶解于水为例,蔗糖分子离开蔗以蔗糖溶解于水为例,蔗糖分子离开蔗糖表面糖表面扩散扩散到水中的速率到水中的速率与与溶解在水中的蔗糖分溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面子在蔗糖表面聚集聚集成为晶体的速率相等。成为晶体的速率相等。本讲稿第三页,共六十四页即:溶解速率即:溶解速率 =结晶速率结晶速率 达到了溶解的平衡
3、状态,一种动态平衡达到了溶解的平衡状态,一种动态平衡那么,可逆反应的情那么,可逆反应的情况又怎样呢?况又怎样呢?此时产生了此时产生了“度度”(限度)(限度)消耗量等于消耗量等于 生成量,量上不再变化生成量,量上不再变化本讲稿第四页,共六十四页 在在一一定定条条件件下下,2mol SO2与与1mol O2反反应应能能否否得得到到2mol SO3?不能,因这是个可逆反应,不能,因这是个可逆反应,而可逆反应是不能进行到而可逆反应是不能进行到底的。故此对于任何一个底的。故此对于任何一个可逆反应都存在一个反应可逆反应都存在一个反应进行到什么进行到什么程度程度的问题。的问题。本讲稿第五页,共六十四页开始时
4、开始时c(CO)、c(H2O)最大,最大,c(CO2)、c(H2)=0 随着反应的进行随着反应的进行c(CO2)、c(H2)逐渐增大逐渐增大 进行到一定程度,总有那么一刻,正反应进行到一定程度,总有那么一刻,正反应速率和逆反应速率的大小速率和逆反应速率的大小不再变化不再变化 在容积为在容积为1L的密闭容器里,加的密闭容器里,加0.01molCO和和0.01molH2O(g),COH2O CO2H2c(CO)、c(H2O)逐渐减小逐渐减小V正正V逆逆本讲稿第六页,共六十四页且正反应速率且正反应速率=逆反应速率逆反应速率正反应正反应速率速率逆反应逆反应速率速率相等相等时间时间速速率率这时,这时,C
5、O、H2O的消耗量等于的消耗量等于CO2、H2反应反应生成的生成的CO、H2O的量,的量,反应仍在进行,但是四种物质的浓度均保持不反应仍在进行,但是四种物质的浓度均保持不变,达到动态平衡,这就是我们今天要重点研究变,达到动态平衡,这就是我们今天要重点研究的重要概念的重要概念化学平衡状态化学平衡状态本讲稿第七页,共六十四页二、化学平衡状态:二、化学平衡状态:1、定义:、定义:化学平衡状态,就是指在一定化学平衡状态,就是指在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。的状
6、态。强强调调三三点点前提条件前提条件:一定条件下的可逆反应一定条件下的可逆反应实质:实质:V正正 V逆逆0标志:标志:反应混合物中各组分的浓度反应混合物中各组分的浓度 保持不变的状态保持不变的状态本讲稿第八页,共六十四页2 2、化学平衡的特征、化学平衡的特征逆逆可逆反应可逆反应等等V正正 V逆逆动动动态平衡,反应没有停止动态平衡,反应没有停止V正正 V逆逆0定定各组分的浓度不变,含量一定各组分的浓度不变,含量一定变变条件改变,原平衡被破坏,在新的条件条件改变,原平衡被破坏,在新的条件 下建立新的平衡下建立新的平衡同同 条件相同,某一可逆反应无论是条件相同,某一可逆反应无论是从从正反应正反应开始
7、还是开始还是从逆反应从逆反应开始,最终均可达到同开始,最终均可达到同一平衡状态。一平衡状态。即平衡的建立与途径无关即平衡的建立与途径无关本讲稿第九页,共六十四页练习:练习:1.可逆反应达到平衡的主要特征是(可逆反应达到平衡的主要特征是()A.反应停止了反应停止了 B.正、逆反应的速率均为零正、逆反应的速率均为零D.正、逆反应的速率相等正、逆反应的速率相等C.正、逆反应还在进行正、逆反应还在进行 D本讲稿第十页,共六十四页2.在一定条件下,使在一定条件下,使NO和和O2在一密闭容器中进行在一密闭容器中进行反应下列反应下列不正确不正确的是(的是()A.反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零反应
8、开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零B.随着反应的进行,正反应的速率逐渐减少,最后为零随着反应的进行,正反应的速率逐渐减少,最后为零C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变B本讲稿第十一页,共六十四页3、判断反应达到平衡状态的标志、判断反应达到平衡状态的标志(1)V正正 V逆逆(2)各组分的含量不变)各组分的含量不变本讲稿第十二页,共六十四页化学平衡到达的标志:化学平衡到达的标志:以以xA+yB zC为例,化学平衡到达的为例,化学平衡到达的标志标志有
9、:有:V正正=V逆逆;VA耗耗=VA生生 VA耗耗:VC耗耗=x:z VB生生:VC生生=y:z VA耗耗:VB生生=x:y;各物质的各物质的百分含量百分含量保持不变。保持不变。混合气体的混合气体的总压、总体积、总物质的量总压、总体积、总物质的量不随时间不随时间 的改变而改变;的改变而改变;(x+yz 即反应前后系数不等即反应前后系数不等)各各物质的浓度物质的浓度不随时间的改变而改变;不随时间的改变而改变;各物质的各物质的物质的量物质的量不随时间的改变而改变;不随时间的改变而改变;各气体的各气体的体积体积不随时间的改变而改变;不随时间的改变而改变;反应体系的反应体系的颜色、温度颜色、温度不再变
10、化。不再变化。速率速率直接的直接的间接的间接的VA耗耗是指是指A物质的消耗速率物质的消耗速率,VB生生是指是指B物质的生成速率。物质的生成速率。本讲稿第十三页,共六十四页 对于不同类型的可逆反应,某对于不同类型的可逆反应,某一一物理量不变物理量不变是否可作为平衡已到达是否可作为平衡已到达的标志,取决于该物理量在平衡到达的标志,取决于该物理量在平衡到达前后前后(反应过程中)是否发生(反应过程中)是否发生变化变化。若是若是变的变的则可;否则,不行。则可;否则,不行。(即(即“变变”的不变的不变则可)则可)注意注意!本讲稿第十四页,共六十四页平衡状态的判断平衡状态的判断n混合物体系中各成分的含量混合
11、物体系中各成分的含量n1)各物质的物质的量或物质的量分数一定)各物质的物质的量或物质的量分数一定n2)各物质的质量或各物质的质量分数一定)各物质的质量或各物质的质量分数一定n3)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n4)总体积、总压强、总物质的量一定)总体积、总压强、总物质的量一定mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡平衡不一定不一定平衡平衡平衡平衡本讲稿第十五页,共六十四页平衡状态的判断平衡状态的判断n正、逆反应速率的关系正、逆反应速率的关系n1)在单位时间内消耗了)在单位时间内消耗了 m mol A,同时生,同时生成了成了m mol A;n2)在单位时间内消耗了
12、)在单位时间内消耗了 n mol B,同时消耗,同时消耗了了p mol C;n3)v(A)v(B)v(C)v(D)=m n p q;n4)在单位时间内生成了)在单位时间内生成了 n mol B,同时消耗,同时消耗了了q mol D。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)v正v逆,平衡平衡v正v逆,平衡平衡未达到平衡时也符合此关系均指v逆,不一定平衡平衡(一正一负,符合系数)(一正一负,符合系数)本讲稿第十六页,共六十四页平衡状态的判断平衡状态的判断n恒温、恒容恒温、恒容时,压强:时,压强:n1)m+n p+q 时,压强保持不变时,压强保持不变n2)m+n p+q 时,压强保持不变时,压强
13、保持不变n混合气体的平均相对分子质量(混合气体的平均相对分子质量(Mr)n1)m+n p+q 时,时,Mr一定一定n2)m+n p+q 时,时,Mr一定一定mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡平衡不一定不一定平衡平衡不一定不一定(“变变”的不变)的不变)本讲稿第十七页,共六十四页平衡状态的判断平衡状态的判断n1)其它条件不变时,如体系的温度一定)其它条件不变时,如体系的温度一定n2)体系的颜色不再变化)体系的颜色不再变化n3)体系的密度一定)体系的密度一定mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡平衡不一定不一定平衡平衡本讲稿第十八页,共六十四页3.在一定条件下,可逆反应:在
14、一定条件下,可逆反应:2 A B+3 C,在下列四,在下列四种状种状态时态时属于平衡状属于平衡状态态的是的是()正反正反应应速率速率 逆反逆反应应速率速率 A.v(A)=2 mol/(Ls)v(A)=2 mol/(Ls)B.v(A)=2 mol/(Ls)v(B)=1.5 mol/(Ls)C.v(A)=2 mol/(Ls)v(B)=2 mol/(Ls)D.v(A)=60 mol/(Lmin)v(C)=1.5 mol/(Ls)AD本讲稿第十九页,共六十四页4.可逆反应可逆反应N23H2 2NH3的正、逆反的正、逆反应应速率速率可用各反可用各反应应物或生成物物或生成物浓浓度的度的变变化来表示。下列各
15、化来表示。下列各关系中能关系中能说说明反明反应应已达到平衡状已达到平衡状态态的是的是()A3v正正(N2)v正正(H2)Bv正正(N2)v逆逆(NH3)C2v正正(H2)3v逆逆(NH3)Dv正正(N2)3v逆逆(H2)C本讲稿第二十页,共六十四页5.一定温度下,反应一定温度下,反应A(g)B(g)2C(g)D(g)达到达到平衡的标志是(平衡的标志是()A.单位时间内反应单位时间内反应nmolA的同时生成的同时生成nmol的的DC.容器内的总压强不随时间的变化而变化容器内的总压强不随时间的变化而变化B.单位时间内生成单位时间内生成2nmolC的同时生成的同时生成nmol的的BD.单位时间内生成
16、单位时间内生成nmolA的同时生成的同时生成nmol的的BBC本讲稿第二十一页,共六十四页6.反应:反应:2SO2+O2 SO3正反应是放热反应,正反应是放热反应,达到平衡状态时,下列说法中正确的是(达到平衡状态时,下列说法中正确的是()A.容器内压强不随时间变化容器内压强不随时间变化B.SO2、O2、SO3的分子数之比是的分子数之比是2:1:2C.SO2和和O2不再化合成不再化合成SO3D.使用催化剂使用催化剂V正正、V逆逆都发生变化,但变化的倍都发生变化,但变化的倍数相等数相等AD本讲稿第二十二页,共六十四页 7.在一定温度下的定容密在一定温度下的定容密闭闭容器中,当下列物理量不再改容器中
17、,当下列物理量不再改变时变时,表明反,表明反应应:A(s)2B(g)C(g)D(g)已达平衡的是已达平衡的是()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、气体的平均相对分子质量、气体的平均相对分子质量 D、气体的总物质的量、气体的总物质的量 若若A为气体,则选为气体,则选()BCACD若改为若改为A(g)+B(g)C(g)+D(g),则选,则选()无无本讲稿第二十三页,共六十四页小结小结1、化学平衡状态的定义、化学平衡状态的定义前提条件前提条件实质实质标志标志2、化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征逆、动、等、定、变、同逆、动、等、定、变、同3、达到平衡状态的
18、标志达到平衡状态的标志(1)V正正 V逆逆(2)各组分的含量不变)各组分的含量不变(一正一负,符合系数)(一正一负,符合系数)(“变变”的不变)的不变)本讲稿第二十四页,共六十四页第二课时第二课时本讲稿第二十五页,共六十四页【复习复习】化学平衡状态的定义化学平衡状态的定义:(化学反应的(化学反应的限度)限度)一定条件下,可逆反应里,正反应一定条件下,可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。组分的浓度保持不变的状态。v化学平衡的特征:化学平衡的特征:逆逆等等动动定定变变可逆反应(或可逆过程)可逆反应(或可逆过程)V正正=
19、V逆逆(用同一物质浓度表示用同一物质浓度表示)动态平衡动态平衡。(V正正=V逆逆0)平衡时,各组分浓度、含量保持不平衡时,各组分浓度、含量保持不变(恒定)变(恒定)条件改变,平衡发生改变条件改变,平衡发生改变本讲稿第二十六页,共六十四页 强调在平衡状态时存在的强调在平衡状态时存在的(1)现象与本质:)现象与本质:V正正=V逆逆是达到平衡状态的本质,各组成是达到平衡状态的本质,各组成成分的含量不变为表面现象;成分的含量不变为表面现象;(2)动与静:)动与静:正反应和逆反应不断进行,而正反应和逆反应不断进行,而各组分的含量保持不变;各组分的含量保持不变;(3)内因和外因:)内因和外因:条件改变时,
20、条件改变时,V正正V逆逆,平衡被打破,平衡被打破,外界条件一定时,外界条件一定时,V正正=V逆逆,平衡建立。,平衡建立。本讲稿第二十七页,共六十四页 课前练习课前练习 n在一定温度下,可逆反应在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到达到平衡的标志是(平衡的标志是()C生成的速率与生成的速率与C分解的速率相等;分解的速率相等;单位时间内生成单位时间内生成mmolA,同时生成,同时生成3mmolB;A、B、C的浓度不再变化;的浓度不再变化;A、B、C的分子数之比为的分子数之比为1:3:2;单位时间内生成单位时间内生成3mmolB,同时生成,同时生成2mmolC;容器内的总压强不随时
21、间变化容器内的总压强不随时间变化 A、B、C、D、全部、全部A本讲稿第二十八页,共六十四页(1)混合气体的颜色不再改变)混合气体的颜色不再改变 ()(2)混合气体的平均相对分子质量不变()混合气体的平均相对分子质量不变()(3)混合气体的密度不变)混合气体的密度不变 ()(4)混合气体的压强不变)混合气体的压强不变 ()(5)单位时间内消耗)单位时间内消耗2nmolNO2的同时的同时 生成生成2nmolO2()(6)O2气体的物质的量浓度不变气体的物质的量浓度不变 ()在固定体积的的密闭容器中发生反应:在固定体积的的密闭容器中发生反应:(红棕色)红棕色)2NO2 2NO(无色)(无色)+O2该
22、反应达到平衡的标志是:该反应达到平衡的标志是:课前练习课前练习 本讲稿第二十九页,共六十四页 可逆反应中,旧化学平衡的破坏,新化学可逆反应中,旧化学平衡的破坏,新化学平衡平衡建立过程建立过程叫做化学平衡的移动。叫做化学平衡的移动。V正正V逆逆V正正=V逆逆0条件改变条件改变 平衡平衡1 1 不平衡不平衡 平衡平衡2 2建立新平衡建立新平衡破坏旧平衡破坏旧平衡V正正=V逆逆0一定时间一定时间三、化学平衡的移动三、化学平衡的移动1、化学平衡移动的定义:、化学平衡移动的定义:研究对象研究对象本质原因本讲稿第三十页,共六十四页平衡平衡v 正正=v 逆逆改变改变条件条件速率速率不变不变:平衡:平衡不不移
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