高二化学化学平衡状态1.ppt

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1、第三节第三节 化学平衡化学平衡一、化学平衡状态一、化学平衡状态 我们接触过许多实验，如镁条燃烧、酸碱中和、我们接触过许多实验，如镁条燃烧、酸碱中和、生成生成CaCO3、AgCl沉淀的反应、氯气对溶液中溴沉淀的反应、氯气对溶液中溴离子或碘离子的置换等，在进行有关的化学计算时，离子或碘离子的置换等，在进行有关的化学计算时，从来没有要求考虑反应是否进行到底的问题。从来没有要求考虑反应是否进行到底的问题。当温度一定时，固体溶质在某溶剂中形成饱和当温度一定时，固体溶质在某溶剂中形成饱和溶液，溶液中的溶质质量为一定值（溶解度）。溶液，溶液中的溶质质量为一定值（溶解度）。溶液达到饱和之后，溶液中的固体溶质溶

2、解溶液达到饱和之后，溶液中的固体溶质溶解和溶液中的溶质分子回到溶质表面的结晶过程和溶液中的溶质分子回到溶质表面的结晶过程一直在进行，而且两种过程的速率相等，于是一直在进行，而且两种过程的速率相等，于是饱和溶液的浓度和固体溶质的质量都保持不变。饱和溶液的浓度和固体溶质的质量都保持不变。此状态称为溶解结晶平衡。此状态称为溶解结晶平衡。一、可逆反应与不可逆反应一、可逆反应与不可逆反应问题问题:什么是饱和溶液？什么是饱和溶液？在一定温度下，在一定量的溶剂里，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，叫做这种不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。溶质的饱和溶液。饱和溶液中溶质

3、的溶解饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？过程完全停止了吗？没有！以胆矾溶解于水为例没有！以胆矾溶解于水为例硫酸铜晶体硫酸铜晶体饱和硫酸铜溶液饱和硫酸铜溶液固体固体溶质溶质溶液中溶液中的溶质的溶质溶解溶解结晶结晶即：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，可逆反应的情况又怎样呢？那么，可逆反应的情况又怎样呢？思考：思考：20时，将一块质量为时，将一块质量为40 g 的的NaCl晶体投入到晶体投入到100 g 水水中，充分搅中，充分搅拌，至固体不再溶解为止，静置。拌，至固体不再溶解为止，静置。经过相当长的时间后，发现经过

4、相当长的时间后，发现NaCl晶晶体质量不再发生变化，但体质量不再发生变化，但NaCl晶体晶体的形状在不断发生改变，为什么？的形状在不断发生改变，为什么？宏观表象宏观表象 微观速率解释微观速率解释溶解溶解结晶结晶饱和饱和V溶解溶解 V结晶结晶V溶解溶解 v(逆逆)在一固定容积的密闭容器里，加在一固定容积的密闭容器里，加1molSO2和和1molO2，能发生什么反应？能发生什么反应？（3）c(SO2)、c(O2)逐渐变小，逐渐变小，c(SO3)逐渐增大，逐渐增大，三种物质的浓度达到一个三种物质的浓度达到一个特定特定值值。2SO2+O2 2SO3一定时间段内有什么特征？一定时间段内有什么特征？v(正

5、正)=v(逆逆)02SO2+O2 2SO3“特定值特定值”是怎样造是怎样造成的？三种物质的浓成的？三种物质的浓度、百分含量会不会度、百分含量会不会再变化？再变化？由于由于v(正正)=v(逆逆)0，虽然正、逆反应都，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化。会发生变化。从外表上看，反应好象从外表上看，反应好象“停止停止”。可逆反应的这种特殊状态就是我们今天可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的化学平衡状态。要研究的化学平衡状态。这时，这时，SO2、O2的消耗量等于的消耗量等于SO3 转化生转化生成成SO2、O2的量。的量。化学平衡

6、状态化学平衡状态（动态平衡动态平衡）2SO2+O2 2SO3v(正)相等相等时间速率v(逆)2SO2+O2 2SO3不平衡状态不平衡状态正反应正反应正反应正反应速率速率速率速率逆反应逆反应逆反应逆反应速率速率速率速率相等相等时间时间时间时间速速速速率率率率l 在密闭容器中充入在密闭容器中充入SO2和由和由18O原子原子组成的氧气，在一定条件下开始反应，组成的氧气，在一定条件下开始反应，在达到平衡前，在达到平衡前，18O存在于（存在于（）l A、只存在于氧气中只存在于氧气中 lB、只存在于只存在于O2和和SO3中中l C、只存在于只存在于SO2和和SO3中中l D、SO2、SO3、O2中都有可能

7、存在。中都有可能存在。D1、定义、定义化学平衡状态，就是指在一定条件下的化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆可逆反应反应里，里，正反应速率和逆反应速率相等正反应速率和逆反应速率相等，反，反应混合物中各应混合物中各组分的组分的浓度保持不变浓度保持不变的状态。的状态。注意三点前提（适用范围）前提（适用范围）：可逆反应内在本质内在本质：v(正正)=v(逆逆)0外在标志：反应混合物中各组分外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变的浓度保持不变2、化学平衡状态的条件：、化学平衡状态的条件：外界条件不变外界条件不变思考与讨论：动态平衡有哪些特征思考与讨论：动态平衡有哪些特征？特征：特征：1 1、正逆

8、过程都在同时进行、正逆过程都在同时进行“逆逆”2 2、v v（正）（正）0 0，v v（逆）（逆）0 0“动动”3 3、v v（正）（正）=v v（逆）（逆）“等等”4 4、外界条件不发生变化，体系组分不发生、外界条件不发生变化，体系组分不发生 变化变化“定定”5、外外界界条条件件变变化化，平平衡衡将将改改变变“变变”。如何判断可逆反应如何判断可逆反应达到平衡状态？达到平衡状态？速率：速率：v正正=v逆逆（即任何一种物质（即任何一种物质 的生成速率等于其消耗速率）的生成速率等于其消耗速率）各成分的含量保持不变各成分的含量保持不变v正正=v逆逆1、同一物质、同一物质2、消耗生成、消耗生成含量保持

9、不变：含量保持不变：1、物质的量、物质的量2、物质的量浓度、物质的量浓度3、百分含量、百分含量 在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)达到平衡的标志是（）A.C的生成速率与C分解的速率相等 B.单位时间生成nmolA,同时生成3nmolBC.单位时间生成B的速率,与生成C的速率 相等（数值）D.单位时间生成nmolA,同时生成2nmolCAD 在在500、钒触媒的作用下，某密闭容、钒触媒的作用下，某密闭容器中反应器中反应 2SO2 O2 2SO3 H 0 达到化学平衡状态时的标志是达到化学平衡状态时的标志是()A SO2的消耗速率等于的消耗速率等于SO3的生成速率的生成速率 B

10、SO2的生成速率等于的生成速率等于SO3的生成速率的生成速率C SO2的消耗速率等于的消耗速率等于O2消耗速率的消耗速率的2倍倍 D SO3的生成速率等于的生成速率等于O2生成速率的生成速率的 2倍倍BD 下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是()A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成AC 下列说法中可以充分说明反应:在恒温恒容下已达平衡状态的是（）(A)P、Q、R、S的浓度不再变化的浓度不再变化 (B)P、Q、R、S的分子数比为的分子数比为1

11、:1:1：1 (C)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 (D)混合气体的压强混合气体的压强不随时间而变化不随时间而变化 （E）气体的平均分子量）气体的平均分子量不随时间而变化不随时间而变化（F）各组分的质量分数不再改变）各组分的质量分数不再改变 （G）混合气体的密度）混合气体的密度不随时间而变化不随时间而变化2P(气气)+Q(气气)R(气气)+S(气气)?acdef 下列说法中可以充分说明反应:A(固)+3B(气)2C(气)+D(气),在恒温恒容下已达平衡状态的是（）(A)混合气体的压强混合气体的压强 （B）气体的平均分子量）气体的平均分子量 （C）各组分的质

12、量分数不再改变）各组分的质量分数不再改变 （D）混合气体的密度）混合气体的密度 在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(固)+3B(气)2C(气)+D(气)已达平衡状态的是（其中只有B气体有颜色）()A.混合气体的压强 B.混合气体的密度C.气体的平均分子量 D.气体的颜色BCDA(g)+3B(g)2C(g)+D(g)?A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)?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(A(气气)+3B()+3B(气气)2C()2C(气气)+2D()+2D(固固)达到平衡的标志的达到平衡的标志的是是 ()()CC的生成的

13、生成 速率与速率与C 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amolAamolA,同时生成同时生成3amolB 3amolB AA、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化AA、B B、C C的百分含量不在变化的百分含量不在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amolAamolA,同时生成同时生成 3amolB3amolBAA、B B、C C、D D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:21:3:2:2 A.B.A.B.C.D.C.D.A【能力训练】4、在一个不传热的固定容

14、积的密闭容器中可逆反应mA(气)+nB(气)=pC(气)+qQ(气)当m、n、p、q为任意整数时，达到平衡的标志是：体系的压强不再改变 体系的温度不再改变各组分的浓度不再改变 各组分的质量分数不再改变反应速率Va:Vb:Vc:Vd=m:n:p:q单位时间内m mol A断键反应，同时p mol C也断键反应（A）（B）（C）（D）B【能力训练】5、在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时，表明反应A(固)2B(气)C(气)D(气)已达平衡状态的是（）A混合气体的压强 B混合气体密度CB的物质的量浓度D气体总物质的量BC【能力训练】1、在一定温度下，反应A2（气）B2（气）=2AB（

15、气）达到平衡的标志是A、单位时间内生成n molA2，同时生成n mol 的ABB、容器内总压强不随时间而变化C、单位时间内生成2n molAB，同时生成n mol的B2D、单位时间内生成n molA2，同时生成n mol的B2 C 由于反应前后气体的物质的量随反应进行不发生改变，由于反应前后气体的物质的量随反应进行不发生改变，定温条件下压强不变，不能说明反应混合物的总物质的量定温条件下压强不变，不能说明反应混合物的总物质的量一定，一定，B选项无法判断是否达到平衡状态。选项无法判断是否达到平衡状态。C【能力训练】6、在恒温下，固定容积的密闭容器中，有可逆反应2SO3(气)2SO2(气)O2(气

16、)，可用来确定该反应已达到平衡状态的是（）A容器内压强不随时间改变BSO3的消耗速率与SO2的生成速率相等C正反应生成SO2的速率与逆反应生成SO3的速率相等D容器内混合气体的密度不随时间改变AC【能力训练】7、在一定温下 达到平衡的标志是（）A单位时间内生成nmol H2，同时生成nmol I2B容器内总压强不随时间而变化C单位时间内生成2n molHI，同时生成n molH2D当 时C【能力训练】8、下列叙述中能表示可逆反应N2+3H2=2NH3一定处于平衡状态的是：A、N2、3H2、NH3百分含量相等B、单位时间内，消耗1 mol N2的同时消耗3mol H2C、单位时间内，消耗1 mo

17、l N2的同时生成3mol H2D、反应若在定容的密闭容器中进行，温度一定时，压强不随时间改变分析：化学平衡状态的基本特征是正、逆反应速率相等，各组分百分含量一定。分析：化学平衡状态的基本特征是正、逆反应速率相等，各组分百分含量一定。A选项选项3种物质含量相等，不一定是平衡状态。种物质含量相等，不一定是平衡状态。B选项单位时间内，消耗选项单位时间内，消耗1 mol N2的同时消耗的同时消耗3mol H2均表示的是正反应速率的变化，无逆反应速率的变化情况，从而均表示的是正反应速率的变化，无逆反应速率的变化情况，从而无法判断正、逆反应速率是否相等，不符合题意。无法判断正、逆反应速率是否相等，不符合

18、题意。C选项单位时间内，消耗选项单位时间内，消耗1 mol N2可判断正反应速率，生成可判断正反应速率，生成3mol H2可判断逆反应速率，根据化学反应方程式系数关系可判断逆反应速率，根据化学反应方程式系数关系可知正、逆反应速率相等，符合题意。可知正、逆反应速率相等，符合题意。D选项定容、定温条件下压强不变，说明反应选项定容、定温条件下压强不变，说明反应混合物的总物质的量一定，由于反应前后气体的物质的量有变化，所以当总物质的量混合物的总物质的量一定，由于反应前后气体的物质的量有变化，所以当总物质的量一定时，间接说明各物质的百分含量一定，符合题意。一定时，间接说明各物质的百分含量一定，符合题意。

19、答案：答案：C、D CD化学平衡状态的判断化学平衡状态的判断【例】在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)达到平衡的标志是（）A.C的生成速率与C分解的速率相等 B.单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1:3:2AC【例2】下列说法中可以充分说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+S(气),在恒温下已达平衡状态的是（）A.反应容器内压强不随时间变化 B.P和S的生成速率相等C.反应容器内P、Q、R、S四者共存 D.反应容器内总物质的量不随时间而变化B【例3】下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是(

20、)A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成AC【例4】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(固)+3B(气)2C(气)+D(气)已达平衡状态的是 ()A.混合气体的压强 B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量BC【例5】在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是 C的生成 速率与C的分解速率相等()单位时间内生成amolA,同时生成3amolB A、B、C的浓度不再

21、变化A、B、C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物质的量不再变化单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolBA、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A.B.C.D.A能够说明能够说明 N2+3H2 2NH3反应在反应在密闭容器中已达到平衡状态的是密闭容器中已达到平衡状态的是：A、t min内生成内生成1molNH3同时消耗同时消耗0.5molN2B、t min内，生成内，生成1molN2同时消耗同时消耗3molH2C、某时间内断裂某时间内断裂3molH-H键的同时，键的同时，断裂断裂6molN-H键键1、容器内、容器内N2、H2、NH3三者共存三者共存 2、容器内、容器内N2、H2、NH3三者浓度相等三者浓度相等3、容器内容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为的浓度比恰为 1:3:24、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5、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6、容器内密度不再发生变化、容器内密度不再发生变化7、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能够说明能够说明 N2+3H2 2NH3反应在反应在密闭容器中已达到平衡状态的是密闭容器中已达到平衡状态的是：