化学平衡建立.ppt

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1、第三节第三节 化学反应的化学反应的 速率和限度速率和限度化学平衡建立化学平衡建立 我们知道在化学反应中，反应物之间是按照我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全完全转转化为生成物呢？化为生成物呢？回顾回顾：请大家回忆氯水中含有哪些微粒？请大家回忆氯水中含有哪些微粒？氯水的成份：氯水的成份：分子：分子：Cl2 、HClO、H2O 离子：离子：H+、Cl-、ClO-等等显然显然 Cl2与与H2O发生反应不能进行完全，是可逆反应发生反应不能进行

2、完全，是可逆反应Cl2 +H2O HClO+HCl一、什么叫做可逆反应？一、什么叫做可逆反应？在在同一条件同一条件下下,既向既向正反应方向正反应方向进行进行,同时又向同时又向逆反应方向逆反应方向进行的反应进行的反应.典型的可逆反应有典型的可逆反应有:N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂高温高温 SO2+H2O H2SO3NH3+H2O NH3 H2O启示启示:化学反应是有限度的，有些能进行比较化学反应是有限度的，有些能进行比较彻底彻底，有些反应是有些反应是不彻底不彻底的，甚至是的，甚至是可逆可逆的。的。N2 +H2 NH3 例析例析：在一固定容

3、积的密闭容器里，加在一固定容积的密闭容器里，加1molN1molN2 2和和3mol 3mol H H2 2 (合适催化剂合适催化剂)，能发生怎样反应？能发生怎样反应？（1）开始时）开始时c(N2)、c(H2)大，大，c(NH3)=0开始阶段有什么特征？开始阶段有什么特征？只有正反应，只有正反应，v(逆逆)=0N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压N2 +H2 NH3（2）瞬间后）瞬间后c(N2)、c(H2)变小变小 ,c(NH3)0瞬间过后有什么特征？瞬间过后有什么特征？正逆反应都进行，正逆反应都进行，v(正正)减小，减小，v(逆逆)增大，增大，v(正正)v(逆逆)（3）c(N2

4、)、c(H2)逐渐变小，逐渐变小，c(NH3)逐渐增大，逐渐增大，v(正正)减小，减小，v(逆逆)增大，增大，v(正正)v(逆逆)达到一个达到一个特定值特定值v(正正)=v(逆逆)。一定时间段内有什么特征？一定时间段内有什么特征？v(正正)=v(逆逆)0N2 +H2 NH3 由于由于v(正正)=v(逆逆)0，虽然正、逆反应都在进，虽然正、逆反应都在进行，但行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化变化.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要研究的化学平衡状态化学平衡

5、状态。化学平衡是在给定条件下化学反应所能达到或完成的化学平衡是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决最大程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。定了反应物在该条件下的最大转化率。反反应应速速率率v(正正)v(逆逆)t1时间（时间（t）0(1)0t1：v(正正)v(逆逆)(2)t1：v(正正)=v(逆逆)平衡状态平衡状态N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压交流与讨论：交流与讨论：用曲线描述用曲线描述1、定义、定义 在在一定条件一定条件下的下的可逆反应可逆反应中，当中，当正反应速率正反应速率和逆反应速率相

6、等和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的，反应混合物中各组分的浓浓度保持不变度保持不变的状态。的状态。前提（适用范围）前提（适用范围）：可逆反应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二、化学平衡状态二、化学平衡状态2 2、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征()动：动态平衡动：动态平衡（v v(正正)=)=v v(逆逆)00）(2)2)等：等：v(v(正正)=v(v(逆逆)()定：反应混合物中各定：反应混合物中各组分的浓度保持组分的浓度保持定定，各组分的含量保持不变。，各组分的含量保持不变。()

7、变：条件改变，原平衡被破坏，在新变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。()逆：可逆：可逆逆反应反应此条件下进行到什么时候达到了这个此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度反应的限度?此时的反应是否此时的反应是否停止停止了？了？此时为何此时为何3种物质的浓度种物质的浓度保持不变保持不变?某温度和压强下的密闭容器中某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂 时间时间 （min)物质的量物质的量浓度浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10

8、.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9讨论：讨论：3、化学平衡状态的判断标准化学平衡状态的判断标准1 1、本质（微观）：本质（微观）：v正正=v逆逆02 2、现象（宏观）：现象（宏观）：可变的量不再变可变的量不再变速率：异侧同速率速率：异侧同速率现象（宏观）：可变的量不再变现象（宏观）：可变的量不再变1 1、A A、B B、C C、D D的的浓度不再改变。浓度不再改变。2 2、A A、B B、C C、D D的分子数（或物质的量）的分子数（或物质的量）不再改变。不再改变。3 3、A A、B B、C C、D D的百分含量的百分含量不再改变。不再改变。4 4、A

9、A、B B、C C、D D的转化率或生成率的转化率或生成率不再改变不再改变。5 5、体系温度不再改变。、体系温度不再改变。6 6、若某物质有色，体系的颜色不再改变。、若某物质有色，体系的颜色不再改变。本本质质现现 象象 m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)练一练练一练1 1、可逆反应达到平衡的重要特征（）、可逆反应达到平衡的重要特征（）A.A.反应停止了反应停止了 B.B.正、逆反应速率都为零正、逆反应速率都为零C.C.反应物和生成物的浓度相等反应物和生成物的浓度相等D.D.正、逆反应的速率相等正、逆反应的速率相等D D2 2、对于可逆反应、对于可逆反应M MN QN Q达到平

10、衡状态时，达到平衡状态时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.MA.M、N N、Q Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B.MB.M、N N全部变成了全部变成了Q QC.MC.M、N N、Q Q的浓度都保持不变的浓度都保持不变D.D.反应已经停止反应已经停止C3、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键断裂键断裂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

11、裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键形成键形成C 练一练练一练5、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)达到平衡的标志是（）达到平衡的标志是（）A.A的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,同时生同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子数比为1:3:2C4、14CO2 +C 2CO，达到化学平衡后，达到化学平衡后，平衡混合物中含平衡混合物中含14C的粒子有的粒子有 。14CO2、14C、14CO1、一定温度下，反应、一定温度下，反应H2(g)+

12、I2(g)2HI(g)达到平衡达到平衡的标志是的标志是()A 单位时间内生成单位时间内生成nmolH2同时生成同时生成nmolHI。B 单位时间内生成单位时间内生成2nmolHI同时生成同时生成nmolI2。C 单位时间内生成单位时间内生成nmolH2同时生成同时生成nmolI2 D 1mol的的H-H键断裂的同时，有键断裂的同时，有1mol的的I-I键断裂。键断裂。【课堂练习课堂练习】B 2、在一定温度下，、在一定温度下，2NO2（g)N2O4(g)(无色）的可逆反应中，无色）的可逆反应中，下列情况属于平衡状态的是（下列情况属于平衡状态的是（）A.N2O4不再分解不再分解 B.v(N2O4)

13、:v(NO2)=1:2 C.体系的颜色不再改变体系的颜色不再改变 D.NO2的浓度与的浓度与N2O4的浓度之比的浓度之比2：1 C【课堂练习课堂练习】3、在一定温度下的定容容器中，当下列的物理、在一定温度下的定容容器中，当下列的物理量不再发生变化时，表明反应量不再发生变化时，表明反应A（s）+2B（g）C（g）+D（g）已达到平）已达到平衡状态的是：（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 气体的总物质的量气体的总物质的量 D A的物质的量浓度的物质的量浓度【课堂练习课堂练习】4、对反应、对反应A（g）+B（g）C（g）+D（g）的以的以下叙述中

14、，能说明恒温下已达平衡状态的下叙述中，能说明恒温下已达平衡状态的A反应容器中，压强不随时间改变而改变反应容器中，压强不随时间改变而改变B反应容器中，反应容器中，A、B、C、D 能共存能共存C 反应容器中，反应容器中，A、B、C、D质量不再改变质量不再改变D反应容器中的各物质物质的量不随时间变化反应容器中的各物质物质的量不随时间变化5、在一定温度下，反应、在一定温度下，反应 I2（g）+H2（g）2HI（g），达到平衡的标志是：），达到平衡的标志是：A HI=2H2 B H2的百分含量不再变化的百分含量不再变化 C容器内的压强不再变化容器内的压强不再变化 DI2=H2=HI 对对 m+n p+q

15、 的反应（即反应前后气体分子数改变），的反应（即反应前后气体分子数改变），还可从以下几个方面判断：还可从以下几个方面判断：1 1、体系的分子总数（或气体总物质的量）不再改变、体系的分子总数（或气体总物质的量）不再改变。2 2、体系的平均分子量不再改变。、体系的平均分子量不再改变。3 3、若为恒容体系，体系的总压强不再改变。、若为恒容体系，体系的总压强不再改变。4 4、若为恒压体系，体系的密度不再改变。、若为恒压体系，体系的密度不再改变。注意：注意：以上几条对以上几条对m+n m+n=p+q p+q 的反应不成立。的反应不成立。为什为什么？么？m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)2 2、现象（宏观）：现象（宏观）：可变的量不再变可变的量不再变