第二节_化学平衡.pptx
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1、用可逆符号表示,即使生成气体和沉淀也不打状态符号。a、可逆反应中,反应物不能全部转化为产物;b、有两种速率,正、逆定义:定义:表示方法:表示方法:特点:特点:可逆反应可逆反应同一条件下,反应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。第1页/共63页一、化学平衡的建立一、化学平衡的建立图象说明:图象说明:1 1、化学平衡状态定义:、化学平衡状态定义:在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中组成成分的含量保持不变的状态。第2页/共63页3 3、判断化学反应是否达到平衡的依据、判断化学反应是否达到平衡的依据 (思维点拨(思维点拨4848页小结)页小结)4 4、例题
2、例题2 2、化学平衡状态的特征:、化学平衡状态的特征:可用“等”“动”“定”“变”“同”五个字概括第3页/共63页2 2、化学平衡状态的特征:、化学平衡状态的特征:“等等”“动动”“定定”“变变”“同同”“等等”:正=逆,确切含义是:单位时间内某一反应物所消耗的量正好等于生成物又逆转化为该反应物的量。即任一时刻同一物质的生成速率和消耗速率相等。“动动”:正=逆0,是动态平衡,如溶解平衡。第4页/共63页“变变”:平衡是有条件的,一旦外界条件发生变化,平衡就有可能被破坏直至建立新的平衡为止。“同同”:建立化学平衡与它的途径无关(课本38页倒数第三自然段)。“定定”:条件不变的时候,反应混合物中各
3、组成成分的百分含量保持不变。第5页/共63页判断化学平衡状态的标志判断化学平衡状态的标志项目项目mA(g)+nB(g)pC(g)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+qD(g)是否是否平衡平衡混合混合体系体系中各中各组分组分的的含量含量各物质的物质的量各物质的物质的量或物质的量的分数一定或物质的量的分数一定各物质的质量或质量分数一定各物质的质量或质量分数一定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总压强、总体积、总压强、总体积、总物质的量一定总物质的量一定平衡平衡平衡平衡平衡平衡 不一定不一定平衡平衡第6页/共63页项目项目项目项目mA(g)+nB(g)mA(g)+nB(g
4、)mA(g)+nB(g)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)pC(g)+qD(g)pC(g)+qD(g)pC(g)+qD(g)是否平衡是否平衡是否平衡是否平衡正逆正逆正逆正逆反应反应反应反应速率速率速率速率关系关系关系关系在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了mmolAmmolAmmolAmmolA的同时生成了的同时生成了的同时生成了的同时生成了mmolAmmolAmmolAmmolA 在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了nmolBnmolBnmolBnmolB的同时消耗了的同时消耗了的同时消耗了的同时消耗了pmol
5、CpmolCpmolCpmolC在单位时间内生成了在单位时间内生成了在单位时间内生成了在单位时间内生成了nmolBnmolBnmolBnmolB的的的的同时消耗了同时消耗了同时消耗了同时消耗了qmolD(qmolD(qmolD(qmolD(均指均指均指均指逆逆逆逆)(A)(A)(A)(A)(B)(B)(B)(B)(C)(C)(C)(C)(D)(D)(D)(D)=m =m =m =m n n n n p p p p q q q q正正正正不一定等于不一定等于不一定等于不一定等于逆逆逆逆判断化学平衡状态的标志判断化学平衡状态的标志平衡平衡平衡平衡不一定不一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡第7页/共6
6、3页项目项目项目项目mA(g)+nB(g)mA(g)+nB(g)mA(g)+nB(g)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)pC(g)+qD(g)pC(g)+qD(g)pC(g)+qD(g)是否是否是否是否平衡平衡平衡平衡压强压强压强压强 当当当当 m m m m+n p+q n p+q n p+q n p+q 时,总压力一时,总压力一时,总压力一时,总压力一定定定定 (其它条件一定其它条件一定其它条件一定其它条件一定)当当当当 m m m m+n=p+q n=p+q n=p+q n=p+q 时,总压力一时,总压力一时,总压力一时,总压力一定定定定(其它条件一定其它条件一定其它条件一定其
7、它条件一定)混合气混合气混合气混合气体的平体的平体的平体的平均相对均相对均相对均相对分子质分子质分子质分子质量量量量(M)(M)(M)(M)当当当当 m m m m+n p+q n p+q n p+q n p+q 时,时,时,时,M M M M一定一定一定一定当当当当 m m m m+n=p+q n=p+q n=p+q n=p+q 时,时,时,时,M M M M一定一定一定一定判断化学平衡状态的标志判断化学平衡状态的标志平衡平衡不一定不一定平衡平衡平衡平衡不一定不一定平衡平衡第8页/共63页项目项目注意化学反应的特点注意化学反应的特点是否平衡是否平衡密度密度()C(s)+COC(s)+CO2
8、2(g)(g)2CO(g)2CO(g)(一定一定)N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)(g)2NH 2NH3 3(g)(g)(一定一定)H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)(g)2HI(g)2HI(g)(一定一定)判断化学平衡状态的方法标志判断化学平衡状态的方法标志不一定不一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡第9页/共63页判断化学反应是否达到平衡的依据判断化学反应是否达到平衡的依据 (小结)(小结)正=逆不再随时间变化而变化。体系中各组分的浓度、体积分数、物质的量分数、转化率等保持不变。对同一物质而言,断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。对有颜
9、色的物质参加或生成的可逆反应,体系颜色不再随时间发生变化。第10页/共63页对反应前后气体分子数不等的可逆反应,压强、气体平均分子质量及反应体系总的物质的量不随时间发生变化。但要注意,若反应前后气体分子数相等的可逆反应,就不能再看压强、密度、气体平均分子质量或反应体系总的物质的量,因为它们从反应开始到结束始终是一个定值。第11页/共63页例题例题1、反应A2(g)+B2(g)2AB(g)在一定温度下,达平衡的标志是()CA、单位时间内生成nmolA2同时生成nmolABB、容器内总压强不随时间变化而变化C、单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2D、单位时间内生成nmolA2同时生成n
10、molB2E、A2、B2、AB的分子数之比为1:1:2第12页/共63页2、下列说法中,可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡的是:()A、1个键断裂的同时有3个HH键形成B、1个键断裂的同时有3个HH键断裂C、1个键断裂的同时有6个NH键断裂D、1个键断裂的同时有6个NH键形成N NA、C3、反应2SO2+O22SO3达平衡时,再向反应容器中充入含O的O2,经过一段时间后,O存在于()中。SO2、O2、SO3N NN NN N第13页/共63页二、化学平衡常数二、化学平衡常数1 1、化学平衡常数表达式:、化学平衡常数表达式:对于反应aA+bBcC+dD化学平衡常数表达式:注:以上浓度均指平
11、衡时浓度,且以上物质不是固态和纯液态。第14页/共63页4 4、例题例题3 3、影响因素:、影响因素:只与温度有关,与其它条件无关。因此说明K时需指明温度。2、意义:意义:K K越大,说明反应进行的程度越大,反应物的转化率越大。第15页/共63页对于反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)有甲乙丙丁四人以不同的途径投入反应,已知开始浓度和平衡时浓度如下:800催化剂C(CO)C(H2O)C(CO2)C(H2)开始开始C(CO)C(H2O)C(CO2)C(H2)平衡平衡甲甲乙乙丙丙丁丁0.01 0.01 0 0 0 0 0.02 0.01 0.025 0.030 0.0075 0.
12、0075 0.01 0.03 0 0 0.005 0.005 0.005 0.005 0.0067 0.0067 0.0133 0.0033 0.0021 0.0296 0.0079 0.0079 0.0025 0.0225 0.0075 0.0075根据以上数据,求K。第16页/共63页通过计算,以上四种情况,K1。应用:已知一个反应的化学平衡常数可用来计算平衡时各物质的浓度;化学平衡常数还可以帮助我们理解一些有关平衡移动的问题。第17页/共63页三、有关化学平衡的计算三、有关化学平衡的计算反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度其中,各物质的转化浓度之比等于
13、它们在化学方程式中的化学计量数之比。1 1、物质浓度的变化关系:、物质浓度的变化关系:2 2、反应物的转化率、反应物的转化率转化率=第18页/共63页3 3、产品的产率、产品的产率产率=4、在密闭容器中有气体参加的可逆反应,、在密闭容器中有气体参加的可逆反应,计算时可能用到的阿伏加德罗定律的计算时可能用到的阿伏加德罗定律的两个结论:两个结论:恒温恒容时:恒温恒容时:P P1 1/P/P2 2=n=n1 1/n/n2 2;恒温恒压时:恒温恒压时:V V1 1/V/V2 2=n=n1 1/n/n2 2第19页/共63页5 5、计算模式:、计算模式:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)C始(
14、mol/L)mn00C转(mol/L)axbxcxdxC平(mol/L)m-axn-bxcxdx6 6、例题:、例题:第20页/共63页例题例题(答案:50%;33.3%;1.33)1、恒温、恒压下,将N2和H2按体积比1:3混合充入一密闭容器中,发生下列反应N2+3H22NH3,达平衡时,测得气体体积为起始气体体积的0.75倍,求:(1)平衡时N2的转化率。(2)平衡时混合气体中NH3的体积分数。(3)平衡时混合气体的相对分子质量与起始气体的相对分子质量之比。第21页/共63页(50%)2、在5L的密闭容器中充入2molA气体和1molB气体,在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)2C(
15、g),达平衡时,在相同温度下,测得容器内混合气体的压强是反应前的5/6倍,则A的转化率是?3、反应2A(g)B(g)+xC(g),在一定条件下达到平衡后,容器内压强增大了W%,A的转化率也为W%,则x值为?(3)第22页/共63页四、化学平衡移动四、化学平衡移动 对一个可逆反应,达到化学平衡状态以后,对一个可逆反应,达到化学平衡状态以后,反应条件反应条件(如温度、压强、浓度等如温度、压强、浓度等)发生改变,发生改变,平衡混合物里各组分的浓度也就随着改变而达平衡混合物里各组分的浓度也就随着改变而达到新的平衡状态,这个过程叫做到新的平衡状态,这个过程叫做化学平衡移动化学平衡移动。化学平衡移动的根本
16、原因:化学平衡移动的根本原因:外界条件改变,引起外界条件改变,引起正正、逆逆发生改变,且:发生改变,且:正正逆逆0 0,造成化学平衡移动。,造成化学平衡移动。第23页/共63页五、影响化学平衡移动的因素五、影响化学平衡移动的因素1 1、浓度:、浓度:在其他条件不变时,增大反应物浓在其他条件不变时,增大反应物浓度或减小生成物浓度都可使化学平衡向正反应度或减小生成物浓度都可使化学平衡向正反应方向移动;反之化学平衡向逆反应方向移动。方向移动;反之化学平衡向逆反应方向移动。第24页/共63页第25页/共63页2 2、压强:、压强:对于反应前后气体总体积发生变化的可逆反应,对于反应前后气体总体积发生变化
17、的可逆反应,在其他条件不变时,增大压强,化学平衡向气体体在其他条件不变时,增大压强,化学平衡向气体体积缩小的方向移动;反之,化学平衡向气体体积增积缩小的方向移动;反之,化学平衡向气体体积增大的方向移动。大的方向移动。N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)(g)2NH2NH3 3(g)(g)第26页/共63页压强对平衡的影响,只考虑对参加反应的气态物质的影响。H2(g)+I2(g)2HI(g)第27页/共63页3 3、温度:、温度:在其他条件不变的情况下,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,降低温度,化学平衡向放热反应方向移动。N2(g)+3H2(g)2NH3(g);H0第28页/共
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