第三节化学平衡
1、定义:
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率相等, 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状 态。 前提:可逆反应
强 调 三 点
实质:正反应速率=逆反应速率 标志:反应混合物中各组分的
浓度保持不变的状态
2、化学平衡状态的特征
可逆反应; (1)逆:
(2)等: 正反应速率=逆反应速率
A.混合气体的压强
C.B的物质的量浓度
D.气体的总物质的量
【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:①C的生成 速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB ③A、B、C的浓度不再变化 ④A、B、C的分压强不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化
B. 单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolB
C. A、B、C的浓度不再变化
D. A、B、C的分子数比为1:3:2
【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 B 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
(2)对于反应前后气体物质的分子数 相等的可逆反应:
(H2+I2(g)
2HI),不能用此标志
判断平衡是否到达,因为在此反应过 程中,气体的总压、总体积、总物质
的量都不随时间的改变而改变。
判断可逆反应达到平衡状态?
重要题型:
【例1】 在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)达到平衡的标志是 ( AC ) A. C的生成速率与C分解的速率相等
(2)反应混合物中各组成成分的含 量保持不变(外部表现):
① 各组成成分的质量、物质的量、分子数、 体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。 ② 各组成成分的质量分数、物质的量分数、 气体的体积分数均保持不变。 ③ 若反应前后的物质都有气体,且总体积不 等,则气体的总物质的量、总压强(恒温、恒 容)、平均摩尔质量、混合气体的密度(恒温、 恒压)均保持不变。 ④ 反应物的转化率、产物的产率保持不变。
第二章 化学反应速率与化学平衡
第三节化学平衡
第一课时
复习
影响化学反应速率的四大因素
浓度、压强、温度、催化剂
此外还有光、超声波、激 光、放射性、电磁波、反应物 的颗粒的大小、扩散速率、溶 剂效应等也影响了反应速率。
试将外界条件对反应速率的影响结果填入下表:
影响 结果 单位体积内 分子 总数 活化分 子数 活化分子 百分数 有效 化学反应 碰撞 的速率 次数
外界 条件改变
用正催化剂
一、可逆反应
在同一条件下,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,叫 做可逆反应. NH3+H2O NH3· H2O
注意:可逆反应总是不能进行到底, 得到的总是反应物与生成物的混合物
二、化学平衡状态
1、溶解平衡状态 在一定温度下的饱和溶液中:
c(CO) 、c(H2O)逐渐减小,正反应速率逐渐减小, c(CO2) 、c(H2)逐渐增大,逆反应速率逐渐增大
进行到一定程度,总有那么一刻,正反应速 率和逆反应速率相等,则各物质的浓度将____
速 率
正反应 速率 逆反应 速率
相等
时间
这时,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 天要重点研究的重要概念—化学平衡状态
②⑧
⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB
⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
思 考与练 习
在固定体积的的密闭容器中发生反应: 2NO2 2NO + O2 该反应达到平衡的标志是:
(1)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 (
总之:
对于不同类型的可逆反应,某 一物理量不变是否可作为平衡已到达
的标志,取决于该物理量在反应过程
中是否发生变化。即:能变化的量保 持不变则达平衡。
如:
(1)对于反应前后的气体物质的分 子总数不相等的可逆反应(2SO2+O2 2SO3)来说,可利用混合气体的 总压、总体积、总物质的量是否随着 时间的改变而改变来判断是否达到平 衡。
(3)混合气体的密度不变 ( ) (4)混合气体的压强不变 ( ) (5)单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成2nmolO2 ( ) (6) O2气体的物质的量浓度不变 ( )
[小结]化学平衡状态的标志:
•
(1)υ正 = υ逆 (本质特征)
① 同一种物质:该物质的生成速率等于它的 消耗速率。 ② 不同的物质:速率之比等于方程式中各物 质的计量数之比,但必须是不同方向的速率。
(3)动: 动态平衡(正逆反应仍在进行)
(4)定:反应混合物中各组分的浓度保持不变,
各组分的含量一定。
(5)变: 条件改变,原平衡被破坏,在新的条
件下建立新的平衡。
(6)同:条件相同,某一可逆反应无论是从正反
应开始还是从逆反应开始,最终均可达 到同一平衡状态。
3、可逆反应达到化学平衡状态的标志
(1)直接标志: 正反应速率等于逆反应速率 (2)间接标志: ①各组分的质量、物质的量、浓度不随时间而改变 ②各组分的百分含量不随时间而改变 ③若反应前后都有气体且系数不等,则气体的总物 质的量、总压强(恒温恒容)、平均分子量、密度 (恒温恒压)不随时间而改变
【例3】下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是( AC ) A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成 B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂
C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂 D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成
【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) 态的是 2C(气)+D(气)已达平衡状 ( BC ) B.混合气体的密度
溶解
固体溶质
结晶
溶液中的溶质
若:溶解速率 = 结晶速率
则:达到溶解平衡状态(一种动态平衡)
那么,可逆反应的情况又怎样呢?
在容积为1L的密闭容器里,加0.01molCO和 0.01molH2O(g),CO+H2O CO2+H2
开始时c(CO) 、c(H2O)最大,c(CO2) 、c(H2)=0
随着反应的进行,