040202化学平衡

1、 化学平衡 化学平衡的概念学习目标： 1、深入理解化学平衡的概念及其特征 (动、等、定、同、变）； 2、学会用图示的方法表示在可逆反应 中，反应物或生成物浓度、反应速率 随时间的变化；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溶质固体溶质溶液中的溶质溶液中的溶质溶解溶解结晶结晶 在一定条件下，在一定条件下，2mol SO2与与1mol O2反应能否得到反应能否得到2mol SO3？1、可逆反应是在同一条件下、可逆反应是在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行能同时向正、逆两个方向进行的反应；的反应；2、可逆反应不能进行到底，、可逆反应不能进行到底，因而对于任何一个可逆反应都因而对于任何

2、一个可逆反应都存在一个反应进行到什么程度存在一个反应进行到什么程度的问题。的问题。 可逆反应可逆反应2NO2 N2O4 红综色红综色 无色无色 化学平衡化学平衡一、一、 化学平衡的概念和标志：化学平衡的概念和标志：1、 概念：概念：化学平衡状态就是指在一定条件下的可逆反化学平衡状态就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组成成分的含量保持不变的状态。中各组成成分的含量保持不变的状态。2、 标志：（本质）标志：（本质）a）正正=逆逆；b）反应混合物中各组成成分的含量不变。反应混合物中各组成成分的含量不变。 二、化学平衡状态

3、的特征：二、化学平衡状态的特征： “动动”：平衡不是静止的，而是反应仍：平衡不是静止的，而是反应仍 在继续，是动态平衡；在继续，是动态平衡； “等等”：正正=逆逆 “定定”：反应混合物中各组成成分含量：反应混合物中各组成成分含量 不变；不变； “同同”：无论反应从正反应开始，还是从：无论反应从正反应开始，还是从逆反应开始，只要外界条件不变，且起始的物逆反应开始，只要外界条件不变，且起始的物质的量相当，达到的平衡状态是相同的；质的量相当，达到的平衡状态是相同的； “变变”：平衡是短暂的、相对的，一定条：平衡是短暂的、相对的，一定条件下的平衡，如果条件改变时，原平衡就被破件下的平衡，如果条件改变时

4、，原平衡就被破坏，在新条件下，达到新的平衡。坏，在新条件下，达到新的平衡。A 单位时间内生成单位时间内生成n mol H2，同时生成，同时生成 n mol I2；B 容器内气体的总压强不随时间变化；容器内气体的总压强不随时间变化；C 单位时间内生成单位时间内生成2n mol HI，同时生成，同时生成 n mol 2；D HI正方向正方向=2I2逆方向逆方向练习：1、在一定温度下H2（g）+I2 （g） 2HI（g），达到平衡的标志是：（ ）CD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：正正=逆逆是达到平衡状态的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

5、；本质，各组成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，：条件改变时，正正逆逆，平衡，平衡被打破，被打破， 外界条件一定时，外界条件一定时，正正=逆逆，平衡建立，平衡建立。2、将、将0.02 mol CO与与0.02 mol 水蒸气在水蒸气在2L 密闭密闭 容器里加热至容器里加热至1200经经2 min达到平衡，生成达到平衡，生成CO2和和H2，已知，已知（CO）=0.03 mol/（L.min）,求求平衡时各物质的浓度和平衡时各物质的浓度和CO的转

6、化率。的转化率。 析：析：C（CO）=（CO）t =0.03 mol/（L.min)2min =0.06 mol/L =C/C（始）（始）100 =0.06/0.01100=60）练习： 三、影响化学平衡状态的因素：三、影响化学平衡状态的因素： Cr2O72-（橙色橙色）+H2O（气）（气） CrO42-（黄色黄色）+2H+滴加滴加310滴滴浓硫酸浓硫酸滴加滴加1020滴滴NaOH2NO2（红棕色红棕色） N2O4（无色）（无色）H=-56.9kJ/mol热水热水冰水冰水改变影响平衡的一个条件改变影响平衡的一个条件化学平衡移动方向化学平衡移动方向化学平衡移动结化学平衡移动结果果浓度浓度增大反应

7、物浓度增大反应物浓度向向正反应方向正反应方向移动移动反应物浓度反应物浓度减小减小减小反应物浓度减小反应物浓度向向逆反应方向逆反应方向移动移动反应物浓度反应物浓度增大增大增大生成物浓度增大生成物浓度向向逆反应方向逆反应方向移动移动生成物浓度生成物浓度减小减小减小生成物浓度减小生成物浓度向向正反应方向正反应方向移动移动生成物浓度生成物浓度增大增大压强压强增大体系压强增大体系压强向向气体体积减小气体体积减小的反的反应方向移动应方向移动体系压强体系压强减小减小减小体系压强减小体系压强向向气体体积增大气体体积增大的反的反应方向移动应方向移动体系压强体系压强增大增大温度温度升高温度升高温度向向吸热反应方向

8、吸热反应方向移动移动体系温度体系温度降低降低降低温度降低温度向向放热反应方向放热反应方向移动移动体系温度体系温度升高升高催化剂催化剂 由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是等同的，所以平衡不移动。但应注意，虽然催化剂不使化等同的，所以平衡不移动。但应注意，虽然催化剂不使化学平衡移动，但使用催化剂可影响可逆反应达平衡的时间。学平衡移动，但使用催化剂可影响可逆反应达平衡的时间。 影响化学平衡的条件小结影响化学平衡的条件小结 勒沙持列原理：勒沙持列原理： 如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度）

9、平衡就向能够压强、温度）平衡就向能够减弱减弱这种这种改变改变的方的方向移动。这就是向移动。这就是勒沙特列原理勒沙特列原理。 其中包含：其中包含： 影响平衡的因素只有影响平衡的因素只有浓度浓度、压强压强、温度温度三种；三种； 原理的适用范围是原理的适用范围是只有一项条件变化只有一项条件变化的的情况情况（温度或压强或一种物质的浓度），当多（温度或压强或一种物质的浓度），当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂；项条件同时发生变化时，情况比较复杂； 平衡移动的结果平衡移动的结果只能减弱只能减弱（不可能抵消不可能抵消）外界条件的变化。外界条件的变化。平衡移动平衡移动就是一个就是一个“平衡状态平衡状态不平

10、衡状态不平衡状态新的平新的平衡状态衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变后，可能发生平衡移动。可总结如下：后，可能发生平衡移动。可总结如下：CO1L1L0.01molH20.01molT01L1200CO2H2CO0.006molH2O0.006mol0.004mol0.004molT2CO+H2O（气）（气） CO2+H2 催化剂1200CO21L0.01molH20.01molT0AB等效平衡等效平衡 相同条件下，同一可逆反应体系，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，达到平衡时，任何相同物质的含量含量(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同的

11、化学平衡互称等效平衡。 化学平衡状态的建立化学平衡状态的建立 2SO2+O2 2 SO3 SO2 2mol O2 1mol SO3 0mol SO2 0mol O2 0mol SO3 2mol SO2 1mol O2 0.5mol SO3 1mol SO2 0.5mol O2 0.25mol SO3 1.5mol SO2 1.2mol O2 0.6mol SO3 0.8mol 平衡状态平衡状态T、V不变不变H2（g）+I2 （g） 2HI（g） I2 1mol H2 1mol HI 0mol 同一平衡同一平衡 状态状态平衡状态平衡状态T、V不变不变 I2 0mol H2 0mol HI 2mo

12、l I2 2mol H2 2mol HI 0mol I2 0mol H2 0mol HI 4mol 四种情况中四种情况中达到平衡后，达到平衡后，I2、H2、HI的组成百的组成百分比是一定相同分比是一定相同的。的。 2SO2+O2 2 SO3 A、B两容器中两容器中SO2 （O2 、 SO3 ）百分比）百分比组成是相等的。组成是相等的。同一平衡状态同一平衡状态T、P不变不变 SO2 2mol O2 1mol SO3 0mol SO2 4mol O2 2mol SO3 0mol 或或 SO2 0mol O2 0mol SO3 4mol 在一定条件下在一定条件下( (恒温恒容或恒温恒压恒温恒容或恒温

13、恒压) )，对同一可逆反应，对同一可逆反应，起始时加入物质的物质的量不同，达平衡时的状态规律如下起始时加入物质的物质的量不同，达平衡时的状态规律如下表：表：条件等效条件结果恒温恒容(n(g)0)投料换算成相同物质表示时量相同量相同两次平衡时各组分百分量、n、c均相同恒温恒容(n(g)=0)投料换算成相同物质表示时等比例等比例两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化恒温恒压投料换算成相同物质表示时等比例等比例两次平衡时各组分百分量、c相同，n同比例变化即：对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应而言，恒容容器中要想达到同一平衡状态，投料量必须相同；恒压容器中要想达到同一平衡状态，投料量可以不同

14、，但投入的比例得相同。 在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应2A(g)B(g) 2C(g)，达到平衡时，C的物质的量浓度为K mol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质： A4 molA+2 molB B2 molA+1 molB+2 molC C2 molC+1 molB D2 molC E1 molA+0.5 molB+1 molC 达到平衡后，C的物质的量浓度仍是K mol/L的是 （ ）DE一、恒温恒容(定T、V)的等效平衡1在定T、V条件下，对于反应前后气体体积改变的反应：若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右

15、两边同一边物质的物质的量与原平衡相同相同，则二平衡等效，则二平衡等效。2在定T、V条件下，对于反应前后气体体积不变的反应：只要反应物(或生成物)的物质的量的比例比例与原平与原平衡相同，则二平衡等效。衡相同，则二平衡等效。二、恒温恒压(定T、P)的等效平衡在定T、P条件下：若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量之比相同。三、三、 化学平衡常数：化学平衡常数：化学平衡常数化学平衡常数K表示反应进行的程度表示反应进行的程度（1）K值越大，表示反应进行的程度越大，反值越大，表示反应进行的程度越大，反应物转化率也越大。应物转化率也越大。（2）K值不随浓

16、度的改变而改变，但随着温度值不随浓度的改变而改变，但随着温度的改变而改变。的改变而改变。 书写平衡常数应注意的几个问题：书写平衡常数应注意的几个问题：由于固体浓度为一常数，所以在平衡由于固体浓度为一常数，所以在平衡常数表达式中不再写出。常数表达式中不再写出。由于水的物质的量浓度为一常数（由于水的物质的量浓度为一常数（55.6 molL1），因平衡常数已归并，书写时），因平衡常数已归并，书写时不必写出。不必写出。GOOD BYE!GOOD BYE!CO1L1L1L0.01molH20.01mol1200CO2H2CO0.006molH2O0.006mol0.004mol0.004molT0T2CO+H2O（气）（气） CO2+H2 催化剂1200A 画出反应物或生成物浓度随时间变化情况曲线（分别作图）：C(mol/L)时间时间t0t1t2t3t4t50.0080.0060.010.0040.002CO2 H2 COH2O 画反应速率随时间变化情况曲线: 时间时间t0t1t2t3t4t