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1、第三节 化学平衡第二章第二章 化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡20世纪初最惊心动魄的化学反应莫过于世纪初最惊心动魄的化学反应莫过于合成氨,当时合成氨反应对世界的震撼合成氨,当时合成氨反应对世界的震撼力不亚于现今的力不亚于现今的“超导材料超导材料”和和“碳碳60”。人们将合成氨反应的研究称为。人们将合成氨反应的研究称为“世世界第一反应界第一反应”。快速合成氨的同时如何。快速合成氨的同时如何尽可能多地生产出氨气呢?你了解反应尽可能多地生产出氨气呢?你了解反应限度吗?限度吗?思考:思考:1 1、什么是可逆反应?、什么是可逆反应? 在在同一条件同一条件下下, ,既能向既能向正反应正反应方向
2、进行方向进行, ,同同时又能向时又能向逆反应逆反应方向进行的反应方向进行的反应, ,叫做可逆反应叫做可逆反应. .NH3H2ONH3H2O 注意:可逆反应总是不能进行到底,得到的注意: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总是反应物与生成物的混合物思考题思考题12H2O2 = 2H2O与与2H2O = 2H2O2;二次电池的放电与充电,它们属于可逆反应二次电池的放电与充电,它们属于可逆反应吗?吗?答案答案因两个过程的反应条件不同,故均因两个过程的反应条件不同,故均不是可逆反应。不是可逆反应。解惑解惑可逆反应的特点可逆反应的特点1绝大多数化学反应都有一定的可逆性,但有些反应可
3、逆绝大多数化学反应都有一定的可逆性,但有些反应可逆性小,可视为性小,可视为“不可逆不可逆”。2向相反的方向进行的两个化学反应,在向相反的方向进行的两个化学反应,在相同条件相同条件下同时下同时进行、共存,两个化学反应构成一个对立的统一体。在进行、共存,两个化学反应构成一个对立的统一体。在不同条件不同条件下能向两个方向进行的反应不能称作可逆反应。例如下能向两个方向进行的反应不能称作可逆反应。例如CO2和和H2O在植物体中通过光合作用合成糖与糖在人体内氧化生成在植物体中通过光合作用合成糖与糖在人体内氧化生成CO2和和H2O就不是可逆反应。就不是可逆反应。3书写可逆反应的化学方程式时书写可逆反应的化学
4、方程式时,应用应用“ ”,“ ”两两边的物质互为反应物、生成物。通常将从左向右的反应称为正反边的物质互为反应物、生成物。通常将从左向右的反应称为正反应,从右向左的反应称为逆反应。应,从右向左的反应称为逆反应。4在反应体系中,与化学反应有关的各种物质共存,即反在反应体系中,与化学反应有关的各种物质共存,即反应物不能全部转化为生成物,生成物也不能全部转化为反应物。应物不能全部转化为生成物,生成物也不能全部转化为反应物。思考:思考:2、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,不能再溶在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液,叫做解某种溶质的溶液,叫做这种溶
5、质的饱和溶液。这种溶质的饱和溶液。 饱和溶液中溶质的溶解过程饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗?完全停止了吗? 没有!没有!以蔗糖溶解于水为例,蔗糖分子离开以蔗糖溶解于水为例,蔗糖分子离开蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。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那么,可逆反应的情况又怎样呢?呢?开始时开始时c(CO) 、c(H2O)最大最大,c(CO2) 、c(H2)
6、=0 随着反应的进行,随着反应的进行,正反应速率正反应速率逐渐逐渐减小减小,逆逆反应速率反应速率逐渐逐渐增大增大c(CO2) 、c(H2)逐渐增大逐渐增大 进行到一定程度,总有那么一刻,正反应速进行到一定程度,总有那么一刻,正反应速率和逆反应速率的大小不再变化率和逆反应速率的大小不再变化 在容积为在容积为1L的密闭容器里,加的密闭容器里,加0.01molCO和和0.01molH2O(g),COH2O CO2H2c(CO) 、c(H2O)逐渐减小逐渐减小正反应速率正反应速率= =逆反应速率逆反应速率正反应正反应速率速率逆反应逆反应速率速率相等相等时时间间速速率率这时,反应仍在进行,但是四种物质的
7、浓度均保这时,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研究的重要概念化学平衡状态化学平衡状态3、化学平衡的建立、化学平衡的建立以可逆反应:以可逆反应:mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)为例为例(反反应过程中的热量变化忽略不计应过程中的热量变化忽略不计),若开始只有反应物,没有生,若开始只有反应物,没有生成物,此时成物,此时A和和B的浓度最大,因而正反应速率最大;而的浓度最大,因而正反应速率最大;而C和和D起始浓度为零,因而逆反应速率为零。随着反应的进行,起始浓度为零,因而逆反应速率为零。随着反
8、应的进行,反应物不断减少,生成物不断增多,反应物不断减少,生成物不断增多,v(正正)越来越小,越来越小,v(逆逆)越越来越大,反应进行到某一时刻,来越大,反应进行到某一时刻,v(正正)v(逆逆),这时就达到了,这时就达到了化学平衡。化学平衡。同理,若开始只有生成物,没有反应物,一段时间后同同理,若开始只有生成物,没有反应物,一段时间后同样可以达到平衡,如图所示:样可以达到平衡,如图所示:特别提醒特别提醒一定条件下进行的可逆反应不能进行到底,只能进行到一定条件下进行的可逆反应不能进行到底,只能进行到一定程度后达到化学平衡状态,平衡时各物质的物质的量都一定程度后达到化学平衡状态,平衡时各物质的物质
9、的量都大于零。大于零。一、可逆反应与化学平衡一、可逆反应与化学平衡一个可逆反应在开始进行时,正反应速一个可逆反应在开始进行时,正反应速率率大于大于逆反应速率,随着反应的进行,正反应速逆反应速率,随着反应的进行,正反应速率逐渐率逐渐减慢减慢,逆反应速率逐渐,逆反应速率逐渐加快加快,当反应进行,当反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度反应物的浓度和生成物的浓度不再改变不再改变,达到一,达到一种表面静止的状态,我们称之为种表面静止的状态,我们称之为“化学平衡状化学平衡状态态”,简称,简称化学平衡化学平衡。思考题思考题:可
10、逆反应到达平衡状态后,各物质的浓度保持不可逆反应到达平衡状态后,各物质的浓度保持不变,反应是不是停止了?变,反应是不是停止了?答案答案反应没有停止,化学平衡是一种动态反应没有停止,化学平衡是一种动态平衡,任何一种物质的生成速率等于其分解速平衡,任何一种物质的生成速率等于其分解速率,即正反应速率等于逆反应速率。率,即正反应速率等于逆反应速率。1、定义:、定义: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,正反应速率和逆反应速率相等,反应混应里,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。合物中各组分的浓度保持不变的状态。强强调调三三
11、点点前提条件前提条件:可逆反应可逆反应实质实质:正反应速率正反应速率=逆反应速率逆反应速率标志标志:反应混合物中各组分的反应混合物中各组分的 浓度保持不变的状态浓度保持不变的状态2、化学平衡状态及特征、化学平衡状态及特征化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应,正反应和逆反化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应,正反应和逆反应的速率相等,混合物中各组分的浓度保持不变的状态。该状态应的速率相等,混合物中各组分的浓度保持不变的状态。该状态具有具有“逆逆”、“等等”、“动动”、“定定”、“变变”等特征。等特征。“逆逆”:化学平衡研究的对象是可逆反应。:化学平衡研究的对象是可逆反应。“动动”:平衡时,反
12、应仍在不断地进行,是动态平衡。:平衡时,反应仍在不断地进行,是动态平衡。 “等等”:平衡时,:平衡时,v(正正)v(逆逆)0。 “定定”:平衡时,反应混合物中各组分的浓度保持一定,百:平衡时,反应混合物中各组分的浓度保持一定,百分含量保持一定,但不一定相等。分含量保持一定,但不一定相等。“变变”:外界条件改变时,平衡可能被破坏,并在新的条件:外界条件改变时,平衡可能被破坏,并在新的条件下建立新的化学平衡。下建立新的化学平衡。特别提醒特别提醒前提只能是前提只能是“一定条件一定条件”、只能是、只能是“可逆反应可逆反应”,所以首,所以首先要看清是否为可逆反应。先要看清是否为可逆反应。实质是实质是“v
13、(正正)v(逆逆)0”。标志是标志是“混合物中各组分的浓度保持不变混合物中各组分的浓度保持不变”。可逆反应达到化学平衡状态的标志可逆反应达到化学平衡状态的标志(1)直接标志:直接标志:正反应速率正反应速率等于等于逆反应速率逆反应速率各组分的百分含量不随时间改变而各组分的百分含量不随时间改变而改变改变间接标志:间接标志:各组分的各组分的浓度浓度不随时间改变而改变不随时间改变而改变各物质的各物质的物质的量物质的量不随时间改变而改变不随时间改变而改变各气体的各气体的压强压强不随时间改变而改变不随时间改变而改变气体的气体的颜色颜色不随时间改变而改变不随时间改变而改变【例例】 在一定温度下在一定温度下,
14、 ,可逆反应可逆反应A(A(气气)+3B()+3B(气气) 2C() 2C(气气) )达到平衡的标志是达到平衡的标志是()()A.A.C C的生成速率与的生成速率与C C分解的速率相等分解的速率相等 B.B.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,nmolA,同时生成同时生成3nmolB3nmolBC.C.A A、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.D.A A、B B、C C的分子数比为的分子数比为1:3:21:3:2AC判断可逆反应达到平衡状态?判断可逆反应达到平衡状态?重要题型:重要题型:【例例2 2】 下列说法中可以充分说明反应下列说法中可以充分说明反应: : P(P(气气)
15、+Q()+Q(气气) R() R(气气)+S()+S(气气) , ) , 在恒温下已达平衡状态的是()在恒温下已达平衡状态的是() 反应容器内压强不随时间变化反应容器内压强不随时间变化 B.B.P P和和S S的生成速率相等的生成速率相等C.C.反应容器内反应容器内P P、Q Q、R R、S S四者共存四者共存 D.D.反应容器内总物质的量不随时间而反应容器内总物质的量不随时间而 变化变化B【例例3 3】下列说法可以证明反应下列说法可以证明反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是( )( )ACA.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个H
16、H键形成键形成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键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键形成键形成 【例例4】在一定温度下的恒容容器中在一定温度下的恒容容器中,当下列当下列物理量不再发生变化时物理量不再发生变化时,表明反应表明反应: A(固固)+3B(气气) 2C(气气)+D(气气)已达平衡已达平衡状态的是状态的是 ( )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.B的物质的量浓度的物质的量浓度 D.气体的总物质的气体的总物质的量量BC【例例5】 在一定温
17、度下在一定温度下,下列叙述下列叙述不是不是可逆反应可逆反应A(气气)+3B(气气) 2C(气气)+2D(固固)达到平衡的标达到平衡的标志的是:志的是:C的生成的生成 速率与速率与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amolA,同时生成同时生成3amolB A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化A、B、C的分压强不再变化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amolA,同时生成同时生成 3amolBA、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:2思 考与练 习
18、(1)混合气体的颜色不再改变)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)混合气体的平均相对分子质量不变 ( )(3)混合气体的密度不变)混合气体的密度不变 ( )(4)混合气体的压强不变)混合气体的压强不变 ( )(5)单位时间内消耗)单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成的同时生成2nmolO2 ( ) (6) O2气体的物质的量浓度不变气体的物质的量浓度不变 ( )在固定体积的的密闭容器中发生反应: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:该反应达到平衡的标志是:三、化学反应的限度三、化学反应的限度1化学平衡状态是在给
19、定条件下化学反应化学平衡状态是在给定条件下化学反应所能达到的所能达到的最大程度最大程度,称为化学反应的限度。化,称为化学反应的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下的学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大最大转转化率。化学反应的限度首先决定于反应物的化率。化学反应的限度首先决定于反应物的化学化学性质性质,其次受温度、浓度、压强等条件的影响。,其次受温度、浓度、压强等条件的影响。思考题思考题3对于某一化学反应,化学反应速对于某一化学反应,化学反应速率越大,它所进行的程度也越大吗?率越大,它所进行的程度也越大吗?答案答案化学反应速率大,反应进行的程度不化学反应速率大,反应进行的程度不一定大。
20、对于可逆反应,正反应速率大,逆反应一定大。对于可逆反应,正反应速率大,逆反应速率也大,反应进行的程度就可能较小。速率也大,反应进行的程度就可能较小。2、判断可逆反应达到限度的标志、判断可逆反应达到限度的标志可逆反应达到限度时,可逆反应达到限度时,v(正正)v(逆逆)0,这是化学平衡,这是化学平衡的实质,也是可逆反应达到平衡状态的判断依据,为此可有的实质,也是可逆反应达到平衡状态的判断依据,为此可有如下的判断方法如下的判断方法以以xA(g)yB(g) zC(g)为例为例:1直接判断法直接判断法(1)v(正正)v(逆逆)0,即同一物质的消耗速率与生成速率,即同一物质的消耗速率与生成速率相等。相等。
21、(2)各组分的浓度保持不变。各组分的浓度保持不变。(3)对同一物质而言,断裂与形成化学键的物质的量相对同一物质而言,断裂与形成化学键的物质的量相等。等。(4)任一物质的物质的量、质量保持不变。任一物质的物质的量、质量保持不变。2间接判断法间接判断法(1)各组分的百分含量保持不变。各组分的百分含量保持不变。(2)混合气体的总压强、总体积、总物质的量、平均相对混合气体的总压强、总体积、总物质的量、平均相对分子质量、颜色等不随时间的延长而改变。分子质量、颜色等不随时间的延长而改变。特别提醒特别提醒以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志:志:
22、反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。的化学计量数之比。恒温恒容下体积不变的反应,体系的压强或总物质的恒温恒容下体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如量不再随时间而变化,如2HI(g) I2(g)H2(g)。全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分全是气体参加的体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如子质量不再随时间而变化,如2HI(g)I2(g)H2(g)。全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。变。复习:化学平衡所研究的
23、对象是什么?化学平衡所研究的对象是什么?化学平衡是一种静止的平衡状态吗?化学平衡是一种静止的平衡状态吗?决定可逆反应形成化学平衡状态的因素是什么?决定可逆反应形成化学平衡状态的因素是什么?同一种物质同一种物质vtV正V逆V正=V逆V正V逆如果我们改变一个已经达到平衡状态的可逆反如果我们改变一个已经达到平衡状态的可逆反应的条件,该反应还能继续保持平衡吗?经过应的条件,该反应还能继续保持平衡吗?经过一段时间以后呢?一段时间以后呢?化学平衡的移动化学平衡的移动一定条件下的化学平衡(一定条件下的化学平衡(v v正正 = v= v逆逆)条件改变条件改变原化学平衡被破坏(原化学平衡被破坏(v v正正 v
24、v逆逆)一定时间后一定时间后建立新化学平衡(建立新化学平衡(v v正正 = v = v逆逆)(v v正正 v v逆逆)根据化学反应速率的知识,你认为哪些因根据化学反应速率的知识,你认为哪些因素可以使化学平衡发生移动?素可以使化学平衡发生移动?定义:定义:可逆反应中旧化学平衡的破坏,新化学平衡可逆反应中旧化学平衡的破坏,新化学平衡建立的过程叫做化学平衡的移动。建立的过程叫做化学平衡的移动。一、浓度对化学平衡的影响一、浓度对化学平衡的影响已知铬酸根和重铬酸根离子间存在如下平衡:已知铬酸根和重铬酸根离子间存在如下平衡:2CrO2CrO4 42 22H2H CrCr2 2OO7 72 2H H2 2O
25、O黄色黄色 橙色橙色实验现象实验现象实验结论实验结论实验实验1 1实验实验2 2一、浓度对于化学平衡的影响FeCl3溶液与溶液与KSCN溶液的反应溶液的反应实验中溶液颜色加深说明什么?实验中溶液颜色加深说明什么?从化学反应速率的角度来分析,其原因是什么?从化学反应速率的角度来分析,其原因是什么?用用v-tv-t图来表示上述变化。图来表示上述变化。FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl增大反应物浓度增大反应物浓度V正vtV正V逆V逆V正=V逆结论:增大反应物浓度,化学平衡向结论:增大反应物浓度,化学平衡向正反应正反应方方向移动。向移动。增大生成物浓度增大生成物浓度V逆vtV正
26、V逆V正V正=V逆结论:增大生成物浓度,化学平衡向结论:增大生成物浓度,化学平衡向逆反应逆反应方向方向移动。移动。思考:如果增大生成物的浓度,化学平衡向什么思考:如果增大生成物的浓度,化学平衡向什么方向移动?方向移动?减小生成物浓度减小生成物浓度V正vtV正V逆V逆V正=V逆结论:减小生成物浓度,化学平衡向结论:减小生成物浓度,化学平衡向正反应正反应方向方向移动。移动。思考:如果减小生成物的浓度,化学平衡向什么思考:如果减小生成物的浓度,化学平衡向什么方向移动?方向移动?减小反应物浓度减小反应物浓度V逆vtV正V逆V正V正=V逆结论:减小生成物浓度,化学平衡向逆反应方向结论:减小生成物浓度,化
27、学平衡向逆反应方向移动。移动。思考:如果减小反应物的浓度,化学平衡向什么思考:如果减小反应物的浓度,化学平衡向什么方向移动?方向移动? 总结:总结:增大反应物浓度增大反应物浓度减小生成物浓度减小生成物浓度增大生成物浓度增大生成物浓度减小反应物浓度减小反应物浓度化学平衡向逆反应方向移动化学平衡向逆反应方向移动化学平衡向正反应方向移动化学平衡向正反应方向移动思考:化学平衡的移动能完全抵消浓度改变给思考:化学平衡的移动能完全抵消浓度改变给可逆反应所带来的影响吗?可逆反应所带来的影响吗?总的来说:总的来说: 化学平衡的移动能化学平衡的移动能削弱削弱浓度改变给可逆反应浓度改变给可逆反应所带来的影响,但并
28、不能完全所带来的影响,但并不能完全抵消抵消。压强压强/MPH3/%2.09.216.435.553.669.4结果增大压强,氨气含量增加,平衡向右移动结果增大压强,氨气含量增加,平衡向右移动450时时N2与与H2反应生成反应生成NH3的实验数据的实验数据N2 + 3H2 2NH3 0.10.51.01026.314.210.54.6增大压强增大压强V?vtV正V逆V?V正=V逆减小压强减小压强V?vtV正V逆V?V正=V逆结论:减小压强,化学平衡向体积增大(即气体结论:减小压强,化学平衡向体积增大(即气体分子数增大)的方向移动。分子数增大)的方向移动。思考:如果减小压
29、强化学平衡向什么方向移动?思考:如果减小压强化学平衡向什么方向移动? 总结:总结:增大压强增大压强减小压强减小压强化学平衡向体积增大的方向移动化学平衡向体积增大的方向移动化学平衡向体积减小的方向移动化学平衡向体积减小的方向移动总的来说:总的来说: 化学平衡的移动能化学平衡的移动能削弱削弱压强改变给可逆压强改变给可逆反应所带来的影响,但并不能完全反应所带来的影响,但并不能完全抵消抵消。练习:练习:可逆反应可逆反应H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g)在一定条件下达到平衡状态,改变下列条在一定条件下达到平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动?件,能否引起平衡移动?CO的浓度有何变
30、化?的浓度有何变化?增大水蒸气浓度增大水蒸气浓度 加入更多的碳加入更多的碳 增加增加H2浓度浓度平衡正向移动,平衡正向移动,CO浓度增大浓度增大平衡不移动,平衡不移动,CO浓度不变浓度不变平衡逆向移动,平衡逆向移动,CO浓度减小浓度减小小结:增加固体或纯液体的量不能改变其浓度,也小结:增加固体或纯液体的量不能改变其浓度,也不能改变速率,所以不能改变速率,所以V V(正正)仍等于仍等于V V(逆逆),平衡不移动。,平衡不移动。2 2根据图根据图2 22121的数据,的数据,分析分析温度改温度改变变是如何影是如何影响合成氨的响合成氨的平衡的平衡的? ?N N2 23H3H2 2 2NH 2NH3
31、3 00三、温度对化学平衡的影响三、温度对化学平衡的影响三、温度对化学平衡的影响三、温度对化学平衡的影响2NO2NO2 2 N N2 2O O4 4 00红棕色红棕色 无色无色升高温度升高温度V?vtV正V逆V?V正=V逆结论:升高温度,化学平衡向吸热的方向移动。结论:升高温度,化学平衡向吸热的方向移动。降低温度降低温度V?vtV正V逆V?V正=V逆结论:降低温度,化学平衡向放热的方向移动。结论:降低温度,化学平衡向放热的方向移动。思考:如果降低温度化学平衡向什么方向移动?思考:如果降低温度化学平衡向什么方向移动? 总结:总结:升高温度升高温度降低温度降低温度化学平衡向放热的方向移动化学平衡向
32、放热的方向移动化学平衡向吸热的方向移动化学平衡向吸热的方向移动总的来说:化学平衡的移动能总的来说:化学平衡的移动能削弱削弱温度改变给可温度改变给可逆反应所带来的影响,但并不能完全逆反应所带来的影响,但并不能完全抵消抵消。四、催化剂对化学平衡的影响四、催化剂对化学平衡的影响 催化剂降低了反应的活催化剂降低了反应的活化能,正反应的活化能降低,化能,正反应的活化能降低,逆反应的活化能也降低,正逆反应的活化能也降低,正反应的活化分子百分数增加反应的活化分子百分数增加几倍,逆反应的活化分子百几倍,逆反应的活化分子百分数也增加几倍,正逆反应分数也增加几倍,正逆反应速率增加的倍数相等,加催速率增加的倍数相等
33、,加催化剂,不能使平衡发生移动,化剂,不能使平衡发生移动,只影响到达平衡的时间。只影响到达平衡的时间。 N N2 2(g)(g)3H3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g) 92.4kJmol92.4kJmol1 1已知已知N N2 2与与H H2 2反应合成反应合成NHNH3 3是一个可逆是一个可逆反应,其热化学方程式为:反应,其热化学方程式为: 合成氨的工艺流程如图合成氨的工艺流程如图2 22424所示。在工业生产中,可以通过以所示。在工业生产中,可以通过以下途径来提高合成氨的产率。请利下途径来提高合成氨的产率。请利用有关知识分析采取这些措施的原用有关知识分析采取这些措施的
34、原因。因。 1 1向反应器中注入过量向反应器中注入过量N N2 2。 2 2采用适当的催化剂。采用适当的催化剂。 3 3在高压下进行反应。在高压下进行反应。 4 4在较高温度下进行反应。在较高温度下进行反应。思考并完成下列表格思考并完成下列表格 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) (正反应为放热反应)(正反应为放热反应) 条件的改变条件的改变平衡移动的方向平衡移动的方向新平衡建立时新平衡建立时具具体体增大增大O2的浓度的浓度减小减小SO3的浓度的浓度增大压强增大压强升高温度升高温度抽抽象象改变一个条件改变一个条件向右,即向右,即O2浓度浓度减小的方向减小的方向向右,即向右,即SO3
35、浓浓度增大的方向度增大的方向SO3浓度较原浓度较原平衡平衡小小O2浓度较原平衡浓度较原平衡大大减弱这种改变减弱这种改变向左,即温度降向左,即温度降低的方向低的方向向右,即压强减向右,即压强减小方向小方向不能不能抵消这种抵消这种改变改变平衡温度比旧平衡温度比旧平衡平衡高高总压强比原平总压强比原平衡衡大大(法国)勒夏特列原理法国)勒夏特列原理(平衡移动原理)平衡移动原理)如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够度等),平衡就向能够减弱减弱这种改变的方向移动。这种改变的方向移动。1、适用范围、适用范围:适用于任何动态平衡体系(如:溶
36、解适用于任何动态平衡体系(如:溶解平衡、电离平衡等),未平衡状态不平衡、电离平衡等),未平衡状态不能用此来分析。能用此来分析。2、适用条件、适用条件: 一个能一个能影响化学平衡的外界条件的变化影响化学平衡的外界条件的变化3、平衡移动的结果是、平衡移动的结果是“减弱减弱”外界条件的影响,而外界条件的影响,而不能消除不能消除外界条件的影响。外界条件的影响。2NO2 N2O4 + Q1、已知NO2能形成二聚分子现在要测定NO2的相对分子质量,应采用的适宜条件为( )A、高温低压 B、低温高压C、低温低压 D、高温高压A2、反应 2A 2B + E - Q达到平衡时,要使反应向正反应方向移动,应采用的
37、措施是( )A、加压 B、减压C、加入正催化剂 D、升温BD3、反应 2A 2B + E - Q达到平衡时,要使正反应速率下降,A的浓度增大,应采用的措施是( ) A、加压 B、减压 C、减小E的浓度 D、降温DV正vtV正V逆V逆V正=V逆4、有反应 aA + bB cC + dD 其中反应物与生成物均为气体,达到平衡后其他条件不变,改变压强,则下图适合哪种情况( )A、a+bc+d,加压C、a+bc+d,减压B一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:一定量的混合气体在密闭容器中发生反应: m A (g) + n B (g) p C (g)达到平衡后,温度不变,将气体体积缩小到原来的达到平衡后
38、,温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2但达到平衡时,但达到平衡时,C的浓度为原来的的浓度为原来的1.8倍,则下列说法倍,则下列说法正确的是正确的是 A、m + n pB、A 的转化率降低的转化率降低C、平衡向正反应方向移动、平衡向正反应方向移动D、C的体积分数增加的体积分数增加( B )练习练习已知在氨水中存在下列平衡:已知在氨水中存在下列平衡:NH3 + H2O NH3 H2O NH4+ + OH- (1)、向氨水中加入、向氨水中加入MgCl2固体,平衡向固体,平衡向 移动,移动, OH-浓度浓度 ,NH4+浓度浓度 。(2)、向氨水中加入浓盐酸,平衡向、向氨水中加入浓盐酸,平衡向 移动,
39、移动, 此时溶液中浓度减小的粒子有此时溶液中浓度减小的粒子有 。(3)、向氨水中加入少量、向氨水中加入少量NaOH固体,固体, 平衡向平衡向 移动,移动, 此时发生的现象是此时发生的现象是 。正反应方向正反应方向减小减小增大增大正反应方向正反应方向OH-、NH3H2O、NH3逆反应方向逆反应方向有气体放出有气体放出N2 + 3 H2 2NH3 H=-QkJ/mol 该反应在一定条件下是不可能进行完全的,即存该反应在一定条件下是不可能进行完全的,即存在一定的限度,而反应的限度的大小对于生产和生活在一定的限度,而反应的限度的大小对于生产和生活实际有着直接影响。因此仅研究化学反应的方向是不实际有着直
40、接影响。因此仅研究化学反应的方向是不够的,还需要关注化学反应的限度问题。怎样定量描够的,还需要关注化学反应的限度问题。怎样定量描述化学反应的限度呢?化学反应中反应物的转化率受述化学反应的限度呢?化学反应中反应物的转化率受到哪些因素的影响?到哪些因素的影响? 什么叫化学平衡状态?化学平衡有哪些特点?什么叫化学平衡状态?化学平衡有哪些特点? 在研究了大量实验的基础上,人们发现可以用化在研究了大量实验的基础上,人们发现可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度。学平衡常数来定量描述化学反应的限度。一、化学平衡常数一、化学平衡常数 平衡常数的推导平衡常数的推导序序号号起始时浓度起始时浓度mol/L69
41、8.6K平衡时浓度平衡时浓度mol/L698.6K平衡时平衡时c0 (H2)c0(I2)c0 (HI)cH2cI2cHI10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g) + H2(g) 2HI(g)54.554.654.4554.33根据表中的数据计算出平衡时根据表中的数据计算出平衡时 的值,并分析其中规律。的值,并分析其中规律。c
42、 (HI)2c(H2) c(I2) 2c (HI)c(H2) c(I2) 其它平衡体系的数据进行分析,都有类似的关系。其它平衡体系的数据进行分析,都有类似的关系。 对于反应对于反应: mA + nB pC + qD 在一定温度时,当一个可逆反应达到化学平衡时,在一定温度时,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物平生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数,衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数,这个常数这个常数就是该反应的就是该反应的化学平衡常数化学平衡常数简称简称平衡常数。用平衡常数。用“K”表示。表示。c (C) c (D) pqc (A) c (B) m
43、nK=通过分析实验数据得出:通过分析实验数据得出:(1)温度不变温度不变时,时, 为常数为常数 用用K表示表示,K = 54.5;(2)常数常数K与与反应的反应的起始浓度大小起始浓度大小无关;无关;(3)常数常数K与与正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的正向建立还是逆向建立平衡无关即与平衡建立的过程无关。过程无关。2c (HI)c(H2) c(I2) 1.1.定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,衡时,生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值生成物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值是一个常数,是一个常数,这个常数就是这个常数就是该反应的化学平衡常数该反应的化学平衡常数( (简称简称平衡常数平衡常数) ),用符号,用符号K K表示。表示。一、化学平衡常数一、化学平衡常数(符号为符号为K) 对于反应对于反应: mA+nB pC+qDcp(C)cq(D) cm(A)cn(B) 平衡常数的数学表达式平衡常数的
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