化学平衡状态w

1、第二单元第二单元 化学反应的方向和限度化学反应的方向和限度 高炉炼铁的主要反应为：高炉炼铁的主要反应为： Fe2O3+3CO 2Fe +3CO2 从炼铁炉口排出的尾气中含有一定量的从炼铁炉口排出的尾气中含有一定量的CO。100多年前，人们曾认为这是由于多年前，人们曾认为这是由于 CO与与铁矿石接触时间不够的缘故。为使反应进行的铁矿石接触时间不够的缘故。为使反应进行的完全，当时曾耗巨资改建高炉，以延长完全，当时曾耗巨资改建高炉，以延长 CO和和Fe2O3的接触时间，结果尾气中的接触时间，结果尾气中CO的含量并未的含量并未减少。你知道这是为什么吗？减少。你知道这是为什么吗？1.1.可逆反应可逆反应

2、（1） 在在同一条件同一条件下下,既能向正反应方向进既能向正反应方向进行行,同时同时又能向逆反应方向进行的反应又能向逆反应方向进行的反应,叫叫做可逆反应做可逆反应。3H2 + N2 2NH32SO2 + O2 2SO3可逆反应的概念及其特点可逆反应的概念及其特点不可逆反应：不可逆反应：在一定条件下，进行得很彻在一定条件下，进行得很彻底或可逆程度很小的反应。底或可逆程度很小的反应。下列说法是否正确：下列说法是否正确：1. 硫酸铜晶体加热变成白色粉末，冷却又变硫酸铜晶体加热变成白色粉末，冷却又变成蓝色，所以无水硫酸铜结合结晶水的反应成蓝色，所以无水硫酸铜结合结晶水的反应是可逆反应。是可逆反应。2.

3、 氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体，两种氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体，两种气体又自发变成氯化铵，氯化铵的分解是可气体又自发变成氯化铵，氯化铵的分解是可逆反应。逆反应。可逆反应的概念及其特点可逆反应的概念及其特点可逆反应的特点：可逆反应的特点：相同条件下，正反应和逆反应同时发生相同条件下，正反应和逆反应同时发生反应物、生成物共同存在反应物、生成物共同存在可逆反应有一定的限度可逆反应有一定的限度(反应不能进行到反应不能进行到底底)2.2.可逆反应特点可逆反应特点可逆反应的概念及其特点可逆反应的概念及其特点1.下列为可逆反应的是下列为可逆反应的是 （ ）A. 氢气与氧气点燃可化合成水氢气与氧气点燃可

4、化合成水,水电解可生成氢气水电解可生成氢气 和氧气和氧气,因此氢气与氧气的反应是可逆反应。因此氢气与氧气的反应是可逆反应。B. 在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三 氧化硫的同时，三氧化硫又有分解。氧化硫的同时，三氧化硫又有分解。C. 合成氨的反应，在现有技术条件下，其转化率总合成氨的反应，在现有技术条件下，其转化率总 是达不到百分百。是达不到百分百。D. 碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，因此这二化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，因此这二个反应是可逆反应。个反应

5、是可逆反应。练练 习习BC2. 在一定条件下，向一固定容积的容器中投入在一定条件下，向一固定容积的容器中投入2molNO2进行反应：进行反应：2NO2 2NO+O2，一，一段时间后测得段时间后测得NO2、NO、O2的物质的量可能的物质的量可能是是 （ ） A. 2 mol NO、0.75 mol O2 B. 1 mol NO2、1.2 mol NO C. 2 mol NO D. 0.7 mol O2D练练 习习化学平衡的概念化学平衡的概念时间时间速速率率O时间时间浓浓度度O v正正v逆逆t1t1以小组为单位进行以小组为单位进行P47页的交流与讨论：页的交流与讨论：反应物反应物生成物生成物化学平

6、衡的概念化学平衡的概念vvvvvv (1) v正正 = v逆逆 （本质特征）（本质特征） 同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。速率。 不同的物质：速率之比等于方程式中各物质的不同的物质：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。计量数之比，但必须是不同方向的速率。 化学平衡是动态平衡化学平衡是动态平衡(2)(2)反应混合物中各组成成分的含量反应混合物中各组成成分的含量保持不变（保持不变（浓度标志浓度标志）：）： 各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度均保持不变

7、。（气体）、物质的量浓度均保持不变。 各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的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。体积分数均保持不变。 反应物的转化率、产物的产率保持不变。反应物的转化率、产物的产率保持不变。 若反应前后的物质都是气体，且总体积不等，则若反应前后的物质都是气体，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）均保持摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）均保持不变。不变。化学平衡是动态平衡化学平衡是动态平衡3.下列说法可以证明反应下列说法可以证明反应N2+3H

8、2 2NH3 已已达平衡状态的是达平衡状态的是 ( ) 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AC练练 习习144. 在一定温度下的固定容积的容器中，可逆反应：在一定温度下的固定容积的容器中，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. C的生成速率与的生成速率与C的分解速率相等的分解速率相等 B. 单位时间生成

9、单位时间生成n molA，同时生成，同时生成3n molB C. A、B、C的物质的量浓度保持不变的物质的量浓度保持不变 D. A、B、C的分子数之比为的分子数之比为1 ：3 ：2 E. 容器中气体的密度保持不变容器中气体的密度保持不变 F. 混合气体的平均摩尔质量保持不变混合气体的平均摩尔质量保持不变 G. 容器中气体的总压强保持不变容器中气体的总压强保持不变 H. 若若A有颜色，体系的颜色保持不变有颜色，体系的颜色保持不变 I. A的转化率保持不变的转化率保持不变ACFGHI体积可变体积可变ACEFHI 5. 在一定温度下，固定体积容器中在一定温度下，固定体积容器中,可逆反应可逆反应H2(

10、气气)+I2(气气) 2HI(气气)达到平衡的标志是达到平衡的标志是_A 混合气体的颜色不再变化混合气体的颜色不再变化B 各物质的百分含量不再变化各物质的百分含量不再变化C 体系压强不再变化体系压强不再变化D 反应混合物的相对分子质量不再变化反应混合物的相对分子质量不再变化E H2 的转化率不再变化的转化率不再变化F 混合气体的密度不再变化混合气体的密度不再变化压强不变压强不变ABEABE6. 在一定温度下的恒容容器中，当下列物理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，表明反应量不再发生变化时，表明反应: A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是已达平衡状态的是

11、 ( ) 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练练 习习7. 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(气气)+Q(气气) R(气气)+S(气气) , 在恒温下已在恒温下已达平衡状态的是达平衡状态的是 （ ） A. 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. P和和S的生成速率相等的生成速率相等 C. 反应容器内反应容器内P、Q、R、S四者共存四者共存 D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化反应容器内总物质的量不随时间而变化B练练 习习 是是 否否 平

12、平 衡衡混合体系中各组分的含量各物质的物质的量或物质的量的分数一定各物质的物质的量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、总物质的量一定总压强、总体积、总物质的量一定mA(g) + n B(g) pC(g) +q D(g) 平平 衡衡平平 衡衡平平 衡衡不一定不一定小小 结结是否平衡正、逆反应速率关系在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了mmolA的同时的同时生成了生成了mmolA在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了nmolB的同时消耗了的同时消耗了pmolC在单位时间内生成了在单位时间内生成了n

13、molB的同时消耗了的同时消耗了qmolD（均指逆（均指逆 ）(A) ?(B) ?(C) ?(D) = m ? n ? p ? q 正不一定等于逆正不一定等于逆mA(g) + n B(g) p C(g) +q D(g)不一定不一定不一定不一定平平 衡衡平平 衡衡小小 结结 是 否 平 衡压强当当m + np + q 时，总压力一定时，总压力一定（其它条件一定）（其它条件一定）当当m + n =p + q 时，总压力一定时，总压力一定（其它条件一定）（其它条件一定）混合气体的平均M当当 m + n p + q 时，时，M一定一定当当 m + n = p + q 时，时，M一定一定mA(g) +

14、nB(g) pC(g) +qD(g)不一定不一定不一定不一定平平 衡衡平平 衡衡小小 结结注意化学反应的特点密度(恒容) C(s)+CO2(g) 2CO(g) (一定) N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) (一定) H2(g)+I2(g) 2HI(g) (一定一定)不一定不一定不一定不一定平平 衡衡小小 结结完成完成P48交流与讨论交流与讨论 K实验测得，同一反应（如：实验测得，同一反应（如：aA+bB cC+dD）在某温）在某温度下达到的化学平衡状态，平衡体系中各物质的浓度满度下达到的化学平衡状态，平衡体系中各物质的浓度满足下面关系：足下面关系：其中其中c为各组分的平衡浓度为各组分的平

15、衡浓度，温度一定，温度一定，K为定值。为定值。)()()()(BcAcDcCcKbadc一定温度下，生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系一定温度下，生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数数次方的乘积之比为一常数（1）必须指明温度，平衡常数是温度的函数）必须指明温度，平衡常数是温度的函数（2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反 应的快慢，即速率大，应的快慢，即速率大，K值不一定大值不一定大（3）在进行）在进行K值的计算时，固体不作考虑，表达值的计算时，固体不作考虑，表达 式中不需表达式中不需表达Fe3O4(s) + 4H2(g

16、) 高温高温3Fe(s) + 4H2O(g) 如：如：)H(c)OH(cK2424一定温度下一定温度下（4）在进行）在进行K值的计算时，稀溶液中的值的计算时，稀溶液中的H2O的浓的浓 度可不表达度可不表达Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+如：如：)OCr(c)H(c)CrO(cK2722242一定温度下一定温度下（5）平衡常数的表达式与方程式的书写有关）平衡常数的表达式与方程式的书写有关N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H21/2N2+3/2H2 NH3)H(c)N( c)NH(cK232321)NH(c)H(c)N(cK322322)H(c)N(c)NH( cK/2

17、2322133K1 = 1/K2 = K32某温度下某温度下K值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡时值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡时该反应进行的程度（反应的限度）。该反应进行的程度（反应的限度）。（1）K值越大，反应程度增大，反应进行得越完全。值越大，反应程度增大，反应进行得越完全。)()()()(BcAcDcCcKbadc（2）利用利用可判断反应的热效应可判断反应的热效应若升高温度，若升高温度，值增大，则正反应为值增大，则正反应为 _反应反应(填填“吸热吸热”或或“放热放热”)。若升高温度，若升高温度，值减小，则正反应为值减小，则正反应为_反应反应(填填“吸热吸热”或或“放热放

18、热”)。吸热吸热放热放热（3）判断正在进行的可逆反应是否平衡及反应向）判断正在进行的可逆反应是否平衡及反应向何方向进行何方向进行浓度商浓度商Qc=c p (C) c q(D) / cm (A) c n(B) QcK ，反应向，反应向 _进行进行 QcK ，反应，反应_ QcK ，反应向，反应向_进行进行正方向正方向反方向反方向平衡状态平衡状态平衡转化率平衡转化率 用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率平衡转化率来表示反应限度。来表示反应限度。对于可逆反应对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)反应物反应物A的平

19、衡转化率（该条件最大转化率）可表示：的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：%100)()()(%100)%(00AcAcAcAAAA的初始浓度的平衡浓度的初始浓度%100%100)%(始平始初始的物质的量的平衡物质的量初始的物质的量nnnAAAA注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数虽然注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数虽然一定，一定，但不同的反应物的平衡转化率可能不同但不同的反应物的平衡转化率可能不同。不能。不能脱离具体的反应物谈平衡转化率。脱离具体的反应物谈平衡转化率。1. 对于反应对于反应2SO3(g) 2SO2(g)+ O2(g),若若在一定温度下，将在一定温度下，将2m

20、ol的的SO3(g)放入一体积为放入一体积为2L的的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得密闭容器中，当达到平衡状态时，测得O2(g)的物质的物质的量为的量为0.6mol,试求此反应的平衡常数。试求此反应的平衡常数。0.675与平衡常数有关的计算与平衡常数有关的计算2. 对于反应对于反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在若在一定温度下，将一定温度下，将0.1mol的的SO2(g)和和0.06mol O2(g)注注入一体积为入一体积为2L的密闭容器中，当达到平衡状态时，测的密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中有得容器中有0.088mol的的SO3(g)，试求在该温度下的，试求在

21、该温度下的平衡常数？求平衡常数？求SO2(g)和和O2(g)的平衡转化率。的平衡转化率。6722 88%3.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)在773K时,平衡常数Kc=9，如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020 molL，计算在这条件下，CO的转化率最大是多少？75 %4.高炉炼铁中发生的基本反应如下高炉炼铁中发生的基本反应如下: FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) H0。其平衡常数可。其平衡常数可表达为表达为: _，已知，已知1100，K=0.263 (1)若平衡向右进行，高炉内若平衡向右进行，高炉内CO2和和CO的体积比值的体积比值_，平衡常数，平衡常数K值值_(填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”)