化学平衡及其移动

1、第第2121讲讲 化学平衡化学平衡 1 1、定义：、定义：化学平衡状态，就是在一定条件下的化学平衡状态，就是在一定条件下的可逆反可逆反应应中，当正反应速率与逆反应速率中，当正反应速率与逆反应速率相等相等时，反应体系时，反应体系中各组分的百分含量中各组分的百分含量保持不变保持不变的状态。的状态。考点一、化学平衡状态的概念与特征考点一、化学平衡状态的概念与特征2 2、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征(4)(4)动动：动态平衡（正逆反应仍在进行）：动态平衡（正逆反应仍在进行）(2)(2)等等：正反应速率：正反应速率= =逆反应速率逆反应速率00（本质本质）(3)(3)定定：反应混合物中各组分的

2、浓度保持不变，：反应混合物中各组分的浓度保持不变， 各组分的百分含量一定（各组分的百分含量一定（标志标志）。）。(5)(5)变变：条件变化，原平衡状态被破坏：条件变化，原平衡状态被破坏, ,直到在新直到在新的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。(1)(1)逆逆：研究对象是可逆反应：研究对象是可逆反应 (1)(1)直接标志：直接标志： v v正正v v逆逆00同种物质表示，即生成速率与消耗速率相等。同种物质表示，即生成速率与消耗速率相等。不同种物质表示，则必须符合两点：不同种物质表示，则必须符合两点：3. 3.判断化学平衡的依据判断化学平衡的依据（i i）表示两个不同的方向。）表示两个不同

3、的方向。（ii ii）速率之比）速率之比= =化学计量数之比。化学计量数之比。例例1 1：在一定温度下：在一定温度下, ,可逆反应可逆反应N N2 2 (g)(g) + 3H+ 3H2 2(g)(g) 2NH2NH3 3 (g)(g)达到平衡的标志是（达到平衡的标志是（ ）A. NA. N2 2的消耗速率等于的消耗速率等于N N2 2的生成速率的生成速率 B. HB. H2 2的消耗速率等于的消耗速率等于N N2 2的生成速率的的生成速率的3 3倍倍 C. 2V(NHC. 2V(NH3 3) )正正 3V(H3V(H2 2) )逆逆 D. D. 单位时间内生成单位时间内生成nmolNnmolN

4、2 2, ,同时生成同时生成2nmolNH2nmolNH3 3E.1E.1个个NNNN键断裂的同时，有键断裂的同时，有3 3个个H-HH-H键形成键形成F.1F.1个个NNNN键形成的同时，有键形成的同时，有6 6个个N-HN-H键断裂键断裂G.G.容器内容器内N N2 2、H H2 2、NHNH3 3三者共存三者共存 H.H.容器内容器内N N2 2、H H2 2、NHNH3 3三者浓度相等三者浓度相等I. I. 容器内容器内N N2 2、H H2 2、NHNH3 3的浓度比恰为的浓度比恰为1:3:21:3:2A B D E A B D E 间接标志间接标志保持不变保持不变颜色颜色温度温度各

5、物质的质量（或百分含量）各物质的质量（或百分含量）各物质的物质的量或浓度各物质的物质的量或浓度（或百分含量）（或百分含量）压强（或总体积、总物质的量）压强（或总体积、总物质的量）密度密度平均相对分子质量平均相对分子质量总之，变量保持不变即达平衡。总之，变量保持不变即达平衡。【例【例2 2】能够说明】能够说明 N N2 2 (g) + 3H (g) + 3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3 (g) (g)反应在反应在恒容容器中已达到平衡状态的是恒容容器中已达到平衡状态的是 ：A.A.容器内各物质的质量不随时间的变化而变化容器内各物质的质量不随时间的变化而变化B.B.容器内压强不随时间的变

6、化而变化容器内压强不随时间的变化而变化C.C.容器内密度不再发生变化容器内密度不再发生变化D.D.容器内的平均相对分子质量不再发生变化容器内的平均相对分子质量不再发生变化答案：答案：A A，B B，D D例例3 3、一定温度下在容积恒定的密闭容器中进行反应、一定温度下在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s) + 2B(g) C(g) + D(g),A(s) + 2B(g) C(g) + D(g),当下列物理量不发生变当下列物理量不发生变化时，能表明该反应达到平衡的是：化时，能表明该反应达到平衡的是：混合气体的密度混合气体的密度容器内气体的压强容器内气体的压强混合混合气体总物质的量气体总物质的量B

7、 B的物质的量浓度的物质的量浓度A A、B B、C C、D D、 A A如果如果A A的聚集状态是气态呢？的聚集状态是气态呢？C C（二）化学平衡移动（二）化学平衡移动其中包含：其中包含：影响平衡的条件：影响平衡的条件：浓度浓度、压强压强、温度温度三种；三种；原理的适用范围：只适用于原理的适用范围：只适用于一项条件发生变化一项条件发生变化的情况（即浓度的情况（即浓度或压强或温度），当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂；或压强或温度），当多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（不可能抵消）外界条件的变化只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化。1. 1.化学

8、平衡移动的概念化学平衡移动的概念 可逆反应已达平衡状态时，当改变反应的可逆反应已达平衡状态时，当改变反应的条件条件,平平衡状态被破坏衡状态被破坏,各组分的各组分的浓度浓度随之改变，重新达到新的随之改变，重新达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡移动。平衡状态的过程叫做化学平衡移动。化学平衡化学平衡状态状态正正=逆逆正正=逆逆正正逆逆正正逆逆正正逆逆向右移动向右移动不不 移移 动动向左移动向左移动外界条件改变外界条件改变引起速率变化引起速率变化平衡移动原理（只改变一个条件）平衡移动原理（只改变一个条件）2 2平衡移动的过程：平衡移动的过程： 在其他条件不变在其他条件不变，增大反应物浓度或减，增大反应

9、物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；小生成物浓度，平衡向正反应方向移动； 减小反应物浓度或增大生成物浓度，平减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。衡向逆反应方向移动。1)1)浓度浓度影响化学平衡移动的是浓度，而不是质量、物质的量或体积；影响化学平衡移动的是浓度，而不是质量、物质的量或体积；对于溶液中进行的离子反应，改变不参加反应的离子浓度，化对于溶液中进行的离子反应，改变不参加反应的离子浓度，化学平衡一般不移动；学平衡一般不移动；浓度的改变不一定会引起化学平衡的移动；浓度的改变不一定会引起化学平衡的移动；如：如：FeClFeCl3 3+3KSCN +3KSCN Fe(

10、SCN) Fe(SCN)3 3+3KCl+3KCl，增加，增加c (Kc (K+ +) )或或c (Clc (Cl- -) )，化学平，化学平衡会移动吗？衡会移动吗？（2 2）压强）压强 其他条件不变，其他条件不变，增大增大压强，平衡向气体体积减小的压强，平衡向气体体积减小的方向移动；方向移动；减小减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。压强，平衡向气体体积增大的方向移动。只有压强的变化引起反应物质的浓度变化时，化学只有压强的变化引起反应物质的浓度变化时，化学平衡才有可能移动；平衡才有可能移动；平衡移动过程中速率的变化情况（结合平衡移动方平衡移动过程中速率的变化情况（结合平衡移动方向分析）向分

11、析）对于某些物质，压强的变化可能改变其聚集状态；对于某些物质，压强的变化可能改变其聚集状态； 压压强强对对化化学学平平衡衡的的影影响响aA(g)+bB(g) cC(g)压强对化学平衡的影响压强对化学平衡的影响 注意注意 对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强对对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强对 平衡无影响；平衡无影响；例：对如下平衡例：对如下平衡 A(气气) B (气气) 2C (气气) D (固固) V正V逆0t1t2V正= V逆t3加压对化学平衡的影响加压对化学平衡的影响V正V逆0t1t2V正= V逆t3减压对化学平衡的影响减压对化学平衡的影响(3)(3)温度温度注：升高温度

12、注：升高温度同时加快同时加快正逆反应速率，但吸热反应的正逆反应速率，但吸热反应的速率增加的更速率增加的更多多，故升温使可逆反应，故升温使可逆反应向吸热反应方向向吸热反应方向移动。即移动。即温度对吸热反应的速率影响更大温度对吸热反应的速率影响更大。2NO2 (g) N2O4 (g) H k， 未达平衡未达平衡，逆向进行。逆向进行。逆正 QC = k, 达平衡达平衡，平衡不移动。平衡不移动。逆正逆正QC k, 未达平衡，未达平衡，正向移动。正向移动。)()()()(BcAcDcCcQnmqpC4. 4.引入平衡常数引入平衡常数K K的意义的意义 判断某时刻反应是否达平衡判断某时刻反应是否达平衡判断

13、反应判断反应是否平衡是否平衡5 5、有关化学平衡常数的计算、有关化学平衡常数的计算( (利用三行式解法）利用三行式解法）例题例题1 1：在某温度下，将：在某温度下，将H H2 2(g)(g)和和I I2 2(g)(g)各各0.10mol0.10mol混合物混合物充入充入10L10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得c(Hc(H2 2)=0.0080mol/L)=0.0080mol/L，求：，求：(1)(1)反应的平衡常数反应的平衡常数(2)(2)其它条件不变，若充入的其它条件不变，若充入的H H2 2(g)(g)和和I I2 2(g)(g)分别为分别为

14、0.20mol0.20mol，0.20mol0.20mol。求达平衡时各物质的平衡浓度。求达平衡时各物质的平衡浓度。 (3)(3)在上述在上述（2 2）条件下平衡时条件下平衡时H H2 2的转化率的转化率（1 1）0.25 0.25 （2 2）C(HC(H2 2) = C(I) = C(I2 2) = 0.016mol/L C(HI)=0.0080mol/L ) = 0.016mol/L C(HI)=0.0080mol/L (3) 20% (3) 20% 【例【例2 2】现有反应：】现有反应：CO(g)CO(g)H H2 2O(g) COO(g) CO2 2(g)(g)H H2 2(g) (g

15、) H0H0.6)A.3 mol C + x mol D (x0.6) B.l mol A + 0.5mol B +1.5mo1C+x mol D (x0.1) B.l mol A + 0.5mol B +1.5mo1C+x mol D (x0.1) C.2 mol A + 1mol B +x mol D (x0) C.2 mol A + 1mol B +x mol D (x0) D.l mol A + 0.5mol B +4.5mo1C+x mol D D.l mol A + 0.5mol B +4.5mo1C+x mol D (x0.7)(x0.7)D D3 3、对于平衡体系、对于平衡体系

16、mA(g) + nB(g) mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) H0pC(g) + qD(g) H0。 有下有下列判断，其中正确的是列判断，其中正确的是 A A、若温度不变，将容器的体积增大为原来的两倍，、若温度不变，将容器的体积增大为原来的两倍，此时此时A A物质的浓度变为原来的物质的浓度变为原来的0.480.48倍，则倍，则m + n p + qm + n p + q B B、若平衡时、若平衡时A A、B B的转化率相等，说明反应开始时的转化率相等，说明反应开始时A A、B B的物的量之比为的物的量之比为n: m n: m ； C C、若温度不变而压强增大为原来的两倍，

17、则达到新、若温度不变而压强增大为原来的两倍，则达到新的平衡时平衡混合物的体积小于原体积的的平衡时平衡混合物的体积小于原体积的1/21/2 D D、若平衡体系共有、若平衡体系共有a mola mol气体，再向其中加入气体，再向其中加入b molBb molB，当达到新平衡时共有当达到新平衡时共有(a + b)mol(a + b)mol气体，则气体，则m + n = p + m + n = p + q qADAD4 4、在一定温度下，把、在一定温度下，把 2 molSO2 molSO2 2 和和 1 mol O1 mol O2 2通入一个通入一个一定容积一定容积的的密闭容器里，发生如下反应：密闭容

18、器里，发生如下反应：2SO2SO2 2O O2 2 2SO2SO3 3当此反应进行到一当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令温度不变，令a a、b b、c c 分别代表初始加入的分别代表初始加入的 SOSO2 2、O O2 2、SOSO3 3 的物质的物质的量的量(mol)(mol)。如果。如果a a、b b、c c 取不同的数值，它们必须满足一定的相取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的仍跟上述平衡时的完全相同完全相同。填写下列空白：填写下列空白： (1)(1)若若a a 0 0，b b 0 0，则，则 c c 。 (2)(2)若若a = 0.5a = 0.5，则，则 b = b = ，c = c = 。 (3) a(3) a、b b、c