化学反应中的平衡

关于化学反应中的平衡第一页，共三十八页，2022年，8月28日一、化学反应速率1、概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。2、表示方法：变化的浓度时间△c△t即v=速度=3、单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)第二页，共三十八页，2022年，8月28日【例】一定条件下，氮气和氢气合成氨，各物质的浓度变化为：N2H2NH3起始浓度(mol/L)1.003.000.005min时浓度(mol/L)0.952.850.10求反应的速率结论：①同一反应，用不同物质的浓度变化来表示反应速率时，数值可能不等，但表示的内涵是相同的。②同一反应，各物质反应速率之比等于方程式中各物质前面的系数之比③上述方法所求的速率实际上是某一时间段内的平均速率。第三页，共三十八页，2022年，8月28日思考：<1>比较Mg、Fe、Cu与稀硫酸的作用，并说明原因。<2>比较锌粒与硫酸反应生成氢气的速率：①锌粒与同浓度稀硫酸分别在20℃和60℃时反应。②锌粒分别与0.2、2、18mol/L的硫酸反应。③锌粒和锌粉分别与同浓度稀硫酸的反应。④锌粒与稀硫酸反应时分别加入硫酸铜晶体、氯化钠晶体对速率有何影响？⑤压强对锌与稀硫酸的反应有何影响？第四页，共三十八页，2022年，8月28日2.影响化学反应速度的因素(1)主要因素(内因)——反应物本身的性质浓度越大、压强越大、温度越高、催化剂、固体反应物颗粒越小，化学反应速率越快。注意：①固体和纯液体的量对速率无影响②压强只对有气体参与的反应有影响③不管反应是吸热还是放热，升高温度，速率都加快(2)外因——浓度、压强、温度、催化剂、固体反应物的表面积、扩散速率、光等第五页，共三十八页，2022年，8月28日练1：右图为反应2A（g）B（g）+C（g）的速率ひ（A）变化的图像，其中纵坐标可能是（）A.温度B.压强C.A的浓度D.反应时间0ひ（A）D第六页，共三十八页，2022年，8月28日练2：一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的______(A)NaCl溶液(B)CuSO4溶液

(C)NH4Cl固体(D)CH3COONa固体A、D第七页，共三十八页，2022年，8月28日二、化学平衡的建立1、化学平衡的建立mA+nBpC+qD从反应物开始从生成物开始第八页，共三十八页，2022年，8月28日2、化学平衡状态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，称为化学平衡状态。概念的理解：前提是一定条件下的可逆反应实质是ひ正=ひ逆≠0标志是反应混合物中各组分的浓度保持不变化学平衡判定依据第九页，共三十八页，2022年，8月28日3、化学平衡的特征（4）变——当浓度、压强、温度等条件改变时，化学平衡即发生移动（2）等——ひ正=ひ逆≠0（1）动——动态平衡（3）定——平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持不变第十页，共三十八页，2022年，8月28日讨论：在一定温度和固定容积的密闭容器中进行的反应：A(g)+3B(g)2C(g)，达到平衡的标志是：(a)vA＝0.03mol/L·s，vB＝0.09mol/L·s，

vC＝0.06mol/L·s(b)单位时间内消耗0.03molA，同时生成0.03molA

单位时间内生成0.03molA，同时生成0.06molC

单位时间内消耗0.03molA，同时生成0.06molC

单位时间内生成0.09molB，同时生成0.06molC

单位时间内生成3nmolB，同时生成nmolA第十一页，共三十八页，2022年，8月28日A(g)+3B(g)2C(g)(c)A，B，C的分子数之比为1∶3∶2(d)A，B，C的浓度(或物质的量)不随时间变化而变化(e)A，B，C的容器内的总压力不随时间变化而变化(f)容器内混合气体的平均式量保持不变

*若反应为A2(g)+B2(g)2AB(g)，能否用上述的压强不变和平均式量不变来判断反应是否达到平衡？（g）混合气体的密度不变第十二页，共三十八页，2022年，8月28日小结：判定化学平衡的依据①正反应速率等于逆反应速率②各成分的百分含量保持不变③各物质的浓度不变④各物质的转化率不变⑤对于气体计量数之和前后不相等的反应，压强保持不变第十三页，共三十八页，2022年，8月28日三、化学平衡移动(1)影响化学平衡的因素：浓度温度压强*催化剂是否会影响化学平衡？(2)平衡移动方向的判断平衡移动原理即勒夏特列原理：改变反应条件，平衡被破坏，并向减弱这种改变的方向移动。(3)平衡移动的根本原因：v正

≠

v逆

例：对定温定容时的平衡体系：A(g)+3B(g)2C(g)，加压到原来的两倍，当达到新的平衡时，压强为多少？p0<p<2p0第十四页，共三十八页，2022年，8月28日第十五页，共三十八页，2022年，8月28日N2(g)+3H2(g)2NH3(g)其他条件不变时，压强增大，ひ正、ひ逆都增大；压强减小，ひ正、ひ逆都减小。△V≠0第十六页，共三十八页，2022年，8月28日压强对平衡的影响，只考虑对参加反应的气态物质的影响。H2(g)+I2(g)

2HI(g)△V=0第十七页，共三十八页，2022年，8月28日N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q升高温度，ひ吸、ひ放都增大。降低温度，ひ吸、ひ放都减小。第十八页，共三十八页，2022年，8月28日

催化剂对化学平衡移动无影响，它的使用能同等程度地改变正、逆反应速率（即反应速率改变但仍然相等），可以改变化学反应达到平衡所需要的时间。使用正催化剂t1t2t产物含量第十九页，共三十八页，2022年，8月28日产率=×100%

实际生成产物的量(n、m、V）理论上可得到产物的量(n、m、V)=×100%(同温同压下的气体)V转化V起始=×100%n转化n起始四、平衡转化率1.定义：课本P53

反应物的转化率=×100%C转化C起始第二十页，共三十八页，2022年，8月28日2.说明：(1)平衡转化率的物理意义：(2)如果改变反应物或生成物的浓度，则会影响平衡转化率可以衡量一个可逆反应进行的程度，转化率越大，该反应进行得越完全结论：平衡转化率与温度和浓度有关例：对已处于平衡的反应A+BC，再增大A的浓度，则A、B的转化率如何变化？为什么？第二十一页，共三十八页，2022年，8月28日五、平衡常数1.定义和表示方法：课本P54

课本P54/表3.2结论：平衡常数与温度有关2.说明：(1)平衡常数的物理意义：表示可逆反应进行的程度，K值越大，该反应进行得越完全第二十二页，共三十八页，2022年，8月28日(2)平衡常数与转化率的关系：相同点：不同点：都能表示可逆反应进行的程度K值只与温度有关，与起始浓度无关平衡常数比转化率更好地反映出可逆反应进行的程度和本质。(3)平衡常数是温度的函数：放热反应——

吸热反应——温度升高，平衡常数减小温度升高，平衡常数增大所以使用平衡常数一定要注明温度第二十三页，共三十八页，2022年，8月28日(4)书写K值的一些规则：①稀溶液中有水参加的反应，水的浓度不写入K值表达式中；固体、纯液体参加的，其浓度不写入K值表达式中。例：写出下列可逆反应的平衡常数表达式<1>2CrO42-(aq)+2H+(aq)Cr2O72-(aq)+H2O(l)<2>CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)<3>C2H5OH+CH3COOH

CH3COOC2H5+H2O<4>CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(l)第二十四页，共三十八页，2022年，8月28日②同一化学反应，用不同的方程式表示时，K

值表达式不同。(5)平衡常数数值的大小可表明一个可逆反应的正方向反应所能进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间例:对373K时的下列平衡体系，写出K的表达式<1>N2O4(g)

2NO2(g) <2>N2O4(g)

NO2(g) <3>2NO2(g)

N2O4(g) 第二十五页，共三十八页，2022年，8月28日【思考】(一)化学平衡中的图像题1.明确坐标含义：物理量，物理量的数值和单位2.明确变化规律3.明确怎样变化

(1)由横坐标到纵坐标进行分析

(2)由数值小到大进行分析

(3)由“特殊点”向两侧进行分析第二十六页，共三十八页，2022年，8月28日<1>在2NH3(g)N2(g)+3H2(g)-Q的平衡体系中，改变条件，当_____时能使正、逆反应速率的变化符合下图所示

(A)升温

(B)加压

(C)增大氢气浓度

(D)增大氨气浓度反应速率反应过程V正=V逆V正=V逆V正V逆练习：C第二十七页，共三十八页，2022年，8月28日<2>在温度相同，压强分别是p1、p2条件下反应：

A(g)+2B(g)nC(g)。进行过程中，C的百分含量与时间(t)的关系如图中所示，下列说法正确的是_____(A)p1>p2n<3(B)p1<p2n>3(C)p1<p2n=3(D)p1>p2n>30C%tp1p2D第二十八页，共三十八页，2022年，8月28日<3>下图中为条件一定，反应2NO+O22NO2+Q

中NO的最大转化率与温度变化关系曲线图，图中有A、B、C、D、E五点，其中表示未达到平衡状态，且

v正<v逆的点是___(A)B和C(B)A和E(C)E(D)A和C0T(0C)

NO的转化率.A.B.C.D.EC第二十九页，共三十八页，2022年，8月28日【思考】(二)混合气体平均式量的变化及判断<1>在密闭容器中进行下列反应，若条件不变，达到平衡时混合气体的平均相对分子量一定增大的是

。

(A)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(B)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)(C)2NO(g)N2(g)+O2(g)(D)2NH3(g)+CO(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)A第三十页，共三十八页，2022年，8月28日<2>讨论下列情况中混合气体平均相对分子量的变化情况(1)3A(g)+B(g)2C(g)+Q

减压：降温：(2)3A(g)+B(g)4C(g)+D(s)+Q

降温：(3)3A(g)+B(g)4C(s)+Q

升温：第三十一页，共三十八页，2022年，8月28日<3>右图表示相同质量的O2和

X气体分别在两个容积相同pO2

的容器内压强与温度的关系。判断X气体可能是

。X(A)甲烷(B)NO2(C)乙烯(D)丙烷TD第三十二页，共三十八页，2022年，8月28日【思考】(三)惰性气体对平衡移动的影响*惰性气体——与组分不发生反应的气体例：一定温度下，反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

达到平衡。当温度不变时，压缩混合气体时，平衡

移动；当温度和体积不变时，向混合气体中充入一定量氦气，平衡

移动；当温度和压强不变时，向混合气体中充入一定量氦气，平衡_______移动。第三十三页，共三十八页，2022年，8月28日练习：<1>在某温度下，将2molA和3molB充入一密闭容器中，发生反应：

aA(g)+B(g)C(g)+D(g)，

5min后达到平衡。已知各物质的平衡浓度关系为：[c(A)]a·c(B)=c(C)·c(D)。若在温度不变的情况下将容器的体积扩大为原来的10倍，其A的转化率不发生变化，则

B的转化率为______。

(A)60%(B)40%(