化学平衡建立及其特点

化学平衡建立及其特点第1页，共18页，2023年，2月20日，星期一实验：探索蔗糖的溶解平衡第2页，共18页，2023年，2月20日，星期一饱和溶液在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？没有！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糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。即：溶解速率=结晶速率蔗糖晶体的溶解平衡动态平衡状态v溶解=v结晶、m晶体不变达到了溶解的平衡状态，一种动态平衡第3页，共18页，2023年，2月20日，星期一溶解平衡的特征饱和食盐水有缺口（蓝色部分）的NaCl晶体思考：(1)NaCl晶体会溶解吗？(2)NaCl晶体的质量有何变化？(3)NaCl晶体的形状呢？会溶解质量不变形状会改变(1)是动态平衡(动)(2)v溶解=v结晶，即v正=v逆(等)(3)NaCl质量保持不变(定)(4)发生在一定条件（温度一定）下的可逆过程里，随温度的改变而发生变化（变）：实验恒温有缺口NaCl晶体溶于水后的变化第4页，共18页，2023年，2月20日，星期一1.可逆反应的概念2SO2+O22SO3在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫做可逆反应。即：相同条件下相同的反应物能同时发生两个方向相反的化学反应的反应。H2+I22HI高温第5页，共18页，2023年，2月20日，星期一由反应物到生成物的反应，叫做正反应。由生成物到反应物的反应，叫做逆反应。正反应H2+I22HI高温逆反应V正V逆思考：以下两反应是可逆反应吗？NH3+HCl==NH4ClNH4Cl==NH3+HCl第6页，共18页，2023年，2月20日，星期一2.可逆反应特点①相同条件下，正反应和逆反应同时发生。②可逆反应有一定的限度(反应不能进行到底)即反应物、生成物共同存在。③一定条件下会到达化学平衡。第7页，共18页，2023年，2月20日，星期一例4、在1L密闭容器中，在一定条件下进行合成氨的反应3H2+N22NH3一、化学平衡的建立过程问题1：在上述反应中，最终生成的NH3能否达到2mol/L，为什么？不能。因为上述反应是可逆反应。问题2：在上述反应中，哪些可用于表示正反应，哪些可用于表示逆反应？

消耗N2、H2和生成NH3的反应均可用于表示正反应。而生成N2、H2和消耗NH3(NH3分解)的反应均可用于表示逆反应。第8页，共18页，2023年，2月20日，星期一问题3：我们以N2为代表，讨论(1)从开始到2min的过程中，消耗N2和生成N2的反应速率如何变化？为什么？(2)分别以v(N2)消耗、v(N2)生成代表N2的消耗速率和生成速率，以时间为横坐标，化学反应速率为纵坐标，画出合成氨反应中，正反应速率和逆反应速率随时间变化的示意图。V(N2)消耗V(N2)生成V(N2)消耗＝V(N2)生成时间化学反应速率Vt1建立化学平衡的过程化学平衡状态c(N2)、c(H2)、c(NH3)不再改变此时的反应速率是指瞬时速率第9页，共18页，2023年，2月20日，星期一开始时：c(N2)、c(H2)最大，c(NH3)=0随着反应的进行，c(N2)、c(H2)逐渐减小。c(NH3)逐渐增大所以，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大。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.且正反应速率=逆反应速率这时，N2的消耗量等于NH3分解反应生成的N2的量。反应仍在进行，但是三种物质的浓度均保持不变，达到动态平衡。1、定义：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，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。强调三点前提条件：可逆反应实质：正反应速率=逆反应速率(指同一反应物)标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态第10页，共18页，2023年，2月20日，星期一(3)动：动态平衡(正逆反应仍在进行，即v正＝v逆≠0)(2)等：正反应速率=逆反应速率，即：v正＝v逆(3)定：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。2、化学平衡状态的特征（1）逆：化学平衡的研究对象是可逆反应；而化学反应速率可以针对任意化学反应。(4)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。注意：化学平衡的建立与反应途径无关，在外界条件一定时，不论从正反应还是从逆反应开始，都可以达到相同的平衡状态。第11页，共18页，2023年，2月20日，星期一6、下列说法中可以充分说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+S(气),在恒温下已达平衡状态的是（）B(A)反应容器内压强不随时间变化(B)P和S的生成速率相等(C)反应容器内P、Q、R、S四者共存(D)反应容器内总物质的量不随时间而变化7、可逆反应达到平衡的重要特征是：（）A.反应停止了B.正、逆反应速率都为零C.正、逆反应都还在继续进行D.正、逆反应的速率相等D第12页，共18页，2023年，2月20日，星期一6、在一定温度下，可逆反应：A2(气)＋B2(气)2AB（气），达到平衡的标志是()(A)容器的总压强不随时间而变化(B)单位时间内有nmolA2生成的同时有nmolB2生成(C)单位时间内有nmolB2发生反应的同时有nmolAB分解(D)单位时间内生成nmolA2同时就有2nmolAB生成7、在一定温度下，可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（）(A)C的生成速率与C的分解速率相等(B)单位时间生成nmolA，同时生成3nmolB(C)A、B、C的浓度不再变化(D)A、B、C的分子数比为1：3：2DAC第13页，共18页，2023年，2月20日，星期一(1)等速标志V正=V逆（本质特征）①同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。②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。[小结]化学平衡状态的标志注意：用不同物质表示的反应速率不能是表面上的数值相等（反之，数值相等也并不一定就是速率相等！），而应是本质意义相同（与计量数成正比）。第14页，共18页，2023年，2月20日，星期一①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。②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。③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）、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）均保持不变。④反应物的转化率、产物的产率保持不变。(2)恒浓标志：反应混合物中各组成成分的含量保持不变（外部表现）（5）同种物质化学键的断裂与化学键的形成的物质的量相等，体系中含有有色物质时，颜色不随时间的变化而变化；若以化学键或浓度表示，则必须指定反应物和生成物且要按反应计量系数的比例注意：（1）“各组分的浓度保持不变”不能理解为与方程式的化学计量数成正比。浓度的变化量与化学计量数成正比，而平衡浓度不一定与化学计量数成正比。（2）本身就不随反应进行而变化的量不能做为平衡的标志。随反应进行而变化的量不再变化时，说明体系已达平衡。第15页，共18页，2023年，2月20日，星期一

是否平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质量或质量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mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡平衡平衡不一定正、逆反应速率关系在单位时间内消耗了mmolA的同时生成了mmolA在单位时间内消耗了nmolB的同时消耗了pmolC在单位时间内生成了nmolB的同时消耗了qmolDひ(A)׃ひ(B)׃ひ(C)׃ひ(D)==m׃n׃p׃qひ正不一定等于ひ逆不一定不一定平衡平衡小结:判断化学平衡状态的方法第16页，共18页，2023年，2月20日，星期一mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡压强当m+n≠p+q时，总压力一定（其它条件一定）当m+n=p+q时，总压力一定（其它条件一定）混合气体的平均M当m+n≠p+q时，M一定当m+n=p+q时，M一定不一定不一定平衡平衡小结:注意化学反应的特点密度ρC(s)+CO2(g)2CO(g)(ρ一定)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(ρ一定)H2(g)+I2(g)2HI(g)(ρ一定)不一定不一定平衡判断化学平衡状态的方法第17页，共18页，2023年，2月20日，星期一小结１、化学平衡状态的概念前提条件、实质、标志2、化学平衡状态的特征逆、等、动、定、变(1)前提（研究对象）