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文档简介
新教材第二章化学反应速率与化学平衡化学平衡第二节第1课时化学平衡的概念少数反应,在逆反应条件还没建立时反应物已经耗尽了,可逆程度很小,通常不认为是可逆反应。(称作完全反应)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大多数化学反应都是可逆反应。注意:“两同”同条件同时复习回顾什么叫可逆反应?说明:例如:正向反应N2+3H2
2NH3逆向反应下列属于可逆反应的是________。A.氯化钠溶解与结晶析出B.氯气溶于水C.电解水生成H2、O2与H2在O2中燃烧生成H2OD.反应物和生成物相反的反应E.SO2被氧气氧化成SO3F.H2和I2在高温下边化合边分解G.品红溶液通入SO2褪色,加热后又恢复红色H.Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O同步练习BEF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可逆反应的特征:①反应体系中,反应物和生成物共存②能量转化互逆③可逆反应不能进行到底,因此存在化学反应限度。(正反应如果放热,则逆反应吸热且数值相等)即存在化学平衡复习回顾什么叫可逆反应?①当反应开始瞬间c(N2)、c(H2)
c(NH3)=
v正
v逆=
②随着反应的进行,最大00c(N2)、c(H2)
v正
c(NH3)
v逆
反应速率时间0v正v逆v正最大v逆=0t1③假设反应进行到t1时,v正=v逆v正=v逆≠0t1时c(N2)、c(H2)、c(NH3)各自达到一定值,浓度不再变化t1时往后,正、逆反应都进行,v正=v逆≠0增大减小减小增大0则此时,c(N2)、c(H2)、c(NH3)都不再改变“化学平衡状态”amolN2bmolH2正向反应N2+3H22NH3逆向反应n始:amolbmol1.化学平衡的建立在1L密闭容器最大*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。前提(适用范围):内在本质:外在标志:注意三点可逆反应v(正)=v(逆)
≠0反应混合物中各组分的浓度保持不变2.化学平衡状态的定义P31(前提)(v正=v逆)(标志)注意:不是相等3.化学平衡状态的特征(3)动:(2)等:(4)定:(5)变:(1)逆:研究对象是可逆反应动态平衡,
v(正)=v(逆)
≠0v(正)=v(逆)反应混合物中各组分的浓度保持一定,各组分的含量保持不变。条件改变,原平衡被破坏,在新的条件下建立新的平衡。4.判断是否达到平衡状态的标志(1)直接标志:(2)间接标志:“变量”不变,则平衡
①v(正)=v(逆)②各组分的浓度(百分含量、质量、物质的量等)不随时间改变而改变【例1】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3nmolBC、单位时间生成B的速率,与生成C的速率相等D、单位时间生成nmolA,同时生成2nmolCAD怎样理解v(正)=v(逆)?对于同种物质,v(正)=v(逆),即消耗速率等于生成速率等。对于不同的两种物质,则一正一逆,速率之比等于化学计量数之比;
归纳:等——v(正)=v(逆)AC【例2】下列说法可以证明反应N2+3H22NH3
已达平衡状态的是()A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成怎样理解v(正)=v(逆)?【例3】下列说法中可以充分说明反应:P(g)+Q(g)
R(g)+S(g),
在恒温下已达平衡状态的是()
(A)P、Q、R、S的浓度不再变化
(B)P、Q、R、S的分子数比为1:1:1:1
(C)反应容器内P、Q、R、S共存
(D)反应容器内总物质的量不随时间而变化A怎样理解反应混合物中各组分的浓度保持不变【例4】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,无法表明反应:A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是(其中只有B气体有颜色)
()A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.气体的平均分子量D.气体的颜色AA(g)+3B(g)
2C(g)+D(g)?B如何理解:“变量”不变,则平衡【例5】将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的恒容真空密闭容器中(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下,使其达到分解平衡NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)下列可以判断反应已达化学平衡状态的是()A.混合气体中氨气的体积分数不变B.密闭容器中总压强不变C.2v(CO2)=v(NH3)D.混合气体的平均摩尔质量不变E.密闭容器中混合气体的密度不变BE如何理解:“变量”不变,则平衡
恒容绝热容器中N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H2(g)+I2(g)
2HI(g)①气体的总物质的量不变
②气体的总质量不变
③气体的总压强不变
④气体的密度不变
⑤气体的平均相对分子质量不变
⑥混合气体的颜色不变
⑦体系的温度不变
√×判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡?××√×××√××√√√H2(g)+I2(s)
2HI(g)
√√√√√√×易错提醒在反应速率、平衡状态的判定、以及后面所要学习的平衡常数的计算里,务必看清物质的集聚状态——固态(s)。1.下列各关系中能说明反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是
A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)C(1)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()(3)混合气体的密度不变()(4)混合气体的压强不变()(5)单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成nmolO2(
)
(6)O2的物质的量浓度不变()2.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:3.在T、V一定时,下列叙述不是可逆反应:A(g)+3B(g)2C(g)+2D(s)达到平衡的标志是(
)①C的生成速率与C的消耗速率相等②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB③A、B、C的浓度不再变化④A、B、C的体积分数不再变化⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2②⑧4.与外界隔热、容积不变的密闭容器中,发生2X(g)+Y(g)
3Z(g)+M(s)
ΔH=-akJ·mol-1,下列说法不正确的是(
)A.容器的温度不再升高,表明反应达到平衡状态B.容器压强不变,表明反应达到平衡状态C.达到化学平衡时,反应放出的总热量可能为akJD.反应过程中,气体的密度始终保持不变D5.一定条件下,将A、B、C三种物质各1mol通入一个密闭容器中,B极端假设法2A(g)+
B(g)
2C(g)n始:1mol1mol1mol反应转化量:若反应完全正向进行-1mol-0.5mol+1mol余0.5molB若反应完全逆向进行反应转化量:+1mol+0.5mol-1mol1+0.5=1.5molB达到化学反应限度时,B的物质的量可能是A.1.5molB.
1molC.
0.5molD.
02A(g)+
B(g)
2C(g)发生反应:
在一密闭容器中进行如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是A.SO2为0.4mol/L、O2为0.2mol/L B.SO2、SO3均为0.15mol/LC.SO3为0.25mol/L D.SO3为0.4mol/LB极端假设法迁移练习解:n转:xmol3xmolN2+3H2
2NH3n始:3mol9mol0n平:(3-x)mol(9-3x)mol2xmolP平衡P起始n平衡n起始=TV一定时=(12-2x)mol(3+9)mol=45X=1.22xmoln转:1.23.62.4n平:1.84.82.4归纳:基本计算步骤
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