化学反应中的平衡.ppt

1、3.2化学反应中的平衡,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：,3、单位：mol/(Ls)或 mol/(Lmin)或 mol/(Lh),【例】一定条件下，氮气和氢气合成氨，各物 质的浓度变化为：,求反应的速率,结论： 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。 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 上述方法所求的速率实际上是某一时间段内的平 均速率。,思考：,比较Mg、Fe、Cu与稀硫酸的作用，并说明原因。 比较锌粒

2、与硫酸反应生成氢气的速率： 锌粒与同浓度稀硫酸分别在20和60时反应。 锌粒分别与0.2、2、18mol/L的硫酸反应。 锌粒和锌粉分别与同浓度稀硫酸的反应。 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？ 压强对锌与稀硫酸的反应有何影响？,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： 固体和纯液体的量对速率无影响 压强只对有气体参与的反应有影响 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,

3、练1：右图为反应 2A（g）B（g）+ C（g） 的速率（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,D,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,二、化学平衡的建立,1、化学平衡的建立,mA+nB pC+qD,从反应物开始,从生成物开始,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

4、的理解：,前提 是一定条件下的可逆反应,实质 是正=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,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 正=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,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)vA0.03mol/Ls，vB0.09mol/Ls， vC0.06mol/Ls,(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

5、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3n molB，同时生成n molA,A(g)+3B(g) 2C(g),(c)A，B，C的分子数之比为132,(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,小结：判定化学平衡的依据, 正反应速率等于逆反应速

6、率 各成分的百分含量保持不变 各物质的浓度不变 各物质的转化率不变 对于气体计量数之和前后不相等的反 应，压强保持不变,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？,p0p2p0,其他条件不变时，压强增大，正、逆都增大；压强减小，正、逆都减小。,V0,压强对平衡的影响， 只考虑对参加

7、反应的气态物质的影响。,V = 0,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)+Q,升高温度，吸、放都增大。,降低温度，吸、放都减小。,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。,四、平衡转化率,1.定义：课本P53,2.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 + B C，再增大A的浓度，则A、B的转化率如何变化？为什么？

8、,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,(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,(4)书写K值的一些规则： 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

9、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 2CrO42-(aq)+2H+(aq) Cr2O72-(aq)+H2O(l) CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l),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 N2O4(g) 2NO2(g) N2O4(g) NO2(g) 2NO2(g) N2O4(

10、g),【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,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,练习：,C,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)p1p2 n3 (C)p

11、1p2 n3,D,下图中为条件一定，反应2NO+O2 2NO2+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C,C,【思考】 (二)混合气体平均式量的变化及判断 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)

12、+H2O(g),A,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：,D,【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。,练习： 在某温度下，将2m

13、olA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)ac(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% (C)24% (D)4%,B,对于N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)+Q， 下列说法中，正确的是_ (A)增大压强，平衡向右移动，N2、H2浓度减 小，NH3浓度增大 (B)在上述平衡体系中加入水，由于NH3溶于水， NH3浓度减小，平衡向右移动 (C)达到平衡后，改变某个条件平衡向右移动， N2的转化率一定增大 (D)在平衡体系中通入一定量氩气，保持温度、 压强不变，平衡仍会发生移动,催化剂 加压500,D,把物质A在