化学平衡第一课时---上课

第二章 化学反应速率和 化学平衡第三节 化学平衡(第一课时)

复习：什么叫可逆反应？可逆反应有哪些特点？

2SO2+O2

2SO3

在相同条件下，既能向正反应方向进行， 同时，又能向逆反应方向进行的化学反应， 叫做可逆反应。 可逆反应的特点： ①同一条件、同时反应、方向对立 ②不可能完全转化

对于 N2 + 3H2 2NH3反应应当考虑 哪些条件下可有利于生产 ？

一是化学反应速率问题 如何在单位时间内提高合成氨的产量

二是化学反应平衡研究问题 如何使H2和N2 尽可能多转化为NH3, 即反应进行程度

讨论：可逆反应为什么有“度”的限制？ “度” 是怎样产生的？ 分析：在一定温度下，将一定 质量的蔗糖溶于100mL水的过程如右图，蔗糖在溶解时，一方面，蔗糖分子不断 离开蔗糖表面扩散到水中，另一方面，溶液中的 蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶 体。

蔗糖晶体

溶解 结晶

蔗糖溶液

过程分析：①开始时，v溶解 最大 ，v = 0 ————— 结晶 ———

逐渐增大 ②然后， v溶解逐渐减小 结晶 —————— —————,v③最后， v溶解 —— v结晶 =建立溶解平衡，形成饱和溶液，即溶解的 蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等，固体质量 不再减少了。

讨论：在一定条件下，达到溶解平衡后， 蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化？ 溶解和结晶过程是否停止？ 晶体质量和溶液的浓度不会发生改变，但 溶解和结晶过程并未停止， v溶解=v结晶， 蔗糖溶解多少则结晶多少。

“度”(限度)的产生— 消耗量等于生成 量，量不再变化

一、化学平衡的建立过程

在反应CO+H2O CO2+H2中，将0.01 mol CO 和0.01 mol H2O (g)通入1L密闭容器中，反应一段 时间后，各物质浓度不变。1、反应刚开始时：

最大 ，正反应速率 最大 生成物浓 反应物浓度———— ———— , 0 0 度为————,逆反应速率为——。逐渐减小 2、反应过程中：反应物浓度———————,正反应 逐渐减小 速率——————— ,生成物浓度逐渐增大 ，逆反应 —————— 速率逐渐增大 ————

3、一定时间后，必然出现

V正反应速率=V逆反应速率4、t1时刻后， v正= v逆 ,即正反应消耗的反应物 的量与逆反应生成的反应物的量相等，反应物和 生成物的浓度不再发生变化 —— 化学平衡v v ·正

·

v逆

·t1

v’正= v’逆

t

υV正 V 正 = V逆

V逆

t1

t2

t(s)

二、化学平衡 1、概念： 在外界条件不变的情况下，可逆反应进 行到一定的程度时，V正反应速率=V逆反应速率，化 学反应进行到最大限度，反应物和生成物的 浓度不再发生变化，反应混合物处于化学平

衡状态，简称化学平衡

2、化学平衡的性质： ⑴反应条件：——条件不变是基础温度、压强、浓度等不变

⑵研究对象：——可逆反应是前提可逆反应，不可逆反应一般不会出现平衡状态

⑶本质： ——速率相等是实质 v正 = v逆 即同一物质消耗速率与生成速率相等 ⑷现象： ——浓度不变是标志反应混合物组成成分的浓度保持不变

注意： 平衡时，反应混合物各组成成分的物质 的量浓度、百分含量恒定，但不相等。同时， 平衡状态下，反应体系的压强恒定、 反应 混合气体的相对分子质量恒定

3、化学平衡的特征：⑴逆：

逆、等、动、定、变、

研究的对象是可逆反应。

⑶等：

达到化学平衡时，v正= v逆>0

化学平衡是动态平衡，虽然达到平衡状态，但正 ⑵动：反应和逆反应并未停止，是一个动态平衡。

⑷定： ⑸变：

反应混合物各组分的浓度保持一定。 化学平衡建立在一定条件下，条件改变时， 平衡就会被破坏，变为不平衡，并在新条件 下建立新的平衡。

4、达到化学平衡的标志：V正=V逆和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的 两大主要标志。

⑴直接标志： ①速率关系： v正= v逆 应用：判断平衡时，要注意用“同”、“等”、 “逆”的原则同：同一种物质的V正和V逆才能比较

等：转化后的反应速率必须相等 逆：反应方向必须对立 ②含量关系：反应混合物各组分的浓度、质量分 数、物质的量、摩尔分数、体积分数、分子数之 比保持不变

怎样理解v(正)= v(逆)?【例1】 在一定温度下,可逆反应 AD ) A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是( A. C的生成速率与 C分解的速率相等 B. 单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB C. 单位时间生成B的速率，与生成C的速率相等 (数值) D. 单位时间生成nmolA,同时生成2nmolC

可逆反应N2+3H2 2NH3的正、逆 反应速率可用各反应物或生成物浓 度的变化来表示。下列各关系中能 说明反应已达到平衡状态的是 ( ) C A.3v(N2)正 = v(H2)正 B.v(N2)正 = v(NH3)逆 C.2v(H2)正 = 3v(NH3)逆 D.v(N2)正 = 3v(H2)逆

例1、一定条件下，反应A2(g)+B2(g) 达到平衡的标志是

2AB(g)

A、单位时间内生成n mol A2同时生成n molAB B、单位时间内生成2n mol AB 同时生成n mol B2 √

C、单位时间内生成n mol A2 同时生成n mol B2

√ D、单位时间内生成n mol A2 同时消耗n mol B2

例2、一定条件下，反应N2+3H2 的标志是

2NH3达到平衡

A、一个N≡N键断裂的同时，有三个H-H键形成 √ B、一个N≡N键断裂的同时，有三个H-H键断裂

C、一个N≡N键断裂的同时，有六个N-H键断裂 √D、一个N≡N键断裂的同时，有六个N-H键形成

在

判断化学平衡时，要注意化学键数与反应 物质的物质的量之间的联系，同时要注意成 键、断键与反应方向之间的关系。

⑵间接标志：以反应mA(g)+nB (g)

pC(g)为例

①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随 时间改变而———,(适用于—————————————) m+n≠p 的反应 改变 ②、混合气体的平均相对分子质量、密度不随时 改变 间改变而————,(适用于—————————————) m+n≠p 的反应

注：在等系数的气体反应中不能作为平衡 判据

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