高中化學第二單元 化學反應的方向和限度全套課件 蘇教版選修四化學平衡狀態(tài)

第三節(jié)化學平衡第二章第二章 化學反應速率與化學平衡化學反應速率與化學平衡第一課時蘭蔭中學 高二化學組 導入1、什么是可逆反應？、什么是可逆反應？ 在同一條件同一條件下,既能向正反應方向進行,同時又能向逆反應方向進行的反應,叫做可逆反應.NH3H2ONH3H2O 注意：可逆反應總是不能進行到底，得到的總是反應物與生成物的混合物2、什么是飽和溶液？、什么是飽和溶液？ 在一定溫度下，在一定量的溶劑里，不能再溶解某種溶質的溶液，叫做這種溶質的飽和溶液。 飽和溶液中溶質的溶解飽和溶液中溶質的溶解過程完全停止了嗎？過程完全停止了嗎？ 沒有！以蔗糖溶解于水為例，蔗糖分子離開蔗糖表面擴散到水中的速率與溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成為晶體的速率相等。即：溶解速率 = 結晶速率 達到了溶解的平衡狀態(tài)，一種動態(tài)平衡那么，可逆反應的那么，可逆反應的情況又怎樣呢？情況又怎樣呢？開始時c(CO) 、c(H2O)最大，c(CO2) 、c(H2)=0 隨著反應的進行c(CO2) 、c(H2)逐漸增大 進行到一定程度，總有那么一刻，正反應速率和逆反應速率的大小不再變化 在容積為1L的密閉容器里，加0.01molCO和0.01molH2O(g),COH2O CO2H2c(CO) 、c(H2O)逐漸減小故：正反應速率逐漸減小，逆反應速率逐漸增大且正反應速率且正反應速率=逆反應速率逆反應速率正反應速率逆反應速率相等相等時間速率這時，CO、H2O的消耗量等于CO2、H2反應生成的CO、H2O的量， 反應仍在進行，但是四種物質的濃度均保持不變，達到動態(tài)平衡，這就是我們今天要重點研究的重要概念化學平衡狀態(tài)1、定義：、定義：化學平衡狀態(tài)，就是指在一定條件下的可逆反應里，正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。強調三點前提條件前提條件：可逆反應實質實質：正反應速率=逆反應速率標志標志：反應混合物中各組分的 濃度保持不變的狀態(tài)2、化學平衡狀態(tài)的特征、化學平衡狀態(tài)的特征(1)動動：動態(tài)平衡（正逆反應仍在進行）(2)等等：正反應速率=逆反應速率(3)定定：反應混合物中各組分的濃度保持 不變，各組分的含量一定。(4)變變：條件改變，原平衡被破壞，在新 的條件下建立新的平衡。速率：速率：v正正=v逆逆（即任何一種物質的生成速率等于（即任何一種物質的生成速率等于 其消耗速率）其消耗速率）各成分的含量保持不變各成分的含量保持不變直直接接以以xA(g)+yB(g) zC(g)為例，分析為例，分析化學反應達到平衡狀態(tài)的標志：化學反應達到平衡狀態(tài)的標志：例題例題混合氣體的總壓、總體積、混合氣體的總壓、總體積、總物質的量不隨時間的延長總物質的量不隨時間的延長而改變而改變(x+yz)各物質的物質的量，物質各物質的物質的量，物質的量濃度不隨時間的延長而的量濃度不隨時間的延長而改變改變間間接接注意注意（1）對于反應前后的氣體物質的對于反應前后的氣體物質的分子總數(shù)不相等的可逆反應（如分子總數(shù)不相等的可逆反應（如2SO2+O2 2SO3）來說，可利用混）來說，可利用混合氣體的總壓、總體積、總物質的量合氣體的總壓、總體積、總物質的量是否隨著時間的改變而改變來判斷是是否隨著時間的改變而改變來判斷是否達到平衡。否達到平衡。例題例題（2）對于反應前后氣體物質的分子數(shù)）對于反應前后氣體物質的分子數(shù)相等的可逆反應：相等的可逆反應：（如（如H2+I2(g) 2HI），不能用此標志），不能用此標志判斷平衡是否到達，因為在此反應過判斷平衡是否到達，因為在此反應過程中，氣體的總壓、總體積、總物質程中，氣體的總壓、總體積、總物質的量都不隨時間的改變而改變。的量都不隨時間的改變而改變。例題例題（3）對于不同類型的可逆反應，某）對于不同類型的可逆反應，某一物理量不變是否可作為平衡已到達一物理量不變是否可作為平衡已到達的標志，取決于該物理量在平衡到達的標志，取決于該物理量在平衡到達前（反應過程中）是否發(fā)生變化。若前（反應過程中）是否發(fā)生變化。若是則可；否則，不行。是則可；否則，不行。小結、化學平衡狀態(tài)的定義、化學平衡狀態(tài)的定義前提條件前提條件實質實質標志標志2、化學平衡狀態(tài)的特征、化學平衡狀態(tài)的特征動、等、定、變動、等、定、變3、等效平衡問題、等效平衡問題 怎樣理解怎樣理解v v( (正正)= )= v v( (逆逆) )？ 1.必須一個是正反應速率，一個是必須一個是正反應速率，一個是逆反應速率逆反應速率2.用不同物質表示的反應速率不能是用不同物質表示的反應速率不能是表面上的數(shù)值相等，而應是本質意表面上的數(shù)值相等，而應是本質意義相同（與計量數(shù)成正比）。義相同（與計量數(shù)成正比）。怎樣理解怎樣理解反應混合物中各組分反應混合物中各組分的濃度保持不變？的濃度保持不變？ “各組分的濃度保持不變各組分的濃度保持不變”不不能理解為與方程式的化學計量數(shù)能理解為與方程式的化學計量數(shù)成正比。濃度的變化量與化學計成正比。濃度的變化量與化學計量數(shù)成正比，而平衡濃度不一定量數(shù)成正比，而平衡濃度不一定與化學計量數(shù)成正比。與化學計量數(shù)成正比。 怎樣理解怎樣理解平衡與體系特征物平衡與體系特征物理量的關系理量的關系？ 本身就不隨反應進行而變化的量不本身就不隨反應進行而變化的量不能做為平衡的標志。隨反應進行而變能做為平衡的標志。隨反應進行而變化的量不再變化時，說明體系已達平化的量不再變化時，說明體系已達平衡。衡。例題例題3、等效平衡問題：、等效平衡問題：外界條件相同時，可逆反應不論從正反應開始，還是從逆反應開始，還是正反應和逆反應同時開始，途徑雖然不同，只要起始濃度相只要起始濃度相當當，所建立的平衡是等效平衡，可以達到相同的平衡狀態(tài)。例如：在425時，在1L密閉容器中進行反應： H2+I2 2HI,達到平衡。不論從正反應開始，還是從逆反應開始，可以達到相同的平衡狀態(tài)。濃度/molL-1時間/s0.001.002.001.580.21濃度/molL-1t2HIH2或I20.001.002.001.580.21t1時間/sHIH2或I2從正反應開始從逆反應開始1mol21molI22molHI相當于相當于例題例題等效平衡等效平衡恒溫恒容恒溫恒容條件下等效平衡的條件條件下等效平衡的條件： 對于對于mA(氣氣)+nB(氣氣) pC(氣氣)+qD(氣氣) 若若m+n=p+q ，經換算成相當?shù)姆磻?，經換算成相當?shù)姆磻锖螅鼈兊奈镔|的量或體積比一致時，則平后，它們的物質的量或體積比一致時，則平衡狀態(tài)相同。衡狀態(tài)相同。 若若m+np+q 經換算成相當?shù)姆磻锝洆Q算成相當?shù)姆磻锖?，若有相同的物料關系則平衡狀態(tài)相同。后，若有相同的物料關系則平衡狀態(tài)相同。例題例題【例】 在一定溫度下,可逆反應A(氣)+3B(氣) 2C(氣)達到平衡的標志是（）A.C的生成速率與C分解的速率相等 B.單位時間內生成nmolA,同時生成3nmolBC.A、B、C的濃度不再變化 D.A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2AC判斷可逆反應達到平衡狀態(tài)？判斷可逆反應達到平衡狀態(tài)？重要題型：【例2】 下列說法中可以充分說明反應: P(氣)+Q(氣) R(氣)+S(氣) , 在恒溫下已達平衡狀態(tài)的是（） A. 反應容器內壓強不隨時間變化B.P和S的生成速率相等C.反應容器內P、Q、R、S四者共存 D.反應容器內總物質的量不隨時間而 變化B【例3】下列說法可以證明反應N2+3H2 2NH3 已達平衡狀態(tài)的是( )ACA.1個NN鍵斷裂的同時,有3個HH鍵形成B.1個NN鍵斷裂的同時,有3個HH鍵斷裂C.1個NN鍵斷裂的同時,有6個NH鍵斷裂D.1個NN鍵斷裂的同時,有6個NH鍵形成 【例4】在一定溫度下的恒容容器中,當下列物理量不再發(fā)生變化時,表明反應: A(固)+3B(氣) 2C(氣)+D(氣)已達平衡狀態(tài)的是 ( )A.混合氣體的壓強 B.混合氣體的密度C.B的物質的量濃度 D.氣體的總物質的量BC【例5】 在一定溫度下,下列敘述不是可逆反應A(氣)+3B(氣) 2C(氣)+2D(固)達到平衡的標志的是 C的生成 速率與C的分解速率相等 單位時間內生成amolA,同時生成3amolB A、B、C的濃度不再變化A、B、C的分壓強不再變化混合氣體的總壓強不再變化混合氣體的物質的量不再變化單位時間內消耗amolA,同時生成 3amolBA、B、C、D的分子數(shù)之比為1:3:2:2 A. B. C. D.( A )【例】在一定溫度下，把1molCO和2molH2O通入一個密閉容器中，發(fā)生如下反應：CO(g)+H2O (g) CO2(g)+H2(g)，一定時間后達到平衡，此時，CO的含量為p%，若維持溫度不變，改變起始加入物質的物質的量，平衡時CO的含量仍為p%的是（）A. 1molCO 、2molH B. 0.2molCO 、0.2molH 、 0.8molCO 、 1.8molH2OC.1molCO 、1molH2OD.1molCO 、1molH 、1molH2OBD【例7】在一定溫度下,把2摩SO2和1摩O2通入一個一定容積的密閉的容器里,發(fā)生如下反應:2SO2+O2 2SO3 當此反應進行到一定程度時,反應混和物就處于化學平衡狀態(tài).現(xiàn)在該容器中,維持溫度不變,令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質的量(摩).如果a、b、c取不同的數(shù)值,它們必須滿足一定的相互關系,才能保證達到平衡時,反應混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時的完全相同.請?zhí)顚懴铝锌瞻?(1)若a=0,b=0,則c= .2(2)若a=0.5,則b= c=.(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(請用兩個方程式表示,其中一個只含a和c,另一個只含b和c): a+c=2，b+c/2=10.251.5【例7】在恒容的密閉容器中充入在恒容的密閉容器中充入2molA和和1molB的氣體后發(fā)生反應：的氣體后發(fā)生反應：2A(g)+B(g) xC(g)。達到平衡后，。達到平衡后，C的體積的體積分數(shù)為分數(shù)為W；若維持容器體積和溫度不變，按；若維持容器體積和溫度不變，按0.6molA、0.3molB和和1.4molC為起始物質的量，為起始物質的量，達到平衡后，達到平衡后，C的體積分數(shù)仍為的體積分數(shù)仍為W。則。則x值可值可能（能（ ） A 1 B 2 C 3 D 4BC