化学平衡状态及标志课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节化学平衡,第二章 化学反应速率与化学平衡,第一课时,可逆反应与化学平衡状态,第三节化学平衡第二章 化学反应速率与化学平衡第一课时可逆反应,1,浓度、压强、温度、催化剂,影响化学反应速率的,四大因素,此外还有光、超声波、激光、放射性、电磁波、,反应物的颗粒的大小、,扩散速率、溶剂效应等也影响了反应速率。,复习,浓度、压强、温度、催化剂影响化学反应速率的四大因素,2,单位体积内,有效,碰撞次数,化学反应,的速率,分子总数,活化分子百分数,活化分子数,增大反应物,浓度,增大压强,升高温度,使用正催化剂,试将外界条件对反应速率的影响结果填入下表：,影响,结果,外界,条件改变,单位体积内有效化学反应分子总数活化,3,速率,含义,与浓度关系,v,正,v,逆,正反应：,从,左,向,右,进行的反应。,逆反应：,从,右,向,左,进行的反应。,单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加,单位时间反应物浓度的,增加,或生成物浓度的,减少,决定于生成物浓度,决定于反应物浓度,在同一条件下向正反应方向进行的同时又向逆反应方向进行的反应.,用 表示。 例：,一、可逆反应,速率含义与浓度关系v正v逆正反应：从左向右进行的反应。单位时,4,NH,3,H,2,O,NH,3,H,2,O,可逆反应的特点:,同一条件下正逆反应同时进行,可逆反应通常不能进行到底,反应物的转化率不能达到100%,反应体系中得到的总是反应物与生成物的混合物。,NH3H2ONH3H2O可逆反应的特点:同一条件下正逆,5,思考：,20时，将一块质量为40 g 的NaCl晶体投入到100 g 水中，充分搅拌，至固体不再溶解为止，静置。经过相当长的时间后，发现NaCl晶体质量不再发生变化，但NaCl晶体的形状在不断发生改变，为什么？,思考：,6,宏观表象,微观速率解释,溶解,结晶,饱和,v,溶解,v,结晶,v,溶解,v结晶v溶解 v,7,溶解平衡状态,在一定温度下的饱和溶液中：,固体溶质 溶液中的溶质,溶解,结晶,若：,溶解速率 = 结晶速率,则：达到溶解平衡状态（一种动态平衡）,那么，可逆反应的情况又怎样呢？,溶解平衡状态在一定温度下的饱和溶液中：溶解结晶若：溶解速率,8,开始时c(CO) 、c(H,2,O)最大，c(CO,2,) 、c(H,2,)=0,随着反应的进行，,c(CO) 、c(H,2,O)逐渐减小，,正反应速率逐渐减小，,c(CO,2,) 、c(H,2,)逐渐增大，,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相等，则各物质的浓度将_,在容积为1L的密闭容器里，加0.01molCO和0.01molH,2,O(g),COH,2,O CO,2,H,2,不变,开始时c(CO) 、c(H2O)最大，c(CO2) 、c(H,9,正反应速率,逆反应速率,相等,时间,速率,这时，反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保持不变，达到动态平衡，这就是我们今天要重点研究的重要概念,化学平衡状态,正反应速率逆反应速率相等时间速率这时，反应仍在进行，但是四种,10,1、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。,注意三点,前提（适用范围）,：,可逆反应,内在本质,：,v,(正)=,v,(逆) 0,外在标志：反应混合物中,各组分,的浓度保持不变,二、化学平衡状态,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,11,2、化学平衡状态的特征,动态平衡（正逆反应仍在进行）,条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。,正反应速率=逆反应速率,反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。,可逆反应；,条件相同，某一可逆反应无论是从正反应开始还是从逆反应开始，只要量相等(或相当)，最终均可达到同一平衡状态。,(1)逆：,(2)等：,(3)动：,(4)定：,(5)变,:,(6),同：,2、化学平衡状态的特征动态平衡（正逆反应仍在进行）条件改变，,12,其中，“,等,”和“,定,”判断化学反应是否处于平衡状态的关键,3、可逆反应达到化学平衡状态的标志,1.,等,：对同一种物质，,v,正,=,v,逆,可推出已达平衡,2.,定,：由各组分（任意一种物质）的浓度一定（不再变化），物质的量、质量一定，也可推出,直接标志：,即：该物质单位时间内消耗的量=生成的量,或对同一物质，断裂与形成的化学键的物质的量相等,其中，“等”和“定”判断化学反应是否处于平衡状态的关键3、可,13,1、各组分（任一物质）的百分含量保持不变,2、反应物的平衡转化率保持不变,3、对反应前后气体分子数不等的反应，气体总物质的量、总压强、总体积不再变化,4、对反应中各物质不全是气体的反应，平均相对分子质量、气体密度不再变化,5、反应中若有有色物质，颜色不再变化,间接标志：,1、各组分（任一物质）的百分含量保持不变间接标志：,14,如：,（1）,对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应,（2SO,2,+O,2,2SO,3,）来说，,可利用混合气体的总压（定容时）、总体积（定压时）、总物质的量是否随着时间而变化来判断是否达到平衡。,如：,15,（2）对于反应前后气体物质的分子数,相等的可逆反应：,（H,2,(g),+I,2,(g),2HI,(g),），不能用此,标志判断平衡是否到达，因为在此反,应过程中，气体的总压强、总体积、,总物质的量都不随时间的改变而改变。,（2）对于反应前后气体物质的分子数,16,判断可逆反应达到平衡状态？,重要题型：,例：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分解的速率相等,B.单位时间生成,n,molA,同时生成3,n,molB,C.单位时间生成B的速率,与生成C的速率在数值上相等,D.单位时间生成,n,molA,同时生成2,n,molC,AD,判断可逆反应达到平衡状态？重要题型：例：在一定温度下,可逆反,17,注意：在应用“等”进行平衡状态的判断时，,一定要先判断是不是,正、逆,两个方向上的量,指同一物质时，数值直接相等,指不同物质时，数值之比等于计量数之比（或者转化为同一物质后再比较）,正逆相等则平衡,注意：在应用“等”进行平衡状态的判断时，正逆相等则平衡,18,在500、钒触媒的作用下，某密闭容器中反应 2SO,2, O,2,2SO,3,H, 0 达到化学平衡状态时的标志是 ( ),A SO,2,的消耗速率等于SO,3,的生成速率,B SO,2,的生成速率等于SO,3,的生成速率,C SO,2,的消耗速率等于O,2,消耗速率的2倍,D SO,3,的生成速率等于O,2,生成速率的 2倍,BD,练一练,在500、钒触媒的作用下，某密,19,下列说法可以证明反应,N,2,+3H,2,2NH,3,已达平衡状态的是( ),AC,A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成,B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂,C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂,D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成,下列说法可以证明反应ACA.1个NN键断裂的同时,有3个H,20,【例】 在恒温恒容时,下列叙述,不是,可逆反应A(气)+B(气) 3C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是,（其中B为有色气体）,A、B、C的浓度不再变化, A、B、C的百分含量不再变化,混合气体的总压强不再变化,混合气体的总物质的量不再变化,混合气体的密度不再变化,混合气体的颜色不再变化,混合气体的平均相对分子质量不再变化,A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2,【例】 在恒温恒容时,下列叙述不是可逆反应A(气)+B(气),21,注意：在应用“定”进行平衡状态的判断时，,某一物理量是否可作为平衡已到达的标志，取决于该物理量在,反应过程中,是否发生变化。即：反应前后,能变化,的量保持,不变则,达,平衡,。,能变不变则平衡,注意：在应用“定”进行平衡状态的判断时，某一物理量是否可作为,22,、 在一定温度下,可逆反应,A(气)+3B(气) 2C(气)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.单位时间内生成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1:3:2,AC,练一练,、 在一定温度下,可逆反应AC练一练,23,2、 下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气) , 在恒温恒容时已达平衡状态的是（）,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,B,2、 下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气),24,3、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,表明反应:,A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),已达平衡状态的是 ( ),A.混合气体的压强 B.混合气体的密度,C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量,BC,3、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,25,4、下列说法中可以充分说明反应:,P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒温恒容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) 反应容器内总物质的量不随时间而变化,(D) 混合气体的压强,（E）气体的平均分子量,（F）各组分的质量分数不再改变,（G）混合气体的密度,AF,4、下列说法中可以充分说明反应: AF,26,5、在一个不传热的固定容积的密闭容器中可逆反应mA(g)+nB(g)= pC(g)+qQ(g)当m、n、p、q为任意整数时，一定达到平衡的标志是：,体系的压强不再改变 体系的温度不再改变,各组分的浓度不再改变 各组分的质量分数不再改变,反应速率,v,A,:v,B,:v,C,:v,D,=,m:n:p:q,单位时间内m mol A断键反应，同时p mol C也断键反应,（A） （B） ,（C） （D） ,B,5、在一个不传热的固定容积的密闭容器中可逆反应mA(g)+n,27,思 考与练 习,（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2nmolNO,2,的同时生成2nmolO,2,（ ）,(6) O,2,气体的物质的量浓度不变 （ ）,在固定体积的的密闭容器中发生反应：,2NO,2,2NO + O,2,该反应达到平衡的标志是：,思 考与练 习（1）混合气体的颜色不再改变,28,小结,化学平衡状态的标志:,（1）,正,= ,逆,（本质特征）, 同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。, 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。,另外：物质的生成与消耗的量，化学键的断裂与形成也必须是,不同方向的,小结化学平衡状态的标志: （1）正 = 逆 （本质特,29,（2）反应混合物中各组成成分的含量保持不变（外部表现）：, 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。, 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。, 若反应前后的物质都有气体，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。, 反应物的转化率、产物的产率保持不变。,（2）反应混合物中各组成成分的含量保持不变（外部表现）：,30,小结,1、化学平衡状态的定义,前提,实质,标志,2、化学平衡状态的特征,逆、动、等、定、变、同,3、,达到平衡状态的标志,能变不变则平衡,正逆相等则平衡,小结1、化学平衡状态的定义前提实质标志2、化学平衡状态的特征,31,