竞赛第二部分化学平衡及等效平衡

,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,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,第二部分 化学平衡,设计制作：,贾大成,且正反应速率=逆反应速率,逆反应速率,时间,正反应速率,相等,速率,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,化学平衡状态,第二部分 化学平衡,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。,强调三点,前提条件,：可逆反应,实质,：正反应速率=逆反应速率,指同一物质的生成速度与消耗速度相等。,标志,：反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态,第二部分 化学平衡,2、化学平衡状态的特征,(1),动,：动态平衡（正逆反应仍在进行）,(2),等,：正反应速率=逆反应速率,(3),定,：反应混合物中各组分的浓度保持 不变，各组分的含量一定。,(4),变,：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。,重要题型：,判断可逆反应达到平衡状态？,第二部分 化学平衡,思考：在一个密闭容器中，充入2mol SO,2,和1mol,18,O,2,（加入V,2,O,5,并加热）。若隔一段时间后，作同位素示踪检测,18,O 原子，在哪些物质中存在,18,O 原子？经过足够长的时间，最终能否得到2mol SO,3,？,结论：在SO,2,、O,2,、SO,3,中均存在,18,O 原子。,为什么在SO,2,、 O,2,、 SO,3,中都存在,18,O 原子？,不能,因为可逆反应不可能进行到底,第二部分 化学平衡,化学平衡直接标志:,：V正=V逆,指,同一物质,的,生成速度,与,消耗速度,相等,：,各成份的,浓度,或,含量,保持不变。,指各成份的,质量,或,物质的量,质量分数,或,物质的量分数,或,体积分数,或,物质的量浓度,保持不变.,【例】 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n mol A,同时生成,3n mol B,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,第二部分 化学平衡,【例2】下列说法可以证明反应,N,2,+3H,2,2NH,3,已达平衡状态的是( ),个NN键断裂的同时，有3个HH键形成,个NN键断裂的同时，有3个HH键断裂,个NN键断裂的同时，有6个NH键断裂,个NN键断裂的同时，有6个NH键形成,AC,第二部分 化学平衡,化学平衡间接标志:,：（一定温度密闭容器中反应）各物质的浓度或各物质的物质的量不随时间改变而改变 。,：,对于反应前后气体计量数之和不相等的反应来说：,若在恒温恒容条件下反应，当总物质的量，压强，平均分子量不变时，则肯定达到了平衡状态；若在恒温恒压的条件下，反应总物质的量，平均分子量、总体积或密度不变时，则肯定达到了平衡状态。,以上不能用来判断反应前后计量数相等的可逆反应,，,为什么？,：对于有色气体参加反应，体系颜色无深浅变化时（即不变时），表明达到平衡状态。,思考: 已知三个反应:,2SO,2,+ O,2,2SO,3，,H,2,+I,2,（g） 2HI,2A,（g） B(s)+2C(g) 其中,A,（g）、C(g)均为无色气体。,（1）：恒温、,恒容,条件下，填：“,一定是平衡,”，“,不一定是平衡,”,反应,密度不变,总物质的量不变,平均分子量不变,气体颜色不变,不,不,是,是,不,不,是,不,是,不,是,不,（2）：恒温、,恒压,条件下，填：“,一定是平衡,”，“,不一定是平衡,”,思考: 已知三个反应:,2SO,2,+ O,2,2SO,3，,H,2,+I,2,（g） 2HI,2A,（g） B(s)+2C(g) 其中,A,（g）、C(g)均为无色气体。,反应,密度不变,物质的量不变,平均分子量不变,所体颜色不变,是,不,是,是,不,不,是,不,是,不,是,不,能够说明 N,2,+ 3H,2,2NH,3,反应在密闭容器中已达到平衡状态的是 ：, 容器内N,2,、H,2,、NH,3,三者共存, 容器内N,2,、H,2,、NH,3,三者浓度相等, 容器内N,2,、H,2,、NH,3,的浓度比恰为1:3:2, t min内生成1molNH,3,同时生成,2, t min内，生成1molN,2,同时消耗3molH,2,平衡状态的判断,下页6-10,4 5,第二部分 化学平衡, 某时间内断裂3molH-H键的同时，断裂6molN-H键, 容器内质量不随时间的变化而变化, 容器内压强不随时间的变化而变化, 容器内密度不再发生变化, 容器内的平均摩尔质量不再发生变化,能够说明 N,2,+ 3H,2,2NH,3,反应在密闭容器中已达到平衡状态的是 ：,6 8 10,第二部分 化学平衡,【例3】 下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气) , 在恒温下已达平衡状态的是（）,A. 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,第二部分 化学平衡,【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,表明反应:,A(固) + 3B(气) 2C(气) + D(气),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,第二部分 化学平衡,第二节 化学平衡,【例5】 在一定温度下,下列叙述,不是,可逆反应A(气) + 3B(气) 2C(气) + 2D(固)达到平衡的标志的是 ( ), C的生成速率与C的分解速率相等, 单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B, A、B、C的浓度不再变化, A、B、C的分压强不再变化, 混合气体的总压强不再变化,混合气体的物质的量不再变化,单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB,A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2,A. B. ,C. D. ,A,在一定温度下，反应2NO,2,N,2,O,4,达平,（红棕色） （无色）,衡的标志是（ ）,（A）混合气颜色不随时间的变化,（B）数值上V,（NO,2,生成）,=2V,（N,2,O,4,消耗）,（C）单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数,（D）压强不随时间的变化而变化,（E）混合气的平均分子量不变,练习1:,ADE,第二部分 化学平衡,3、等效平衡问题：,外界条件相同时，可逆反应不论从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正反应和逆反应同时开始反应，途径虽然不同，,只要起始浓度相当,，所建立的平衡是等效平衡，可以达到相同的平衡状态（,指各组分对应的浓度相同,）。,例如：在425时，在1L密闭容器中进行反应： H,2,+I,2,2HI,达到平衡。不论从正反应开始，还是从逆反应开始，可以达到相同的平衡状态。(,见下页,),第二部分 化学平衡,浓度/molL,-1,时间/s,浓度/molL,-1,t,2,HI,H,2,或I,2,t,1,时间/s,HI,H,2,或I,2,从正反应开始,从逆反应开始,1molH,2,1molI,2,2molHI,相当于,例题,第二部分 化学平衡,3、等效平衡:,一次投料或分多次投料,最后所处的平衡状态是相同的; 在一定条件下,反应从正向建立或从逆向建立或由正逆向同时建立,只要起始浓度相当，都可以达到同一个平衡状态;,由此可见可逆反应的平衡状态只与,反应条件,有关而与,反应途径,无关,第二部分 化学平衡,2mol SO,2,1mol O,2,途径1开始,2mol SO,3,途径2开始,SO,2,a%,O,2,b%,SO,3,c%,平衡状态1,2SO,2,+ O,2,2SO,3,SO,2,a%,O,2,b%,SO,3,c%,平衡状态2,再例：一定条件下:,1mol SO,2,0.5mol O,2,1mol SO,3,途径3开始,SO,2,a%,O,2,b%,SO,3,c%,平衡状态3,途径4开始,1.5mol SO,2,0.75mol O,2,0.5mol SO,3,SO,2,a%,O,2,b%,SO,3,c%,平衡状态4,第二部分 化学平衡,小结：建立等效平衡的途径：,1、先加入反应物，从正反应方向开始，可以建立化学平衡。,2、若先加入生成物，从逆反应方向开始，也可以建立等效的化学平衡。,3、若同时加入反应物与生成物，从中间状态开始，同样可以建立等效的化学平衡。,第二部分 化学平衡,SO,2,a%,O,2,b%,SO,3,c%,平衡状态,4mol SO,2,2mol O,2,开始,2SO,2,+ O,2,2SO,3,V体积,1molSO,22,1/4V体积,开始,第二部分 化学平衡,【例】在一定温度下，把1molCO和2molH,2,O通入一个密闭容器中，发生如下反应：CO(g)+H,2,O (g) CO,2,(g)+H,2,(g)，一定时间后达到平衡，此时，CO的含量为p%，若维持温度不变，改变起始加入物质的物质的量，平衡时CO的含量仍为p%的是（）,A. 1molCO,、2molH,、,、,、,2,O,C. 1molCO,、1molH,2,O,D. 1molCO,、1molH,、1molH,2,O,BD,【例7】在一定温度下,把2摩SO,2,和1摩O,2,通入一个一定容积的密闭的容器里,发生如下反应:2SO,2,+O,2,2SO,3,当此反应进行到一定程度时,反应混和物就处于化学平衡状态.现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO,2,、O,2,和SO,3,的物质的量(摩).如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同.请填写下列空白:(1)若a=0,b=0,则c=,.,2,(2)若a=0.5,则b = _c=_,(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c):,a+c=2，b+c/2=1,转化率：,在一定条件下，可逆反应达化学平衡状态时，某一反应物消耗量占该反应物起始量的百分数，叫该反应物的转化率。,公式：a=cc,始,100,=nn,始,100,=mm,始,100,4转化率：,【过渡】化学平衡状态代表了化学反应进行达到了最大程度，如何定量的表示化学反应进行的程度呢？,完成课堂例题：例1-例6完成课后练习：1-11题,一定温度下，在密闭容器（恒容）中发生反应,：,起始时， SO,2,和O,2,分别为20 mol 和10 mol ，达到平衡时SO,2,的转化率为80%，,（1）平衡后体系的压强是开始时的多少倍？光焕发平衡时密度与开始时密度之比值？平衡时的平均相对分子质量？平衡时SO,2,的物质的量分数及质量分数？,（2）若从SO,3,开始进行反应，在相同的条件下 ，欲 使平衡时各成分的体积 分数与前者相同，则起始时SO,3,的物质的量及SO,3,的转化率为多少？,（3）若将“平衡时SO,2,的转化率为80%”改为平衡时体系的压强为起始时的11/15，求SO,2,的转化率等？,练习:,克/摩;,18.18%; 16%,20摩; 20%,80%,小结,、化学平衡状态的定义,前提条件,实质,标志,2、化学平衡状态的特征,动、等、定、变,3、等效平衡问题,作业：P 习题,4、转化率：,第二部分 化学平衡,再见,制作人：贾大成,