第3节化学平衡的建立和特征（1） (2)

庄浪一中庄浪一中 2021年年8月月13日星期五日星期五第三节第三节 化学平衡化学平衡（第一课时）（第一课时）第二章第二章 化学反应速率和化学平化学反应速率和化学平衡衡1.什么是可逆反应什么是可逆反应 在在相同条件下相同条件下，既能向正反应方向进行，既能向正反应方向进行，同时同时，又能向逆反应方向进行的化学反应，又能向逆反应方向进行的化学反应，叫做可逆反应。叫做可逆反应。思考：化学反应速率研究反应的快慢，研究思考：化学反应速率研究反应的快慢，研究一个化学反应还需要讨论哪些内容？一个化学反应还需要讨论哪些内容？2.可逆反应的特点：可逆反应的特点：同一条件、同时反应、方向对立同一条件、同时反应、方向对立不可能完全转化不可能完全转化还需要研究化学反应还需要研究化学反应进行的程度进行的程度化学平衡化学平衡一，一，什么是饱和溶液？什么是饱和溶液？ 在一定温度下，在一定量的溶剂里，不在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质这种溶质的饱和溶液。的饱和溶液。 饱和溶液中溶质的溶解饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？过程完全停止了吗？ 没有！没有！以蔗糖溶解于水为例，蔗糖分子离开以蔗糖溶解于水为例，蔗糖分子离开蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。分析：在一定温度下，将一定分析：在一定温度下，将一定质量的蔗糖溶于质量的蔗糖溶于100mL水的过程水的过程如右图，蔗糖在溶解时，一方面，蔗糖分子不断如右图，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蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体。体。蔗糖晶体蔗糖晶体 蔗糖溶液蔗糖溶液溶解溶解结晶结晶过程分析：过程分析：开始时，开始时，v溶解溶解 ，v结晶结晶然后，然后， v溶解溶解 ，v结晶结晶 最大最大0逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大最后，最后， v溶解溶解 v结晶结晶 即：溶解速率即：溶解速率=结晶速率，达到溶解平衡。结晶速率，达到溶解平衡。 可逆反应的情况又怎样呢？可逆反应的情况又怎样呢？ 请思考：请思考：在一定条件下，在一定条件下，2mol SO2与与1mol O2反应能否得到反应能否得到2mol SO3？1、可逆反应是在同一条件下能同时向正、可逆反应是在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应；逆两个方向进行的反应；2、可逆反应不能进行到底，因而对于任、可逆反应不能进行到底，因而对于任何一个可逆反应都存在一个反应进行到何一个可逆反应都存在一个反应进行到什么程度的问题。什么程度的问题。一、一、化学平衡的建立过程化学平衡的建立过程在反应在反应CO+H2O CO2+H2中，将中，将0.01 mol CO和和0.01 mol H2O (g)通入通入1L密闭容器中，反应一段密闭容器中，反应一段时间后，各物质浓度不变。时间后，各物质浓度不变。1、反应刚开始时：、反应刚开始时： 反应物浓度反应物浓度，正反应速率，正反应速率 ，生成物浓生成物浓度为度为，逆反应速率为，逆反应速率为。最大最大最大最大00逐渐减小逐渐减小逐渐逐渐减小减小逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐增大2、反应过程中：反应物浓度、反应过程中：反应物浓度，正反应，正反应速率速率 ，生成物浓度生成物浓度，逆反应，逆反应速率速率3、一定时间后，必然出现、一定时间后，必然出现V正反应速率正反应速率V逆反应速率逆反应速率 4、某某时刻后，时刻后， v正正 v逆逆 ,即正反应消耗的反应物即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的生成物的量相等，反应物和的量与逆反应生成的生成物的量相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化生成物的浓度不再发生变化 化学平衡化学平衡正反应正反应速率速率逆反应逆反应速率速率相等相等时间时间速速率率且正反应速率且正反应速率=逆反应速率逆反应速率正反应正反应速率速率逆反应逆反应速率速率相等相等时间时间速速率率这时，这时，CO、H2O的消耗量等于的消耗量等于CO2、H2反应生成的反应生成的CO、H2O的量，的量， 反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保反应仍在进行，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重点研究的重要概念化学平衡状态化学平衡状态三、三、化学平衡状态化学平衡状态定义：定义：化学平衡状态化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆，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。应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。强强调调三三点点前提条件：可逆反应前提条件：可逆反应实质：正反应速率实质：正反应速率=逆反应速率逆反应速率标志：反应混合物中各组分的标志：反应混合物中各组分的 浓度保持不变的状态浓度保持不变的状态四、化学平衡状态的特征四、化学平衡状态的特征(2)动：动态平衡（正逆反应仍在进行）动：动态平衡（正逆反应仍在进行）(3)等：正反应速率等：正反应速率=逆反应速率逆反应速率(4)定：反应混合物中各组分的浓度保持定：反应混合物中各组分的浓度保持 不变，各组分的含量一定。不变，各组分的含量一定。(5)变：条件改变，原平衡被破坏，在新变：条件改变，原平衡被破坏，在新 的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。(1)逆逆：可：可逆反应逆反应速率：速率：v正正=v逆逆（即任何一种物质的生成速率等于（即任何一种物质的生成速率等于 其消耗速率）其消耗速率）各成分的含量保持不变各成分的含量保持不变直直接接以以xA(g)+yB(g) zC(g)为例，分析为例，分析化学反应达到平衡状态的标志：化学反应达到平衡状态的标志：混合气体的总压、总体积、混合气体的总压、总体积、总物质的量不随时间的延长而总物质的量不随时间的延长而改变改变(x+yz)各物质的物质的量，物质的各物质的物质的量，物质的量浓度不随时间的延长而改变量浓度不随时间的延长而改变间间接接【例】【例】 在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(气气)+3B(气气) 2C(气气)达到平衡的标志是达到平衡的标志是（）（）A.C的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,同时生成同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子数比为1:3:2AC判断可逆反应达到平衡状态？判断可逆反应达到平衡状态？重要题型：重要题型：【例【例2】 下列说法中可以充分说明反应下列说法中可以充分说明反应: P(气气)+Q(气气) R(气气)+S(气气) , 在恒温下已在恒温下已达平衡状态的是（）达平衡状态的是（） A. 反应容器内压强不随时间变化反应容器内压强不随时间变化B.P和和S的生成速率相等的生成速率相等C.反应容器内反应容器内P、Q、R、S四者共存四者共存 D.反应容器内总物质的量不随时间而反应容器内总物质的量不随时间而 变化变化B【例【例3】下列说法可以证明反应】下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是( )ACA.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键形成键形成B.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键断裂键断裂C.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键断裂键断裂D.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键形成键形成注意注意（1）对于反应前后的气体物质的对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应分子总数不相等的可逆反应（如（如2SO2+O2 2SO3）来说，可利）来说，可利用混合气体的总压、总体积、总物质用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。断是否达到平衡。（2）对于反应前后气体物质的分子数）对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应：相等的可逆反应：（如（如H2+I2(g) 2HI），不能用此标志），不能用此标志判断平衡是否到达，因为在此反应过判断平衡是否到达，因为在此反应过程中，气体的总压、总体积、总物质程中，气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。的量都不随时间的改变而改变。（3）对于不同类型的可逆反应，某）对于不同类型的可逆反应，某一物理量不变是否可作为平衡已到达一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志，取决于该物理量在平衡到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前（反应过程中）是否发生变化。若前（反应过程中）是否发生变化。若是则可；否则，不行。是则可；否则，不行。课堂练习：课堂练习： 【】【】 在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（达到平衡的标志是（ ）A.C的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B.单位时间内生成单位时间内生成n molA,同时生同时生3n molBC.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子数比为1:3:2AC【2】 下列说法中可以充分说明反应下列说法中可以充分说明反应: P(g)+Q(g) R(g)+S(g) , 在恒温下已达平衡状态在恒温下已达平衡状态的是（）的是（） A. 反应容器内压强不随时间变化反应容器内压强不随时间变化B.P和和S的生成速率相等的生成速率相等C.反应容器内反应容器内P、Q、R、S四者共存四者共存 D.反应容器内总物质的量不随时间而变化反应容器内总物质的量不随时间而变化 B 【3】在一定温度下的恒容容器中】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量当下列物理量不再发生变化时不再发生变化时,表明表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已已达平衡状态的是达平衡状态的是 ( ) A.混合气体的压强混合气体的压强 B.混合气体的密度混合气体的密度 C.B的物质的量浓度的物质的量浓度 D.气体的总物质的量气体的总物质的量BC【4】 在一定温度下在一定温度下,下列叙述下列叙述不是不是可逆反应可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是达到平衡的标志的是 C的生成的生成 速率与速率与C的分解速率相等的分解速率相等 单位时间内生成单位时间内生成a molA,同时生成同时生成3a molB A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化A、B、C的分压强不再变化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总压强不再变化混合气体的物质的量不再变化混合气体的物质的量不再变化 A、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:2 A. B. C. D. ( A )