选修4：2-3-1化学平衡

第二章第二章炼铁高炉尾气之迷炼铁高炉尾气之迷在炼铁高炉中发生的主要反应是：在炼铁高炉中发生的主要反应是：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO219世纪人们就已经注意到高炉尾气中含有世纪人们就已经注意到高炉尾气中含有大量大量CO，曾推测，曾推测CO不被完全利用是不被完全利用是CO与与矿石接触时间不够所致，于是设法把炉子矿石接触时间不够所致，于是设法把炉子修得更高，然而高炉尾气中的修得更高，然而高炉尾气中的CO并未因此并未因此而减少。而减少。请对此作出合理的解释。请对此作出合理的解释。因为炼铁反应是可逆反应，可逆反应是因为炼铁反应是可逆反应，可逆反应是不能进行完全的反应，故不能进行完全的反应，故CO始终有剩始终有剩余，把炉子修得更高也不能影响可逆反余，把炉子修得更高也不能影响可逆反应进行的程度，故尾气不会减少。应进行的程度，故尾气不会减少。一、可逆反应一、可逆反应 同一条件下，既能向正反应方向进行，同同一条件下，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称为可时又能向逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应逆反应正反应：左-右逆反应：右-左( () )不同的反应，其可逆程度不一样不同的反应，其可逆程度不一样，通常我们把可逆，通常我们把可逆程度很小（逆反应很弱）的反应视为不可逆事实上，程度很小（逆反应很弱）的反应视为不可逆事实上，可逆是绝对的，不可逆是相对的可逆是绝对的，不可逆是相对的( () )可逆反应在写化学方程式时不用可逆反应在写化学方程式时不用“”，而，而用用“”注意：注意：如如:Ag+Cl- = AgCl二、化学平衡状态二、化学平衡状态V正正V逆逆0tV正正= V逆逆v1、定义：在一定条件下的、定义：在一定条件下的可逆反应可逆反应里，里， 当当正反应速率与逆反应速率相等正反应速率与逆反应速率相等 时，反应混合物中时，反应混合物中各组分的浓度各组分的浓度 保持不变保持不变，叫做达到了化学平衡，叫做达到了化学平衡逆逆等等定定动动变变化学平衡的研究对象是化学平衡的研究对象是可逆反应可逆反应化学平衡状态是一个化学平衡状态是一个动态平衡动态平衡，达到平衡时，达到平衡时，反应仍在进行反应仍在进行达到平衡状态时，达到平衡状态时，正、逆反应正、逆反应速率相等速率相等平衡时，平衡体系中平衡时，平衡体系中各组分浓度保持不变各组分浓度保持不变当外界条件发生改变时，则原平衡被破坏，当外界条件发生改变时，则原平衡被破坏，在新的条件下会建立在新的条件下会建立新的平衡新的平衡2、平衡状态的特征、平衡状态的特征 判断宗旨：化学反应达平衡时，判断宗旨：化学反应达平衡时，（1 1）正反应速率等于逆反应速率；正反应速率等于逆反应速率；（2 2）各组分的百分含量保持不变。）各组分的百分含量保持不变。3、化学平衡状态的判断、化学平衡状态的判断例例1： 对于可逆反应对于可逆反应 M+N Q M+N Q 达到平衡时达到平衡时, ,下列说下列说 法正确的是法正确的是( )( )A. M.N.QA. M.N.Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B. M.NB. M.N全部变成了全部变成了Q QC.C.反应混合物反应混合物 M M 的百分比不再变化的百分比不再变化D.D.反应已经停止反应已经停止C例例2 2：一定温度下，可逆反应一定温度下，可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g)A(g)+3B(g) 2C(g) 达到平衡的标志是（达到平衡的标志是（ ） A.C A.C生成的速率与生成的速率与C C 的分解速率相等的分解速率相等 B. B.单位时间生成单位时间生成n molA,n molA,生成生成3n molB3n molB C.A C.A、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化 D. A D. A、B B、C C的分子数比为的分子数比为1:3:21:3:2A C例例3 3：下列哪种说法可以证明反应下列哪种说法可以证明反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3已经达到平衡状态已经达到平衡状态 ( )( )A.1A.1个个N NN N键断裂的同时键断裂的同时, ,有有3 3个个H-HH-H键形成键形成B.1B.1个个N NN N键断裂的同时键断裂的同时, ,有有3 3个个H-HH-H键断裂键断裂C.1C.1个个N NN N键断裂的同时键断裂的同时, ,有有6 6个个N-HN-H键断裂键断裂D.1D.1个个N NN N键断裂的同时键断裂的同时, ,有有6 6个个N-HN-H键形成键形成AC 例例4：在一定温度下的定容密闭容器中，当下列在一定温度下的定容密闭容器中，当下列 物理量不再发生变化时，表明反应物理量不再发生变化时，表明反应（）（）（）（） （）（）（）（）已达到平衡状态的是（）已达到平衡状态的是（） 、混合气体的密度、混合气体的密度 、有生成的同时有生成有生成的同时有生成 、混合气体的总物质的量混合气体的总物质的量 、的物质的量的浓度、的物质的量的浓度 A 例例5：可逆反应可逆反应 的正逆反的正逆反 应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表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最大限度示下列各关系中能说明反应已达到最大限度的是（）的是（） 、V正正（）V正正（） 、V正正（）V逆逆（） 、V正正（）V逆逆（） 、正正（）V逆逆（）例例6：在一定温度下，容器内某一反应中的物质在一定温度下，容器内某一反应中的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是（）的是（）、反应的化学方程式为、反应的化学方程式为、时，正逆反应速率相等时，正逆反应速率相等、时正反应速率大于逆反应速率时正反应速率大于逆反应速率、时时 的浓度是的浓度是 的浓度的倍的浓度的倍nMNmin37:将将1LN2和和3LH2充入一个密闭容器充入一个密闭容器,使其在一定条件下使其在一定条件下反应反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);下列哪些状态是平衡状态下列哪些状态是平衡状态.(1)混合气体的体积变为最初体积一半时混合气体的体积变为最初体积一半时(2)N2、H2、NH3的物质的量不再随时间改变而改变时的物质的量不再随时间改变而改变时(3)N2、H2、NH3的总质量不再随时间改变而改变时的总质量不再随时间改变而改变时(4)单位时间内有单位时间内有1LNH3分解，有分解，有0.5LN2生成的状态生成的状态(5)单位时间内有单位时间内有1LNH3分解，有分解，有0.5LN2反应的状态反应的状态(6)H2、N2的体积分数之比不随时间而改变的状态的体积分数之比不随时间而改变的状态(7)N2、H2质量之比不随时间而改变的状态质量之比不随时间而改变的状态(8)N2、H2、NH3浓度相等时浓度相等时(11)反应速率反应速率V(N2):V(H2):V(NH3)=1:3:2(12)密闭容器中压强不再改变时密闭容器中压强不再改变时(13)密闭容器中密度不再改变时密闭容器中密度不再改变时(14)密闭容器中气体的平均摩尔质量不再改变时密闭容器中气体的平均摩尔质量不再改变时总结：化学平衡状态的标志：总结：化学平衡状态的标志：1、对于反应、对于反应 mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g)