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1、化学反应原理,2019年10月9日星期三,第二章化学反应速率和化学平衡,第三节 化学平衡 （第一课时）,主要研究可逆反应的规律、程度（反应物的转化率）、反应条件的影响等。,一、可逆反应与不可逆反应,1、什么是可逆反应？,在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫做可逆反应。,注意：可逆反应总是不能进行到底， 得到的总是反应物与生成物的混合物。,2、什么是饱和溶液？,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，叫做这种溶质的饱和溶液。,饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？,没有！,?,开始：溶解速率 结晶速率,一段时间后：溶解速率= 结晶速率,达到溶解
2、平衡，形成硫酸铜饱和溶液,达到溶解平衡后，溶解与结晶没有停止，只是速率相等。溶解平衡是一种动态平衡。,3、溶解平衡的建立,4、溶解平衡状态的特征,(3)动：动态平衡（溶解、结晶仍在进行）,(5)变：条件改变，原溶解平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。,(2)等：溶解速率=结晶速率,(4)定：溶液中溶质浓度保持不变。,(1)逆：可逆过程；,同：溶解平衡的建立与途径无关，只要条件相同，均可形成同一溶解平衡状态。,二、化学平衡状态,CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),起始浓度mol/L,0.01,0.01,0,0,平衡浓度mol/L,0.01-x,0.01-x,x,x,t1
3、,V正,V逆,化学平衡状态,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,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，反应体系中所有反应物和生成物的质量（或浓度）保持不变的状态。,强调三点,前提： 实质： 标志：,一定条件、可逆反应 V正=V逆0 反应混合物中各组分浓度（百分含量）保持不变。,2、化学平衡状态的特征,(3)动：动态平衡（正逆反应仍在进行）,(5)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。,(2)等：正反应速率=逆反应速率,(4)定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，
4、各组分的含量一定。,(1)逆：可逆反应；,同：化学平衡的建立与途径无关，只要条件相同，某一可逆反应无论是从正反应开始还是从逆反应开始，最终均可达到同一平衡状态。,浓度/molL-1,时间/s,0.00,1.00,2.00,1.58,0.21,浓度/molL-1,t2,HI,H2或I2,0.00,1.00,2.00,1.58,0.21,t1,时间/s,HI,H2或I2,从正反应开始,从逆反应开始,1molH21mol I2,2mol HI,相当于,在425时，在1L密闭容器中进行反应： H2+I2 2HI,达到平衡，分别说明下列各图所示的涵义。,速率：v正=v逆 （即任何一种物质的生成速率等于
5、其消耗速率） 各组分的含量保持不变,以xA(g)+yB(g) zC(g)为例，分析 化学反应达到平衡状态的标志：,3、可逆反应达到化学平衡状态的标志,混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的延长而改变(x+yz) 混合气体的颜色、密度、平均摩尔质量不随时间的延长而改变,以xA(g)+yB(g) zC(g)为例，分析 化学反应达到平衡状态的标志：,3、可逆反应达到化学平衡状态的标志,注意：某一可变物理量不再随时间改变而改变即表明达到平衡状态。,【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. 单位时间内生成
6、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,【例2】 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,【例3】可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的说法是( ),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
7、键断裂的同时,有6个NH键形成,【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(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,【例5】 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)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amolA，同时生成3amolB 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
8、生成 3amolB A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2,A. 混合气体的颜色不再改变 （ ）,B. 混合气体的平均相对分子质量不变（ ）,C. 混合气体的密度不变（ ）,D. 混合气体的压强不变（ ）,E. 单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成2nmolO2 （ ）,F. O2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： 2NO2 2NO + O2 该反应达到平衡的标志是,思考与练习,【例6】在一定温度下,把2摩SO2和1摩O2通入一个一定容积的密闭的容器里,发生如下反应:2SO2+O2 2SO3 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
9、器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3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=1,0.25,1.5,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,逆、等、动、定、变,3、达到平衡状态的标志,影响化学平衡的条件,
10、第三节 化学平衡,（第2-3课时）,【复习】化学平衡状态的定义：（化学反应的限度） 一定条件下，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。,化学平衡的特征： 逆 等 动 定 变,可逆反应（或可逆过程） V正 =V逆（不同的平衡对应不同的速率） 动态平衡。达平衡后，正逆反应仍在进行(V正=V逆0） 平衡时，各组分浓度、含量保持不变（恒定） 条件改变，平衡发生改变,定义：可逆反应中，旧化学平衡的破坏，新化学平衡建立过程叫做化学平衡的移动。,V正V逆,V正=V逆0,条件改变,平衡1 不平衡 平衡2,建立新平衡,破坏旧平衡,V正=V逆0,一定时间,化学平衡的移动,
11、【思考与交流】,有哪些条件能改变化学平衡呢？,在其他条件不变时， 增大反应物或减小生成物的浓度 化学平衡向正反应方向移动 减小反应物或增大生成物的浓度 化学平衡向逆反应方向移动,向右移动,向左移动,原因分析:,运用浓度对化学反应速率的影响以及化学平衡的建立等知识，解释浓度对化学平衡的影响,1、浓度对化学平衡的影响,t2,V”正 = V”逆,V逆,V,正,t3,V正= V逆,V正,V逆,t1,V（molL-1S-1）,0,平衡状态,平衡状态,增大反应物浓度,速率-时间关系图：,增加反应物的浓度, V正 V逆，平衡向正反应方向移动；,速率-时间关系图,注意： 改变浓度一般通过改变物质的量来实现，但
12、改变固体物质和纯液体的量，不影响平衡。 对于离子反应，只能改变实际参加反应的离子的浓度才能改变平衡。 对于一般的可逆反应（有两种反应物），增大一种反应物的浓度，会提高另一种反应物的转化率，而本身的转化率降低。 在生产上，往往采用增大容易取得或成本较低的反应物浓度的方法，使成本较高的原料得到充分的利用。,2SO2 + O2 2SO3,1、已知在氨水中存在下列平衡：,NH3 + H2O,NH3 H2O,NH4+ + OH-,(1)向氨水中加入MgCl2固体，平衡向 移动， OH-浓度 ，NH4+浓度 。,(2)向氨水中加入浓盐酸，平衡向 移动， 此时溶液中浓度减小的粒子有 。,(3)向氨水中加入少
13、量NaOH固体，平衡向 .移动，此时发生的现象是 。,正反应方向,减小,增大,正反应方向,OH-、NH3H2O、NH3,逆反应方向,有气体放出,课堂练习,2、可逆反应C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件，能否引起平衡移动？CO的浓度有何变化？,增大水蒸气浓度 加入更多的碳 增加H2浓度,平衡正向移动，CO浓度增大,平衡不移动，CO浓度不变,平衡逆向移动，CO浓度减小,解析：增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变速率，所以V(正)仍等于V(逆)，平衡不移动。,3、已知氯水中存在如下平衡： Cl2+H2O HCl+HClO。常温下，在
14、一个体积为50mL的针筒内吸入40mL氯气后，再吸入10mL的水。写出针筒中可能观察到的现象。若将此针筒长时间放置，又可以看到何种变化？试用平衡的观点加以解释。,增大压强，体积减小，浓度同等程度增大，颜色变深，但平衡不移动.,2、压强对化学平衡的影响,注意 对于反应前后气体总体积相等的反应，改变压强对平衡无影响；,平衡混合物都是固体或液体的，改变压强不能使平衡移动； 压强的变化必须改变混合物浓度（即容器体积有变化）才能使平衡移动。,增大压强对下列两个化学平衡的影响图象分析,t1,t2,t3,t2,大的大增、小的小增；大的大减、小的小减,t1,2NO2(g) N2O4(g),(2体积，红棕色),(1体积，无色),讨论1当加压气体体积缩小时，混合气体颜色先变深是由于 ， 后又逐渐变浅是由于 ； 当减压气体体积增大时，混合气体颜色先变浅是由于 ， 后又逐渐变深是由于 。,NO2浓度增大,NO2浓度减小,平衡向正反应方向移动,平衡向逆反应方向移动,压强对化学平衡的影响,思考与交流,2NO2(g) N2O4(g),(2体积，红棕色),(1体积，无色),思考与交流,P2 P3 P1,P1 P3 P2,讨论2 试比较以下三种状态下的压强关系： 改变压强前混合气体压强P1； 改变压强后瞬时气体压强P2； 改变压强达新平衡后混合气体压强P3。 加压： ； 减压：
