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1、化学平衡的建立 1 可逆反应 在相同条件下 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 叫做可逆反应 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 2 可逆反应的特点 同一条件 同时反应 方向对立 不可能完全转化 还需要研究化学反应进行的程度 化学平衡 第三节化学平衡 讨论 可逆反应为什么有 度 的限制 度 是怎样产生的 分析 在一定温度下 将一定质量的蔗糖溶于100mL水的过程 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 溶液中的蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体 蔗糖晶体蔗糖溶液 溶解 结晶 过程分析 开始时
2、 v溶解 v结晶 然后 v溶解 v结晶 最大 0 逐渐减小 逐渐增大 最后 v溶解 v结晶 即 溶解速率 结晶速率 达到溶解平衡 可逆反应的情况又怎样呢 请思考 在一定条件下 2molSO2与1molO2反应能否得到2molSO3 1 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 2 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什么程度的问题 一 化学平衡的建立过程 在反应CO H2OCO2 H2中 将0 01molCO和0 01molH2O g 通入1L密闭容器中 反应一段时间后 各物质浓度不变 1 反应刚开始时 反应物浓度 正反应速率 生成物浓度为 逆反应速
3、率为 最大 最大 0 0 逐渐减小 逐渐减小 逐渐增大 逐渐增大 2 反应过程中 反应物浓度 正反应速率 生成物浓度 逆反应速率 3 一定时间后 必然出现 V正反应速率 V逆反应速率 4 某时刻后 v正 v逆 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 反应物和生成物的浓度不再发生变化 化学平衡 正反应速率 逆反应速率 相等 二 化学平衡 1 概念 在外界条件不变的情况下 可逆反应进行到一定的程度时 V正反应速率 V逆反应速率 化学反应进行到最大限度 反应物和生成物的浓度不再发生变化 反应混合物处于化学平衡状态 简称化学平衡 强调三点 对象 可逆反应 实质 正反应速率 逆反应速率 标
4、志 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 2 化学平衡的特征 逆 动 等 定 变 逆 研究的对象是可逆反应 动 化学平衡是动态平衡 虽然达到平衡状 但正反应和逆反应并未停止 是一个动态平衡 等 达到化学平衡时 v正 v逆 0 定 反应混合物各组分的浓度保持一定 变 化学平衡建立在一定条件下 条件改变时 平衡就会被破坏 变为不平衡 并在新条件下建立新的平衡 3 达到化学平衡的标志 V正 V逆和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志 直接标志 速率关系 v正 v逆 含量关系 反应混合物各组分的浓度 质量分数 物质的量 摩尔分数 体积分数 分子数之比保持不变 以反应mA g nB g
5、 pC g 为例 达到平衡的标志为 A的消耗速率与A的生成速率 A的消耗速率与C的 速率之比等于 B的生成速率与C的 速率之比等于 A的生成速率与B的 速率之比等于 相等 消耗 m p 生成 n p 消耗 m n 异边同向 同边异向 比例计量 例1 一定条件下 反应A2 g B2 g 2AB g 达到平衡的标志是A 单位时间内生成nmolA2同时生成nmolABB 单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2C 单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2D 单位时间内生成nmolA2同时消耗nmolB2 例2 一定条件下 反应N2 3H22NH3达到平衡的标志是A 一个N N键断裂的同
6、时 有三个H H键形成B 一个N N键断裂的同时 有三个H H键断裂C 一个N N键断裂的同时 有六个N H键断裂D 一个N N键断裂的同时 有六个N H键形成 在判断化学平衡时 要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系 同时要注意成键 断键与反应方向之间的关系 间接标志 以反应mA g nB g pC g 为例 混合气体的总压强 总体积 总物质的量不随时间改变而 适用于 改变 m n p的反应 混合气体的平均相对分子质量 密度不随时间改变而 适用于 改变 m n p的反应 各气体体积 气体分压 各物质的物质的量不随时间改变 特殊标志 对于有色物质参加反应 如果体系颜色不变 反应达到平衡
7、对于吸热或放热反应 如果体系温度不变 反应达到平衡 气体的总压 气体的总的物质的量 混合气体的平均相对分子质量 混合气体的密度 反应混合物平衡时物质的量之比 在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是 例3 在一定温度下 向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体发生如下反应 X g 2Y g 2Z g 此反应达到平衡的标志是 A 容器内压强不随时间变化B 容器内各物质的浓度不随时间变化C 容器内X Y Z的浓度之比为1 2 2D 单位时间消耗0 1molX的同时生成0 2molZ 课堂练习 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
8、率相等B 单位时间内生成nmolA 同时生3nmolBC A B C的浓度不再变化D A B C的分子数比为1 3 2 AC 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 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 4 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 A B C D的分子数之比为1 3 2 2A B C D A 再见
