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1、第二节第二节 化学平衡状态化学平衡状态1中小学 3.反应是双向的，同时进行的。反应是双向的，同时进行的。反应速率不为零反应速率不为零反应速率不为零反应速率不为零2中小学例例1.在一密闭容器中进行如下反应在一密闭容器中进行如下反应2SO2（g）+O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中，已知反应过程中某一时刻某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，当反应达平，当反应达平衡时，可能存在的数据是（衡时，可能存在的数据是（ ） A.SO3为为0.4mol/L B.SO2为为0.25mol/L C.SO2、SO3均为均为0.15mol/
2、L D.SO2为为0.4mol/L，O2为为0.2mol/LB3中小学练习：一定条件下，可逆反应练习：一定条件下，可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时，各物质的平衡浓度为达到平衡时，各物质的平衡浓度为:c(A):0.5mol/L、c(B):0.1mol/L、c(C):1.6mol/L，若用，若用a、b、c分别表示分别表示A、B、C的初始浓度，则：的初始浓度，则：（1）a、b应满足的关系是：应满足的关系是：（2）a的取值范围是：的取值范围是：a=b+0.40.4 a 1.34中小学二、化学平衡状态1概念：在一定条件下，当正逆两个方向的反：在一定条件下，当正逆两个方向的反应速率应速率
3、时，反应体系中所有参加反应的物质的时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持质量或浓度可以保持 。这时的状态也就是在给。这时的状态也就是在给定条件下，反应达到了定条件下，反应达到了“限度限度”，对于可逆反应体系，对于可逆反应体系来说，我们称之为化学平衡态。来说，我们称之为化学平衡态。2、化学平衡状态的含义（特点）：研究对象研究对象可逆反应可逆反应 平衡本质平衡本质（正）（逆）（正）（逆）如：如：3H2+N2 2NH3平衡时：平衡时：v(H2)正正 = V(H2)逆逆 断开断开1molH-H键的同时，生成键的同时，生成1molH-H键；键； 消耗消耗1molH2 的同时，生成的同时，生
4、成1molH2 H2、N2、NH3的质量、物质的量、百分含量不变的质量、物质的量、百分含量不变相等相等不不变5中小学动态平衡动态平衡平衡时反应仍在同时进行，处于动态平衡平衡时反应仍在同时进行，处于动态平衡平衡的标志平衡的标志平衡时混合体系中各组分的量平衡时混合体系中各组分的量(质量分数、质量分数、物质的量、质量、浓度、气体的体积分数物质的量、质量、浓度、气体的体积分数)不再变化不再变化平衡途径平衡途径化学平衡的建立与反应途径无关，对于同化学平衡的建立与反应途径无关，对于同一可逆反应，只要条件相同（一可逆反应，只要条件相同（ T、P、C ）,不论怎样的投不论怎样的投料方式，即不论从正反应、逆反应
5、或正逆反应同时进行，料方式，即不论从正反应、逆反应或正逆反应同时进行，均能达到同一个平衡状态。均能达到同一个平衡状态。例：例：3H2 + N2 2NH3在三个体积相同容器中，按下列三种方式投料在三个体积相同容器中，按下列三种方式投料 中充入：中充入：3molH2 1molN2 中充入：中充入：2molNH3 中充入：中充入：1.5molH2 0.5molN2 1molNH3保持相同温度达到平衡后测得平衡保持相同温度达到平衡后测得平衡中中NH3的体积分数的体积分数占占16%，试确定平衡，试确定平衡中中NH3的体积分数为？容器的体积分数为？容器中中N2的体积分数？的体积分数？6中小学平衡移动平衡移
6、动平衡的存在是在一定条件下的平衡，一平衡的存在是在一定条件下的平衡，一但条件改变，但条件改变，v(正正)v(逆逆)，平衡将发生移动，直至建，平衡将发生移动，直至建立新的平衡状态。立新的平衡状态。3、可逆反应达到平衡状态的标志例：例：3H2 + N2 2NH3达到平衡时，单位时间、单位体积内：达到平衡时，单位时间、单位体积内：(1)若有若有1molN2消耗同时消耗同时1molN2生成即生成即v正正(N2)=v逆逆(N2)(2)若有若有1molN2消耗同时有消耗同时有2molNH3消耗消耗 即即v正正(N2)=v逆逆(N2)(3)若有若有1molNN键断裂同时有键断裂同时有6molN-H键断裂键断
7、裂 即即v正正(N2)=v逆逆(N2)(注意：反应中速率之比等注意：反应中速率之比等于计量数之比不能作为判于计量数之比不能作为判断平衡标志断平衡标志)7中小学注意：注意：混合体系中各组分的物质的量之比等于化学混合体系中各组分的物质的量之比等于化学 计量数之计量数之比，以及物质的量的变化量之比等于化学计量数之比比，以及物质的量的变化量之比等于化学计量数之比均均不能不能作为判断可逆反应达到平衡状态的标志。作为判断可逆反应达到平衡状态的标志。3、体系的温度、颜色不随时间变化而改变、体系的温度、颜色不随时间变化而改变8中小学4 4、其他判断平衡的标志、其他判断平衡的标志思考方法思考方法(1)注意外界条
8、件的限制：恒温、恒容；体积可变；注意外界条件的限制：恒温、恒容；体积可变；体积不变；全是气体体积不变；全是气体(2)注意反应本身的特点：气体质量；气体的物质的注意反应本身的特点：气体质量；气体的物质的量反应前后是否变化，及反应过程中量反应前后是否变化，及反应过程中P、密度、密度、Mr、V、n是否变化。是否变化。判断依据判断依据 变量不变即平衡变量不变即平衡(不变量仍不变不能作为判断平衡的标志）不变量仍不变不能作为判断平衡的标志）9中小学例：对于反应：例：对于反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g),在体积固定的容在体积固定的容器中，达到平衡状态的标志是（器中，达到平衡状态的标志是（ ） 单位
9、时间内消耗单位时间内消耗1molH2，同时生成，同时生成2molHI(g)反应体系压强不再发生变化反应体系压强不再发生变化反应体系密度不再发生变化反应体系密度不再发生变化反应体系的平均摩尔质量不再发生变化反应体系的平均摩尔质量不再发生变化反应体系温度不再发生变化反应体系温度不再发生变化v(H2):V(I2):V(HI)=1:1:2的状态的状态反应体系颜色不再发生变化反应体系颜色不再发生变化单位时间内断开单位时间内断开1molH-H键的同时生成键的同时生成1molI-I键键A. B. C. D. 10中小学11中小学化学平衡的移动化学平衡的移动与与等效平衡等效平衡12中小学2、化学平衡状态的标志
10、13中小学14中小学特别提醒：特别提醒：15中小学小结：化学平衡状态的标志：小结：化学平衡状态的标志： 平衡前可变的量平衡前可变的量不变不变 平衡状态平衡状态 平衡前不变的量平衡前不变的量不变不变 不一定平衡状态不一定平衡状态 （、密度、压强、速率之比（、密度、压强、速率之比 = 计量数比）计量数比）1定义：外界条件发生改变时， 被破坏， 建立的过程。2本质：v正v逆(1)(1)若v v正vv逆，平衡向 方向移动；(2)(2)若v v正vv逆，平衡向 方向移动；(3)(3)若v v正v v逆，平衡 。原平衡原平衡新平衡新平衡逆反逆反应不移不移动三、化学平衡移动16中小学(1)(1)浓度：其他条
11、件不度：其他条件不变时，增大反，增大反应物物浓度或减度或减小生成物小生成物浓度，平衡向度，平衡向 方向移方向移动。减小反。减小反应物物浓度或增大生成物度或增大生成物浓度，平衡向度，平衡向 方向移方向移动。(2)(2)温度：其他条件不温度：其他条件不变时，升高温度，平衡向，升高温度，平衡向 方向移方向移动；降低温度，平衡向；降低温度，平衡向 方向移方向移动(3)(3)压强强：其他条件不：其他条件不变时，增大，增大压强强，化学平衡，化学平衡向气体体向气体体积 的方向移的方向移动；减小；减小压强强，化学平，化学平衡向气体体衡向气体体积 的方向移的方向移动。(4)(4)催化催化剂：加入催化：加入催化剂
12、， 了达到平衡所需了达到平衡所需要的要的时间，平衡，平衡 移移动。正反正反应逆反逆反应吸吸热反反应放放热反反应缩小小增大增大缩短短不不3影响因素17中小学4勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的一个条件如果改变影响化学平衡的一个条件( (浓度、温浓度、温度或压强等度或压强等) )，平衡就会向着能够减弱这种改变，平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动。的方向移动。注意：注意：(1)勒夏特列原理只解释平衡移动的问题；勒夏特列原理只解释平衡移动的问题；(2)浓度：改变固体或纯液体的用量，平衡不移动；浓度：改变固体或纯液体的用量，平衡不移动；加水在溶液中的反应相当于稀释：加水在溶液中的反应相当于稀释：F
13、e3+3SCN- Fe(SCN)3加水时平衡向左移动加水时平衡向左移动在溶液中在溶液中A+3B+H2O C+D，加水时平衡左移，加水时平衡左移(3)压强：只对气体有影响，充惰性气体看对反应各物压强：只对气体有影响，充惰性气体看对反应各物质的浓度的影响。质的浓度的影响。18中小学四、平衡移动对转化率的影响N2 (g) + 3H2(g) 2NH3(g)X 3X 0 转化率相等转化率相等2X 3X 0 N2转化率低转化率低X 4X 0 N2转化率高转化率高平衡时再按平衡时再按 1 ： 3 加料：加料： N2、H2转化率都增大转化率都增大19中小学20中小学1molPCl51molPCl5M%2mol
14、PCl5M%恒温压缩恒温压缩平衡左移平衡左移 N% M% 2molPCl5N%恒温恒压恒温恒压 合并合并解析：解析：21中小学解析：解析：I2 + H2 2HImol/L始始 0.1 0.1 0转转 0.08 0.08 0.16平平 0.02 0.02 0.16 始始 0.2 0.2 0转转 0.16 0.16 0.32平平 0.04 0.04 0.32 22中小学解析：解析：A(g) 2B(g) ; 2A(g) B(g)+111均增加均增加A：+11123中小学24中小学(1)A等压等压 、B等容等容对对2SO2+O2 2SO3反应反应 A中体积减小、浓度增大，中体积减小、浓度增大， VA增大，平衡正向移动，转化率增大增大，平衡正向移动，转化率增大(2)充充Ar:A体积增大，平衡逆向移动体积增大，平衡逆向移动;B不变不变(3)充原混合气体：充原混合气体：A：压强不变，体积增大；：压强不变，体积增大； 平衡不移动平衡不移动 B：压强增大，平衡正向移动；：压强增大，平衡正向移动； SO3体积分数增大体积分数增大25中小学答案：答案：(1)(1)短大短大(2)(2)逆向不逆向不(3)(3)不不变升高升高26中小学
