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1、第二章第二章 化学反应速率与化学化学反应速率与化学平衡平衡 第三节第三节 化学平衡化学平衡优学课堂1.什么是饱和溶液？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
2、晶体的速率相等。BEA Confidential. | 2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 建立溶解平衡，建立溶解平衡，形成饱和溶液，即溶解的形成饱和溶液，即溶解的蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等，固体质量蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等，固体质量不再减少了。不再减少了。BEA Confidential. | 3这个可逆过程有什么特点呢？这个可逆过程有什么特点呢？动等等定定变动态平衡动态平衡溶解速率溶解速率=结晶速率结晶速率温度一定温度一定,物质的溶解度
3、一定物质的溶解度一定温度改变温度改变,饱和溶液的情况也会发生变化饱和溶液的情况也会发生变化,溶解度溶解度也会发生变化也会发生变化那么，可逆反应的情况又怎样那么，可逆反应的情况又怎样呢？呢？BEA Confidential. | 4复习回顾复习回顾2.什么叫可逆反应什么叫可逆反应 ？ 在在同一条件同一条件下下,既能向既能向正反应正反应方向进行方向进行,同时同时又能向又能向逆反应逆反应方向进行的反应方向进行的反应,叫做可逆反应叫做可逆反应.注意：注意：1、同一条件下、同时进行、同一条件下、同时进行2、可逆反应总是、可逆反应总是不能进行到底不能进行到底， 得到的得到的总是总是反应物与生成物的混合物反
4、应物与生成物的混合物1molH1molH2 2和和1molI1molI2 2反应反应能生成能生成2molHI2molHI吗？吗？H2I22HIBEA Confidential. | 5思考：思考：1. 1. 该反应进行完全了吗？最终反应停止了吗？该反应进行完全了吗？最终反应停止了吗？2.2.请你画出上述反应体系中某物质正、逆反应速率请你画出上述反应体系中某物质正、逆反应速率与时间的变化图。与时间的变化图。 将将0.2molSO0.2molSO2和和0.1molO0.1molO2通入溶剂为通入溶剂为1L1L的密闭容器里，的密闭容器里，在催化剂存在下加热，发生化学反应在催化剂存在下加热，发生化学反
5、应 反应进行的结果如表：反应进行的结果如表：物质物质SO2O2SO3起始起始0.2mol0.1mol0mol反应反应0.1mol0.05mol0.1mol最终最终0.1mol0.05mol0.1mol2SO2+O2 2SO3BEA Confidential. | 6开始时开始时c(SO2) 、c(O2)最大，最大，c(SO3)= 0 随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大反应速率逐渐增大c(SO3) 逐渐增大逐渐增大c(SOc(SO2) ) 、c(Oc(O2) )逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小时间时间时间时间速速速速率率率率逆反应逆反应逆
6、反应逆反应速率速率速率速率正反应正反应正反应正反应速率速率速率速率相等相等这时，这时，SO2、O2的消耗量等于的消耗量等于SO3分解生成的分解生成的SO2、O2的的量，量，反应仍在进行，但是四种物质的浓度均反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保持不变保持不变，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。化学平衡状态。BEA Confidential. | 7一、化学平衡状态一、化学平衡状态指在指在一定条件一定条件下的下的可逆反应可逆反应里，里，正反应速率正反应速率和逆反应速率相等和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的，反应混合物中
7、各组分的浓度保持不变浓度保持不变的状态。的状态。前提（适用范围）前提（适用范围）：可逆反应可逆反应内在本质内在本质：v(正正)= v(逆逆) 0外在标志：反应混合物中各组分外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变的浓度保持不变注注意意三三点点BEA Confidential. | 81 1、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征(1)动动：动态平衡：动态平衡（v(正正)= v(逆逆) 0）(2)等等：v(正正)= v(逆逆) (3)定定：反应混合物中各组分的浓度保持一：反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的含量保持不变。定，各组分的含量保持不变。(4)变变：条件改变，原平衡被破坏，在新
8、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。BEA Confidential. | 9（09年上海化学年上海化学25）铁和铝是两种重要的铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。（1）在一定温度下，氧化铁可以与）在一定温度下，氧化铁可以与CO发生下列反发生下列反应：应：Fe2O3(s)3CO(g) 2Fe(s)3CO2(g)（2）请用上述反应中某种气体的有关物理量来说）请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：明该反应已达到平衡状态：_。CO或（或（CO2）的生成速率与消耗速率相等）的生成速
9、率与消耗速率相等CO（或（或CO2）的质量不再改变）的质量不再改变BEA Confidential. | 10化学平衡状态的判断化学平衡状态的判断(化学平衡的标志化学平衡的标志)：以以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例为例速率关系：速率关系：V正正V逆逆各物质的百分含量保持不变：各物质的百分含量保持不变：混合气体的总压强、总物质的量不随时间的改变而改变混合气体的总压强、总物质的量不随时间的改变而改变各物质的浓度不随时间的改变而改各物质的浓度不随时间的改变而改变变混合气平均相对分子质量不随时间的改变而改变混合气平均相对分子质量不随时间的改变而改变混合气体的密度不随时间的改变而改变
10、混合气体的密度不随时间的改变而改变反应体系内有色物质的颜色不随时间的改变而改变反应体系内有色物质的颜色不随时间的改变而改变直接因素直接因素：间接因素间接因素：2 2、化学平衡的标志、化学平衡的标志( (特征特征) )BEA Confidential. | 113.3.判断化学平衡状态的方法判断化学平衡状态的方法项目项目mA(g) + nB(g) pC(g) +qD(g) mA(g) + nB(g) pC(g) +qD(g) 是否平是否平衡衡混合混合体系体系中各中各组分组分的的含量含量 各物质的物质的量或物质的量的各物质的物质的量或物质的量的分数一定分数一定 各物质的质量或质量分数一定各物质的质
11、量或质量分数一定 各气体的体积或体积分数一定各气体的体积或体积分数一定 总压强、总体积、总物质的量一定总压强、总体积、总物质的量一定平衡平衡平衡平衡平衡平衡不一定不一定平衡平衡BEA Confidential. | 12 【例例1】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) , 在恒温下已达平在恒温下已达平衡状态的是（）衡状态的是（） (A) P、Q、R、S的浓度不再变化的浓度不再变化 (B) P、Q、R、S的分子数比为的分子数比为1:1:1：1 (C)反应容器内反应容器内P、Q、R、S共存共存 (D)反应容器内总物质的量不随时间而变化反应容
12、器内总物质的量不随时间而变化A怎样理解怎样理解反应混合物中各组分的浓度保持不变反应混合物中各组分的浓度保持不变BEA Confidential. | 13项目项目mA(g)+nB(g) mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) pC(g)+qD(g) 是否平衡是否平衡正逆正逆反应反应速率速率关系关系 在单位时间内在单位时间内消耗了消耗了mmolAmmolA的同的同时时生成了生成了mmolAmmolA 在单位时间内在单位时间内消耗了消耗了nmolBnmolB的同的同时时消耗了消耗了pmolCpmolC 在单位时间内在单位时间内生成了生成了nmolBnmolB的同的同时时消耗了消耗了qmol
13、D(qmolD(均指均指逆逆) )(A) (A) (B) (B) (C) (C) (D) =(D) =m m n n p p q q（正正不一定等于不一定等于逆逆）3.3.判断化学平衡状态的方法判断化学平衡状态的方法平衡平衡平衡平衡不一定不一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡BEA Confidential. | 14【例例2】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( )A.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,
14、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ACBEA Confidential. | 15【例例3】 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.单位时间生成单位时间生成nmolA,同时生成同时生成3nmolBC.单位时间生成单位时间生成B的速率的速率,与生成与生成C的速率的速率 相等相等 （数值）（数值）D.单位时间生成单位时间生成nmolA,同时生成同时生成2nmolCADBEA Confidential.
15、| 16项目项目mA(g) + nB(g) mA(g) + nB(g) pC(g) +qD(g) pC(g) +qD(g) 是否是否平衡平衡压强压强 当当 m m + + n p + q n p + q 时，总压强一时，总压强一定定 ( (其它条件一定其它条件一定) )当当 m m + + n = p + q n = p + q 时，总压强一时，总压强一定定( (其它条件一定其它条件一定) )混合气混合气体的平体的平均相对均相对分子质分子质量量(M)(M)当当 m m + + n p + q n p + q 时，时，M M一定一定当当 m m + + n = p + q n = p + q 时
16、，时，M M一定一定3.3.判断化学平衡状态的方法判断化学平衡状态的方法平衡平衡不一定不一定平衡平衡平衡平衡不一定不一定平衡平衡BEA Confidential. | 17项目项目注意化学反应的特点注意化学反应的特点是否平衡是否平衡密闭密闭容器容器混合混合气体气体密度密度() )C(s)+COC(s)+CO2 2(g) (g) 2CO(g) 2CO(g) (一定一定) )N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) (g) 2NH 2NH3 3(g) (g) (一定一定) )H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)(g) 2HI(g) 2HI(g)(一定一定) )3.3.判断化学平衡状
17、态的方法判断化学平衡状态的方法不一定不一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡一定一定平衡平衡BEA Confidential. | 18【例例】在温度一定的密闭容器中在温度一定的密闭容器中, ,下列叙述是可逆反应下列叙述是可逆反应A(A(气气)+3B()+3B(气气) 2C() 2C(气气)+2D()+2D(气气) )达到平衡的标志达到平衡的标志的是的是 ( )( ) C C的生成速率与的生成速率与C 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amolA,amolA,同时生成同时生成3amolB 3amolB AA、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化 混合气体的平均摩尔质量
18、混合气体的平均摩尔质量M M不再变化不再变化 混合气体的总压强不再变化混合气体的总压强不再变化 混合气体的总物质的量不再变化混合气体的总物质的量不再变化 混合气体的密度不再变化混合气体的密度不再变化 A A、B B、C C、D D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:21:3:2:2A. B. C. D.A. B. C. D. 如果反应为如果反应为A(A(气气)+3B()+3B(气气) 2C() 2C(气气)+2D()+2D(固固) )呢？呢？达到平衡的标志为（达到平衡的标志为（ ）ACBEA Confidential. | 19总原则：总原则：某一物理量不变是否可作为某一物理量不变是否可作
19、为平衡已到达的标志，取决于该物理量平衡已到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前（反应过程中）是否发在平衡到达前（反应过程中）是否发生变化生变化。若是则可；否则，不行。若是则可；否则，不行。BEA Confidential. | 20练习：练习：1.1.在温度一定的密闭容器中在温度一定的密闭容器中, ,下列叙述下列叙述不是不是可逆反应可逆反应A(A(气气)+3B()+3B(气气) 2C() 2C(气气)+2D()+2D(固固) )达到平衡的标志的是达到平衡的标志的是 ( ( ) )CC的生成的生成 速率与速率与C 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amolA,amolA
20、,同时生成同时生成3amolB 3amolB AA、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化 A A、B B、C 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单位时间内消耗单位时间内消耗amolA,amolA,同时生成同时生成 3amolB3amolBAA、B B、C C、D D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:21:3:2:2A. B. C. D.A. B. C. D.ABEA Confidential. | 21（1）混合气体的颜色不再改变）混合气体的颜色不再改变 （ ）（2）混合气体的平均相对分子质量不变）混合气体的平均相对分子质量不变 （ ）（3）混合气体的密度不变）混合气体的密度不变 （ ）（4）混合气体的压强不变）混合气体的压强不变 （ ）（5）单位时间内消耗）单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成的同时生成2nmolO2 （ ） (6) O2气体的物质的量浓度不变气体的物质的量浓度不变 （ ）2.在固定体积的的密闭容器中发生反应：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：该反应达到平衡的标志是：BEA Confidential. | 22
