化学平衡状态.ppt

化学平衡状态 高温 高炉炼铁的主要反应为 Fe2O3 3CO2Fe 3CO2 在19世纪后期 人们发现从炼铁高炉的炉口排出的尾气中含有一定量的CO 有的工程师认为 这是由于CO与铁矿石接触时间不够长的原因 于是在英国耗费了大量资金建造了一个高大的炼铁高炉 以增加CO和Fe2O3的接触时间 可后来发现 用这个高炉炼铁 排出的高炉气中CO的含量并未减少 这是为什么呢 历史资料 教材P46 1 定义 在同一条件下既可向正反应方向进行又可向逆反应方向进行的反应 Cl2 H2OHCl HClO 如 一 可逆反应 正反应方向 v正 此时反应物 逆反应方向 v逆 此时反应物 事实上 大部分化学反应都是可逆反应 只不过有的逆方向较弱 不太明显 而有的逆方向很强 表现为明显的可逆反应 SO2O2 SO3 相同条件下 正反应和逆反应同时发生 反应物 生成物共同存在 可逆反应有一定的限度 反应不能进行到底 任一组分转化率 100 2 可逆反应特点 可逆反应 练习1 下列为可逆反应的是 A氢气与氧气点燃可化合成水 水电解可生成氢气和氧气 因此氢气与氧气的反应是可逆反应B在催化剂的作用下 二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时 三氧化硫又有分解 C碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳 氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙 因此这二个反应互为可逆反应 D工业合成氨的反应 BD 可逆反应 可逆反应能进行彻底吗 即2molSO2与1molO2在催化剂的作用下最终能得到2molSO3吗 不能 开始时刻各物质浓度 正 逆反应速率如何 随着反应进行又有什么特征 一段时间后有什么特征 c SO2 c O2 最大 c SO3 0 c SO2 c O2 c SO3 c SO2 c O2 c SO3 均不再变化 化学平衡状态的建立 v 正 v 逆 v 正 逆 v 正 最大 v 逆 0 P47页的交流与讨论 时间 速率 O t1 时间 浓度 O t1 反应物 生成物 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 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 二 2 化学平衡状态的特征 动 动态平衡 v 正 0 v 逆 0 等 定 变 v 正 v 逆 0 c B 或n B 或 B 一定 条件改变 平衡改变 逆 化学平衡的研究对象是可逆反应 练2 在一定条件下 向一固定容积的容器中投入2molNO2进行反应 2NO22NO O2 一段时间后测得NO2 NO O2的物质的量可能是 A 2molNO 0 75molO2B 1molNO2 1 2molNOC 2molNOD 0 7molO2 D 练3 当可逆反应2SO2 O22SO3达平衡时 通入18O2 再次平衡时 18O存在于 A SO3O2B SO2SO3C SO2O2D SO2O2SO3 D 1 看能否得出v正 v逆的状态特征 5 化学平衡状态的标志 键的角度分析 单位时间某物质断裂与形成的化学键的物质的量相等 同一种物质 该物质的生成速率等于它的消耗速率 不同种物质 一物质的正反应速率与另一物质的逆反应速率之比等于方程式中的计量数之比 即mA g nB g pC g qD g A正 B逆 m n 下列说法可以证明反应N2 3H22NH3已达平衡状态的是 A 1个N N键断裂的同时 有3个H H键形成 B 1个N N键断裂的同时 有3个H H键断裂 C 单位时间内 生成 molN2的同时生成2molNH3 D 单位时间内 消耗 molN2的同时生成2molNH3 知识应用 AC 2 看能否得出反应混合物中各组成成分的含量保持不变的结果特征 各组成成分的含量 浓度 质量 物质的量 体积分数等 保持不变 容器体积一定时 有色气体的颜色不再变化 3 看能否通过P总 n总 M的变化情况得出结论 若反应往正方向或逆方向进行时P总或n总或 或M会发生改变的 则不变时说明达到平衡 若反应往正方向或逆方向进行时P总或n总或 或M总是不变的 则不能判断是否达到平衡 如 I2 Br2 NO2 1 下列说法中可以充分说明反应 P 气 Q 气 R 气 S 气 在恒温下已达平衡状态的是 A 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 例题 2 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 例题 化学平衡的判断直接标志 A V正 V逆B 各组分的m n不变 C 通过含量 各组分的质量分数 物质的量分数 恒温 衡压下 气体的体积分数不变 D 通过浓度 各组分的浓度不变 间接标志 A 通过总量 前提 气体反应 n 0时 体系的n 总 p 总 v 总 不变 B 通过复合量 不变 C 其他 如平衡体系颜色不变 实际是有色物浓度不变 19 1 在恒温恒容条件下可逆反应 A g 3B g 2C g 达到平衡的标志是 A C的生成速率与C的分解速率相等B 单位时间生成nmolA 同时生成3nmolBC A B C的物质的量浓度保持不变D A B C的分子数之比为1 3 2E 容器中气体的密度保持不变F 混合气体的平均摩尔质量保持不变G 容器中气体的总压强保持不变 ACFG 练习 20 2 某温度下 可逆反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g 在恒容的容器中反应达到平衡的标志是 A NH3的生成速率与NH3的分解速率相等 B 单位时间生成nmolN2 同时生成3nmolH2 C N2 H2 NH3的分子数之比为1 3 2 D N2 H2 NH3的物质的量浓度保持不变 E 容器中气体的密度保持不变 F 混合气体的平均摩尔质量保持不变 G 容器中气体的总压强保持不变 H 断裂3molH H键的同时形成2molN H键 I 3V正 H2 2V逆 NH3 ADFG 练习 ABHI是速率范畴 CD是含量范畴 EFG是P M范畴 直接标志 任何情况均适用 1 等 同一种物质 正 B 逆 B 2 反应混合物中反应物和生成物各组分的浓度或其百分含量保持不变注意陷阱 1 同一反应中不同的物质的速率之比等于方程式中各物质的计量数之比 2 若反应前后总质量一直不变 则化学反应达到平衡状态 3 密闭容器中的气体反应如 若密度不变 则化学反应达到平衡状态 总结 化学平衡状态的标志 难点 非标志 错 错 N2 3H22NH3 错 间接标志 任何情况均适用 1 同一种物质 该物质的生成速率等于它的分解速率 生成 B 分解 B 2 同一种物质 该物质的断键速率等于它的成键速率 断键 B 成键 B 3 各组成的物质的量n 或物质的量分数 不随时间的改