高中化学 化学平衡状态课件 苏教版选修4.ppt

第二单元化学反应的方向和限度 第二课时 专题2化学反应速率与化学平衡 化学反应进行的快慢 化学反应的限度 化学反应进行的方向 化学反应速率 化学平衡 能量判据和熵判据 化学反应原理的组成部分 导入 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 开始时c co c h2o 最大 c co2 c h2 0 随着反应的进行 c co2 c h2 逐渐增大 进行到一定程度 总有那么一刻 正反应速率和逆反应速率的大小不再变化 c co c h2o 逐渐减小 故 正反应速率逐渐减小 逆反应速率逐渐增大 在容积为1l的密闭容器里 加0 01molco和0 01molh2o g co h2oco2 h2 且正反应速率 逆反应速率 正反应速率 逆反应速率 相等 这时 co h2o的消耗量等于co2 h2反应生成的co h2o的量 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学习的重要概念 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 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 强调三点 前提条件 可逆反应 实质 正反应速率 逆反应速率 标志 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 二 化学平衡状态 2 化学平衡状态的特征 1 动 动态平衡 正逆反应仍在进行 2 等 正反应速率 逆反应速率 3 定 反应混合物中各组分的浓度保持不变 各组分的含量一定 4 变 条件改变 原平衡被破坏 在新的条件下建立新的平衡 怎样解答 达到化学平衡状态的标志 的判断题 解答时不仅要看准题目的外界条件是恒温恒压还是恒温恒容 还要看清楚所涉及物质的状态及反应方程式的化学计量数 以xa g yb g zc g 为例 分析化学反应达到平衡状态的标志 怎样理解v 正 v 逆 1 必须一个是正反应速率 一个是逆反应速率 2 用不同物质表示的反应速率不能是表面上的数值相等 而应是本质意义相同 与计量数成正比 ac 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 1个n n键断裂的同时 有6个n h键断裂 d 1个n n键断裂的同时 有6个n h键形成 例1 下列说法可以证明反应n2 3h22nh3已达平衡状态的是 怎样理解反应混合物中各组分的浓度保持不变 各组分的浓度保持不变 不能理解为与方程式的化学计量数成正比 浓度的变化量与化学计量数成正比 而平衡浓度 起始浓度均不一定与化学计量数成正比 例2 在一定温度下 可逆反应a 气 3b 气 2c 气 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nmola 同时生成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 注意 1 对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应 如2so2 o22so3 来说 可利用混合气体的总压 总体积 总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡 例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 表明反应 a 固 3b 气 2c 气 d 气 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 2 对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应 如h2 i22hi 不能用此标志判断平衡是否到达 因为在此反应过程中 气体的总压 总体积 总物质的量都不随时间的改变而改变 例4 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 3 对于不同类型的可逆反应 某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志 取决于该物理量在平衡到达前 反应过程中 是否发生变化 若是则可 否则 不行 例5 在一定温度下 下列叙述不是可逆反应a 气 3b 气 2c 气 2d 固 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 同时生成3amolb a b c d的分子数之比为1 3 2 2a b c d b 怎样理解 平衡的标志与体系物理量 的关系 本身就不随反应的进行而变化的量不能做为平衡的标志 随反应进行而变化的量不再变化时 说明体系已达平衡 3 等效平衡问题 外界条件相同时 可逆反应不论从正反应开始 还是从逆反应开始 还是正反应和逆反应同时开始 途径虽然不同 只要起始浓度相当 所建立的平衡是等效平衡 可以达到相同的平衡状态 例如 在425 时 在1l密闭容器中进行反应 h2 i22hi 达到平衡 不论从正反应开始 还是从逆反应开始 可以达到相同的平衡状态 浓度 mol l 1 时间 s 0 00 1 00 2 00 1 58 0 21 浓度 mol l 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 1mol2 1moli2 2molhi 相当于 例题 等效平衡 恒温恒容条件下等效平衡的条件 对于ma 气 nb 气 pc 气 qd 气 若m n p q 经换算成相同的反应物后 它们的物质的量之比相等 则平衡状态相同 若m n p q经换算成相同的反应物后 它们的物质的量相等 则平衡状态相同 恒温恒压条件下等效平衡的条件 不论m n p q 还是m n p q 经换算成相同的反应物后 它们的物质的量之比相等 则平衡状态相同 例 在一定温度下 把1molco和2molh2o通入一个密闭容器中 发生如下反应 co g h2o g co2 g h2 g 一定时间后达到平衡 此时 co的含量为p 若维持温度不变 改变起始加入物质的物质的量 平衡时co的含量仍为p 的是 1molco 2molh 0 2molco 0 2molh 0 8molco1 8molh2oc 1molco 1molh2od 1molco 1molh 1molh2o 例7 一定温度下 把2摩so2和1摩o2通入一定容积的密闭的容器里 发生如下反应 2so2 o22so3反应进行一段时间后 达到化学平衡状态 现在该容器中 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 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 0 25 1 5 a c 2 b c 2 1 例8 在恒容的密闭容器中充入2mola和1molb的气体后发生反应 2a