化学平衡状态及其判定

1、华蓥中学：杨旭华蓥中学：杨旭 19世纪后期，人们发现高世纪后期，人们发现高炉炼铁所排出的气体中含有相炉炼铁所排出的气体中含有相当量的当量的CO，有的工程师认为，有的工程师认为这是由于这是由于CO和铁矿石的接触和铁矿石的接触时间不够长所造成的。时间不够长所造成的。于是在于是在英国耗费了大量的英镑造了一英国耗费了大量的英镑造了一个高大的炼铁高炉，以增加个高大的炼铁高炉，以增加CO和铁矿石接触时间。可是和铁矿石接触时间。可是后来发现，用这个高炉炼铁，后来发现，用这个高炉炼铁，所排除的高炉气中，所排除的高炉气中，CO的含的含量并没有减少，这是什么原因量并没有减少，这是什么原因呢？呢？C + CO2 2

2、CO科学史话：科学史话：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 认识可逆反应：认识可逆反应： 在在相同条件相同条件下既能向正反应方向进下既能向正反应方向进 行，又能行，又能向逆反应方向进行的化学反应。向逆反应方向进行的化学反应。2.符号：符号：3.特点：特点：(2). 有一定限度，反应物不能完全转化为生成物。有一定限度，反应物不能完全转化为生成物。(1).反应物与生成物同时共存，正逆反应同时进行。反应物与生成物同时共存，正逆反应同时进行。 任何反应都是具有可逆性的，任何反应都是具有可逆性的，但是有大小之分但是有大小之分如果可逆性很小，一般视为不可逆反应。如果可逆性很小，一般视为不可逆反应。 1.

3、定义：定义：注意：注意：(4).常见可逆反应：常见可逆反应：Cl2+H2O HClO + HClNH3+H2O NH3H2ON2+3H2 2NH3 高温高压高温高压催化剂催化剂2SO2+O2 2SO3 催化剂催化剂H2 + I2 2HISO2 + H2O H2SO3 NH3 + H2O NH3H2O 由可逆反应的特征可知：一定条件由可逆反应的特征可知：一定条件下的可逆反应是有一定的限度的，反应下的可逆反应是有一定的限度的，反应进行得不彻底，其反应物不能全部转化进行得不彻底，其反应物不能全部转化为生成物。那么如何确定可逆反应的限为生成物。那么如何确定可逆反应的限度？度？思考：思考： t （min

4、)C(mol/L)0102030405060N210.80.650.550.50.50.5H243.42.952.652.52.52.5NH300.40.70.9111 当反应达到一定程度时，当反应达到一定程度时，各物质的物质各物质的物质的量或浓度不再改变的量或浓度不再改变，反应达到了最大限度。，反应达到了最大限度。N2(g) + 3H2 (g) 2NH3(g) 正向正向逆向逆向 在在1L密闭容器中加入密闭容器中加入1molN2和和4mol H2发生反应发生反应结论：结论：实例分析：实例分析：此状态化学上称之化学平衡状态一、化学平衡状态一、化学平衡状态 化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状化

5、学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的所能达到或完成的最大程度，即该化学反应进行的限度。最大程度，即该化学反应进行的限度。 在一定条件下的某在一定条件下的某可逆反应可逆反应中，当正反应速中，当正反应速率和逆反应速率率和逆反应速率相等相等，反应物与生成物的，反应物与生成物的浓度不浓度不再改变再改变，达到了一种表面静止的状态，化学上称，达到了一种表面静止的状态，化学上称之为之为“化学平衡状态化学平衡状态”，简称化学平衡。，简称化学平衡。 V(正）正）V(逆）逆）V(正）正）= V(逆）逆）Vtt11.定义：定义：注意：注意：2.化学

6、平衡状态的特征化学平衡状态的特征(6).同：同：研究对象为可逆反应研究对象为可逆反应;用同一种物质表述的正逆反应速率相等用同一种物质表述的正逆反应速率相等;动态平衡动态平衡(表面反应停止，实则继续进行表面反应停止，实则继续进行);外界条件改变，平衡状态可能改变外界条件改变，平衡状态可能改变;在相同条件下，从不同方向建立的同一可在相同条件下，从不同方向建立的同一可逆反应的不同平衡状态可能相同。逆反应的不同平衡状态可能相同。(1).逆：逆：(2).等：等：(3).定：定：(4).动：动：(5).变：变：各物质组成恒定各物质组成恒定;3.化学平衡状态的判定核心角度：化学平衡状态的判定核心角度： (1

7、).等等 (2).定定例题评讲例题1 下列方法中可以证明下列方法中可以证明H2（g）I2（g） 2HI（g）已经达平衡的是（）已经达平衡的是（ ）A.一个一个H-H 键断裂的同时有两个键断裂的同时有两个H-I键断裂；键断裂；B.百分组成百分组成 W（HI） = W（I2)；C.反应速率反应速率V(H2) :V(I2) : V(HI) = 1:1:2时；时；D.C（HI）：）：C（H2）：）：C(I2） = 2:1:1;A例题例题2 下列说法中，可以证明反应下列说法中，可以证明反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)已达到平衡状态的是已达到平衡状态的是( ) A.1个个NN键断裂的同时，有键断

8、裂的同时，有3个个HH键形成键形成 B.1个个NN键断裂的同时，有键断裂的同时，有3个个HH键断裂键断裂 C.1个个NN键断裂的同时，有键断裂的同时，有6个个NH键断裂键断裂 D.1个个NN键断裂的同时，有键断裂的同时，有6个个NH键形成键形成AC A.温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；B.温度和体积一定时，容器的压强不再变化；温度和体积一定时，容器的压强不再变化；C.条件一定，混合气体的平均相对分子质量不在变条件一定，混合气体的平均相对分子质量不在变化；化；D.温度和体积一定时，混合气体的颜色不在化；温度和体积一定时，混合气体的颜色不在化；E

9、.温度和压强一定时，混合气体的密度不在变化。温度和压强一定时，混合气体的密度不在变化。例题例题3 下列方法中可以证明下列方法中可以证明H2（g）I2（g） 2HI（g）已经达平衡的是（）已经达平衡的是（ ）A E例题例题4 在一定温度下，可逆反应在一定温度下，可逆反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)达到平衡的标志是（达到平衡的标志是（ ） A.NH3的生成速度的生成速度 与与NH3的分解速度相等的分解速度相等 B.单位时间生成单位时间生成1 mol N2，同时生成，同时生成3 mol H2 C.N2、H2、NH3的浓度不再变化的浓度不再变化 D. N2、H2、NH3的分子数比为的分子数比

10、为1：3：2 A、C 例题例题5 在已达到平衡的可逆反应在已达到平衡的可逆反应 2SO2(g) O2(g) 2SO3(g)，充入由，充入由18O组成的氧气一段时间后，组成的氧气一段时间后，18O存在下列存在下列物质中的物质中的()A多余的氧气中多余的氧气中 B生成的三氧化硫中生成的三氧化硫中C氧气和二氧化硫中氧气和二氧化硫中 D二氧化硫、氧气和三氧化硫中二氧化硫、氧气和三氧化硫中D 例题例题6 可逆反应可逆反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g在一定条件下于在一定条件下于10L的密闭容器中发生，若的密闭容器中发生，若开始时加入开始时加入2molN2、2molH2、0mol NH3，反应达到平

11、衡时反应达到平衡时NH3的浓度不可能达到的值的浓度不可能达到的值是是( )A.0.1mol/L B.0.02mol/L C.0.05mol/L D.0.15mol/LD 例题例题7对于可逆反应：对于可逆反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，下列说法中正确的是，下列说法中正确的是()A.达到平衡时，反应物和生成物的浓度一定达到平衡时，反应物和生成物的浓度一定相等相等B.达到平衡时，反应物和生成物的浓度保持达到平衡时，反应物和生成物的浓度保持一定一定C.加入催化剂加入催化剂V2O5，可以缩短达到平衡的时，可以缩短达到平衡的时间间D.反应达到平衡后，该平衡不随外界条件变反应达到平衡后，该平

12、衡不随外界条件变化而变化化而变化BC 例题例题8 可逆反应：可逆反应：N23H2 2NH3的正的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示，下列各关系中能说明度的变化来表示，下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是反应已达到平衡状态的是( )A.3v(N2)正正v(H2)正正 B.v(N2)正正v(NH3)逆逆 C.2v(H2)正正3v(NH3)逆逆 D.v(N2)正正3v(H2)逆逆C 例题例题9 在一定温度下的定容密闭容器中在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，当物质的下列物理量不再变化时，表明反应：表明反应：A(s)2B(g

13、) C(g)D(g)已达平衡的已达平衡的是是( )A.混合气体的压强混合气体的压强 B.混合气体的密度混合气体的密度 C.B的物质的量浓度的物质的量浓度 D.气体的总物质的量气体的总物质的量BC 例题例题10 一定温度下，可逆反应一定温度下，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生成的速率与生成的速率与C的分解速率相等的分解速率相等B.单位时间生成单位时间生成nmol A的同时，生成的同时，生成3nmol BC.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子数比为1 3 2AC 归纳化学平衡状态判定的角度：归纳化学平衡状态判

14、定的角度： 反应反应条件条件mA(g) + nB(g) pC(g) + q D(g)混合物混合物体系中体系中各成分各成分的含量的含量平衡平衡平衡平衡平衡平衡不一定不一定平衡平衡（1）各物质的物质的量或各）各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定物质的物质的量分数一定（2）各物质的质量或各）各物质的质量或各物质的质量分数一定物质的质量分数一定（3）各气体的体积或体）各气体的体积或体积分数一定积分数一定（4）总压强、总体积、）总压强、总体积、总物质的量一定总物质的量一定 反应反应条件条件mA(g) + nB(g) pC(g) + q D(g)正逆正逆反应反应速率速率的关的关系系平衡平衡不一定不一

15、定平衡平衡不一定不一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡（1）在单位时间内消耗了）在单位时间内消耗了mmolA同时生成了同时生成了mmol的的A，（2）在单位时间内消耗了）在单位时间内消耗了nmolB同时生成了同时生成了Pmol的的C,（3）在单位时间内生成了）在单位时间内生成了nmolB同时消耗了同时消耗了qmol的的D,（4） V(A)：V(B)：V(C)：V(D) = m:n:p:q 反应反应条件条件mA(g) + nB(g) pC(g) + q D(g)压强压强恒温恒容恒温恒容(1)m+n p+q 总压力一定总压力一定（其他条件一定）（其他条件一定）平衡平衡(2)m+n p+q 总压力一总压

16、力一定（其他条件一定）定（其他条件一定）不一定不一定平衡平衡混合气体的平混合气体的平均摩尔质量或均摩尔质量或平均分子质量平均分子质量恒温恒容（恒温恒容（1） m+n p+q 时，时，M一定一定恒温恒容（恒温恒容（2） m+n p+q 时，时，M一定一定平衡平衡不一定不一定平衡平衡 反应条件mA(g) + nB(g) pC(g) + q D(g温度温度体系温度恒定。体系温度恒定。平衡平衡体系的体系的密度密度恒温衡容的容器恒温衡容的容器气体密度恒定气体密度恒定不一定不一定平衡平衡 课堂小结课堂小结:特征：逆、等、定、动、变3.判断可逆反应是否处于平衡状态的方法：判断可逆反应是否处于平衡状态的方法：(1). v正正= v逆逆 (2).物质的量或浓度或体积分数等