第二节化学平衡第一二课时

第三节化学反应速率和限度第三课时——化学反应限度化学平衡

①2H2+O2=2H2O

已知：2mol1mol

②2SO2+O22SO3

已知：2mol1mol

点燃催化剂△2mol?<2mol?思考：我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？由上可知可逆反应进行得不完全，正、逆向反应同时同条件进行。化学反应物不可能全部转化为生成物，存在一定的化学反应限度。其实任何化学反应的进程都有一定的限度（可逆性），反应物不可能完全参加了反应，有些能进行地较彻底（非可逆反应），有些反应是不彻底的，甚至是可逆的（可逆反应）。结论三、化学反应限度1.可逆反应：在相同条件下能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。N2+3H22NH3催化剂高温高压2SO2+O22SO3催化剂高温

Cd+2NiO(OH)+2H2OCd（OH)2+2Ni(OH)2放电充电2H2OH2↑+O2↑电解点燃√×√×工程师的设想

17世纪后期，人们发现高炉炼铁所排出的高炉气中含有相当量的CO，作为工业革命发源地的英国有些工程师认为-------这是由于CO和铁矿石的接触时间不长所造成的，于是在英国耗费了大量资金建造了一个高大的炼铁高炉（如图），以增加CO和铁矿石的接触时间。可是后来发现用这个高炉炼铁，所排出的高炉气中CO的含量并没有减少，你知道为什么吗？可逆反应原料利用率的高低问题就涉及到化学反应进行的程度问题——化学平衡。

思考：在硫酸工业、硝酸工业都涉及到可逆反应，从效益的角度应考虑：（1）反应速率大。（2）原料的利用率要高。

2、溶解平衡蔗糖溶解:v（溶解）=v（结晶）蔗糖的溶解达最大程度,即形成饱和溶液.

达到溶解平衡。1.溶解平衡是如何建立的？2.溶解平衡平衡是否是不再溶解蔗糖了？溶解平衡的特征v（溶解）=v（结晶）≠0；

晶体质量不发生变化，溶液浓度不发生变化即得饱和溶液；●溶解平衡是动态平衡。3、化学平衡的定义：

将0.1molCO和0.1molH2O(g)通入容积为1L的密闭容器中，在催化剂存在的条件下加热到8000C，发生如下反应：CO+H2O(g)CO2+H2催化剂高温起始浓度变化浓度最终浓度0.10.1000.040.040.040.040.060.040.040.06实验发现上述反应无论反应进行多长时间，各物质的浓度都不再发生变化。思考

体系中CO,H2O,CO2,H2的浓度保持不变与正逆反应速率有什么关系？这时可逆反应达到了什么状态？N2+H2NH3

在一固定容积的密闭容器里，加1molN2和3molH2

(合适催化剂)，能发生什么反应？（1）开始时c(N2)、c(H2)大，c(NH3)=0开始阶段有什么特征？只有正反应，v(逆)=0催化剂N2+3H22NH3高温N2+H2NH3（2）瞬间后c(N2)、c(H2

)变小,c(NH3)≠0瞬间过后有什么特征？正逆反应都进行，v(逆)≠0，v(正)>v(逆)

（3）c(N2)、c(H2)逐渐变小，c(NH3)逐渐增大，三种物质的浓度达到一个特定值。一定时间段内有什么特征？v(正)=v(逆)

≠0N2+H2NH3

由于v(正)=v(逆)

≠0，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化.从外表上看，反应好象“停止”。

可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的化学平衡状态。平衡建立：速率---时间图象

V(正)V(逆)V(正)=V(逆)反应速率时间化学平衡的定义:

化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态,简称化学平衡.注意:1.一定条件:恒温恒容下或恒温恒压.2.研究的对象:可逆反应.3.本质特征(实质)：对同一物质正反应速率==逆反应速率≠04.标志：反应混合物中各组分的浓度（或百分含量）保持不变的状态高炉炼铁中Fe2O3+3CO2Fe+3CO2反应开始高炉内有1molFe2O3、3molCO下列说法正确的是（）Fe2O3与CO充分反应后生成2molFe、

3molCO2。B.随着反应进行，正反应速率逐渐减小，最后为0。C.当生成的铁的质量不随时间改变时，化学反应停止。D.当化学反应达平衡时，Fe2O3转化率最大D

练习：在2升的密闭容器中2molSO2和一定量的氧气，发生反应.当反应进行到4min时，测得此时SO2为0.4mol，问在反应进行到2min时，密闭容器中SO2的物质的量是（）A1.6molB1.2molC大于1.6molD小于1.2molD等：v（正）=v（逆）达到平衡，即同一物质的消耗速率与生成速率相等。动：

化学平衡是一种动态平衡:即正反应和逆反应在不断的进行且速率相等。v（正）=v（逆）>0逆：可逆反应化学平衡的特征：

定：条件不变时，各组分浓度保持不变。即反应进行到最大限度。变：条件是建立平衡的前提平衡是短暂的、相对的，一定条件下的平衡，如果条件改变时，原平衡就被破坏，在新条件下，达到新的平衡。

例1.在密闭容器中充入SO2和由18O原子组成的氧气，在一定条件下开始反应，在达到平衡后，18O存在于（）

A、只存在于氧气中

B、只存在于O2和SO3中

C、只存在于SO2和SO3中

D、SO2、SO3、O2中都有可能存在。D

2.在一定条件下，某容器内充入N2和H2合成氨，以下叙述中错误的是()A、开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零。

B、随着反应的进行，正反应速率减小，最后降为零。

C、随着反应的进行，正反应速率减小，逆反应速率增大，最后相等。

D、在达到平衡时，N2正反应速率等于逆反应速率。B三、化学平衡状态的标志（判断依据）（1）υ正=υ逆（根本标志）①同一物质：该物质生成速率等于它的消耗速率。②不同的物质：2SO2+O2

2SO3

V(SO2)正：V(O2)逆

==2：1V(SO2)正：V(SO2)逆

==1：1V(SO2)正：V(O2)正==2：1?

可逆反应N2＋3H2

2NH3的正、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反应已达到平衡状态的是

A

3

正

N2

＝

正

H2

B

正

N2

＝

逆

NH3

C

2

正

H2

＝3

逆

NH3

D

正

N2

＝3

逆

H2

C例：可逆反应2A+3B≒4C在一定条件下达到化学平衡的标志是:A.一定时间内有2mol的A生成同时有3mol的B生成

B.一定时间内有2mol的A消耗,同时有4mol的C生成

C.一定时间内有4mol的C分解,同时有3mol的B消耗

D.一定时间内有2mol的A消耗,同时有3mol的B生成CD例：平衡状态的判断正逆反应速率的关系1）在单位时间内消耗了mmolA，同时生成了mmolA；2）在单位时间内消耗了nmolB，同时消耗了pmolC；3）v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=

m∶n∶p∶q；4）在单位时间内生成了nmolB，同时消耗了qmolD。v正＝v逆,平衡v正＝v逆,平衡未达到平衡时也符合此关系均指v逆，不一定平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)③化学键的角度：同一种物质：

V断裂化学键

=V形成化学键

不同物质：考虑系数、分子内化学键数、正逆速率。【例2】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.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E.N2与H2

反应速率之比为1：3F.外界条件不变，正反应速率大小不随时间改变ACF

以速率判断平衡时必须是不同方向同物质相等不同物质速率之比等于系数之比(2)混合物中各组分的浓度保持不变：①各组分的物质的量浓度、质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变。②各组分的质量、物质的量、分子数、气体的体积保持不变。

③反应物的转化率、产物的产率保持不变。④体系的温度、颜色等保持不变。如:恒压恒容容器中:H2+I22HI,

若体系的温度或气体的颜色不再发生变化.

则反应一定达到平衡.⑤aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)

若a+b≠c+d即非等体积反应时：若总物质的量、总压强(恒容)、平均摩尔质量保持不变,则反应一定达平衡.

⑤aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)

若a+b=c+d即等体积反应时:

若总物质的量、总压强(恒容)、平均摩尔质量保持不变.

则不能说明达到平衡.

例:可逆反应2NO22NO+O2在密闭容器中反应(恒容)，达到平衡状态的标志是（）A.单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2；B.NO2、NO、O2的物质的量之比为2：2：1的状态。C.用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态；D.混合气体的颜色不再改变的状态；E.混合气体的密度不再改变的状态；F.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

ADF例：在一定温度下,向密闭容器中充入一定的NO2和SO2,发生反应:

NO2+SO2NO+SO3,当化学反应达到平衡时,下列叙述正确的是()A.NO和SO3的物质的量一定相等.B.NO2和SO3的物质的量一定相等.C.反应后混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量.D.SO2、NO2、NO、SO3物质的量一定相等。AC例：对一固定容积的密闭容器中进行的可逆反应：4NH3（g）＋5O2（g）

4NO（g）＋6H2O(g)下列说法中能确认反应已达到平衡状态的是（）

A．反应混合物中各组分浓度相等.B．单位时间内每有4molNH3被氧化，同时有5molO2被还原.C．单位时间内4molNH3被消耗同时有5molO2生成.D．NH3的转化率保持不变CD【例】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单位时间内生成nmolA,同时生成2nmolCACE解题方法：1、反应速率是看一正一逆;2、反应浓度不随时间变化.

例：在恒温恒容的密闭容器中,可逆反应：2S