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1、第三节化学平衡第二章第二章 化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡第一课时2021/8/11 星期三1浓度、压强、温度、催化剂浓度、压强、温度、催化剂影响化学反应速率的影响化学反应速率的四大因素四大因素 此外还有光、超声波、激光、此外还有光、超声波、激光、放射性、电磁波、放射性、电磁波、反应物的颗反应物的颗粒的大小、粒的大小、扩散速率、溶剂效扩散速率、溶剂效应等也影响了反应速率。应等也影响了反应速率。复习复习2021/8/11 星期三2 单位体积内单位体积内单位体积内单位体积内有效有效有效有效碰撞碰撞碰撞碰撞次数次数次数次数化学反应化学反应化学反应化学反应的速率的速率的速率的速率分子分子
2、分子分子总数总数总数总数活化分活化分活化分活化分子数子数子数子数活化分子活化分子活化分子活化分子百分数百分数百分数百分数增大反应物增大反应物增大反应物增大反应物浓度浓度浓度浓度增大压强增大压强增大压强增大压强升高温度升高温度升高温度升高温度使用正催化剂使用正催化剂使用正催化剂使用正催化剂试将外界条件对反应速率的影响结果填入下表：试将外界条件对反应速率的影响结果填入下表：影响影响影响影响结果结果结果结果 外界外界外界外界条件改变条件改变条件改变条件改变2021/8/11 星期三3一、可逆反应一、可逆反应 在同一条件下在同一条件下,既能向正反应方向进既能向正反应方向进行行,同时又能向逆反应方向进行
3、的反应同时又能向逆反应方向进行的反应,叫叫做可逆反应做可逆反应.NH3H2ONH3H2O 注意：可逆反应总是不能进行到底，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得到的总是反应物与生成物的混合物2021/8/11 星期三4二、化学平衡状态二、化学平衡状态1、溶解平衡状态、溶解平衡状态在一定温度下的饱和溶液中：在一定温度下的饱和溶液中：固体溶质固体溶质 溶液中的溶质溶液中的溶质溶解溶解结晶结晶若：溶解速率若：溶解速率 =结晶速率结晶速率则：达到溶解平衡状态（一种动态平衡）则：达到溶解平衡状态（一种动态平衡）那么，可逆反应的情况又怎样呢？那么，可逆反应的情况又怎样呢？202
4、1/8/11 星期三5开始时开始时c(CO)、c(H2O)最大，最大，c(CO2)、c(H2)=0随着反应的进行，随着反应的进行，c(CO)、c(H2O)逐渐减小，逐渐减小，正反应速率逐渐减小，正反应速率逐渐减小，c(CO2)、c(H2)逐渐增大，逐渐增大，逆反应速率逐渐增大逆反应速率逐渐增大 进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速率和逆反应速率相等，则各物质的浓度将率和逆反应速率相等，则各物质的浓度将_ 在容积为在容积为1L的密闭容器里，加的密闭容器里，加0.01molCO和和0.01molH2O(g),COH2O CO2H22021/8/11 星期三6
5、正反应速率逆反应速率相等相等时间速率这时，反应仍在进行，但是四种物质的浓度这时，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，这就是我们今均保持不变，达到动态平衡，这就是我们今天要重点研究的重要概念天要重点研究的重要概念化学平衡状态化学平衡状态2021/8/11 星期三71、定义：、定义：化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆化学平衡状态，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。应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。强强调调三三点点前提：可逆反应前提：可逆反应实质：正反应速率实质：正反
6、应速率=逆反应速率逆反应速率标志：反应混合物中各组分的标志：反应混合物中各组分的 浓度保持不变的状态浓度保持不变的状态2021/8/11 星期三82、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征动态平衡（正逆反应仍在进行）动态平衡（正逆反应仍在进行）条件改变，原平衡被破坏，在新的条条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。件下建立新的平衡。正反应速率正反应速率=逆反应速率逆反应速率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，各组分的含量一定。各组分的含量一定。可逆反应；可逆反应；条件相同，某一可逆反应无论是从正反条件相同，某一可逆反应无论是从正反应开始还是从逆反应开始
7、，最终均可达应开始还是从逆反应开始，最终均可达到同一平衡状态。到同一平衡状态。(1)逆：逆：(2)等：等：(3)动：动：(4)定：定：(5)变变:(6)同：同：同：同：2021/8/11 星期三93、可逆反、可逆反应应达到化学平衡状达到化学平衡状态态的的标标志志(1)直接直接标标志：志：(2)间间接接标标志：志：正反应速率正反应速率等于等于逆反应速率逆反应速率各组分的各组分的质量、物质的量、浓度质量、物质的量、浓度不随时间而改变不随时间而改变各组分的各组分的百分含量百分含量不随时间而改变不随时间而改变若反应前后都有气体且系数不等，则气体的若反应前后都有气体且系数不等，则气体的总物总物质的量、总
8、压强（恒温恒容）、平均分子量、密度质的量、总压强（恒温恒容）、平均分子量、密度（恒温恒压）（恒温恒压）不随时间而改变不随时间而改变2021/8/11 星期三10 对于不同类型的可逆反应，某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，取决于该物理量在的标志，取决于该物理量在反应过程反应过程中中是否发生变化。即：能变化的量保是否发生变化。即：能变化的量保持不变则达平衡。持不变则达平衡。总之：总之：2021/8/11 星期三11如：如：（1）对于反应前后的气体物质的分对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应（子总数不相等的可逆反应（2SO
9、2+O2 2SO3）来说，可利用混合气体的）来说，可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着总压、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时间的改变而改变来判断是否达到平衡。衡。2021/8/11 星期三12（2）对于反应前后气体物质的分子数）对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应：相等的可逆反应：（H2+I2(g)2HI），不能用此标志），不能用此标志判断平衡是否到达，因为在此反应过判断平衡是否到达，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。的量都不随时间的改变而改变。2021/8/11 星期三13【
10、例】【例】在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(气气)+3B(气气)2C(气气)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.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,同时生成同时生成3nmolBC.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判断可逆反应达到平衡状态？判断可逆反应达到平衡状态？重要题型：重要题型：2021/8/11 星期三14【例【例2】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(气气)+Q(气气)R(气气)+S(气气),在恒温下在恒温下已达平衡状态
11、的是（）已达平衡状态的是（）A.反应容器内压强不随时间变化反应容器内压强不随时间变化B.B.P和和S的生成速率相等的生成速率相等C.反应容器内反应容器内P、Q、R、S四者共存四者共存 D.反应容器内总物质的量不随时间而反应容器内总物质的量不随时间而 变化变化B2021/8/11 星期三15【例【例3】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()ACA.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,有有6个个NH键断裂
12、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2021/8/11 星期三16【例【例4】在一定温度下的恒容容器中】在一定温度下的恒容容器中,当下列当下列物理量不再发生变化时物理量不再发生变化时,表明反应表明反应:A(固固)+3B(气气)2C(气气)+D(气气)已达平衡已达平衡状态的是状态的是 ()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BC2021/8/11 星期三17【例【例5】在一定温度下在一定温度下,下列叙述不是可逆反应下列叙述不是可逆反应A(气气)+3B(气气)2
13、C(气气)+2D(固固)达到平衡的达到平衡的标志的是：标志的是：C的生成的生成 速率与速率与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,同时生成同时生成3amolB A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化A、B、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,同时生成同时生成 3amolBA、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:22021/8/11 星期三18思 考与练 习（1）混合气体的颜色不再改变）混合气体的颜色不再改变 （
14、）（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 （）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：2021/8/11 星期三19 小结小结 化学平衡状态的标志化学平衡状态的标志:（1 1）正正=逆逆 （本质特征）（本质特征）同一种物
15、质：该物质的生成速率等于它的同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。消耗速率。不同的物质：速率之比等于方程式中各物不同的物质：速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，但必须是质的计量数之比，但必须是不同方向不同方向的速率。的速率。2021/8/11 星期三20（2 2）反应混合物中各组成成分的含）反应混合物中各组成成分的含 量保持不变（外部表现）：量保持不变（外部表现）：各组成成分的质量、物质的量、分子数、各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度均保持不变。体积（气体）、物质的量浓度均保持不变。各组成成分的质量分数、物质的量分数、各组成成分的质量分数、物质的量分数、
16、气体的体积分数均保持不变。气体的体积分数均保持不变。若反应前后的物质都有气体，且总体积不若反应前后的物质都有气体，且总体积不等，则气体的总物质的量、总压强（恒温、恒等，则气体的总物质的量、总压强（恒温、恒容）、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、容）、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）均保持不变。恒压）均保持不变。反应物的转化率、产物的产率保持不变。反应物的转化率、产物的产率保持不变。2021/8/11 星期三21小结、化学平衡状态的定义、化学平衡状态的定义前提条件前提条件实质实质标志标志2、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征逆、动、等、定、变、同逆、动、等、定、变、同3、达到平衡状态的标志达到平衡状态的标志2021/8/11 星期三222021/8/11 星期三23