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1、第三第三节 化学平衡化学平衡2021/8/8 星期日1复习回顾复习回顾？1.什么叫可逆反应什么叫可逆反应 在在同一条件同一条件下下,既能向正反应方向进行既能向正反应方向进行,同同时时又能向逆反应方向进行的反应又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反叫做可逆反应应.H2I22HI注意：注意：1、同一条件下、同一条件下2、可逆反应总是、可逆反应总是不能进行到底不能进行到底，得到的得到的总是总是反应物与生成物的混合物反应物与生成物的混合物1molH1molH2 2和和1molI1molI2 2反应反应能生成能生成2molHI2molHI吗？吗？2021/8/8 星期日22.什么是饱和溶液？什么是饱和溶
2、液？在一定温度下，在一定量的溶剂里，不在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质这种溶质的饱和溶液。的饱和溶液。饱和溶液中溶质的溶解饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？过程完全停止了吗？没有！没有！以蔗糖溶解于水为例，蔗糖分子离开以蔗糖溶解于水为例，蔗糖分子离开蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。2021/8/8 星期日3即：溶解速率即：溶解速率 =结晶速率结晶速率 达到了溶解的平衡状态，一种动态平衡达到了溶解的平
3、衡状态，一种动态平衡那么，可逆反应的那么，可逆反应的情况又怎样呢？情况又怎样呢？2021/8/8 星期日4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，正反应速率逐渐减小，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大逆反应速率逐渐增大c(CO2)、c(H2)逐渐增大逐渐增大 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的大小相等，且不再变化率和逆反应速率的大小相等，且不再变化 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 C
4、O2H2c(CO)、c(H2O)逐渐减小逐渐减小2021/8/8 星期日5且正反应速率且正反应速率=逆反应速率逆反应速率正反应正反应正反应正反应速率速率速率速率逆反应逆反应逆反应逆反应速率速率速率速率相等相等时间时间时间时间速速速速率率率率这时，这时，CO、H2O的消耗量等于的消耗量等于CO2、H2反应生成的反应生成的CO、H2O的量，的量，反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保反应仍在进行，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重点研究的重要概念化学平衡状态化学平衡状态2021/8/8 星期日6一、化学平衡状态一、化
5、学平衡状态指在指在一定条件一定条件下的下的可逆反应可逆反应里，里，正反应速率正反应速率和逆反应速率相等和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的，反应混合物中各组分的浓度保持不变浓度保持不变的状态。的状态。前提（适用范围）前提（适用范围）：可逆反应可逆反应内在本质内在本质：v(正正)=v(逆逆)0外在标志：反应混合物中各组分外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变的浓度保持不变注注意意三三点点2021/8/8 星期日71、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征(1)动动：动态平衡：动态平衡（v(正正)=v(逆逆)0）(2)等等：v(正正)=v(逆逆)(3)定定：反应混合物中各组分的浓度保持一：
6、反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的含量保持不变。定，各组分的含量保持不变。(4)变变：条件改变，原平衡被破坏，在新：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。2021/8/8 星期日82、判断是否达到平衡状、判断是否达到平衡状态态的的标标志志(1)(1)直接直接直接直接标标标标志：志：志：志：正反正反正反正反应应应应速率速率速率速率等于等于等于等于逆反逆反逆反逆反应应应应速率速率速率速率各各各各组组组组分的百分含量不随分的百分含量不随分的百分含量不随分的百分含量不随时间时间时间时间改改改改变变变变而而而而改改改改变变变变(2)(2)间间间间接接接接标标标标
7、志：志：志：志：各各各各组组组组分的分的分的分的浓浓浓浓度度度度不随不随不随不随时间时间时间时间改改改改变变变变而改而改而改而改变变变变各物各物各物各物质质质质的的的的物物物物质质质质的量的量的量的量不随不随不随不随时间时间时间时间改改改改变变变变而改而改而改而改变变变变各气体的各气体的各气体的各气体的压压压压强强强强不随不随不随不随时间时间时间时间改改改改变变变变而改而改而改而改变变变变气体的气体的气体的气体的颜颜颜颜色色色色不随不随不随不随时间时间时间时间改改改改变变变变而改而改而改而改变变变变气体的气体的气体的气体的密度密度密度密度或或或或平均相平均相平均相平均相对对对对分子分子分子分子
8、质质质质量量量量不随不随不随不随时间时间时间时间改改改改变变变变而改而改而改而改变变变变2021/8/8 星期日9注意注意（1）对于反应前后的气体物质的对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应（如分子总数不相等的可逆反应（如2SO2+O2 2SO3）来说，可利用混）来说，可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。否达到平衡。2021/8/8 星期日10（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：（如（如H2+I2(g)2HI），不
9、能用此标），不能用此标志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。2021/8/8 星期日11（3）对于不同类型的可逆反应，）对于不同类型的可逆反应，某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，取决于该物理量在平衡到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前（反应过程中）是否发生变化前（反应过程中）是否发生变化。若。若是则可；否则，不行。是则可；否则，不行。2021/8/8 星期日12思 考与练 习（1）混合气体的颜色不再改变
10、）混合气体的颜色不再改变 （）（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：2021/8/8 星期日133、等效平衡、等效平衡问题问题：外界条件相同时，可逆反应不论从正反应外界条件相
11、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，应同时开始，途径虽然不同，只要起始浓度相只要起始浓度相当当，所建立的平衡是等效平衡，可以达到相同，所建立的平衡是等效平衡，可以达到相同的平衡状态。的平衡状态。例如：在例如：在425时，在时，在1L密闭容器中进行反密闭容器中进行反应：应：H2+I2 2HI,达到平衡。达到平衡。不论从正不论从正反应开始，还是从逆反应开始，可以达到反应开始，还是从逆反应开始，可以达到相同的平衡状态。相同的平衡状态。2021/8/8 星期日14浓度/molL-1时间/s0.001.002
12、.001.580.21浓度/molL-1t2HIH2或I20.001.002.001.580.21t1时间/sHIH2或I2从正反应开始从逆反应开始1molH21molI22molHI相当于相当于例题例题等效平衡等效平衡2021/8/8 星期日15【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.单位时间生成单位时间生成nmolA,同时生成同时生成3nmolBC.单位时间生成单位时间生成B的速率的速率,与生成与生成C的速率的速率 相等相等（数值）（数
13、值）D.单位时间生成单位时间生成nmolA,同时生成同时生成2nmolCAD怎样理解怎样理解v v(正正)=)=v v(逆逆)？2021/8/8 星期日16【例【例2】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()A.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AC2021/8/8 星期日17 【例【例3】下列说法中可以充分说
14、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),在恒温下已在恒温下已达平衡状态的是（）达平衡状态的是（）(A)P、Q、R、S的浓度不再变化的浓度不再变化 (B)P、Q、R、S的分子数比为的分子数比为1:1:1：1 (C)反应容器内反应容器内P、Q、R、S共存共存 (D)反应容器内总物质的量不随时间而变化反应容器内总物质的量不随时间而变化A P(气气)+Q(气气)R(气气)+S(气气)?怎样理解怎样理解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2021/8/8 星期日18 【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
15、当下列物理量不再发生变化时列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)已达平衡状已达平衡状态的是（其中只有态的是（其中只有B气体有颜色）气体有颜色）()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.气体的平均分子量气体的平均分子量 D.气体的颜色气体的颜色BCDA(g)+3B(g)2C(g)+D(g)?怎样理解怎样理解平衡与体系特征物理量的关系平衡与体系特征物理量的关系？2021/8/8 星期日19练习练习在一定温度下在一定温度下,下列叙述下列叙述不是不是可逆反应可逆反应A(A(气气)+3B()+3B(气气)2C()2C(气
16、气)+2D()+2D(固固)达到达到平衡的标志的是平衡的标志的是()()CC的生成的生成 速率与速率与C 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,amolA,同时生成同时生成3amolB 3amolB AA、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化AA、B B、C 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,amolA,同时生成同时生成 3amolB 3amolBAA、B B、C C、D D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:21:3:2:2A.B.C.D.A.B.C.D.A2021/8/8 星期日202021/8/8 星期日21