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1、化学平衡建立及其特点第1页，本讲稿共18页实验：探索蔗糖的溶解平衡实验：探索蔗糖的溶解平衡第2页，本讲稿共18页饱和溶液饱和溶液在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，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，叫做这种溶质的饱和溶液。叫做这种溶质的饱和溶液。饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？没有！以蔗糖溶解于水为例，蔗糖分子离开蔗糖表面扩散到水中没有！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糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。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
2、等。即：溶解速率即：溶解速率=结晶速率结晶速率蔗糖晶体的溶解平衡蔗糖晶体的溶解平衡动态平衡状态动态平衡状态v v溶解溶解=v v结晶结晶、m m晶体晶体不变不变达到了溶解的平衡状态，一种动态平衡达到了溶解的平衡状态，一种动态平衡第3页，本讲稿共18页溶解平衡的特征溶解平衡的特征饱和食盐水饱和食盐水有缺口（蓝色部分）的有缺口（蓝色部分）的NaClNaCl晶体晶体思考：思考：(1)NaCl(1)NaCl晶体会溶解吗？晶体会溶解吗？(2)NaCl(2)NaCl晶体的质量有何变化？晶体的质量有何变化？(3)NaCl(3)NaCl晶体的形状呢？晶体的形状呢？会溶解会溶解质量不变质量不变形状会改变形状会改
3、变(1)(1)是动态平衡是动态平衡(动动)(2)(2)v v溶解溶解=v v结晶结晶，即，即v v正正=v v逆逆(等等)(3)(3)NaCl质量质量保持不变保持不变(定定)(4)(4)发生在一定条件（温度一发生在一定条件（温度一定）下的可逆过程里，随温定）下的可逆过程里，随温度的改变而发生变化（度的改变而发生变化（变变）：实验恒温有缺口实验恒温有缺口NaCl晶体溶于水后的变化晶体溶于水后的变化第4页，本讲稿共18页1.1.可逆反应的概念可逆反应的概念2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3在在同一条件同一条件下，下，既能既能向正反应方向进行，向正反应方向进行，同时又能同时又能向
4、逆反应方向进行的向逆反应方向进行的反应，叫做反应，叫做可逆反应可逆反应。即：。即：相同条件下相同的反应物能同时发生两个相同条件下相同的反应物能同时发生两个方向相反的化学反应的反应。方向相反的化学反应的反应。H H2 2+I+I2 2 2HI 2HI高温高温第5页，本讲稿共18页由反应物到生成物的反应，叫做由反应物到生成物的反应，叫做正反应。正反应。由生成物到反应物的反应，叫做由生成物到反应物的反应，叫做逆反应。逆反应。正反应正反应H H2 2+I+I2 2 2HI 2HI高温高温逆反应逆反应V V正正V V逆逆思考：以下两反应思考：以下两反应是可逆反应吗？是可逆反应吗？NHNH3 3+HCl=
5、NH+HCl=NH4 4ClClNHNH4 4Cl=NHCl=NH3 3+HCl +HCl 第6页，本讲稿共18页2.2.可逆反应特点可逆反应特点相同条件相同条件下，正反应和逆反应下，正反应和逆反应同时同时发生。发生。可逆反应有一定的限度可逆反应有一定的限度(反应反应不能进行不能进行 到到底底)即反应物、生成物即反应物、生成物共同存在。共同存在。一定条件下会到达化学平衡。一定条件下会到达化学平衡。第7页，本讲稿共18页例例4 4、在、在1L1L密闭容器中，在一定条件下进行合成氨的反应密闭容器中，在一定条件下进行合成氨的反应 3H 3H2 2+N+N2 2 2NH2NH3 3一、化学平衡的建立过
6、程一、化学平衡的建立过程问题问题1 1：在上述反应中，最终生成的在上述反应中，最终生成的NHNH3 3能否达到能否达到2 mol/L2 mol/L，为什么？，为什么？不能。不能。因为上述反应是因为上述反应是可逆反应可逆反应。问题问题2 2：在上述反应中，哪些可用于表示在上述反应中，哪些可用于表示正反应正反应，哪些可用于表示，哪些可用于表示逆反应逆反应？消耗消耗N N2 2、H H2 2和生成和生成NHNH3 3的反应的反应均可用于表示正反应。而生成均可用于表示正反应。而生成N N2 2、H H2 2和消耗和消耗NHNH3 3(NH(NH3 3分解分解)的反应均可用于表示逆反应。的反应均可用于表
7、示逆反应。第8页，本讲稿共18页问题问题3 3：我们以我们以N N2 2为代表，讨论为代表，讨论(1)(1)从开始到从开始到2 min2 min的过程中，消耗的过程中，消耗N N2 2和生成和生成N N2 2的反应速率如何变化？为的反应速率如何变化？为什么？什么？(2)(2)分别以分别以v v(N(N2 2)消耗消耗、v v(N(N2 2)生成生成代表代表N N2 2的消耗速率和生成速率，以时间为横的消耗速率和生成速率，以时间为横坐标，化学反应速率为纵坐标，画出合成氨反应中，正反应速率和逆反应速坐标，化学反应速率为纵坐标，画出合成氨反应中，正反应速率和逆反应速率随时间变化的示意图。率随时间变化
8、的示意图。V V(N(N2 2)消耗消耗V V(N(N2 2)生成生成V V(N(N2 2)消耗消耗V V(N(N2 2)生成生成时间时间化化学学反反应应速速率率V Vt t1 1建立化学平衡建立化学平衡的过程的过程化学平衡化学平衡状态状态c c(N(N2 2)、c c(H(H2 2)、c c(NH(NH3 3)不再改变不再改变此时的反应速率是指瞬时速率此时的反应速率是指瞬时速率第9页，本讲稿共18页开始时：开始时：c c(N(N2 2)、c c(H(H2 2)最大，最大，c c(NH(NH3 3)=0)=0随着反应的进行，随着反应的进行，c c(N(N2 2)、c c(H(H2 2)逐渐减小
9、。逐渐减小。c c(NH(NH3 3)逐渐增大逐渐增大所以，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大。进行到一定所以，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大。进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速率和逆反应速率的大小不再变化程度，总有那么一刻，正反应速率和逆反应速率的大小不再变化.且正反应速率且正反应速率=逆反应速率逆反应速率这时，这时，N N2 2的消耗量等于的消耗量等于NHNH3 3分解反应生成的分解反应生成的N N2 2的量。的量。反应仍在进行，但是反应仍在进行，但是三种物质的浓度均保持不变三种物质的浓度均保持不变，达到动态平衡。，达到动态平衡。1 1、定义：、定义：化学平衡状态，就是指在
10、化学平衡状态，就是指在一定条件下一定条件下的的可逆反应可逆反应里，里，正反应速率和逆反应正反应速率和逆反应速率相等速率相等，反应混合物中，反应混合物中各组分各组分的浓度保持不变的浓度保持不变的状态。的状态。强调三点强调三点前提条件：前提条件：可逆反应可逆反应实质：实质：正反应速率正反应速率=逆反应速率逆反应速率(指同一反应物指同一反应物)标志：标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态第10页，本讲稿共18页(3)(3)动：动态平衡动：动态平衡(正逆反应仍在进行，即正逆反应仍在进行，即v v正正v v逆逆0)0)(2)(2)等：正反应速率等：正反应速率=
11、逆反应速率，即：逆反应速率，即：v v正正v v逆逆(3)(3)定：定：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，各组分的，各组分的百分含量一定。百分含量一定。2 2、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征（1 1）逆：）逆：化学平衡的研究对象是化学平衡的研究对象是可逆反应可逆反应；而化学反应速率可以针对；而化学反应速率可以针对任任意化学反应意化学反应。(4)(4)变：变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。建立新的平衡。注意：注意：化学平衡的建立与反应途径无关，在外界条件一定化学平衡的建立与反应途径无关，在外界条件一定
12、时，不论从正反应还是从逆反应开始，都可以达到相同的时，不论从正反应还是从逆反应开始，都可以达到相同的平衡状态。平衡状态。第11页，本讲稿共18页6 6、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(:P(气气)+Q()+Q(气气)R()R(气气)+S()+S(气气),),在恒温在恒温下已达平衡状态的是（下已达平衡状态的是（）B B(A)(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)P(B)P和和S S的生成速率相等的生成速率相等(C)(C)反应容器内反应容器内P P、Q Q、R R、S S四者共存四者共存(D)(D)反应容器内总物质的量不随时间而变化反应容器内
13、总物质的量不随时间而变化7 7、可逆反应达到平衡的重要特征是：、可逆反应达到平衡的重要特征是：（）A.A.反应停止了反应停止了 B.B.正、逆反应速率都为零正、逆反应速率都为零C.C.正、逆反应都还在继续进行正、逆反应都还在继续进行 D.D.正、逆反应的速率相等正、逆反应的速率相等D D第12页，本讲稿共18页6、在一定温度下，可逆反应：、在一定温度下，可逆反应：A2(气气)B2(气气)2AB（气），达到平衡的标志是（气），达到平衡的标志是()(A)容器的总压强不随时间而变化容器的总压强不随时间而变化(B)单位时间内有单位时间内有nmolA2生成的同时有生成的同时有nmolB2生成生成(C)单
14、位时间内有单位时间内有nmolB2发生反应的同时有发生反应的同时有nmol AB分解分解(D)单位时间内生成单位时间内生成nmolA2同时就有同时就有2nmolAB生成生成7、在一定温度下，可逆反应、在一定温度下，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的生成速率与的生成速率与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n mol A，同时生成，同时生成3n mol B(C)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1：3：2DAC第13页，本讲稿共18页(1)(1)等速标志等速标志 V V正正=V
15、V逆逆 （本质特征）（本质特征）同一种物质：该物质的同一种物质：该物质的生成速率生成速率等于它的等于它的消耗速率消耗速率。不同不同的物质的物质：速率之比速率之比等于等于方程式中各物质的方程式中各物质的计量数计量数之比，但必须之比，但必须是是不同方向不同方向的速率。的速率。小结小结 化学平衡状态的标志化学平衡状态的标志注意：注意：用不同物质表示的反应速率不能是表面上的数值相等（反之，数用不同物质表示的反应速率不能是表面上的数值相等（反之，数值相等也并不一定就是速率相等！），而应是本质意义相同（与计量数值相等也并不一定就是速率相等！），而应是本质意义相同（与计量数成正比）。成正比）。第14页，本讲
16、稿共18页 各组成成分的各组成成分的质量质量、物质的量物质的量、分子数分子数、体积（气体）体积（气体）、物质的量浓度物质的量浓度均保持均保持不不变变。各组成成分的各组成成分的质量分数质量分数、物质的量分数物质的量分数、气体的体积分数气体的体积分数均保持均保持不变不变。若反应前后的物质都是气体，且若反应前后的物质都是气体，且总体积不等总体积不等，则气体的总物质的量、总压强，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、恒压）均保持不变。（恒温、恒容）、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、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
17、率保持不变。(2)(2)恒浓标志：恒浓标志：反应混合物中各组成成分的含量保持不变（反应混合物中各组成成分的含量保持不变（外部表现外部表现）（5 5）同种物质化学键的断裂与化学键的形成的物质的量相等，体系中含有有色）同种物质化学键的断裂与化学键的形成的物质的量相等，体系中含有有色物质时，颜色不随时间的变化而变化物质时，颜色不随时间的变化而变化；若以化学键或浓度表示，则必须指定反应若以化学键或浓度表示，则必须指定反应物和生成物且要按反应计量系数的比例物和生成物且要按反应计量系数的比例注意：（注意：（1）“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。不能理解为与方
18、程式的化学计量数成正比。浓度的浓度的变化量与化学计量数成正比变化量与化学计量数成正比，而，而平衡浓度不一定与化学计量数成正比。平衡浓度不一定与化学计量数成正比。（2）本身就不随反应进行而变化的量不能做为平衡的标志。随反应进行而变化）本身就不随反应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。的量不再变化时，说明体系已达平衡。第15页，本讲稿共18页 是否平衡是否平衡混合体混合体系中各系中各组分的组分的含量含量各物质的物质的量或物质的量的分数一定各物质的物质的量或物质的量的分数一定各物质的质量或质量分数一定各物质的质量或质量分数一定各气体的体积或体积分数一定
19、各气体的体积或体积分数一定总压强、总体积、总物质的量一定总压强、总体积、总物质的量一定mA(g)+n B(g)pC(g)+q D(g)mA(g)+n B(g)pC(g)+q D(g)平平 衡衡平平 衡衡平平 衡衡不一定不一定正、正、逆反逆反应速应速率关率关系系在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了m molAm molA的同时生成了的同时生成了m molAm molA在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了n molBn molB的同时消耗了的同时消耗了p molCp molC在单位时间内生成了在单位时间内生成了n molBn molB的同时消耗了的同时消耗了q molDq molD(A)(A)(B
20、)(B)(C)(C)(D)=m(D)=m n n p p q q 正不一定等于逆正不一定等于逆 不一定不一定不一定不一定平衡平衡平衡平衡小结小结:判断化学平衡状态的方法判断化学平衡状态的方法第16页，本讲稿共18页mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡是否平衡压强压强当当m+np+qm+np+q时，总压力一定（其它条件一定）时，总压力一定（其它条件一定）当当m+n=p+qm+n=p+q时，总压力一定（其它条件一定）时，总压力一定（其它条件一定）混合气混合气体的平体的平均均M M当当 m+n p+q m+n p+q 时，时，M M一定一定当当 m+n=p+q m+n=p+q时，时，
21、M M一定一定不一定不一定不一定不一定平平 衡衡平平 衡衡小结小结:注意化学反应的特点注意化学反应的特点密度密度 C(s)+CO C(s)+CO2 2(g)2CO(g)(g)2CO(g)(一定一定)N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)2NH(g)2NH3 3(g)(g)(一定一定)H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)2HI(g)(g)2HI(g)(一定一定)不一定不一定不一定不一定平平 衡衡判断化学平衡状态的方法判断化学平衡状态的方法第17页，本讲稿共18页小结小结、化学平衡状态的概念、化学平衡状态的概念前提条件、实质、标志前提条件、实质、标志2 2、化学平衡状态的特征、化
22、学平衡状态的特征逆、等、动、定、变逆、等、动、定、变(1)(1)前提（研究对象）：前提（研究对象）：逆逆必须是可逆反应体系必须是可逆反应体系(2)(2)实质：实质：等等正正=逆逆(3)(3)过程：过程：动动正正=逆逆 0 0(4)(4)结果结果(标志标志)：定定各组成成分百分含量保持不变各组成成分百分含量保持不变(5)(5)化化学学平平衡衡的的移移动动：变变当当外外界界条条件件改改变变，原原来来的的平平衡衡被被破破坏坏，重重新达到新达到(建立建立)新的平衡。新的平衡。溶解平衡溶解平衡（这节课学习）（这节课学习）化学平衡化学平衡（这节课学习）（这节课学习）电离平衡电离平衡（第三节学习）（第三节学习）水解平衡水解平衡（第四节学习）（第四节学习）中学阶段平衡的分类中学阶段平衡的分类第18页，本讲稿共18页