1、牛欄山第一中學 王冬雪 化學教案【過渡】在化學研究和化工生產中，只考慮化學反應速率是不夠的，還需要考慮化學反應所能達到的最大限度。例如，在合成氨的工作中，除了需要考慮使N2和H2盡可能的轉變為NH3，還需考慮使N2和H2盡可能多的轉變為NH3，這就涉及到化學反應進行的程度問題化學平衡。化學平衡主要是研究可逆反應規律的，如反應進行的程度以及各種條件對反應進行程度的影響等。第二節 化學平衡在介紹化學平衡以前，首先介紹什么是平衡？靜態平衡 動態平衡生態平衡【介紹】蔗糖分子的溶解平衡。P39V（溶）V（結）分析：在一定溫度下，將蔗糖溶于水，此時有兩個速率：v（溶解）、v（結晶）未溶溶質 已溶溶質開始時

2、， V（溶）V（結）0，蔗糖溶解；隨著時間推移，V（溶），V（結）；在某一時刻，V（溶）V（結）0此時，溶液飽和，達到溶解平衡。結論：溶解平衡是動態平衡。【設問】上述平衡實例的共同點是什么？上述實例的共同點：都是動態的；都存在著相反趨勢”的兩個速率相等。一、化學平衡是動態平衡。例1、討論：氮氣、氫氣合成氨的反應進行研究。我們將各為 4 mol的 N2、H2 沖入到體積為 1 L 的密閉容器，在一定條件下反應，每隔一段時間測得容器內各物質的濃度數據如下：N2 + 3H2 2 NH3 (工業合成氨) 分析：從以上數據看出：（1）該反應是一個可逆的反應。（2）反應開始時，反應物起始濃度最大，正反應速

3、率最大。而生成物氨的起始濃度為0 ，所以逆反應速率為 0 。（3）隨反應進行，反應物濃度減小，正反應速率逐漸減小；而生成物濃度逐漸增大，所以逆反應速率逐漸增大。（4）外界條件不變時，隨反應進行，化學反應進行到一定程度時，反應物和生成物濃度不再隨時間變化而變化。（5）當反應物和生成物濃度不再隨時間變化而變化時，說明：該反應的正反應的速率 = 逆反應的速率。例2、COH2OCO2H2的反應進行程度。P3940例：在某溫度下，1L容器中單位mol/LCO H2O CO2 H2起始 0.01 0.01 0 0一段時間后 0.005 0.005 0.005 0.005再反復測定，發現各物質的濃度不再隨時

4、間而變化，說明已達化學平衡。分析：在反應過程中，v（正），v（逆）。在某一時刻，必有v（正）v（逆）（如圖） v v（正） v（正）v（逆） v（逆）t時間此時，各物質濃度不再變化，說明可逆反應已達化學平衡。反之，在同樣條件下，從逆反應方向開始：CO H2O CO2 H2開始 0.01 0.01一段時間后 0.005 0.005 0.005 0.005濃度不再隨時間改變。結論：對于一個可逆反應來講，無論反應是從正反應方向開始還是從逆反應方向開始，只要反應條件一定，到達平衡時，反應混合物中各組分的濃度總是一定的。二、化學平衡狀態：1、定義：是指在一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應的速率相等，

5、反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態（即各組成成分的百分含量保持不變的狀態）。簡稱化學平衡。2、圖像表達：（1）v t 圖 （2）c t 圖 三、化學平衡的特征（逆、等、動、定、變、同）：逆：可逆反應研究對象。（先決條件）等：v（正）v（逆）0 即同一物質的消耗速率生成速率（平衡的實質）動：動態平衡。v（正）v（逆）0“動”化學平衡是動態平衡。當一個可逆反應達到平衡時，正、逆反應都仍在繼續進行，只不過此時正、逆反應速率相等，即v正=v逆0。定：平衡時反應混合物中各組分的濃度保持不變,不再隨時間變化而改變。（平衡的標志）變：條件改變：即濃度、壓強、溫度等條件改變時，化學平衡即發生移動。各組分的

6、濃度也隨之改變.“同”： 投料途徑不同，但可以達到同一平衡狀態。(化學平衡的建立與途經無關) 2 SO2 + O2 2SO3投 料 方 式1： 1mol 0.5mol 0投 料 方 式2： 0 0 1mol 投 料 方 式3： 0.5mol 0.25mol 0.5mol分析：在條件不變時，可逆反應不論采取何種途徑，即由正反應開始、由逆反應開始或正逆反應同時開始；是一次投料或是分步投料，最后所處的平衡狀態是相同的。四、化學平衡建立的標志：看是否體現了正、逆反應速率相等。各物質的成分不變，百分含量不變。【討論】高爐煉鐵，CO的利用率。練習：1、可逆反應2NO2 2NO+O2 在固定容積的密閉容器中

7、反應，達到平衡的標志是（ A ） 單位時間內生成 n mol O2 ，同時生成 2n mol NO2 單位時間內生成 n mol O2 ，同時生成 2n mol NO 用NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率比為 221 混合氣體的顏色不再改變的狀態 混合氣體的密度不再改變的狀態 混合氣體的平均分子量不再改變的狀態（A） （B） （C） （D）2、在恒溫密閉的容器中，如下敘述可證明 2HI(g)H2(g) + I2 (g)已達平衡狀態的是（A）A 、一個H-H鍵斷裂的同時，有兩個H-I 鍵斷裂 B 、百分組成 HI % = I2 %C 、c (HI) ：c (H2) ：c (I2)

8、 = 2 ：1 ：1 D 、反應速率 V（H2）= V（ I2）= 1/2 V（HI）E 、容器內的壓強不隨時間變化而變化F 、容器內氣體的平均式量不隨時間變化而變化典型例題分析：例1：在一定溫度下反應A2(g)+B2(g)2AB(g)達到平衡的標志是：CA、單位時間生成nmol的A2的同時生成nmolABB、容器內的壓強不隨時間變化C、單位時間生成2nmol的AB的同時生成nmol的B2D、單位時間生成nmol的A2的同時生成nmol的B2例2：密閉容器中進行如下反應：X2（g）3Y2（g）2Z（g），已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.2mol/L、0.6mol/L、0.4mol/L，當

9、平衡時，下列數據肯定不對的是：ADA、X2為0.4mol/L，Y2為1.2mol/L B、Y2為1.0mol/LC、X2為0.3mol/L，Z為0.2mol/L D、Z為1.0mol/L例3、在一個固定容積的密閉容器中，加入2molA和1molB，發生反應：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),達到平衡時，C的濃度為Wmol/L。若維持容器體積和溫度不變，按下列四種方法改變起始物質，達到平衡后，C的濃度仍為Wmol/L的是：DA、4molA+2molB B、2molA+1molB+3molC+1molDC、3molC+1molD+1molB D、3molC+1molD例4、在一個固定體積的密閉容器中，保持一定溫度進行以下反應：H2(g)+Br2(g)2HBr(g)已知加入1molH2和2molBr2時，達到平衡后生成amolHBr（見下表已知項），在相同條件下，且保持平衡時各組分的體積分數不變，對下列編號的狀態，