化學平衡2013-10-18陳吉貴學習目標1.化學平衡的概念：一定條件；可逆反應；正反應速率與逆反應速率相等的理解；反應混合物的概念；正確理解各組成成分(不是只限于其中的某一成分)的濃度保持不變。2.明確化學平衡狀態的特征：逆、等、動、定、變。學習重點：學習難點：化學平衡的建立和平衡狀態的特征。化學平衡概念的建立。實驗：探索蔗糖的溶解平衡飽和溶液在一定溫度下，在一定量的溶劑里，不能再溶解某種溶質的溶液，叫做這種溶質的飽和溶液。飽和溶液中溶質的溶解過程完全停止了嗎？沒有！以蔗糖溶解于水為例，蔗糖分子離開蔗糖表面擴散到水中的速率與溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成為晶體的速率相等。即：溶解速率=結晶速率蔗糖晶體的溶解平衡動態平衡狀態v溶解=v結晶、m晶體不變達到了溶解的平衡狀態，一種動態平衡1.可逆反應的概念2SO2+O22SO3在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應，叫做可逆反應。即：相同條件下相同的反應物能同時發生兩個方向相反的化學反應的反應。H2+I22HI高溫由反應物到生成物的反應，叫做正反應。由生成物到反應物的反應，叫做逆反應。正反應H2+I22HI高溫逆反應V正V逆思考：以下兩反應是可逆反應嗎？NH3+HCl==NH4ClNH4Cl==NH3+HCl2.可逆反應特點①相同條件下，正反應和逆反應同時發生。②可逆反應有一定的限度(反應不能進行到底)即反應物、生成物共同存在。③一定條件下會到達化學平衡。問題3：我們以N2為代表，討論(1)從開始到2min的過程中，消耗N2和生成N2的反應速率如何變化？為什么？(2)分別以v(N2)消耗、v(N2)生成代表N2的消耗速率和生成速率，以時間為橫坐標，化學反應速率為縱坐標，畫出合成氨反應中，正反應速率和逆反應速率隨時間變化的示意圖。V(N2)消耗V(N2)生成V(N2)消耗＝V(N2)生成時間化學反應速率Vt1建立化學平衡的過程化學平衡狀態c(N2)、c(H2)、c(NH3)不再改變此時的反應速率是指瞬時速率開始時：c(N2)、c(H2)最大，c(NH3)=0隨著反應的進行，c(N2)、c(H2)逐漸減小。c(NH3)逐漸增大所以，正反應速率逐漸減小，逆反應速率逐漸增大。進行到一定程度，總有那么一刻，正反應速率和逆反應速率的大小不再變化.且正反應速率=逆反應速率這時，N2的消耗量等于NH3分解反應生成的N2的量。反應仍在進行，但是三種物質的濃度均保持不變，達到動態平衡。1、定義：化學平衡狀態，就是指在一定條件下的可逆反應里，正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態。強調三點前提條件：可逆反應實質：正反應速率=逆反應速率(指同一反應物)標志：反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(3)動：動態平衡(正逆反應仍在進行，即v正＝v逆≠0)(2)等：正反應速率=逆反應速率，即：v正＝v逆(3)定：反應混合物中各組分的濃度保持不變，各組分的百分含量一定。2、化學平衡狀態的特征（1）逆：化學平衡的研究對象是可逆反應；而化學反應速率可以針對任意化學反應。(4)變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。注意：化學平衡的建立與反應途徑無關，在外界條件一定時，不論從正反應還是從逆反應開始，都可以達到相同的平衡狀態。6、在一定溫度下，可逆反應：A2(氣)＋B2(氣)2AB（氣），達到平衡的標志是()(A)容器的總壓強不隨時間而變化(B)單位時間內有nmolA2生成的同時有nmolB2生成(C)單位時間內有nmolB2發生反應的同時有nmolAB分解(D)單位時間內生成nmolA2同時就有2nmolAB生成7、在一定溫度下，可逆反應A(g)＋3B(g)2C(g)達到平衡的標志是（）(A)C的生成速率與C的分解速率相等(B)單位時間生成nmolA，同時生成3nmolB(C)A、B、C的濃度不再變化(D)A、B、C的分子數比為1：3：2DAC(1)等速標志V正=V逆（本質特征）①同一種物質：該物質的生成速率等于它的消耗速率。②不同的物質：速率之比等于方程式中各物質的計量數之比，但必須是不同方向的速率。[小結]化學平衡狀態的標志注意：用不同物質表示的反應速率不能是表面上的數值相等（反之，數值相等也并不一定就是速率相等！），而應是本質意義相同（與計量數成正比）。①各組成成分的質量、物質的量、分子數、體積（氣體）、物質的量濃度均保持不變。②各組成成分的質量分數、物質的量分數、氣體的體積分數均保持不變。③若反應前后的物質都是氣體，且總體積不等，則氣體的總物質的量、總壓強（恒溫、恒容）、平均摩爾質量、混合氣體的密度（恒溫、恒壓）均保持不變。④反應物的轉化率、產物的產率保持不變。(2)恒濃標志：反應混合物中各組成成分的含量保持不變（外部表現）（5）同種物質化學鍵的斷裂與化學鍵的形成的物質的量相等，體系中含有有色物質時，顏色不隨時間的變化而變化；若以化學鍵或濃度表示，則必須指定反應物和生成物且要按反應計量系數的比例注意：（1）“各組分的濃度保持不變”不能理解為與方程式的化學計量數成正比。濃度的變化量與化學計量數成正比，而平衡濃度不一定與化學計量數成正比。（2）本身就不隨反應進行而變化的量不能做為平衡的標志。隨反應進行而變化的量不再變化時，說明體系已達平衡。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡壓強當m+n≠p+q時，總壓力一定（其它條件一定）當m+n=p+q時，總壓力一定（其它條件一定）混合氣體的平均M當m+n≠p+q時，M一定當m+n=p+q時，M一定不一定不一定平衡平衡小結:注意化學反應的特點密度ρC(s)+CO2(g)2CO(g)(ρ一定)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(ρ一定)H2(g)+I2(g)2HI(g)(ρ一定)不一定不一定平衡判斷化學平衡狀態的方法小結１、化學平衡狀態的概念前提條件、實質、標志2、化學平衡狀態的特征逆、等、動、定、變(1)前提（研究對象）：逆——必須是可逆反應體系(2)實質：等——υ正==υ逆(3