1、第三节第三节 化学平衡化学平衡一、什么是可逆反应？一、什么是可逆反应？在同一条件下在同一条件下,既能向正反应方向既能向正反应方向进行进行,同时又能向逆反应方向进行的反同时又能向逆反应方向进行的反应应,叫做可逆反应叫做可逆反应.注意：可逆反应总是不能进行到底，得注意：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到的总是反应物与生成物的混合物,反应会反应会达到一定的限度达到一定的限度.NH3H2ONH3H2O在恒温恒压的条件下，有人将一定质量的蔗糖粒放入它的饱和水溶液中，过了一天之后再来看时，发现许多小的颗粒不见了，而大的颗粒变得更大，取出干燥后称量，发现质量却与原来一样。1 这里有
2、二个相反过程：溶解和结晶。2 为什么固体的总质量没变？3 在饱和溶液中这二个相反过程停止了吗？研究素材固体溶质溶液中的溶质溶解结晶即：溶解速率即：溶解速率 =结晶速率结晶速率0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，一种动态平衡我们把这类过程称作可逆过程，约定采我们把这类过程称作可逆过程，约定采用用 来代替来代替=，把从左到右的过，把从左到右的过程称作正向反应，由右向左的反应称作程称作正向反应，由右向左的反应称作逆向反应。逆向反应。在一定条件下，在一定条件下，2mol SO2与与1mol O2反应能否得到反应能否得到2mol SO3？1、可逆反应是在同一条件下、可逆反应是在同一
3、条件下能同时向正、逆两个方向进行能同时向正、逆两个方向进行的反应；的反应；2、可逆反应不能进行到底，、可逆反应不能进行到底，因而对于任何一个可逆反应都因而对于任何一个可逆反应都存在一个反应进行到什么程度存在一个反应进行到什么程度的问题。的问题。即反应限度的问题即反应限度的问题开始时开始时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 进行到一定程进行到一定程度，总有那么一度，总有那么一刻，正反应速率刻，正反应速率和逆反应速率的和
4、逆反应速率的大小不再变化大小不再变化 c(CO)、c(H2O)逐渐减小逐渐减小 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 CO2H2正反应速率逆反应速率相等相等时间速率正反应速率正反应速率=逆反应速率逆反应速率化学化学平衡状态平衡状态开始时刻各物质浓度，正、逆反应速率如何？随着反应进行又有什么特征？一段时间后有什么特征？c(SO2)、c(O2)最大，c(SO3)=0c(SO2)c(O2)c(SO3)；c(SO2)、c(O2)、c(SO3)均不再变化v(正)=v(逆)v(正)(逆)v(正)最大,v(逆)=0SO2+O2 2S
5、O3催化剂高温三、化学平衡状态 0 0各组分的物各组分的物质的量或浓质的量或浓度保持不变度保持不变2、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征(3)动动：(5)变变：条件改变，原平衡被破坏，在条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。新的条件下建立新的平衡。(2)等等：正反应速率正反应速率=逆反应速率逆反应速率(4)定定：反应混合物中各组分的浓度保反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。持不变，各组分的含量一定。(1)即等效平即等效平衡衡,稍后讨稍后讨论论 怎样理解怎样理解v v(正正)=)=v v(逆逆)？1.1.必须一个是正反应速率，一个是必须一个是正反应速率，一个是逆反
6、应速率逆反应速率2.2.用不同物质表示的反应速率不能用不同物质表示的反应速率不能是表面上的数值相等，而应是本质是表面上的数值相等，而应是本质意义相同（与计量数成正比）。意义相同（与计量数成正比）。怎样理解怎样理解反应混合物中各组分反应混合物中各组分的浓度保持不变？的浓度保持不变？“各组分的浓度保持不变各组分的浓度保持不变”不不能理解为与方程式的化学计量数能理解为与方程式的化学计量数成正比。浓度的变化量与化学计成正比。浓度的变化量与化学计量数成正比，而平衡浓度不一定量数成正比，而平衡浓度不一定与化学计量数成正比。与化学计量数成正比。怎样理解平衡与体系特征物理量的关系？本身就不随反应进行而变化的量
7、不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，说明体系已达平化的量不再变化时，说明体系已达平衡。衡。3、可逆反应达到化学平衡状态的标志、可逆反应达到化学平衡状态的标志(1)直接标志直接标志：正反应速率正反应速率等于等于逆反应速率逆反应速率 各组分的各组分的百分含量百分含量不随时间改变而不随时间改变而改变改变(2)间接标志：间接标志：各组分的各组分的浓度浓度不随时间改变而改变不随时间改变而改变 各物质的各物质的物质的量物质的量不随时间改变而改变不随时间改变而改变 气体的气体的颜色颜色不随时间改变而改变不随时间改变而改变气体的气体
8、的压强、密度压强、密度或或平均相对分子质量平均相对分子质量不随时间不随时间改变而改变改变而改变有时不一有时不一定可用定可用!如：如：（1）对于对于固定容积中固定容积中反应前后的气反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反体物质的分子总数不相等的可逆反应应:（2SO2+O2 2SO3）来说，可利用混合气体的总压、总来说，可利用混合气体的总压、总物质的量是否随着时间的改变而改物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。变来判断是否达到平衡。（2）对于反应前后气体物质的分子）对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应：数相等的可逆反应：（H2+I2(g)2HI）不能用此标志判断平衡是否到不能
9、用此标志判断平衡是否到达，因为在此反应过程中，气体的达，因为在此反应过程中，气体的总压、总物质的量都不随时间的改总压、总物质的量都不随时间的改变而改变。变而改变。（3）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。若前（反应过程中）是否发生变化。若是则可；否则，不行。是则可；否则，不行。m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)是否是否 平衡平衡正、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mm
10、olA的的同时生成了同时生成了mmolA在单位时间内消耗了在单位时间内消耗了nmolB的同的同时消耗了时消耗了pmolC在单位时间内生成了在单位时间内生成了nmolB的同的同时消耗了时消耗了qmolD（均指逆（均指逆）(A)?(B)?(C)?(D)=m?n?p?q，正不一定等于逆，正不一定等于逆平衡平衡平衡平衡不一定不一定不一定不一定m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)是否是否 平衡平衡压强压强当当m+np+q 时，总压力一时，总压力一定（其它条件一定）定（其它条件一定）当当m+n=p+q时，总压力一时，总压力一定（其它条件一定）定（其它条件一定）混合混合气体气体的平的平均均M
11、当当 m+n p+q 时，时，M一定一定当当 m+n=p+q 时，时，M一定一定不一定不一定不一定不一定平衡平衡平衡平衡重要题型1 能够说明N2+3H2 2NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是容器内N2、H2、NH3三者共存 容器内N2、H2、NH3三者浓度相等容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2t min内生成1molNH3同时消耗0.5molN2t min内生成1molN2同时消耗3molH2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.
12、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【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),在恒温在恒温下已达平衡状态的是（）下已达平衡状态的是（）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.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B【例例3】下列说法可以证明反应下列说法
13、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H-H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H-H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N-H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N-H键形成键形成【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,当当下列物理量不再发生变化时下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)已达平衡状态的是已达平衡状态的是()A.混合气体的压强混合气体的压强
14、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B C【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)2C(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
15、时间内消耗单位时间内消耗amolA,同时生成同时生成 3amolB A、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:2思思 考考 练练 习习（1）混合气体的颜色不再改变）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的同时的同时 生成生成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：2 在一定条件下，向一固定容积的容器中投入2molNO2进行反应：2NO2 2NO+O2，一段时间后测得NO2、NO、O2的物质的量可能是(A)2 mol NO、0.75 mol O2 (B)1 mol NO2、1.2 mol NO(C)2 mol NO (D)0.7 mol O23 当可逆反应2SO2+O2 2SO3达平衡时,通入18O2,再次平衡时,18O存在于 A.SO3 O2 B.SO2 SO3 C.SO2 O2 D.SO2 O2 SO3
