1、 第三节：化学平衡人教版高二上化学选修人教版高二上化学选修4 4南昌二中南昌二中 肖新平肖新平一：可逆反应与不可逆反应（课时一）目录目录123化学平衡的建立过程化学平衡的建立过程化学平衡化学平衡判断化学平衡的方法判断化学平衡的方法 复习：什么叫可逆反应？可逆反应有哪些特点？复习：什么叫可逆反应？可逆反应有哪些特点？在在相同条件下相同条件下，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化学反应，叫做可，又能向逆反应方向进行的化学反应，叫做可逆反应。逆反应。思考：化学反应速率研究反应的快慢，研究一个思考：化学反应速率研究反应的快慢，研究一个化学反应还需要讨论哪些内容
2、？化学反应还需要讨论哪些内容？可逆反应的特点：可逆反应的特点：同一条件、同时反应、方向相反同一条件、同时反应、方向相反不可能完全转化不可能完全转化还需要研究化学反应还需要研究化学反应进行的程度进行的程度化学平衡化学平衡 第三节第三节 化学平衡化学平衡讨论：可逆反应为什么有讨论：可逆反应为什么有“度度”的限制？的限制？“限度限度”是怎样产生的？是怎样产生的？分析：在一定温度下，将一定分析：在一定温度下，将一定质量的蔗糖溶于质量的蔗糖溶于100mL100mL水的过程水的过程 如右图，蔗糖在溶解时，一方面，蔗糖分子如右图，蔗糖在溶解时，一方面，蔗糖分子不断离开蔗糖表面扩散到水中，另一方面，溶不断离开
3、蔗糖表面扩散到水中，另一方面，溶液中的蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚液中的蔗糖分子又不断在未溶解的蔗糖表面聚集成为晶体。集成为晶体。蔗糖晶体蔗糖晶体 蔗糖溶液蔗糖溶液溶解溶解结晶结晶 过程分析：过程分析：开始时，开始时，v v溶解溶解 ，v v结晶结晶然后，然后，v v溶解溶解 ，v v结晶结晶 最大最大0 0逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大最后，最后，v v溶解溶解 v v结晶结晶 建立溶解平衡，建立溶解平衡，形成饱和溶液，即溶解的蔗形成饱和溶液，即溶解的蔗糖的质量与结晶的蔗糖质量相等，固体质量不糖的质量与结晶的蔗糖质量相等，固体质量不再减少了。再减少了。 讨论：在一定条件下，达到溶解平
4、衡后，讨论：在一定条件下，达到溶解平衡后，蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化？蔗糖晶体的质量和溶液的浓度是否变化？溶解和结晶过程是否停止？溶解和结晶过程是否停止？晶体质量和溶液的浓度不会发生改变，但晶体质量和溶液的浓度不会发生改变，但溶解和结晶过程并未停止，溶解和结晶过程并未停止，v v溶解溶解v v结晶结晶，蔗糖溶解多少则结晶多少。蔗糖溶解多少则结晶多少。“度度”（限度）的产生（限度）的产生 消耗量等于生成消耗量等于生成量，量上不再变化量，量上不再变化 2 2、反应过程中：反应物浓度、反应过程中：反应物浓度，正反，正反应速率应速率 ，生成物浓度生成物浓度，逆，逆反应速率反应速率一、一、化学平
5、衡的建立过程化学平衡的建立过程在反应在反应CO+HCO+H2 2O COO CO2 2+H+H2 2中，将中，将0.01 mol CO0.01 mol CO和和0.01 mol H0.01 mol H2 2O(g)O(g)通入通入1L1L密闭容器中，反应密闭容器中，反应一段时间后，各物质浓度不变。一段时间后，各物质浓度不变。1 1、反应刚开始时：、反应刚开始时：反应物浓度反应物浓度，正反应速率，正反应速率 ，生成物生成物浓度为浓度为，逆反应速率为，逆反应速率为。最大最大最大最大0 00 0逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐增大 3 3、一定时间后，必然出现、一定时间后
6、，必然出现V V正反应速率正反应速率V V逆反应速率逆反应速率v vt tv v正正v v逆逆vv正正 vv逆逆t t1 14 4、t t1 1时刻后，时刻后，v v正正 v v逆逆 ,即正反应消耗的反应即正反应消耗的反应物的量与逆反应生成的反应物的量相等，反应物物的量与逆反应生成的反应物的量相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化和生成物的浓度不再发生变化化学平衡化学平衡 二、化学平衡二、化学平衡1 1、概念：、概念：在外界条件不变的情况下，在外界条件不变的情况下，可逆反应可逆反应进进行到一定的程度时，行到一定的程度时，V V正反应速率正反应速率=V=V逆反应速率逆反应速率，化学反应进行到最大
7、限度，反应物和生成化学反应进行到最大限度，反应物和生成物的物的浓度不再发生变化浓度不再发生变化，反应混合物处于，反应混合物处于化学平衡状态，简称化学平衡状态，简称化学平衡化学平衡 反应条件：反应条件：2 2、化学平衡的性质：、化学平衡的性质：温度、压强、浓度等不变温度、压强、浓度等不变不可逆反应不会出现平衡状态不可逆反应不会出现平衡状态条件不变是条件不变是基础基础研究对象：研究对象：可逆反应是可逆反应是前提前提本质：本质：v v正正 v v逆逆即即同一物质同一物质消耗速率与生成速率相等消耗速率与生成速率相等速率相等是速率相等是实质实质现象：现象：反应混合物组成成分的浓度保持不变反应混合物组成成
8、分的浓度保持不变浓度不变是浓度不变是标志标志 3 3、化学平衡的特征：、化学平衡的特征：逆、等、动、逆、等、动、定、变定、变逆：逆：研究的对象是可逆反应。研究的对象是可逆反应。动：动：化学平衡是动态平衡，虽然达到平衡状，但正化学平衡是动态平衡，虽然达到平衡状，但正反应和逆反应反应和逆反应并未停止，是一个并未停止，是一个动态平衡动态平衡。等：等：达到化学平衡时，达到化学平衡时，v v正正 v v逆逆0 0定：定：反应混合物各组分的浓度保持一定。反应混合物各组分的浓度保持一定。变：变：化学平衡建立在一定条件下，条件改变时，平化学平衡建立在一定条件下，条件改变时，平衡就会被破坏，变为不平衡，并在新条
9、件下建衡就会被破坏，变为不平衡，并在新条件下建立新的平衡。立新的平衡。 三、判断化学平衡的方法：三、判断化学平衡的方法：V V正正=V=V逆逆和反应混合物各组分和反应混合物各组分浓度保持不变浓度保持不变是判断平衡是判断平衡的两大主要标志。的两大主要标志。1 1、速率判断法速率判断法：速率关系速率关系：v v正正 v v逆逆应用：应用：判断平衡时，要注意用判断平衡时，要注意用“同同”、“等等”、“逆逆”的原则的原则同同：同一种物质的同一种物质的V V正正和和V V逆逆才能比较才能比较等：等：转化后的反应速率必须相等转化后的反应速率必须相等逆：逆：反应方向必须对立反应方向必须对立 例例1 1、一定
10、条件下，反应、一定条件下，反应A A2 2(g)+B(g)+B2 2(g)2AB(g)(g)2AB(g)达到平衡的标志是达到平衡的标志是A A、单位时间内生成、单位时间内生成n mol An mol A2 2同时生成同时生成n molAB n molAB B B、单位时间内生成、单位时间内生成2n mol AB 2n mol AB 同时生成同时生成n mol Bn mol B2 2 C C、单位时间内生成、单位时间内生成n mol An mol A2 2 同时生成同时生成n mol Bn mol B2 2 D D、单位时间内生成、单位时间内生成n mol An mol A2 2 同时消耗同时消
11、耗n mol Bn mol B2 2 例例2 2、一定条件下，反应、一定条件下，反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3达到平达到平衡的标志是衡的标志是 A A、一个、一个NNNN键断裂的同时，有三个键断裂的同时，有三个H HH H键形成键形成 B B、一个、一个NNNN键断裂的同时，有三个键断裂的同时，有三个H HH H键断裂键断裂 C C、一个、一个NNNN键断裂的同时，有六个键断裂的同时，有六个N NH H键断裂键断裂 D D、一个、一个NNNN键断裂的同时，有六个键断裂的同时，有六个N NH H键形成键形成 在判断化学平衡时，要注意化学键数与反在判断化学平衡时，要注意化
12、学键数与反应物质的物质的量之间的联系，同时要注应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。意成键、断键与反应方向之间的关系。 含量关系含量关系：反应混合物各组分的浓度、质量反应混合物各组分的浓度、质量分数、物质的量、物质的量分数、体积分数、分数、物质的量、物质的量分数、体积分数、分子数之比保持不变分子数之比保持不变物理量判断法：物理量判断法：以反应以反应mA(g)+nB(g)pC(g)mA(g)+nB(g)pC(g)为例为例混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而时间改变而，（适用于，（适用于）改变改变m+np m+n
13、p 的反应的反应混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而改变而，（适用于，（适用于 ）改变改变m+np m+np 的反应，的反应，V V变变 对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达到平衡反应达到平衡对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，反应达到平衡反应达到平衡在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是：在等系数的气体反应中不能作为平衡判据的是：气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体的气体的总压、气体的总的物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度平均相对
14、分子质量、混合气体的密度。 例例3 3、在一定温度下，向、在一定温度下，向aLaL密闭容器中加入密闭容器中加入1molX1molX气体和气体和2molY2molY气体发生如下反应：气体发生如下反应：X(g)+2Y(g)2Z(gX(g)+2Y(g)2Z(g），此反应达到平衡的标），此反应达到平衡的标志是：志是：A A、容器内压强不随时间变化、容器内压强不随时间变化 B B、容器内各物质的浓度不随时间变化、容器内各物质的浓度不随时间变化 C C、容器内、容器内X X、Y Y、Z Z的浓度之比为的浓度之比为1:2:21:2:2D D、单位时间消耗、单位时间消耗0.1molX0.1molX的同时生成的
15、同时生成0.2molZ0.2molZ 课堂练习：课堂练习：【】在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(g)+3B(g)A(g)+3B(g)2C(g)2C(g)达到平衡的标志是（达到平衡的标志是（）A.A.C C的生成速率与的生成速率与C C分解的速率相等分解的速率相等 B.B.单位时间内生成单位时间内生成n molA,n molA,同时生同时生3n molB3n molBC.C.A A、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.D.A A、B B、C C的分子数比为的分子数比为1:3:21:3:2ACAC 【2 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(g)+Q
16、(g)R(g)+S(g),P(g)+Q(g)R(g)+S(g),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.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.B.B.B.P 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总物质的量不随时间而变化 B B 【3 3】在一定温度下的恒容容器中在一定温度下的恒容容器中,当下列物理当下列物理量不再发生变化时量不再发生变化时,表明表明A(s)+3B(g)A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)2C(g)+D(
17、g)已达平衡状态的是已达平衡状态的是 ()()A.A.混合气体的压强混合气体的压强 B.B.混合气体的密度混合气体的密度 C.B C.B的物质的量浓度的物质的量浓度 D.D.气体的总物质的量气体的总物质的量BCBC 【4 4】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(g)+3B(g)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(s)2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是达到平衡的标志的是 C C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a molA,a molA,同时生成同时生成3a molB 3a molB A A、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化 A A、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 A A、B B、C C、D D的分子数之比为的分子数之比为1:3:2:21:3:2:2 A.A.B.B.C.C.D.D.(A A )
