化学平衡状态的判断依据概要1.ppt

* 一、教学目的： 1、了解化学反应的可逆性，理解化学平衡的涵义。 2、掌握达到平衡的标志。 3、学会判断化学反应是否达到平衡。 4、掌握等效平衡的一些知识。 一、化学平衡的概念。 在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态。它的建立与反应途径无关，从正反应或逆反应开始都可以建立平衡状态。 二、达到平衡的标志： 1、逆：化学平衡研究的对象是可逆反应，可逆反应不能进行到底，即反应过程中反应物（生成物）不能全部转化为生成物（反应物）。 2、“动”达到平衡时，V正=V逆≠0，即化学平衡是动态平衡，正反应和逆反应仍在继续进行。 3、等V正=V逆它的具体含义有两个方面 （1）用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等。即单位时间内生成与消耗某反应物（生成物）的量相等。 （2）用不同种物质来表示反应速率时速率不一定相等但必须符合两方面 （i）表示两个不同的方向。 （ii）速率之比=浓度的变化量之比=物质的量的变化量之比=化学方程式中相应的化学计量数之比。 例：下列说法中，可以证明反应N2+3H2 2NH3已达到平衡状态的是（ ） A 1个N≡N键断裂的同时，有3个H-H键形成 B 1个N≡N键断裂的同时，有3个H-H键断裂 C 1个N≡N键断裂的同时，有6个N-H键断裂 D 1个N≡N键断裂的同时，有6个N-H键形成 分析：A、N≡N断裂代表正反应速率，H-H键形成代表逆反应速率，且比值为1：2，正确。 B、N≡N断裂，H-H断裂都只代表逆反应速率，错误。 C、N-H键断裂代表逆反应速率，N≡N断裂代表正反应速率，且ΔN2:ΔNH3=1:2，∴正确 D、表示反应速率的方向一致，∴错误。 答案：A、C 4、定：因为V正=V逆≠0，所以同一瞬间，同一物质的生成量等于消耗量。总的结果是混合体系中各组成成分的物质的量、质量，物质的量浓度，各成分的百分含量（体积分数、质量分数），转化率，等不随时间变化而变化。或在反应过程中，某一直在变化的物理量（如M、ρ、p、T等） 某一时刻保持不变即达到了平衡。有气体参与的可逆反应： （1）从反应混合气体的平均相对分子质量M考虑 （I）若各物质均为气体 对于非等摩反应，如2SO2+O2 2SO3，M一定可做为平衡标志。 对于等摩反应，H2+Cl2=2HCl，M一定不能做为平衡标志。 （II）若有非气体参与，无论等摩非等摩反应，如C(s)+O2(g) CO2(g)， CO2(g)+C(s) 2CO(g)，M一定可标志达到平衡。 （2）从气体密度考虑 （I）当反应前后各成分均为气体时 恒容：ρ总为恒值，不能做平衡标志。 恒压：等摩反应，ρ总为恒值，不能作平 衡标志。 非等摩反应，ρ为一定值时，可做 为平衡标志。 （II）当有非气体物质参与时 恒容：ρ为一定值时，可作平衡标志。 恒压：ρ为一定值时，可作平衡标志。 （3）从体系内部压强考虑：因为恒容、恒温条件下，n(g)越大则压强p就越大，则无论各成份是否均为气体，只需考虑Δn(g)。 当Δn(g)=0，即等摩反应则p为恒值，不能作平衡标志。 Δn(g)≠0，则当p一定时，可做平衡标志。 （4）从体系内部温度考虑：当化学平衡尚未建立成平衡发生移动时，反应总要放出或吸收热量，若为绝热体系，当体系内温度一定时，则标志达到平衡。 练习1：可逆反应。2HI(g) H2(g)+I2(g)在密闭容器中进行，当下列4项中某项不取随时间变化时，才能说明反应已达平衡（ ） A 容器内压强 B 平均相对分子质量 C 各组分浓度 D 混合气体颜色 分析：该反应是一个气体体积不变的反应，在任何情况下，混合气体的质量、物质的量，平均相对分子质量保持不变，在恒容下，气体的密度保持不变；在恒温、恒容下，气体压强很难不变。反应混合物中只有I2(g)有颜色，混合气体的颜色不变，说明I2(g)的浓度不变，反应达到平衡。 答案：C D 注意：对于反应前后气体体积不变的反应，通常不能用物质的量、容器的压强，气体的密度平均相对分子质量等是否变化作为判断平衡状态的标志。 练习2：在一定条件下，反应2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)达到平衡状态的标志是（ ） A 单位时间内生成2n molA，同时生成n molD B 容器内的压强不随时间而变化 C 单位时间内生成n molB，同时消耗1.5n molC D 容器内混合