化學(xué)平衡的標(biāo)志和特征課件

化學(xué)平衡狀態(tài)，就是在一定條件下可逆反應(yīng)里，當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率時(shí)，反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量保持不變的狀態(tài)。1、定義：條件：一定條件（溫度、濃度與壓強(qiáng)）本質(zhì)：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率現(xiàn)象：各組分百分含量(或質(zhì)量)、濃度（或體積分?jǐn)?shù)）等保持不變對象：可逆反應(yīng)（一）化學(xué)平衡狀態(tài)的概念與特征正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率速率“特征量一定，達(dá)到平衡”2、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征(2)動：動態(tài)平衡（正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行）(3)等：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率≠0(4)定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變，各組分的百分含量一定.(5)變：條件變化，化學(xué)平衡狀態(tài)將被破壞,直到在新的條件下建立新的平衡。(1)逆：研究對象可逆反應(yīng)。同：條件相同，某一可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始還是從逆反應(yīng)開始，最終均可達(dá)到同一平衡狀態(tài)。(對同一物質(zhì)而言)（各種物質(zhì)）（等效平衡）1.定義：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物平衡濃度的冪之積與反應(yīng)物平衡濃度的冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(簡稱平衡常數(shù))，用符號K表示。由于該常數(shù)是以濃度冪之積的比值表示，故又稱濃度平衡常數(shù)，用K表示。(二)化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率

對于反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)

平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式K=2.數(shù)學(xué)表達(dá)式：例

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

K1=1.601051/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)

K2=3.87102

K1

K2

，

K1=K222)同一化學(xué)反應(yīng)，可以用不同的化學(xué)反應(yīng)式來表示，用不同的化學(xué)反應(yīng)方程式表示時(shí)，其對的平衡常數(shù)的表達(dá)式亦不同，但它們之間相互關(guān)聯(lián)。3)多重平衡規(guī)則：若干方程式相加(減)，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)例題:

2NO(g)+O2(g)2NO2

2NO2(g)N2O4

2NO(g)+O2(g)N2O4(g)(1)平衡常數(shù)K與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)，由K隨溫度的變化可推斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱。若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,K增大;若正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,K減少;例如：不同溫度時(shí)，反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g),的濃度平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下：△溫度623K698K763K平衡常數(shù)66.954.445.9

通過改變溫度，平衡常數(shù)大小的變化趨勢可以判斷上可逆反應(yīng)的正方向是放熱反應(yīng).3、影響平衡常數(shù)的因素及平衡常數(shù)的意義達(dá)到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系，在計(jì)算中注意。（2）生成物：平衡濃度=初始濃度+轉(zhuǎn)化濃度生成物D:c平(D)=c0(D)+△c(D)（3）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們在化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。△c(A):△c(D)=a:d（1）反應(yīng)物：平衡濃度=初始濃度-轉(zhuǎn)化濃度；反應(yīng)物A:c平(A)=c0(A)-△c(A)4、有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算

對于反應(yīng):aA+bBcC+dD例：在某溫度下，將H2(g)和I2(g)各0.10mol混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測得c(H2)=0.0080mol/L，求：(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)(2)其它條件不變，充入的H2(g)和I2(g)各0.20mol,求達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度。方法：三段式答案：（1）H2+I22HIK=0.25（2）0.016mol/L、0.016mol/L、0.008mol/L

用平衡常數(shù)來表示反應(yīng)的限度有時(shí)不夠直觀，常用平衡轉(zhuǎn)化率α來表示反應(yīng)限度。對于可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)5、轉(zhuǎn)化率與平衡轉(zhuǎn)化率（α）轉(zhuǎn)化率α：反應(yīng)進(jìn)行的過程中已反應(yīng)掉了的反應(yīng)物占反應(yīng)物總量的百分比。以xA+yBzC為例，化學(xué)平衡到達(dá)的標(biāo)志有：

VA·耗=VA·生速率(V正=V逆)VA·耗:VC·耗=x:zVA·耗:VB·生=x:y；各物質(zhì)的百分含量保持不變。1、直接的(三）化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：比正逆比前后比K、Qc“雙向同時(shí)，符合比例”。間接反映出v正＝v逆的說法常常有：

(1)單位時(shí)間內(nèi)某化學(xué)鍵斷裂的條數(shù)與單位時(shí)間內(nèi)生成該化學(xué)鍵(或另外的化學(xué)鍵)的條數(shù)關(guān)系；

(2)單位時(shí)間內(nèi)消耗某物質(zhì)的物質(zhì)的量與生成該物質(zhì)(或其他物質(zhì))的物質(zhì)的量關(guān)系；

(3)給出在同一反應(yīng)的同一時(shí)間內(nèi)用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率等等。

對于可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)在某溫度下，某時(shí)刻反應(yīng)是否達(dá)平衡，可用該時(shí)刻產(chǎn)物的濃度冪的之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比即濃度商Q與K比較大小來判斷。判斷某時(shí)刻反應(yīng)是否達(dá)平衡及反應(yīng)方向Qc

>k，未達(dá)平衡，逆向進(jìn)行Qc

=k,達(dá)平衡，平衡不移動。Qc<k,未達(dá)平衡，正向移動。

1)混合氣體的總壓、總體積、總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的改變而改變；

2)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間的改變而改變；

3)各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時(shí)間改變而改變；

4)體系密度、溫度、平均相對分子質(zhì)量等2、間接的化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：項(xiàng)目mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)是否平衡正逆反應(yīng)速率關(guān)系在單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA的同時(shí)生成了mmolA

在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB的同時(shí)消耗了pmolC在單位時(shí)間內(nèi)生成了nmolB的同時(shí)消耗了qmolD(均指ひ逆)ひ(A)?ひ(B)?ひ(C)?ひ(D)==m?n?p?qひ正不一定等于ひ逆4、判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法⑵平衡平衡不一定平衡不一定平衡項(xiàng)目mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)是否平衡壓強(qiáng)當(dāng)m+n≠p+q時(shí)，總壓力一定(其它條件一定)當(dāng)m+n=p+q時(shí)，總壓力一定(其它條件一定)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量(M)當(dāng)m+n≠p+q時(shí)，M一定當(dāng)m+n=p+q時(shí)，M一定4、判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法⑶平衡不一定平衡平衡不一定平衡項(xiàng)目注意化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是否平衡密度度(ρ)C(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)4、判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法⑷不一定平衡不一定平衡一定平衡溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，在其他條件不變的條件下，體系溫度一定時(shí)平衡如：(1)對于反應(yīng)前后的氣體物質(zhì)的分子總數(shù)不相等的可逆反應(yīng)（N2+3H22NH3）來說，可利用混合氣體的總壓、總體積、總物質(zhì)的量是否隨著時(shí)間的改變而改變來判斷是否達(dá)到平衡。(2)對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的分子數(shù)相等的可逆反應(yīng)：（H2+I2(g)2HI），不能用此標(biāo)志判斷平衡是否到達(dá)，因?yàn)樵诖朔磻?yīng)過程中，氣體的總壓、總體積、總物質(zhì)的量都不隨時(shí)間的改變而改變。【例1】能夠說明N2+3H2

2NH3反應(yīng)在恒容密閉容器中已達(dá)到平衡狀態(tài)的是：①容器內(nèi)N2、H2、NH3三者共存②容器內(nèi)N2、H2、NH3三者濃度相等③容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度比恰為1:3:2④tmin內(nèi)生成1molNH3同時(shí)消耗0.5molN2⑤tmin內(nèi)，生成1molN2同時(shí)消耗3molH2⑥某時(shí)間內(nèi)斷裂3molH-H鍵的同時(shí)，斷裂6molN-H鍵⑦容器內(nèi)質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化⑧容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化⑨容器內(nèi)密度不再發(fā)生變化⑩容器內(nèi)的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生變化⑤⑥⑧⑩對于不同類型的可逆反應(yīng)，某一物理量不變是否可作為平衡已到達(dá)的標(biāo)志，取決于該物理量在平衡到達(dá)前（反應(yīng)過程中）是否發(fā)生變化。若是則可；否則，不行。注意小結(jié)：化學(xué)平衡的標(biāo)志①正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率②各成分的百分含量保持不變③各物質(zhì)的濃度不變④各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率不變⑤對于氣體計(jì)量數(shù)和前后不相等的反應(yīng)，壓強(qiáng)保持不變特征量一定，達(dá)到平衡【練習(xí)2】下列說法中可以充分說明反應(yīng):P(氣)+Q(氣)R(氣)+S(氣),在恒溫下已達(dá)平衡狀態(tài)的是（）反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B.

P和S的生成速率相等C.

反應(yīng)容器內(nèi)P、Q、