化學(xué)平衡的標志和特征

化學(xué)平衡的標志和特征第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月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）第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月1.定義：在一定溫度下，當一個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，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常數(shù)，這個常數(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)表達式K=2.數(shù)學(xué)表達式：第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月1)如果反應(yīng)中有固體和純液體參加，它們的濃度不應(yīng)寫在平衡關(guān)系式中，因為它們的濃度是固定不變的，化學(xué)平衡關(guān)系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的濃度。

如:CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(l)注意：書寫平衡常數(shù)關(guān)系式的規(guī)則K=c(CO2)K=c(CO)/[c(CO2)·c(H2)]

再如:

稀溶液中進行的反應(yīng)，如有水參加，水的濃度也不必寫在平衡關(guān)系式中，如：Cr2O72-+H2O

2CrO42-+2H+K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-)第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月例

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，其對的平衡常數(shù)的表達式亦不同，但它們之間相互關(guān)聯(lián)。第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月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)第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月(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，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)的意義第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)平衡常數(shù)K值的大小，可推斷反應(yīng)進行的程度。

K值越大，表示反應(yīng)進行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；K值越小，表示反應(yīng)進行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小。(3)反應(yīng)的平衡常數(shù)與反應(yīng)可能進行的程度。一般來說，反應(yīng)的平衡常數(shù)K≥105，認為正反應(yīng)進行得基本完全；K≤10-5則認為這個反應(yīng)的正反應(yīng)很難進行(逆反應(yīng)較完全）。第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月達到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系，在計算中注意。（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)計量數(shù)之比?！鱟(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)的計算

對于反應(yīng):aA+bBcC+dD第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月例：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)達到平衡時，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,求達平衡時各物質(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第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

用平衡常數(shù)來表示反應(yīng)的限度有時不夠直觀，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。第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月注意：1、反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率是該條件最大轉(zhuǎn)化率。2、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率可以用于表一個反應(yīng)的進行程度。3、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率受外界條件（溫度和濃度）的影響。4、當反應(yīng)物以反應(yīng)方程式前的計量數(shù)的比例加入時，該反應(yīng)的各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等。第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月以xA+yBzC為例，化學(xué)平衡到達的標志有：

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)的標志：比正逆比前后比K、Qc“雙向同時，符合比例”。間接反映出v正＝v逆的說法常常有：

(1)單位時間內(nèi)某化學(xué)鍵斷裂的條數(shù)與單位時間內(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)的同一時間內(nèi)用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率等等。第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

對于可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)在某溫度下，某時刻反應(yīng)是否達平衡，可用該時刻產(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。判斷某時刻反應(yīng)是否達平衡及反應(yīng)方向Qc

>k，未達平衡，逆向進行Qc

=k,達平衡，平衡不移動。Qc<k,未達平衡，正向移動。第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

1)混合氣體的總壓、總體積、總物質(zhì)的量不隨時間的改變而改變；

2)各物質(zhì)的濃度不隨時間的改變而改變；

3)各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時間改變而改變；

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)的標志：第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月3、判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法⑴項目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡混合體系中各組分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量的分數(shù)一定各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分數(shù)一定各氣體的體積或體積分數(shù)一定總壓強、總體積、總物質(zhì)的量一定平衡平衡平衡不一定平衡第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月項目mA(g)+nB(g)

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

在單位時間內(nèi)消耗了nmolB的同時消耗了pmolC在單位時間內(nèi)生成了nmolB的同時消耗了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第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月項目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)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量(M)當m+n≠p+q時，M一定當m+n=p+q時，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第18頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月項目注意化學(xué)反應(yīng)的特點是否平衡密度度(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，體系溫度一定時平衡第19頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月利用“變量恒定，達到平衡”判斷選定反應(yīng)中“變量”，即隨反應(yīng)進行而變化的量，當變量不再變化時，反應(yīng)已達平衡。常見的變量有：1、氣體的顏色；2、對于氣體體積變化的反應(yīng)來說，恒壓反應(yīng)時的體積、恒容反應(yīng)時的壓強；3、對于反應(yīng)體系中全部為氣體，且氣體物質(zhì)的量變化的反應(yīng)來說，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量；4、對于反應(yīng)體系中不全部為氣體的反應(yīng)來說，恒容時混合氣體的密度等等。即“變量恒定，達到平衡”。第20頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月如：(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)的量是否隨著時間的改變而改變來判斷是否達到平衡。(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），不能用此標志判斷平衡是否到達，因為在此反應(yīng)過程中，氣體的總壓、總體積、總物質(zhì)的量都不隨時間的改變而改變。第21頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月【例1】能夠說明N2+3H2

2NH3反應(yīng)在恒容密閉容器中已達到平衡狀態(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同時消耗0.5molN2⑤tmin內(nèi)，生成1molN2同時消耗3molH2⑥某時間內(nèi)斷裂3molH-H鍵的同時，斷裂6molN-H鍵⑦容器內(nèi)質(zhì)量不隨時間的變化而變化⑧容器內(nèi)壓強不隨時間的變化而變化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第22頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月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的標志，取決于該物理量在平衡到達前（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對于氣體計量數(shù)和前后不相等的反應(yīng)，壓強保持不變特征量一定，達到平衡第23頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月【練習(xí)１】在一定溫度下,可逆反應(yīng)A(氣)+3B(氣)2C(氣)達到平衡的標志是（）A.

C的生成速率與C分解的速率相等