化學(xué)平衡狀態(tài)【青苗教育】

1中小學(xué) 3.反應(yīng)是雙向的，同時(shí)進(jìn)行的。反應(yīng)是雙向的，同時(shí)進(jìn)行的。反應(yīng)速率不為零反應(yīng)速率不為零反應(yīng)速率不為零反應(yīng)速率不為零2中小學(xué)例例1.在一密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)在一密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)2SO2（g）+O2(g)2SO3(g)，已知反應(yīng)過程中某一，已知反應(yīng)過程中某一時(shí)刻時(shí)刻SO2、O2、SO3的濃度分別為的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，可能，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是（存在的數(shù)據(jù)是（）A.SO3為為0.4mol/L B.SO2為為0.25mol/L C.SO2、SO3均為均為0.15mol/L D.SO2為為0.4mol/L，O2為為0.2mol/LB3中小學(xué)練習(xí)：一定條件下，可逆反應(yīng)練習(xí)：一定條件下，可逆反應(yīng)A(g)+B(g)2C(g)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的平衡濃度達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的平衡濃度為為:c(A):0.5mol/L、c(B):0.1mol/L、c(C):1.6mol/L，若用，若用a、b、c分別表示分別表示A、B、C的初始濃度，則：的初始濃度，則：（1）a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是：應(yīng)滿足的關(guān)系是：（2）a的取值范圍是：的取值范圍是：a=b+0.40.4a1.34中小學(xué)二、化學(xué)平衡狀態(tài)1概念：在一定條件下，當(dāng)正逆兩個(gè)方向的反：在一定條件下，當(dāng)正逆兩個(gè)方向的反應(yīng)速率應(yīng)速率 時(shí)，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的時(shí)，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度可以保持質(zhì)量或濃度可以保持 。這時(shí)的狀態(tài)也就是在給。這時(shí)的狀態(tài)也就是在給定條件下，反應(yīng)達(dá)到了定條件下，反應(yīng)達(dá)到了“限度限度”，對(duì)于可逆反應(yīng)體系，對(duì)于可逆反應(yīng)體系來說，我們稱之為化學(xué)平衡態(tài)。來說，我們稱之為化學(xué)平衡態(tài)。2、化學(xué)平衡狀態(tài)的含義（特點(diǎn)）：研究對(duì)象研究對(duì)象可逆反應(yīng)可逆反應(yīng) 平衡本質(zhì)平衡本質(zhì)（正）（逆）（正）（逆）如：如：3H2+N2 2NH3平衡時(shí)：平衡時(shí)：v(H2)正正=V(H2)逆逆 斷開斷開1molH-H鍵的同時(shí)，生成鍵的同時(shí)，生成1molH-H鍵；鍵；消耗消耗1molH2 的同時(shí)，生成的同時(shí)，生成1molH2 H2、N2、NH3的質(zhì)量、物質(zhì)的量、百分含量不變的質(zhì)量、物質(zhì)的量、百分含量不變相等相等不變不變5中小學(xué)動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡平衡時(shí)反應(yīng)仍在同時(shí)進(jìn)行，處于動(dòng)態(tài)平衡平衡時(shí)反應(yīng)仍在同時(shí)進(jìn)行，處于動(dòng)態(tài)平衡平衡的標(biāo)志平衡的標(biāo)志平衡時(shí)混合體系中各組分的量平衡時(shí)混合體系中各組分的量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量、質(zhì)量、濃度、氣體的體積分?jǐn)?shù)物質(zhì)的量、質(zhì)量、濃度、氣體的體積分?jǐn)?shù))不再變化不再變化平衡途徑平衡途徑化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)，對(duì)于同化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)，對(duì)于同一可逆反應(yīng)，只要條件相同（一可逆反應(yīng)，只要條件相同（T、P、C）,不論怎樣的投不論怎樣的投料方式，即不論從正反應(yīng)、逆反應(yīng)或正逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，料方式，即不論從正反應(yīng)、逆反應(yīng)或正逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，均能達(dá)到同一個(gè)平衡狀態(tài)。均能達(dá)到同一個(gè)平衡狀態(tài)。例：例：3H2 +N2 2NH3在三個(gè)體積相同容器中，按下列三種方式投料在三個(gè)體積相同容器中，按下列三種方式投料 中充入：中充入：3molH2 1molN2 中充入：中充入：2molNH3 中充入：中充入：1.5molH2 0.5molN2 1molNH3保持相同溫度達(dá)到平衡后測(cè)得平衡保持相同溫度達(dá)到平衡后測(cè)得平衡中中NH3的體積分?jǐn)?shù)的體積分?jǐn)?shù)占占16%，試確定平衡，試確定平衡中中NH3的體積分?jǐn)?shù)為？容器的體積分?jǐn)?shù)為？容器中中N2的體積分?jǐn)?shù)？的體積分?jǐn)?shù)？6中小學(xué)平衡移動(dòng)平衡移動(dòng)平衡的存在是在一定條件下的平衡，一平衡的存在是在一定條件下的平衡，一但條件改變，但條件改變，v(正正)v(逆逆)，平衡將發(fā)生移動(dòng)，直至建，平衡將發(fā)生移動(dòng)，直至建立新的平衡狀態(tài)。立新的平衡狀態(tài)。3、可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志例：例：3H2 +N2 2NH3達(dá)到平衡時(shí)，單位時(shí)間、單位體積內(nèi)：達(dá)到平衡時(shí)，單位時(shí)間、單位體積內(nèi)：(1)若有若有1molN2消耗同時(shí)消耗同時(shí)1molN2生成即生成即v正正(N2)=v逆逆(N2)(2)若有若有1molN2消耗同時(shí)有消耗同時(shí)有2molNH3消耗消耗 即即v正正(N2)=v逆逆(N2)(3)若有若有1molNN鍵斷裂同時(shí)有鍵斷裂同時(shí)有6molN-H鍵斷裂鍵斷裂 即即v正正(N2)=v逆逆(N2)(注意：反應(yīng)中速率之比注意：反應(yīng)中速率之比等于計(jì)量數(shù)之比不能作為等于計(jì)量數(shù)之比不能作為判斷平衡標(biāo)志判斷平衡標(biāo)志)7中小學(xué)注意：注意：混合體系中各組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)混合體系中各組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué) 計(jì)量數(shù)之計(jì)量數(shù)之比，以及物質(zhì)的量的變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比比，以及物質(zhì)的量的變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比均不能均不能作為判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。作為判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。3、體系的溫度、顏色不隨時(shí)間變化而改變、體系的溫度、顏色不隨時(shí)間變化而改變8中小學(xué)4 4、其他判斷平衡的標(biāo)志、其他判斷平衡的標(biāo)志思考方法思考方法(1)注意外界條件的限制：恒溫、恒容；體積可變；注意外界條件的限制：恒溫、恒容；體積可變；體積不變；全是氣體體積不變；全是氣體(2)注意反應(yīng)本身的特點(diǎn)：氣體質(zhì)量；氣體的物質(zhì)的注意反應(yīng)本身的特點(diǎn)：氣體質(zhì)量；氣體的物質(zhì)的量反應(yīng)前后是否變化，及反應(yīng)過程中量反應(yīng)前后是否變化，及反應(yīng)過程中P、密度、密度、Mr、V、n是否變化。是否變化。判斷依據(jù)判斷依據(jù) 變量不變即平衡變量不變即平衡(不變量仍不變不能作為判斷平衡的標(biāo)志）不變量仍不變不能作為判斷平衡的標(biāo)志）9中小學(xué)例：對(duì)于反應(yīng)：例：對(duì)于反應(yīng)：H2(g)+I2(g)2HI(g),在體積固定的在體積固定的容器中，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（容器中，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（）單位時(shí)間內(nèi)消耗單位時(shí)間內(nèi)消耗1molH2，同時(shí)生成，同時(shí)生成2molHI(g)反應(yīng)體系壓強(qiáng)不再發(fā)生變化反應(yīng)體系壓強(qiáng)不再發(fā)生變化反應(yīng)體系密度不再發(fā)生變化反應(yīng)體系密度不再發(fā)生變化反應(yīng)體系的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化反應(yīng)體系的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化反應(yīng)體系溫度不再發(fā)生變化反應(yīng)體系溫度不再發(fā)生變化v(H2):V(I2):V(HI)=1:1:2的狀態(tài)的狀態(tài)反應(yīng)體系顏色不再發(fā)生變化反應(yīng)體系顏色不再發(fā)生變化單位時(shí)間內(nèi)斷開單位時(shí)間內(nèi)斷開1molH-H鍵的同時(shí)生成鍵的同時(shí)生成1molI-I鍵鍵A.B.C.D.10中小學(xué)11中小學(xué)12中小學(xué)2、化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志13中小學(xué)14中小學(xué)特別提醒：特別提醒：15中小學(xué)小結(jié)：化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：小結(jié)：化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：平衡前可變的量平衡前可變的量不變不變 平衡狀態(tài)平衡狀態(tài) 平衡前不變的量平衡前不變的量不變不變 不一定平衡狀態(tài)不一定平衡狀態(tài) （、密度、壓強(qiáng)、速率之比（、密度、壓強(qiáng)、速率之比 =計(jì)量數(shù)比）計(jì)量數(shù)比）1定義：外界條件發(fā)生改變時(shí)，被破壞，建立的過程。2本質(zhì)：v正v逆(1)(1)若v v正vv逆，平衡向 方向移動(dòng)；(2)(2)若v v正vv逆，平衡向 方向移動(dòng)；(3)(3)若v v正v v逆，平衡 。原平衡原平衡新平衡新平衡逆反應(yīng)逆反應(yīng)不移動(dòng)不移動(dòng)三、化學(xué)平衡移動(dòng)16中小學(xué)(1)(1)濃度：其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度或減濃度：其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向小生成物濃度，平衡向 方向移動(dòng)。減小反應(yīng)物方向移動(dòng)。減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡向濃度或增大生成物濃度，平衡向 方向移動(dòng)。方向移動(dòng)。(2)(2)溫度：其他條件不變時(shí)，升高溫度，平衡向溫度：其他條件不變時(shí)，升高溫度，平衡向 方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向 方向移動(dòng)方向移動(dòng)(3)(3)壓強(qiáng)：其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡壓強(qiáng)：其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體體積向氣體體積 的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，化學(xué)平的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體體積衡向氣體體積 的方向移動(dòng)。的方向移動(dòng)。(4)(4)催化劑：加入催化劑，催化劑：加入催化劑，了達(dá)到平衡所需了達(dá)到平衡所需要的時(shí)間，平衡要的時(shí)間，平衡 移動(dòng)。移動(dòng)。正反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)縮小縮小增大增大縮短縮短不不3影響因素17中小學(xué)4勒夏特列原理 如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)條件如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)條件(濃度、溫濃度、溫度或壓強(qiáng)等度或壓強(qiáng)等)，平衡就會(huì)向著能夠減弱這種改變，平衡就會(huì)向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。的方向移動(dòng)。注意：注意：(1)勒夏特列原理只解釋平衡移動(dòng)的問題；勒夏特列原理只解釋平衡移動(dòng)的問題；(2)濃度：改變固體或純液體的用量，平衡不移動(dòng)；濃度：改變固體或純液體的用量，平衡不移動(dòng)；加水在溶液中的反應(yīng)相當(dāng)于稀釋：加水在溶液中的反應(yīng)相當(dāng)于稀釋：Fe3+3SCN-Fe(SCN)3加水時(shí)平衡向左移動(dòng)加水時(shí)平衡向左移動(dòng)在溶液中在溶液中A+3B+H2O C+D，加水時(shí)平衡左移，加水時(shí)平衡左移(3)壓強(qiáng)：只對(duì)氣體有影響，充惰性氣體看對(duì)反應(yīng)各物壓強(qiáng)：只對(duì)氣體有影響，充惰性氣體看對(duì)反應(yīng)各物質(zhì)的濃度的影響。質(zhì)的濃度的影響。18中小學(xué)四、平衡移動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響N2(g)+3H2(g)2NH3(g)X 3X 0 轉(zhuǎn)化率相等轉(zhuǎn)化率相等2X 3X 0 N2轉(zhuǎn)化率低轉(zhuǎn)化率低X 4X 0 N2轉(zhuǎn)化率高轉(zhuǎn)化率高平衡時(shí)再按平衡時(shí)再按 1 ：3 加料：加料：N2、H2轉(zhuǎn)化率都增大轉(zhuǎn)化率都增大19中小學(xué)20中小學(xué)1molPCl51molPCl5M%2molPCl5M%恒溫壓縮恒溫壓縮平衡左移平衡左移 N%M%2molPCl5N%恒溫恒壓恒溫恒壓 合并合并解析：解析：21中小學(xué)解析：解析：I2 +H2 2HImol/L始始 0.1 0.1 0轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 0.08 0.08 0.16平平 0.02 0.02 0.16 始始 0.2 0.2 0轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 0.16 0.16 0.32平平 0.04 0.04 0.32 22中小學(xué)解析：解析：A(g)2B(g);2A(g)B(g)+111均增加均增加A：+11123中小學(xué)24中小學(xué)(1)A等壓等壓、B等容等容對(duì)對(duì)2SO2+O2 2SO3反應(yīng)反應(yīng) A中體積減小、濃度增大，中體積減小、濃度增大，VA增大，平衡正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率增大增大，平衡正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率增大(2)充充Ar:A體積增大，平衡逆向移動(dòng)體積增大，平衡逆向移動(dòng);B不變不變(3)充原混合氣體：充原混合氣體：A：壓強(qiáng)不變，體積增大；：壓強(qiáng)不變，體積增大；平衡不移動(dòng)平衡不移動(dòng) B：壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)；：壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)；SO3體積分?jǐn)?shù)增大體積分?jǐn)?shù)增大25中小學(xué)答案：答案：(1)(1)短大短大(2)(2)逆向不逆向不(3)(3)不變升高不變升高26中小學(xué)