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第三节化学平衡鄂尔多斯市第二中学李国兴第一课时在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应。NH3＋H2ONH3·H2O正反应：从左向右的过程逆反应：从右向左的过程符号：速率含义与浓度关系V正V逆单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加单位时间反应物浓度的增加或生成物浓度的减少决定于生成物浓度决定于反应物浓度一、可逆反应与不可逆反应1、定义2、可逆反应的特点:⑴.同一条件下正、逆反应同时进行；⑵.可逆反应通常不能进行到底；反应物的转化率不能达到100%；反应体系中得到的总是反应物与生成物的混合物。绝大多数的化学反应都有一定的可逆性，但有的逆反应倾向比较弱，习惯上称为不可逆反应。如:Ag＋＋Cl－＝AgCl↓3、讨论：为何产生可逆性分析：在一定温度下将一定质量的蔗糖溶于100mL水的过程如图: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。蔗糖晶体蔗糖溶液溶解结晶（1）物质的溶解的可逆过程讨论：在一定条件下达到饱和溶液后，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？过程分析：①开始时，v溶解———，v结晶＝———②过程中，v溶解—————，v结晶——————最大0减小逐渐增大③最后，v溶解——v结晶＝形成饱和溶液，即溶解蔗糖的质量与结晶蔗糖质量相等。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。溶解平衡：v溶解＝v结晶讨论：在一定条件下1L的密闭容器中，分别通入2molSO2和1molO2反应，反应过程中浓度的变化、速率的变化？过程分析：v正反应———，v逆反应＝———最大0减小逐渐增大A.各物质的浓度不变(不为0)，含量（组成）不变。反应终点：B.V正反应＝V逆反应，反应并未停止。（2）化学反应的可逆过程①开始时，C反应物———，C产物＝———最大0v正反应———，v逆反应———②过程中，C反应物———，C产物———减慢v正反应=v逆反应（但不为0）③最后，C反应物———，C产物———不变，不为0加快不变，不为0V(正)tV对应化学平衡建立:V(速率）－t(时间）图像V(逆)V(正)=V(逆)t0化学平衡状态根据上述过程，分别画出可逆反应中浓度（C）和速率（V）随时间的变化图像：浓度时间tt0浓度－t(时间）图像SO3O2SO2如何从微观角度（分子数）描述可逆反应的化学平衡状态？2SO2+O22SO3催化剂单位时间、单位体积的容器内：生成的SO2和消耗的SO2的分子数相等，生成的O2和消耗的O2的分子数相等，生成SO3的和消耗的SO3的分子数相等1、定义：化学平衡状态：在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态。一定条件下的可逆反应正反应速率=逆反应速率反应混合物中各组分的浓度、含量、质量保持不变的状态前提条件：实质：标志：注意二、化学平衡状态2、化学平衡状态的特征⑴动：动态平衡（正、逆反应仍在进行）⑵等：正反应速率=逆反应速率⑷变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。⑶定：反应混合物中各组分的质量(或浓度)保持恒定注意v正＝v逆是指同一物质在同一单位时间内消耗的量和生成的量相等。3、化学平衡的标志反应混合物各组分浓度保持不变⑴直接标志：①速率关系：v正＝v逆同：同一种物质的V正和V逆才能比较等：转化后同种物质的反应速率必须相等逆：反应方向必须对立v正＝v逆②含量关系反应混合物各组分浓度质量分数物质的量分数体积分数分子数之比保持不变⑵间接标志：压强：其它反应条件一定，m+n≠p+q，总压一定时，已达到平衡。其它反应条件一定，m+n＝p+q，总压一定时，不一定达到平衡。混合气体平均相对分子质量：若m+n≠p+q，平均相对分子质量一定时，已达到平衡。若m+n＝p+q，平均相对分子质量一定时，不一定达到平衡。温度：任何化学反应对伴随着能量变化，当体系温度一定时（其它条件不变），已达到平衡.气体的密度：气体密度一定时，不一定达到平衡。气体的颜色：反应体系内有色物质的颜色稳定不变，已达到平衡。课堂小结１.化学平衡状态的定义研究对象实质标志2、化学平衡状态的特征----动、等、定、变3、化学平衡状态的标志直接标志：v(正)=v(逆)各组分的浓度保持不变间接标志：体积分数、物质的量分数、质量分数、转化率、颜色、压强、密度、混合气体的平均相对分子质量、总物质的量等。前提条件间接标志：①C生成的速率与C分解的速率相等。②单位时间内生成C的物质的量与C分解的物质的量相等。③单位时间内生成nmolA，同时生成2nmolC；或单位时间内生成3nmolB，同时生成2nmolC④A、B、C三种物质的浓度不再变化。⑤A、B、C三种物质的物质的量之比不再变化。⑥A、B两种反应物的转化率不再变化。例1、可逆反应：A(气)+3B(气)2C(气)在一定条件下达到平衡状态的标志有：⑦A的生成速率（或消耗速率）与B的消耗速率（或生成速率）之比为1∶3。⑧A的消耗速率与C的消耗速率之比为1∶2，或B的消耗速率与C的消耗速率之比为3∶2。⑨密闭容器内的压强不再变化。⑩反应混合气体的平均分子量不再变化。等等。只要符合其中之一，该可逆反应就是达到了平衡状态。例2：一定条件下，反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是A、单位时间内生成nmolA2同时生成nmolABB、单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2C、单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2D、单位时间内生成nmolA2同时消耗nmolB2√√例2:在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)下列说法说明反应已达到平衡状态是（）A.C的生成速率与C分解的速率相等B.单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的分子数比为1:3:2AC反应混合物中各组分的浓度保持不变？“各组分的浓度保持不变”不能理解为与方程式的化学计量数成正比。浓度的变化量与化学计量数成正比，而平衡浓度不一定与化学计量数成正比。例3：下列说法中可以充分说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+S(气)在恒温下已达平衡状态的是（）A.反应容器内压强不随时间变化B.P和S的生成速率相等C.反应容器内P、Q、R、S四者共存D.反应容器内总物质的量不随时间而变化B例4.下列说法可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是()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AC在判断时要注意化学键数与反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。例5.在一定温度下的恒容容器中,对于反应:A(固)+3B(气)2C(气)+D(气)当下列不再变化时已达平衡状态的是（）A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量BC例6.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)+2D(固)达到平衡状态标志的是()①C的生成速率与C的分解速率相等②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB③A、B、C的浓度不再变化④A、B、C的物质的量不再变化⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB⑧A、B、C、D的物质的量之比为1:3:2:2A.②⑧B.②⑤⑧C.①③④⑦D.②⑤⑥⑧A例7.在固定体积的的密闭容器中发生反应：2NO22NO+O2该反应达到平衡的标志是：（1）混合气体的颜色不再改变（2）混合气体的平均相对分子质量不变（3）混合气体的密度不变（4）混合气体的压强不变（5）单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成2nmolO2（6）O2气体的物质的量浓度不变例8.以反应mA(g)+nB(g)pC(g)为例，达到平衡的标志为：A的消耗速率与A的生成速率—————A的消耗速率与C的———速率之比等于———B的生成速率与C的———速率之比等于———A的生成速率与B的———速率之比等于———相等消耗m：p生成n：p消耗m：n异边同向，同边异向，比例计量1、一定条件下，容积固定的密闭容器中存在反应N2+3H22NH3，对此反应的叙述不正确的是（）A、反应达到平衡后，正逆反应速率相等，化合反应停止进行B、反应达到平衡后，化合反应和分解反应仍旧进行，速率相等C、反应达到平衡后，各物质的物质的量浓度不再发生变化D、反应达到平衡后，各物质的质量分数不再发生变化2、在一定条件下，某容器内充入N2和H2合成氨，以下叙述中错误的是()A、开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B、随着反应的进行，正反应速率减小，最后降为零C、随着反应的进行，正反应速率减小，逆反应速率增大，最后相等D、在反应过程中，正反应速率的减小等于逆反应速率的增加【课堂练习】3、对于可逆反应2SO2+O22SO3(g)，在混合气中充入一定量的18O2，达到新平衡时，18O原子存在于（）A.O2和SO2B.SO3C.O2和SO3D.SO2、O2和SO34、在密闭容器中进行的反应：X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)，X2、Y2、Z的起始浓度依次为：0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是（）A.X2为0.2mol·L-1B.Y2为0.5mol·L-1C.Z为0.4mol·L-1D.Y2为0.1mol·L-1