化学平衡状态

高温高炉炼铁的主要反应为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；在19世纪后期，人们发现从炼铁高炉的炉口排出的尾气中含有一定量的CO。有的工程师认为，这是由于CO与铁矿石接触时间不够长的原因。于是在英国耗费了大量资金建造了一个高大的炼铁高炉，以增加CO和Fe2O3的接触时间。可后来发现，用这个高炉炼铁，排出的高炉气中CO的含量并未减少。这是为什么呢？历史资料教材P46可逆反应可逆反应：在同一条件下既可向正反应方向进行又可向逆反应方向进行的反应。→正反应方向；v正；此时反应物。←逆反应方向；v逆；此时反应物。事实上，大部分化学反应都是可逆反应。只不过有的逆方向较弱，不太明显；而有的逆方向很强，表现为明显的可逆反应。因此，研究可逆反应的规律具有十分重要的意义。SO2+O22SO3催化剂高温SO2O2SO3可逆反应练习：下列为可逆反应的是A氢气与氧气点燃可化合成水,水电解可生成氢气和氧气,因此氢气与氧气的反应是可逆反应。B在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又有分解。C碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，因此这二个反应互为可逆反应。注：只有在“同一条件下”同时进行的才互为可逆反应。可逆反应可逆反应能进行彻底吗？即2molSO2与1molO2在催化剂的作用下最终能得到2molSO3吗？不能⑴开始时刻各物质浓度，正、逆反应速率如何？⑵随着反应进行又有什么特征？⑶一段时间后有什么特征？c(SO2)、c(O2)最大，c(SO3)=0c(SO2)↓c(O2)↓c(SO3)↑；c(SO2)、c(O2)、c(SO3)均不再变化化学平衡状态的建立v(正)=v(逆)v(正)↓(逆)↑v(正)最大,v(逆)=0SO2+O22SO3催化剂高温化学平衡状态1定义：可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态。2研究对象：可逆反应3平衡前提：一定条件下（即外部条件如C、P、T等）化学平衡状态4平衡特征：等定动变V(正)＝V(逆)反应混合物的组成恒定不变动态平衡：V(正)≠0；V(逆)≠0条件改变→平衡改变苏州高新区第一中学姚明站思考：以前是否还接触过其他类似的可逆过程？化学平衡状态在恒温压的条件下，有人将一定质量的蔗糖粒放入它的饱和水溶液中，过了一天之后再来看时，发现许多小的颗粒不见了，而大的颗粒变得更大，取出干燥后称量，发现质量却与原来一样。1这里有二个相反过程：溶解和结晶。2为什么固体的总质量没变？3在饱和溶液中这二个相反过程停止了吗？研究素材溶解平衡状态固体溶质溶液中的溶质溶解结晶重要题型1能够说明N2+3H22NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是：①容器内N2、H2、NH3三者共存②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等③容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2④tmin内生成1molNH3同时消耗0.5molN2⑤tmin内生成1molN2同时消耗3molH2√化学平衡状态132在一定的温度下，可逆反应：A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是A.C的生成速率与C的分解速率相等B.单位时间生成nmolA，同时生成3nmolBC.A、B、C的物质的量浓度保持不变D.A、B、C的分子数之比为1：3：2E.容器中气体的总压强保持不变F.混合气体的平均摩尔质量保持不变化学平衡状态重要题型√√√化学平衡状态5化学平衡状态的标志：(1)υ正=υ逆（本质特征）①同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。②不同的物质：速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，但必须是不同方向的速率。(2)各组分的含量保持不变（外部表现）：化学平衡状态1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键形成检测练习√√2在一定条件下，向一固定容积的容器中投入2molNO2进行反应：2NO22NO+O2，一段时间后测得NO2、NO、O2的物质的量可能是(A)2molNO、0.75molO2(B)1molNO2、1.2molNO(C)2molNO(D)0.7molO2检测练习化学平衡状态√3当可逆反应2SO2+O22SO3达平衡时,通入18O2,再次平衡时,18O存在于A.SO3O2B.SO2SO3C.SO2O2D.SO2O2SO3检测练习化学平衡状态√苏州高新区第一中学姚明站化学平衡状态6、化学平衡的相关计算⑴基本模式——“三行式解法”转化浓度：mxnxpxqx平衡浓度：a-mxb-nxpxqx⑵基本关系②生成物：平衡浓度＝起始浓度＋转化浓度①反应物：平衡浓度＝起始浓度－转化浓度例：mA+nBpC+qD起始浓度：ab00(mol/L)(mol/L)(mol/L)③转化率α100%起始浓转化浓度)(α转化率度＝④气体的平均分子量mVρM总总nmM⑤几点定律恒温恒压下：气体的体积比等于物质的量之比，即气体的密度比等于摩尔质量之比，即恒温恒容下：气体的压强比等于物质的量之比，即2121nnVV2121MM2121nnPP1体积SO2和3体积空气混合后在450℃以上通过V2O5催化剂发生反应。若同温同压下测得反应前和反应后混合气体的密度比为0.9，则SO2的转化率为例1：A.90％B.80％C.45％D.10％（差量法）√例2:在一定条件下，可逆反应A2(g)+B2(g)2C(g)达平衡时，各物质的平衡浓度分别为c(A2)=0.5mol/L,c(B2)=0.1mol/L,c(C)=1.6mol/L若用a、b、c分别表示A2、B2、C的起始浓度，则：a、b的取值范围0.4mol/L≤a≤1.3mol/L0mol/L≤b≤0.9mol/L(极端假设法)