选修4-第二章第三节化学平衡

大气平衡___氧气的平衡有呼吸光合互逆过程v(消耗)=v(生成)浓度不变21%反应仍在进行大气平衡___氧气的平衡有呼吸光合互逆过程v(消耗)=v(生成)浓度不变21%反应仍在进行溶解平衡___食盐的溶解有溶解结晶互逆过程逆等v(溶解)=v(结晶)定溶液浓度不变动溶解仍在进行第三节化学平衡向蒸馏水中加入氯化钠晶体。现象？将高温时的硫酸铜饱和溶液降温。现象？在饱和的食盐水中,加入一些食盐晶体。一段时间后,现象？晶体的形状发生了改变，但食盐晶体的质量并没有变化。晶体溶解。析出晶体。一、可逆反应与不可逆反应溶解过程与结晶过程同时存在v溶解＞v结晶，表现为：晶体溶解。溶质(s)溶质(aq)溶解结晶v溶解＜v结晶，表现为：晶体析出。v溶解=v结晶，表现为：饱和溶液质量和晶体质量均不再改变。达到溶解平衡.1、可逆反应（1）定义：在同一条件下，既可朝正反应方向进行，又可朝逆反应方向进行的化学反应。②只要反应在进行，反应体系中，各组分浓度一定不能为零。①无论正反应或逆反应都不能进行到底，故反应方程式中用表示可逆反应中，反应物与生成物共存。正反应：从左到右进行的反应逆反应：从右到左进行的反应（2）可逆反应的特点③、可逆反应具有普遍性,研究典型可逆反应N2+3H22NH3催化剂高温高压2SO2+O22SO3催化剂高温SO2+H2OH2SO3NH3+H2ONH3·H2O常见可逆反应:H2+I2Cl2+H2O弱电解质的电离能量反应过程E1E2反应物生成物活化分子正反应的活化能红色表示正反应反应热④可逆反应的活化能、反应热绿色表示逆反应活化分子逆反应的活化能反应物〃生成物〃正反应热△H=E1-E2正、逆反应的活化能之差1.（2011海南卷~8）对于可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应，下列说法正确的是（）A.H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为2∶1B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差C.正、逆反应速率的比值是恒定的D.达平衡时，正、逆反应速率相等√√BD2.（2011海南卷~11）某可逆反应的△H=+100kJ·mol-1，下列有关该反应的叙述正确的是()A.正反应活化能小于100kJ·mol-1B.逆反应活化能一定小于100kJ·mol-1C.正反应活化能不小于100kJ·mol-1D.正反应活化能比逆反应活化能大100kJ·mol-1√√在可逆反应过程中活化能有正反应和逆反应两种，△H=正反应活化能-正反应活化能。CD二、化学平衡状态1、化学平衡的建立2SO2+O22SO3起始：2mol1mol（1）反应刚开始时，v正、v逆为何值？（2）这一瞬间导致反应物和生成物的浓度如何改变？（3）随着反应的进行，反应物和生成物的浓度如何改变？速率如何变化？（4）v正递减、v逆递增将导致二者之间出现什么的结果？对下一时刻的速率带来什么影响？（5）在v正=v逆后，v正会继续减小吗？v逆会继续增大吗？反应物和生成物的浓度呢？可用下图定性形象表示：时间21C(O0C(SO3)C(SO2)2)浓度浓度—时间图时间反应速率V正=V逆≠0V正V逆0反应速率—时间图从反应开始至平衡前：v正始终大于v逆，随反应进行，二者差距逐渐减小，最终v正=v逆≠0反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大，最终浓度均不再变化（而非相等）。此时反应并未停止，只是表观上各成分保持稳定。2、化学平衡状态（1）定义：一定条件下可逆反应里，当正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态称为化学平衡状态。注意：化学平衡是可逆反应在一定条件下达到的最大程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下最大转化率。化学平衡逆：等：动：定：变：研究对象，即针对可逆反应本质，即v正=v逆现象，即反应混合物中各组成的浓度保持不变特点，即平衡是动态的而非静止的，正、逆反应同时进行，v正=v逆≠0发展，即条件改变时，可能V正≠V逆，原平衡就要受到破坏（2）化学平衡特征3、化学平衡状态的判断标准1、本质：V正=V逆2、现象：浓度保持不变mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)+Q1、vA耗=vA生vB耗=vB生vC耗=vC生vD耗=vD生2、vA耗﹕vB生=m﹕n……本质以反应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：n3、化学平衡状态的判断标准1、本质：V正=V逆2、现象：浓度保持不变mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)+Q1、vA耗=vA生vB耗=vB生vC耗=vC生vD耗=vD生2、vA耗﹕vB生=m﹕n……1、A、B、C、D的浓度不再改变。2、A、B、C、D的分子数不再改变。3、A、B、C、D的百分含量不再改变。4、A、B、C、D的转化率或生成率不再改变。5、体系温度不再改变。6、若某物质有色，体系的颜色不再改变。本质现象mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)+Q对m+n≠p+q的反应（即反应前后气体分子数改变），还可从以下几个方面判断：1、体系的分子总数不再改变2、体系的平均分子量不再改变3、若为恒容体系，体系的压强不再改变4、若为恒压体系，体系的体积、密度不再改变注意：以上几条对m+n=p+q的反应不成立。2222.2..,.BmolnAmolnDBmolnABmolnCBABmolnAmolnA的，同时生成的单位时间生成的，同时生成的单位时间生成变化容器内总压不随时间的同时生成单位时间内生成练习1、在一定温度下，能说明反应已达到平衡的是（）2AB(g)A2(g)+B2(g)231.3...：：的分子数之比为、、的，同时生成的单位时间生成的浓度不再发生变化、、的分解速率相等的生成速率与CBADBmolaAmolaCCBABCCA2、在一定温度下，能说明反应A(g)+3B(g)2C(g)已达到平衡的是（）CAB3、下列哪些说法可以证明反应已达到平衡的是（）N2+3H22NH3A.一个N≡N键断裂的同时，有三个H—H键形成B.一个N≡N键断裂的同时，有六个N—H键形成C.三个H—H键形成的同时，有六个N—H键形成D.六个N—H键形成的同时，有三个H—H键断裂AC4.在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)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BC5.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是:()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的分压强不再变化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⑦A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2A.②⑦B.②⑤⑦C.①③④⑦D.②⑤⑥⑦A思考1、可逆反应：3A(g)3B(?)+C(?)-Q随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小的趋势，则下列判断中正确的是（）A.B和C可能都是固体B.B和C一定都是气体C.若C是固体，则B一定是气体D.B和C可能都是气体CD若m总不变，n气↑，平均相对分子质量变小若n气不变，m总，平均相对分子质量变小若n气、m总均改变，平均相对分子质量的改变情况复杂实验2-5滴加3~10滴浓硫酸滴加10~20滴NaOHCr2O72-（橙色）+H2OCrO42-（黄色）+2H+三、化学平衡的移动实验2-6滴加4滴饱和氯化铁溶液滴加4滴1mol/L的KSCN溶液FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl现象：溶液变成红色滴加3-5滴0.01mol/L的NaOH滴加3-5滴0.01mol/L的NaOH1.化学平衡的移动条件改变一定时间后化学平衡的移动一定条件下的化学平衡本质V正＝V逆现象各组分浓度保持一定平衡被破坏V正≠V逆各组分浓度保持新的一定新条件下的化学平衡V’正＝V’逆化学平衡的移动：可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程。条件改变化学平衡不移动V正V逆：化学平衡逆向移动V正V逆：化学平衡正向移动V正=V逆：V正≠V逆：2、外界条件对化学平衡的影响(1)浓度对化学平衡的影响v正’=v逆’平衡状态2t2t3t1vtv正v逆V正=V逆平衡状态1v正v逆结论:在其他条件不变的情况下：增大反应物浓度（或减小生成物浓度）化学平衡正向移动减小反应物浓度（或增大生成物浓度）化学平衡逆向移动注意：1、增大反应物浓度（或增大生成物浓度），新旧平衡比较：v正’=v逆’＞v正=v逆减小反应物浓度（或减小生成物浓度），新旧平衡比较：v正’=v逆’＜v正=v逆注意2、若固体以固体的形式参加反应，忽略表面积的影响，增加固体的用量对平衡无影响。思考(不会)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)（恒T、V）增大C的用量，平衡会移动吗？注意3、稀水溶液中增加水的量，视为对别的物质的稀释。(1)10mL0.01mol/LFeCl3+10mL0.01mol/LKSCN(2)10mL0.01mol/LFeCl3+10mL0.01mol/LKSCN+10mLH2O(3)10mL0.01mol/LFeCl3+10mL1mol/LKSCN(4)20mL0.01mol/LFeCl3+20mL0.01mol/LKSCN以上四组溶液颜色由深到浅的顺序为。34=12思考：例、（97.上海）牙齿表面由一层质硬、组成为)()()(345345sOHPOCaOHPOCa存在下列平衡：液中的物质保护着，它在唾脱矿矿化OHPOaC34325进食后残留齿缝中食物残渣在细菌和酶作用下，产生有机酸，使牙齿受腐蚀，其原因是；已知Ca5(PO4)3F的溶解度比Ca5(PO4)3OH更小，质地更坚固。请用化学方程式表示常用含NaF的牙膏刷牙，能预防龋齿的原因。应用：在生产上往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法，使成本较高的原料得到充分利用。增大减小思考N2+3H22NH3（恒T、V）起始1mol3mol达平衡状态1改变条件增加1mol达平衡状态2平衡状态2与平衡状态1比较：H2的转化率N2的转化率注意4：在含两种或两种以上反应物的反应中，增大一种反应物的浓度，其他物质的转化率提高，而该物质的转化率通常降低。总结：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)恒T、V↑↓↑↑↓↑↑↓↓↓新旧平衡比较CA、CB、CC、CDA的转化率B的转化率A%、B%、C%、D%CA↑平衡移动方向瞬间速率变化V’正V正＞若①CA↓②Cc↑③Cc↓呢[思考1]合成氨工业中重要一步是:N2+3H22NH3该反应在一定条件下达平衡时，为提高H2的转化率，从浓度角度分析可采取什么措施？增大N2浓度（投入量)或及时分离出NH3CO+O2-血红蛋白CO-血红蛋白+O2如果你发现有人一氧化碳中毒你该怎么办呢？你能解释急救的原理么？[思考2]人体吸入CO后,空气中的CO、O2与血红蛋白将建立如下平衡：思考试用“浓度对化学平衡的影响”来解释“用饱和食盐水收集Cl2可以抑制Cl2的溶解”。分析：Cl2溶解于水，存在溶解平衡。溶解的部分Cl2能与水反应：Cl2+H2OH++Cl-+HClOv正v逆平衡逆向移动思考对FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl(1)向平衡体系中加KCl(S)，平衡会移动吗？(2)向平衡体系中加水，平衡会移动吗？若会，向什么方向移动？练、在某容器中，C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)反应达平衡，在温度、容器体积不变的情况下，向容器中充入一定量的H2，当建立新平衡时（）A、CO、H2的浓度都比原平衡时小B、CO、H2的浓度都比原平衡时大C、H2O(g)、H2的浓度都比原平衡时大D、H2O(g)、CO的浓度都比原平衡时大C（2）压强对化学平衡的影响N2+3H22