化學平衡標志

1、2003年名師課堂輔導講座年名師課堂輔導講座高中部分高中部分一、教學目的：一、教學目的：1、了解化學反應的可逆性，理解化、了解化學反應的可逆性，理解化學平衡的涵義。學平衡的涵義。2、掌握達到平衡的標志。、掌握達到平衡的標志。3、學會判斷化學反應是否達到平衡。、學會判斷化學反應是否達到平衡。4、掌握等效平衡的一些知識。、掌握等效平衡的一些知識。一、化學平衡的概念。一、化學平衡的概念。在一定條件下的可逆反應里，正反應在一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應速率相等，反應混合物中各和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)叫化學平組分的濃度保持不變的狀態(tài)叫化學平衡狀態(tài)。它的建立與反應途

2、徑無關，衡狀態(tài)。它的建立與反應途徑無關，從正反應或逆反應開始都可以建立平從正反應或逆反應開始都可以建立平衡狀態(tài)。衡狀態(tài)。二、達到平衡的標志：二、達到平衡的標志：1、逆：化學平衡研究的對象是可逆反應，、逆：化學平衡研究的對象是可逆反應，可逆反應不能進行到底，即反應過程中反可逆反應不能進行到底，即反應過程中反應物（生成物）不能全部轉(zhuǎn)化為生成物應物（生成物）不能全部轉(zhuǎn)化為生成物（反應物）。（反應物）。2、“動動”達到平衡時，達到平衡時，V正正=V逆逆0，即，即化學平衡是動態(tài)平衡，正反應和逆反應仍化學平衡是動態(tài)平衡，正反應和逆反應仍在繼續(xù)進行。在繼續(xù)進行。3、等、等V正正=V逆逆它的具體含義有兩個方面

3、它的具體含義有兩個方面（1）用同一種物質(zhì)來表示反應速率時，）用同一種物質(zhì)來表示反應速率時，該物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等。即單該物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等。即單位時間內(nèi)生成與消耗某反應物（生成物）位時間內(nèi)生成與消耗某反應物（生成物）的量相等。的量相等。（2）用不同種物）用不同種物質(zhì)來表示反應速質(zhì)來表示反應速率時速率不一定率時速率不一定相等但必須符合相等但必須符合兩方面兩方面（i）表示兩個不同的）表示兩個不同的方向。方向。（ii）速率之比）速率之比=濃度濃度的變化量之比的變化量之比=物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化量之比量的變化量之比=化學化學方程式中相應的化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比。計量數(shù)之比。例

4、：下列說法中，可以證明反應例：下列說法中，可以證明反應N2+3H22NH3已達到平衡狀態(tài)的是（已達到平衡狀態(tài)的是（ ）A 1個個NN鍵斷裂的同時，有鍵斷裂的同時，有3個個H-H鍵形鍵形成成B 1個個NN鍵斷裂的同時，有鍵斷裂的同時，有3個個H-H鍵斷鍵斷裂裂C 1個個NN鍵斷裂的同時，有鍵斷裂的同時，有6個個N-H鍵斷鍵斷裂裂D 1個個NN鍵斷裂的同時，有鍵斷裂的同時，有6個個N-H鍵形鍵形成成 分析：分析：A、NN斷裂代表正反應速率，斷裂代表正反應速率，H-H鍵形成代表逆反應速率，且比值為鍵形成代表逆反應速率，且比值為1：2，正確。，正確。B、NN斷裂，斷裂，H-H斷裂都只代表逆反應斷裂都只

5、代表逆反應速率，錯誤。速率，錯誤。C、N-H鍵斷裂代表逆反應速率，鍵斷裂代表逆反應速率，NN斷斷裂代表正反應速率，且裂代表正反應速率，且N2:NH3=1:2，正確正確D、表示反應速率的方向一致，、表示反應速率的方向一致，錯誤。錯誤。答案：答案：A、C 4、定：因為、定：因為V正正=V逆逆0，所以同一瞬，所以同一瞬間，同一物質(zhì)的生成量等于消耗量?？偟拈g，同一物質(zhì)的生成量等于消耗量?？偟慕Y(jié)果是混合體系中各組成成分的物質(zhì)的量、結(jié)果是混合體系中各組成成分的物質(zhì)的量、質(zhì)量，物質(zhì)的量濃度，各成分的百分含量質(zhì)量，物質(zhì)的量濃度，各成分的百分含量（體積分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)），轉(zhuǎn)化率，等不（體積分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)），轉(zhuǎn)化率

6、，等不隨時間變化而變化?；蛟诜磻^程中，某隨時間變化而變化。或在反應過程中，某一直在變化的物理量，（如一直在變化的物理量，（如M、p、T等）等）某一時刻保持不變即達到了平衡。有氣體某一時刻保持不變即達到了平衡。有氣體參與的可逆反應：參與的可逆反應：（1）從反應混合氣體的平均相對分子質(zhì)量）從反應混合氣體的平均相對分子質(zhì)量M考慮考慮總總nmM （I）若各物質(zhì)均為氣體）若各物質(zhì)均為氣體對于非等摩反應，如對于非等摩反應，如2SO2+O2 2SO3，M一定可做為平衡標志。一定可做為平衡標志。對于等摩反應，對于等摩反應，H2+Cl2=2HCl，M一定不一定不能做為平衡標志。能做為平衡標志。（II）若有非氣

7、體參與，無論等摩非等摩）若有非氣體參與，無論等摩非等摩反應，如反應，如C(s)+O2(g) CO2(g)，CO2(g)+C(s) 2CO(g)，M一定可標志達到一定可標志達到平衡。平衡。vm（2）從氣體密度考慮）從氣體密度考慮（I）當反應前后各成分均為氣體時）當反應前后各成分均為氣體時恒容：恒容：總為恒值，不能做平衡標志?？倿楹阒?，不能做平衡標志。恒壓：等摩反應，恒壓：等摩反應，總為恒值，不能作總為恒值，不能作平平 衡標志。衡標志。 非等摩反應，非等摩反應，為一定值時，可為一定值時，可做做 為平衡標志。為平衡標志。（II）當有非氣體物質(zhì)參與時）當有非氣體物質(zhì)參與時恒容：恒容：為一定值時，可作平

8、衡標志。為一定值時，可作平衡標志。恒壓：恒壓：為一定值時，可作平衡標志。為一定值時，可作平衡標志。（3）從體系）從體系內(nèi)部壓強考慮：內(nèi)部壓強考慮：因為恒容、恒因為恒容、恒溫條件下，溫條件下，n(g)越大則壓越大則壓強強p就越大，就越大，則無論各成份則無論各成份是否均為氣體，是否均為氣體，只需考慮只需考慮n(g)。當當n(g)=0，即等摩反應，即等摩反應則則p為恒值，不能作平衡為恒值，不能作平衡標志。標志。n(g)0，則當，則當p一定時，一定時，可做平衡標志?？勺銎胶鈽酥尽＃?）從體系內(nèi)部溫度考慮：當化學平）從體系內(nèi)部溫度考慮：當化學平衡尚未建立成平衡發(fā)生移動時，反應總衡尚未建立成平衡發(fā)生移動時

9、，反應總要放出或吸收熱量，若為絕熱體系，當要放出或吸收熱量，若為絕熱體系，當體系內(nèi)溫度一定時，則標志達到平衡。體系內(nèi)溫度一定時，則標志達到平衡。練習練習1：可逆反應。：可逆反應。2HI(g) H2(g)+I2(g)在在密閉容器中進行，當下列密閉容器中進行，當下列4項中某項不取隨項中某項不取隨時間變化時，才能說明反應已達平衡（時間變化時，才能說明反應已達平衡（ ）A 容器內(nèi)壓強容器內(nèi)壓強 B 平均相對分子質(zhì)量平均相對分子質(zhì)量C 各組分濃度各組分濃度 D 混合氣體顏色混合氣體顏色 分析：該反應是一個氣體體積不變的反分析：該反應是一個氣體體積不變的反應，在任何情況下，混合氣體的質(zhì)量、物質(zhì)應，在任何情

10、況下，混合氣體的質(zhì)量、物質(zhì)的量，平均相對分子質(zhì)量保持不變，在恒容的量，平均相對分子質(zhì)量保持不變，在恒容下，氣體的密度保持不變；在恒溫、恒容下，下，氣體的密度保持不變；在恒溫、恒容下，氣體壓強很難不變。反應混合物中只有氣體壓強很難不變。反應混合物中只有I2(g)有有顏色，混合氣體的顏色不變，說明顏色，混合氣體的顏色不變，說明I2(g)的濃度的濃度不變，反應達到平衡。不變，反應達到平衡。答案：答案：C D注意：對于反應前后氣體體積不變的反應，注意：對于反應前后氣體體積不變的反應，通常不能用物質(zhì)的量、容器的壓強，氣體的通常不能用物質(zhì)的量、容器的壓強，氣體的密度平均相對分子質(zhì)量等是否變化作為判斷密度平

11、均相對分子質(zhì)量等是否變化作為判斷平衡狀態(tài)的標志。平衡狀態(tài)的標志。 練習練習2：在一定條件下，反應：在一定條件下，反應2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)達到平衡狀態(tài)達到平衡狀態(tài)的標志是（的標志是（ ）A 單位時間內(nèi)生成單位時間內(nèi)生成2n molA，同時生成，同時生成n molDB 容器內(nèi)的壓強不隨時間而變化容器內(nèi)的壓強不隨時間而變化C 單位時間內(nèi)生成單位時間內(nèi)生成n molB，同時消耗，同時消耗1.5n molCD 容器內(nèi)混合氣體密度不隨時間而變化容器內(nèi)混合氣體密度不隨時間而變化 分析：分析：A：生成：生成A指逆反應方向，生指逆反應方向，生成成D指正反應方向指正反應方向 符合化學計量數(shù)

12、符合化學計量數(shù)比，比，A正確。正確。B：由于此反應為等摩反應，壓強始終不：由于此反應為等摩反應，壓強始終不變，所以此反應壓強不能做為平衡的標志。變，所以此反應壓強不能做為平衡的標志。C：生成：生成B的方向指逆反應方向，消耗的方向指逆反應方向，消耗C的的方向也指逆反應方向，方向一致，方向也指逆反應方向，方向一致，C錯誤。錯誤。D：由于此反應物質(zhì)皆為氣體，且又是等：由于此反應物質(zhì)皆為氣體，且又是等摩反應，所以密度始終不變，此反應密度摩反應，所以密度始終不變，此反應密度不能做為平衡的標志。不能做為平衡的標志。答案：答案：A12DACC 練習練習3：在一定條件下，化學反應在一定條件下，化學反應N2+3

13、H2 2NH3達到平衡，下列說法正確的是（達到平衡，下列說法正確的是（ ）A 容器內(nèi)平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化容器內(nèi)平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化B N2、H2、NH3的濃度之比為的濃度之比為1:3:2C N2減少的速率和減少的速率和NH3減少的速率之比為減少的速率之比為1:2D 氣體體積為初始體積的氣體體積為初始體積的21分析：由于分析：由于M= 而此反應又為非等摩而此反應又為非等摩反應，反應，M不隨時間變化相當于不隨時間變化相當于C固定，固定，M可做為平衡的標志，可做為平衡的標志，A正確。正確。B、由于物質(zhì)的濃度變化量之比、由于物質(zhì)的濃度變化量之比=化學方化學方程式計量比，所以若程式計量比

14、，所以若N2、H2、NH3以以1:3:2的比例投料，則任何狀況下的比例投料，則任何狀況下N2:H2:NH3的的濃度比都等于濃度比都等于1:3:2?？偪俷mC、N2的減少指正反應，的減少指正反應，NH3的減少指逆的減少指逆反應，反應， C正確。正確。D、由于此反應體積減少的量恰好為原來、由于此反應體積減少的量恰好為原來初始體積的一半，所以任何狀況下氣體體初始體積的一半，所以任何狀況下氣體體積都為初始體積的積都為初始體積的 D錯誤。錯誤。答案為答案為A、C2132NHNVV21練習練習4：在一定條件下，反應：在一定條件下，反應2NO+O2 2NO2達到平衡的標志（達到平衡的標志（ ）A NO、O2

15、、NO2分子數(shù)目比是分子數(shù)目比是2:1:2B 反應混合物中各組成物質(zhì)的濃度相等反應混合物中各組成物質(zhì)的濃度相等C 混合氣體的顏色不再發(fā)生變化混合氣體的顏色不再發(fā)生變化D 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變 分析：若起始投料分析：若起始投料NO:O2:NO2=2:1:2，任何狀態(tài)下任何狀態(tài)下NO、O2、NO2分子數(shù)目之比都分子數(shù)目之比都為為2:1:2 A錯誤。錯誤。B、平衡的標志是濃度固定，而不是濃度、平衡的標志是濃度固定，而不是濃度相等，所以相等，所以B錯誤。錯誤。C、混合氣體的顏色是由、混合氣體的顏色是由NO2的濃度決定，的濃度決定，顏色不再發(fā)生變化，說明顏色不再發(fā)

16、生變化，說明NO2的濃度固定，的濃度固定，C正確。正確。D、由于體系中物質(zhì)皆為氣體，且該反應、由于體系中物質(zhì)皆為氣體，且該反應為非等摩反應，所以平均分子量可以做為為非等摩反應，所以平均分子量可以做為平衡標志，平衡標志，D正確。正確。 答案：答案：C、D練習練習5：在：在2NO2 N2O4的可逆反應中，下列狀的可逆反應中，下列狀態(tài)屬平衡狀態(tài)的是（態(tài)屬平衡狀態(tài)的是（ ）A V正正=V逆逆0時的狀態(tài)時的狀態(tài)B NO2全部轉(zhuǎn)變成全部轉(zhuǎn)變成N2O4的狀態(tài)的狀態(tài)C NO2=N2O4的狀態(tài)的狀態(tài)D N2O4不再分解的狀態(tài)不再分解的狀態(tài)E 混合物中，混合物中，NO2的百分含量不再改變的狀態(tài)的百分含量不再改變的

17、狀態(tài)F NO2的分子數(shù)與的分子數(shù)與N2O4分子數(shù)的比值為分子數(shù)的比值為2:1的狀的狀態(tài)態(tài)G 體系的顏色不再發(fā)生變化的狀態(tài)體系的顏色不再發(fā)生變化的狀態(tài) 分析：化學反應達到平衡時，分析：化學反應達到平衡時，V正正=V逆逆，但反應仍在進行，反應速率不為零，故但反應仍在進行，反應速率不為零，故A正確。正確。平衡時，各組分的百分含量保持不變，但平衡時，各組分的百分含量保持不變，但并不一定存在并不一定存在NO2等于等于N2O4，或二者分，或二者分子數(shù)之比為子數(shù)之比為2:1的情況，所以的情況，所以C、F錯誤，錯誤，E正確。正確。由于該反應是可逆反應，反應不能進行到由于該反應是可逆反應，反應不能進行到底，達平

18、衡時，存在著反應物與生成物共底，達平衡時，存在著反應物與生成物共存的體系。故存的體系。故B錯誤。錯誤。對于對于2NO2 N2O4這個具體的反應而言，這個具體的反應而言，由于由于NO2呈棕色而呈棕色而N2O4無色，達平衡時各無色，達平衡時各組分的百分含量保持不變，體系的顏色也組分的百分含量保持不變，體系的顏色也就不再改變。就不再改變。答案：答案：A、E、G 5、變：改變影響化學平衡的條件，、變：改變影響化學平衡的條件，平衡就被破壞，正逆反應速率不再相等，平衡就被破壞，正逆反應速率不再相等，平衡發(fā)生移動，直至建立新的平衡。平衡發(fā)生移動，直至建立新的平衡。6、化學平衡的建立與反應的途徑無關。、化學平

19、衡的建立與反應的途徑無關。同一可逆反應，只有條件相同（即溫度、同一可逆反應，只有條件相同（即溫度、壓強相同）并按化學方程式計量數(shù)的相應壓強相同）并按化學方程式計量數(shù)的相應量配比，使容器中總質(zhì)量保持不變，則無量配比，使容器中總質(zhì)量保持不變，則無論從正反應開始，還是從逆反應開始，或論從正反應開始，還是從逆反應開始，或正、逆反應同時開始，最終都會達到同一正、逆反應同時開始，最終都會達到同一平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)。二、等效平衡二、等效平衡1、對于同一可逆反應，當外界條件不變時，、對于同一可逆反應，當外界條件不變時，反應無論從正反應開始，還是從逆反應開反應無論從正反應開始，還是從逆反應開始都可建立同一平衡狀

20、態(tài)。始都可建立同一平衡狀態(tài)。2、等效平衡類型、等效平衡類型（1）恒溫恒容時非等摩反應，物料相當。）恒溫恒容時非等摩反應，物料相當。如如2SO2+O2 2SO2，恒容時，充入，恒容時，充入2molSO2、1molO2和充入和充入2molSO3時等效。時等效。 練習：在一定溫度下，把練習：在一定溫度下，把2mol SO2和和1mol O2通入一個一定容積的密閉容器里，通入一個一定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應：發(fā)生如下反應：2SO2+O2 2SO3，當，當此反應進行到一定程度時，反應混合物就此反應進行到一定程度時，反應混合物就處于化學平衡狀態(tài)，現(xiàn)在該容器中維持溫處于化學平衡狀態(tài)，現(xiàn)在該容器中維持溫

21、度不就，令度不就，令a、b、c分別代表初始加入的分別代表初始加入的SO2、O2和和SO3的物質(zhì)的量（的物質(zhì)的量（mol）。如）。如a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關系，才能保證達到平衡時，反應混相互關系，才能保證達到平衡時，反應混合物中三種氣體的體積分數(shù)仍跟上述平衡合物中三種氣體的體積分數(shù)仍跟上述平衡時的完全相同，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝簳r的完全相同，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝捍呋瘎┐呋瘎?）若）若a=0，b=0，則，則c= _ 。（2）若）若a=0.5，則，則b= _和和c= _。（3）a、b、c必須滿足的一般條件是（請用必須滿足的一般條件是（請用兩個方程式表示，其中一個只含兩個方程式表示，其中一個只含a，c另一個另一個只含只含b，c_ _。解題思路：有關氣體的物質(zhì)的量不論取何值，解題思路：有關氣體的物質(zhì)的量不論取何值，都把它轉(zhuǎn)化成最初給定氣體的物質(zhì)的量，若都把它轉(zhuǎn)化成最初給定氣體的物質(zhì)的量，若其值與題干給出的量相同，則符合題意。其值與題干給出的量相同，則符合題意。 根據(jù)恒容非等摩反應，物料相當根據(jù)恒容非等摩反應，物料相當C=2。 a=0.5mol與最初給定的物質(zhì)的量與最初給定的物質(zhì)的量2mol差差1.5mol，因為，因為SO2和和SO3的化學計量數(shù)相等：的化學計量數(shù)相等：C=1.5mol。又。又O2與與SO3的化學計量數(shù)之比的化學計量數(shù)之比為