化學平衡狀態(tài)的標志和判斷市公開課金獎市賽課一等獎課件

1、化學平衡的標志和判斷第1頁一、教學目標：1、了解化學反應可逆性，了解化學平衡涵義。2、掌握到達平衡標志。3、學會判斷化學反應是否到達平衡。4、掌握等效平衡一些知識。第2頁一、化學平衡概念。在一定條件下可逆反應里，正反應和逆反應速率相等，反應混合物中各組分濃度保持不變狀態(tài)叫化學平衡狀態(tài)。它建立與反應路徑無關，從正反應或逆反應開始都能夠建立平衡狀態(tài)。第3頁二、到達平衡標志：1、逆：化學平衡研究對象是可逆反應，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（反應物）。2、“動”到達平衡時，V正=V逆0，即化學平衡是動態(tài)平衡，正反應和逆反應仍在繼續(xù)進行。第4頁3、等V正=V逆它

2、詳細含義有兩個方面（1）用同一個物質(zhì)來表示反應速率時，該物質(zhì)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）量相等。（2）用不一樣種物質(zhì)來表示反應速率時速率不一定相等但必須符合兩方面（i）表示兩個不一樣方向。（ii）速率之比=濃度改變量之比=物質(zhì)量改變量之比=化學方程式中對應化學計量數(shù)之比。第5頁例：以下說法中，能夠證實反應N2+3H22NH3已到達平衡狀態(tài)是（ ）A 1個NN鍵斷裂同時，有3個H-H鍵形成B 1個NN鍵斷裂同時，有3個H-H鍵斷裂C 1個NN鍵斷裂同時，有6個N-H鍵斷裂D 1個NN鍵斷裂同時，有6個N-H鍵形成第6頁 分析：A、NN斷裂代表正反應速率，H-H

3、鍵形成代表逆反應速率，且比值為1：2，正確。B、NN斷裂，H-H斷裂都只代表逆反應速率，錯誤。C、N-H鍵斷裂代表逆反應速率，NN斷裂代表正反應速率，且N2:NH3=1:2，正確D、表示反應速率方向一致，錯誤。答案：A、C第7頁 4、定：因為V正=V逆0，所以同一瞬間，同一物質(zhì)生成量等于消耗量。總結(jié)果是混合體系中各組成成份物質(zhì)量、質(zhì)量，物質(zhì)量濃度，各成份百分含量（體積分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)），轉(zhuǎn)化率，等不隨時間改變而改變?；蛟诜磻^程中，某一直在改變物理量（如M、p、T等）某一時刻保持不變即到達了平衡。有氣體參加可逆反應：（1）從反應混合氣體平均相對分子質(zhì)量M考慮第8頁（I）若各物質(zhì)均為氣體對于非等摩

4、反應，如2SO2+O2 2SO3，M一定可做為平衡標志。對于等摩反應，H2+Cl2=2HCl，M一定不能做為平衡標志。（II）若有非氣體參加，不論等摩非等摩反應，如C(s)+O2(g) CO2(g)，CO2(g)+C(s) 2CO(g)，M一定可標志到達平衡。第9頁（2）從氣體密度考慮（I）當反應前后各成份均為氣體時恒容：總為恒值，不能做平衡標志。恒壓：等摩反應，總為恒值，不能作平 衡標志。 非等摩反應，為一定值時，可做 為平衡標志。第10頁（II）當有非氣體物質(zhì)參加時恒容：為一定值時，可作平衡標志。恒壓：為一定值時，可作平衡標志。第11頁（3）從體系內(nèi)部壓強考慮：因為恒容、恒溫條件下，n(g

5、)越大則壓強p就越大，則不論各成份是否均為氣體，只需考慮n(g)。當n(g)=0，即等摩反應則p為恒值，不能作平衡標志。n(g)0，則當p一定時，可做平衡標志。第12頁（4）從體系內(nèi)部溫度考慮：當化學平衡還未建立成平衡發(fā)生移動時，反應總要放出或吸收熱量，若為絕熱體系，當體系內(nèi)溫度一定時，則標志到達平衡。第13頁練習1：可逆反應。2HI(g) H2(g)+I2(g)在密閉容器中進行，當以下4項中某項不取隨時間改變時，才能說明反應已達平衡（ ）A 容器內(nèi)壓強 B 平均相對分子質(zhì)量C 各組分濃度 D 混合氣體顏色第14頁 分析：該反應是一個氣體體積不變反應，在任何情況下，混合氣體質(zhì)量、物質(zhì)量，平均相

6、對分子質(zhì)量保持不變，在恒容下，氣體密度保持不變；在恒溫、恒容下，氣體壓強極難不變。反應混合物中只有I2(g)有顏色，混合氣體顏色不變，說明I2(g)濃度不變，反應到達平衡。答案：C D注意：對于反應前后氣體體積不變反應，通常不能用物質(zhì)量、容器壓強，氣體密度平均相對分子質(zhì)量等是否改變作為判斷平衡狀態(tài)標志。第15頁 練習2：在一定條件下，反應2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)到達平衡狀態(tài)標志是（ ）A 單位時間內(nèi)生成2n molA，同時生成n molDB 容器內(nèi)壓強不隨時間而改變C 單位時間內(nèi)生成n molB，同時消耗1.5n molCD 容器內(nèi)混合氣體密度不隨時間而改變第16頁 分析：

7、A：生成A指逆反應方向，生成D指正反應方向 符合化學計量數(shù)比，A正確。B：因為此反應為等摩反應，壓強一直不變，所以此反應壓強不能做為平衡標志。C：生成B方向指逆反應方向，消耗C方向也指逆反應方向，方向一致，C錯誤。D：因為此反應物質(zhì)皆為氣體，且又是等摩反應，所以密度一直不變，此反應密度不能做為平衡標志。答案：A第17頁 練習3：在一定條件下，化學反應N2+3H2 2NH3到達平衡，以下說法正確是（ ）A 容器內(nèi)平均相對分子質(zhì)量不隨時間改變B N2、H2、NH3濃度之比為1:3:2C N2降低速率和NH3降低速率之比為1:2D 氣體體積為初始體積第18頁分析：因為M= 而此反應又為非等摩反應，M

8、不隨時間改變相當于C固定，M可做為平衡標志，A正確。B、因為物質(zhì)濃度改變量之比=化學方程式計量比，所以若N2、H2、NH3以1:3:2百分比投料，則任何情況下N2:H2:NH3濃度比都等于1:3:2。第19頁C、N2降低指正反應，NH3降低指逆反應， C正確。D、因為此反應體積降低量恰好為原來初始體積二分之一，所以任何情況下氣體體積都為初始體積 D錯誤。答案為A、C第20頁練習4：在一定條件下，反應2NO+O2 2NO2到達平衡標志（ ）A NO、O2、NO2分子數(shù)目比是2:1:2B 反應混合物中各組成物質(zhì)濃度相等C 混合氣體顏色不再發(fā)生改變D 混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變第21頁 分析：若起

9、始投料NO:O2:NO2=2:1:2，任何狀態(tài)下NO、O2、NO2分子數(shù)目之比都為2:1:2 A錯誤。B、平衡標志是濃度固定，而不是濃度相等，所以B錯誤。C、混合氣體顏色是由NO2濃度決定，顏色不再發(fā)生改變，說明NO2濃度固定，C正確。D、因為體系中物質(zhì)皆為氣體，且該反應為非等摩反應，所以平均分子量能夠做為平衡標志，D正確。 答案：C、D第22頁練習5：在2NO2 N2O4可逆反應中，以下狀態(tài)屬平衡狀態(tài)是（ ）A V正=V逆0時狀態(tài)B NO2全部轉(zhuǎn)變成N2O4狀態(tài)C NO2=N2O4狀態(tài)D N2O4不再分解狀態(tài)E 混合物中，NO2百分含量不再改變狀態(tài)F NO2分子數(shù)與N2O4分子數(shù)比值為2:1

10、狀態(tài)G 體系顏色不再發(fā)生改變狀態(tài)第23頁 分析：化學反應到達平衡時，V正=V逆，但反應仍在進行，反應速率不為零，故A正確。平衡時，各組分百分含量保持不變，但并不一定存在NO2等于N2O4，或二者分子數(shù)之比為2:1情況，所以C、F錯誤，E正確。因為該反應是可逆反應，反應不能進行到底，達平衡時，存在著反應物與生成物共存體系。故B錯誤。第24頁對于2NO2 N2O4這個詳細反應而言，因為NO2呈棕色而N2O4無色，達平衡時各組分百分含量保持不變，體系顏色也就不再改變。答案：A、E、G第25頁 5、變：改變影響化學平衡條件，平衡就被破壞，正逆反應速率不再相等，平衡發(fā)生移動，直至建立新平衡。6、化學平衡

11、建立與反應路徑無關。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)對應量配比，使容器中總質(zhì)量保持不變，則不論從正反應開始，還是從逆反應開始，或正、逆反應同時開始，最終都會到達同一平衡狀態(tài)。第26頁二、等效平衡1、對于同一可逆反應，當外界條件不變時，反應不論從正反應開始，還是從逆反應開始都可建立同一平衡狀態(tài)。2、等效平衡類型（1）恒溫恒容時非等摩反應，物料相當。如2SO2+O2 2SO2，恒容時，充入2molSO2、1molO2和充入2molSO3時等效。第27頁 練習：在一定溫度下，把2mol SO2和1mol O2通入一個一定容積密閉容器里，發(fā)生以下反應：2SO2+O2

12、2SO3，當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)在該容器中維持溫度不就，令a、b、c分別代表初始加入SO2、O2和SO3物質(zhì)量（mol）。如a、b、c取不一樣數(shù)值，它們必須滿足一定相互關系，才能確保到達平衡時，反應混合物中三種氣體體積分數(shù)仍跟上述平衡時完全相同，請?zhí)顚懸韵驴瞻祝捍呋瘎┑?8頁（1）若a=0，b=0，則c= _ 。（2）若a=0.5，則b= _和c= _。（3）a、b、c必須滿足普通條件是（請用兩個方程式表示，其中一個只含a，c另一個只含b，c_ _。解題思緒：相關氣體物質(zhì)量不論取何值，都把它轉(zhuǎn)化成最初給定氣體物質(zhì)量，若其值與題干給出量相同，則符合題意。第29

13、頁 依據(jù)恒容非等摩反應，物料相當C=2。 a=0.5mol與最初給定物質(zhì)量2mol差1.5mol，因為SO2和SO3化學計量數(shù)相等：C=1.5mol。又O2與SO3化學計量數(shù)之比為1:2，b+ =1 b=0.25mol。把a、b、c轉(zhuǎn)化為最初給定物量量，即C0，則SO2、O2分別為2mol、1mol即等效，也就是說必須符合a+c=2 b+ =1。答案：（1）c=2 （2）b=0.25 c=1.5 （3）a+c=2 2b+c=2第30頁（2）恒溫恒容時等摩反應，恒溫恒壓時等摩與非等摩反應。因為這三種情況改變濃度，平衡不移動，符合物料比即可。如VL帶活塞容器，保持t和1標準大氣壓，分別投入2mol N2和5mol H2，4mo