選修四231化學(xué)平衡狀態(tài)

2.3.1化學(xué)平衡狀態(tài)在方程式中用“”表示。一、可逆反應(yīng)(1)定義在同一條件下既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。(2)特點(diǎn)①二同：a.相同條件下；b.正逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在；任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100%。(3)表示②一小：可逆反應(yīng)能進(jìn)行徹底嗎？即2molSO2與1molO2在催化劑的作用下最終能得到2molSO3嗎？

不能思考→正反應(yīng)方向；v正；此時(shí)反應(yīng)物

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←逆反應(yīng)方向；v逆；此時(shí)反應(yīng)物

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SO2+O22SO3催化劑高溫SO2O2SO3⑴開始時(shí)刻各物質(zhì)濃度，正、逆反應(yīng)速率如何？⑵隨著反應(yīng)進(jìn)行又有什么特征？⑶一段時(shí)間后有什么特征？c(SO2)、c(O2)最大，c(SO3)=0c(SO2)↓c(O2)↓

c(SO3)↑；c(SO2)、c(O2)、c(SO3)均不再變化二、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立v(正)=v(逆)v(正)↓(逆)↑v(正)最大

,v(逆)=0SO2+O22SO3催化劑高溫1定義：可逆反應(yīng)在一定條件下進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化的狀態(tài)。三、化學(xué)平衡狀態(tài)2.研究對象可逆反應(yīng)3.平衡前提一定條件下（即外部條件如c、P、T）4平衡特征等定動變V(正)＝V(逆)反應(yīng)混合物的組成恒定不變動態(tài)平衡：V(正)=V(逆)≠0條件改變→平衡改變逆可逆反應(yīng)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷1.等V正=V逆（1）用同一種物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時(shí)，該物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等。即單位時(shí)間內(nèi)生成與消耗某反應(yīng)物（生成物）的量相等。（2）用不同種物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時(shí)速率不一定相等但必須符合兩方面（i）表示兩個不同的方向。（ii）速率之比=濃度的變化量之比=物質(zhì)的量的變化量之比=化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。課堂檢測1：下列說法中，可以證明反應(yīng)N2+3H22NH3已達(dá)到平衡狀態(tài)的是（）A.1個N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有3個H-H鍵形成B.1個N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有3個H-H鍵斷裂C.1個N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有6個N-H鍵斷裂D.1個N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有6個N-H鍵形成A、C2.定因?yàn)閂正=V逆≠0，所以同一瞬間，同一物質(zhì)的生成量等于消耗量。總的結(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（體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)），轉(zhuǎn)化率，等不隨時(shí)間變化而變化?；蛟诜磻?yīng)過程中，某一直在變化的物理量，（如M、ρ、p、T等）某一時(shí)刻保持不變即達(dá)到了平衡。有氣體參與的可逆反應(yīng)：（1）從反應(yīng)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量M考慮（I）若各物質(zhì)均為氣體對于非等摩反應(yīng)，如2SO2+O22SO3，M一定可做為平衡標(biāo)志。對于等摩反應(yīng)，H2+I2≒2HI，M一定不能做為平衡標(biāo)志。（II）若有非氣體參與，無論等摩非等摩反應(yīng)，如C(s)+O2(g)CO2(g)，CO2(g)+C(s)2CO(g)，M一定可標(biāo)志達(dá)到平衡。（2）從氣體密度考慮（I）當(dāng)反應(yīng)前后各成分均為氣體時(shí)恒容：ρ總為恒值，不能做平衡標(biāo)志。恒壓：等摩反應(yīng)，ρ總為恒值，不能作平衡標(biāo)志。非等摩反應(yīng)，ρ為一定值時(shí)，可做為平衡標(biāo)志。（II）當(dāng)有非氣體物質(zhì)參與時(shí)恒容：ρ為一定值時(shí)，可作平衡標(biāo)志。恒壓：ρ為一定值時(shí)，可作平衡標(biāo)志。（3）從體系內(nèi)部壓強(qiáng)考慮：因?yàn)楹闳?、恒溫條件下，n(g)越大則壓強(qiáng)P就越大，則無論各成份是否均為氣體，只需考慮Δn(g)。當(dāng)Δn(g)=0，即等摩反應(yīng)，則P為恒值，不能作平衡標(biāo)志。當(dāng)Δn(g)≠0，則當(dāng)P一定時(shí)，可做平衡標(biāo)志。（4）從體系內(nèi)部溫度考慮：當(dāng)化學(xué)平衡尚未建立成平衡發(fā)生移動時(shí)，反應(yīng)總要放出或吸收熱量，若為絕熱體系，當(dāng)體系內(nèi)溫度一定時(shí)，則標(biāo)志達(dá)到平衡。練習(xí)1：可逆反應(yīng)。2HI(g)H2(g)+I2(g)在密閉容器中進(jìn)行，當(dāng)下列4項(xiàng)中某項(xiàng)不取隨時(shí)間變化時(shí)，才能說明反應(yīng)已達(dá)平衡（）A容器內(nèi)壓強(qiáng)B平均相對分子質(zhì)量C各組分濃度D混合氣體顏色CD練習(xí)2：在2NO2N2O4的可逆反應(yīng)中，下列狀態(tài)屬平衡狀態(tài)的是（）AV正=V逆≠0時(shí)的狀態(tài)BNO2全部轉(zhuǎn)變成N2O4的狀態(tài)C[NO2]=[N2O4]的狀態(tài)DN2O4不再分解的狀態(tài)E混合物中，NO2的百分含量不再改變的狀態(tài)FNO2的分子數(shù)與N2O4分子數(shù)的比值為2:1的狀態(tài)G體系的顏色不再發(fā)生變化的狀態(tài)A、E、G練習(xí)3：在一定條件下，反應(yīng)2NO+O22NO2達(dá)到平衡的標(biāo)志（）ANO、O2、NO2分子數(shù)目比是2:1:2B反應(yīng)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D混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變C、D小結(jié)舉例反應(yīng)mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)混合物體系中各成分的含量①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定平衡②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡④總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量一定不一定平衡舉例反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA同時(shí)生成mmolA，即v(正)＝v(逆)平衡②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB同時(shí)生成pmolC，均指v(正)不一定平衡③vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆)不一定平衡④在單位時(shí)間內(nèi)生成了nmolB，同時(shí)消耗qmolD，因均指v(逆)不一定平衡舉例反應(yīng)mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)壓強(qiáng)①m＋n≠p＋q時(shí)，總壓強(qiáng)一定(其他條件一定)平衡②m＋n＝p＋q時(shí)，總壓強(qiáng)一定(其他條件一定)不一定平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量()