第二節(jié)化學(xué)平衡第一二課時(shí)

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率和限度第三課時(shí)——化學(xué)反應(yīng)限度化學(xué)平衡

①2H2+O2=2H2O

已知：2mol1mol

②2SO2+O22SO3

已知：2mol1mol

點(diǎn)燃催化劑△2mol?<2mol?思考：我們知道在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物之間是按照化學(xué)方程式中的系數(shù)比進(jìn)行反應(yīng)的，那么，在實(shí)際反應(yīng)中，反應(yīng)物能否按相應(yīng)的計(jì)量關(guān)系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢？由上可知可逆反應(yīng)進(jìn)行得不完全，正、逆向反應(yīng)同時(shí)同條件進(jìn)行?；瘜W(xué)反應(yīng)物不可能全部轉(zhuǎn)化為生成物，存在一定的化學(xué)反應(yīng)限度。其實(shí)任何化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程都有一定的限度（可逆性），反應(yīng)物不可能完全參加了反應(yīng)，有些能進(jìn)行地較徹底（非可逆反應(yīng)），有些反應(yīng)是不徹底的，甚至是可逆的（可逆反應(yīng)）。結(jié)論三、化學(xué)反應(yīng)限度1.可逆反應(yīng)：在相同條件下能向正反應(yīng)方向進(jìn)行同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。N2+3H22NH3催化劑高溫高壓2SO2+O22SO3催化劑高溫

Cd+2NiO(OH)+2H2OCd（OH)2+2Ni(OH)2放電充電2H2OH2↑+O2↑電解點(diǎn)燃√×√×工程師的設(shè)想

17世紀(jì)后期，人們發(fā)現(xiàn)高爐煉鐵所排出的高爐氣中含有相當(dāng)量的CO，作為工業(yè)革命發(fā)源地的英國有些工程師認(rèn)為-------這是由于CO和鐵礦石的接觸時(shí)間不長所造成的，于是在英國耗費(fèi)了大量資金建造了一個(gè)高大的煉鐵高爐（如圖），以增加CO和鐵礦石的接觸時(shí)間?？墒呛髞戆l(fā)現(xiàn)用這個(gè)高爐煉鐵，所排出的高爐氣中CO的含量并沒有減少，你知道為什么嗎？可逆反應(yīng)原料利用率的高低問題就涉及到化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度問題——化學(xué)平衡。

思考：在硫酸工業(yè)、硝酸工業(yè)都涉及到可逆反應(yīng)，從效益的角度應(yīng)考慮：（1）反應(yīng)速率大。（2）原料的利用率要高。

2、溶解平衡蔗糖溶解:v（溶解）=v（結(jié)晶）蔗糖的溶解達(dá)最大程度,即形成飽和溶液.

達(dá)到溶解平衡。1.溶解平衡是如何建立的？2.溶解平衡平衡是否是不再溶解蔗糖了？溶解平衡的特征v（溶解）=v（結(jié)晶）≠0；

晶體質(zhì)量不發(fā)生變化，溶液濃度不發(fā)生變化即得飽和溶液；●溶解平衡是動態(tài)平衡。3、化學(xué)平衡的定義：

將0.1molCO和0.1molH2O(g)通入容積為1L的密閉容器中，在催化劑存在的條件下加熱到8000C，發(fā)生如下反應(yīng)：CO+H2O(g)CO2+H2催化劑高溫起始濃度變化濃度最終濃度0.10.1000.040.040.040.040.060.040.040.06實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)上述反應(yīng)無論反應(yīng)進(jìn)行多長時(shí)間，各物質(zhì)的濃度都不再發(fā)生變化。思考

體系中CO,H2O,CO2,H2的濃度保持不變與正逆反應(yīng)速率有什么關(guān)系？這時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到了什么狀態(tài)？N2+H2NH3

在一固定容積的密閉容器里，加1molN2和3molH2

(合適催化劑)，能發(fā)生什么反應(yīng)？（1）開始時(shí)c(N2)、c(H2)大，c(NH3)=0開始階段有什么特征？只有正反應(yīng)，v(逆)=0催化劑N2+3H22NH3高溫N2+H2NH3（2）瞬間后c(N2)、c(H2

)變小,c(NH3)≠0瞬間過后有什么特征？正逆反應(yīng)都進(jìn)行，v(逆)≠0，v(正)>v(逆)

（3）c(N2)、c(H2)逐漸變小，c(NH3)逐漸增大，三種物質(zhì)的濃度達(dá)到一個(gè)特定值。一定時(shí)間段內(nèi)有什么特征？v(正)=v(逆)

≠0N2+H2NH3

由于v(正)=v(逆)

≠0，雖然正、逆反應(yīng)都在進(jìn)行，但各種物質(zhì)的百分含量、濃度都不會發(fā)生變化.從外表上看，反應(yīng)好象“停止”。

可逆反應(yīng)的這種特殊狀態(tài)就是我們今天要研究的化學(xué)平衡狀態(tài)。平衡建立：速率---時(shí)間圖象

V(正)V(逆)V(正)=V(逆)反應(yīng)速率時(shí)間化學(xué)平衡的定義:

化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài),簡稱化學(xué)平衡.注意:1.一定條件:恒溫恒容下或恒溫恒壓.2.研究的對象:可逆反應(yīng).3.本質(zhì)特征(實(shí)質(zhì))：對同一物質(zhì)正反應(yīng)速率==逆反應(yīng)速率≠04.標(biāo)志：反應(yīng)混合物中各組分的濃度（或百分含量）保持不變的狀態(tài)高爐煉鐵中Fe2O3+3CO2Fe+3CO2反應(yīng)開始高爐內(nèi)有1molFe2O3、3molCO下列說法正確的是（）Fe2O3與CO充分反應(yīng)后生成2molFe、

3molCO2。B.隨著反應(yīng)進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后為0。C.當(dāng)生成的鐵的質(zhì)量不隨時(shí)間改變時(shí)，化學(xué)反應(yīng)停止。D.當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化率最大D

練習(xí)：在2升的密閉容器中2molSO2和一定量的氧氣，發(fā)生反應(yīng).當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到4min時(shí)，測得此時(shí)SO2為0.4mol，問在反應(yīng)進(jìn)行到2min時(shí)，密閉容器中SO2的物質(zhì)的量是（）A1.6molB1.2molC大于1.6molD小于1.2molD等：v（正）=v（逆）達(dá)到平衡，即同一物質(zhì)的消耗速率與生成速率相等。動：

化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡:即正反應(yīng)和逆反應(yīng)在不斷的進(jìn)行且速率相等。v（正）=v（逆）>0逆：可逆反應(yīng)化學(xué)平衡的特征：

定：條件不變時(shí)，各組分濃度保持不變。即反應(yīng)進(jìn)行到最大限度。變：條件是建立平衡的前提平衡是短暫的、相對的，一定條件下的平衡，如果條件改變時(shí)，原平衡就被破壞，在新條件下，達(dá)到新的平衡。

例1.在密閉容器中充入SO2和由18O原子組成的氧氣，在一定條件下開始反應(yīng)，在達(dá)到平衡后，18O存在于（）

A、只存在于氧氣中

B、只存在于O2和SO3中

C、只存在于SO2和SO3中

D、SO2、SO3、O2中都有可能存在。D

2.在一定條件下，某容器內(nèi)充入N2和H2合成氨，以下敘述中錯誤的是()A、開始反應(yīng)時(shí)，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零。

B、隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率減小，最后降為零。

C、隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大，最后相等。

D、在達(dá)到平衡時(shí)，N2正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率。B三、化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志（判斷依據(jù)）（1）υ正=υ逆（根本標(biāo)志）①同一物質(zhì)：該物質(zhì)生成速率等于它的消耗速率。②不同的物質(zhì)：2SO2+O2

2SO3

V(SO2)正：V(O2)逆

==2：1V(SO2)正：V(SO2)逆

==1：1V(SO2)正：V(O2)正==2：1?

可逆反應(yīng)N2＋3H2

2NH3的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系中能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是

A

3

正

N2

＝

正

H2

B

正

N2

＝

逆

NH3

C

2

正

H2

＝3

逆

NH3

D

正

N2

＝3

逆

H2

C例：可逆反應(yīng)2A+3B≒4C在一定條件下達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志是:A.一定時(shí)間內(nèi)有2mol的A生成同時(shí)有3mol的B生成

B.一定時(shí)間內(nèi)有2mol的A消耗,同時(shí)有4mol的C生成

C.一定時(shí)間內(nèi)有4mol的C分解,同時(shí)有3mol的B消耗

D.一定時(shí)間內(nèi)有2mol的A消耗,同時(shí)有3mol的B生成CD例：平衡狀態(tài)的判斷正逆反應(yīng)速率的關(guān)系1）在單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA，同時(shí)生成了mmolA；2）在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB，同時(shí)消耗了pmolC；3）v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=

m∶n∶p∶q；4）在單位時(shí)間內(nèi)生成了nmolB，同時(shí)消耗了qmolD。v正＝v逆,平衡v正＝v逆,平衡未達(dá)到平衡時(shí)也符合此關(guān)系均指v逆，不一定平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)③化學(xué)鍵的角度：同一種物質(zhì)：

V斷裂化學(xué)鍵

=V形成化學(xué)鍵

不同物質(zhì)：考慮系數(shù)、分子內(nèi)化學(xué)鍵數(shù)、正逆速率?！纠?】下列說法可以證明反應(yīng)N2+3H22NH3

已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H－H鍵形成B.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H－H鍵斷裂C.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N－H鍵斷裂D.1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N－H鍵形成E.N2與H2

反應(yīng)速率之比為1：3F.外界條件不變，正反應(yīng)速率大小不隨時(shí)間改變ACF

以速率判斷平衡時(shí)必須是不同方向同物質(zhì)相等不同物質(zhì)速率之比等于系數(shù)之比(2)混合物中各組分的濃度保持不變：①各組分的物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體的體積分?jǐn)?shù)保持不變。②各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、氣體的體積保持不變。

③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。④體系的溫度、顏色等保持不變。如:恒壓恒容容器中:H2+I22HI,

若體系的溫度或氣體的顏色不再發(fā)生變化.

則反應(yīng)一定達(dá)到平衡.⑤aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)

若a+b≠c+d即非等體積反應(yīng)時(shí)：若總物質(zhì)的量、總壓強(qiáng)(恒容)、平均摩爾質(zhì)量保持不變,則反應(yīng)一定達(dá)平衡.

⑤aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)

若a+b=c+d即等體積反應(yīng)時(shí):

若總物質(zhì)的量、總壓強(qiáng)(恒容)、平均摩爾質(zhì)量保持不變.

則不能說明達(dá)到平衡.

例:可逆反應(yīng)2NO22NO+O2在密閉容器中反應(yīng)(恒容)，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（）A.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO2；B.NO2、NO、O2的物質(zhì)的量之比為2：2：1的狀態(tài)。C.用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)；D.混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)；E.混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)；F.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)

ADF例：在一定溫度下,向密閉容器中充入一定的NO2和SO2,發(fā)生反應(yīng):

NO2+SO2NO+SO3,當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列敘述正確的是()A.NO和SO3的物質(zhì)的量一定相等.B.NO2和SO3的物質(zhì)的量一定相等.C.反應(yīng)后混合物的總物質(zhì)的量一定等于反應(yīng)開始時(shí)NO2和SO2的總物質(zhì)的量.D.SO2、NO2、NO、SO3物質(zhì)的量一定相等。AC例：對一固定容積的密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng)：4NH3（g）＋5O2（g）

4NO（g）＋6H2O(g)下列說法中能確認(rèn)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是（）

A．反應(yīng)混合物中各組分濃度相等.B．單位時(shí)間內(nèi)每有4molNH3被氧化，同時(shí)有5molO2被還原.C．單位時(shí)間內(nèi)4molNH3被消耗同時(shí)有5molO2生成.D．NH3的轉(zhuǎn)化率保持不變CD【例】在一定溫度下,可逆反應(yīng)A(氣)+3B(氣)2C(氣)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（）A.

C的生成速率與C分解的速率相等B.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA,同時(shí)生成

3nmolBC.

A、B、C的濃度不再變化D.

A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA,同時(shí)生成2nmolCACE解題方法：1、反應(yīng)速率是看一正一逆;2、反應(yīng)濃度不隨時(shí)間變化.

例：在恒溫恒容的密閉容器中,可逆反應(yīng)：2S