化学平衡课件PPT课件下载推荐.ppt
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正、逆反应均不能进行到底反应中,体系各组分浓度一定不为0可逆反应具普遍性化学反应不能完全进行到底,必然存在反应限度,这个限度是如何产生的呢?
什么是饱和溶液什么是饱和溶液?
在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液,叫做再溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的饱和这种溶质的饱和溶液溶液。
饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗?
没有!
以蔗糖溶于水为例,蔗糖分子离开以蔗糖溶于水为例,蔗糖分子离开蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。
糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。
即:
溶液速率=结晶速率达到了溶解的平衡状态,即一种动态平衡。
那么,可逆反应的情况又怎样呢?
一、化学平衡的建立过程一、化学平衡的建立过程N2+3H22NH31mol3mol起:
起:
(1)反应开始,v正、v逆的值如何?
(2)这一瞬间导致反应物和生成物的浓度如何变化?
对下一刻的速率带来什么样的影响?
(3)随反应的进行,反应物和生成物的浓度如何变?
正、逆反应速率如何变?
(4)如此进行下去,最终正、逆反应速率及各组分的浓度将如何?
v正正=v逆逆化学平衡化学平衡N2+H2NH3
(1)开始时)开始时c(N2)、c(H2)大,大,c(NH3)=0开始阶段有什么特征?
开始阶段有什么特征?
v(正正)最大,最大,v(逆逆)=0催化剂催化剂N2+3H22NH3高温高温一、化学平衡的建立过程一、化学平衡的建立过程N2+H2NH3
(2)瞬间后)瞬间后c(N2)、c(H2)变小变小,c(NH3)0瞬间过后有什么特征?
瞬间过后有什么特征?
正逆反应都进行,正逆反应都进行,v(逆逆)0,v(正正)v(逆逆)(3)c(N2)、c(H2)逐渐变小,逐渐变小,c(NH3)逐渐增大,逐渐增大,三种物质的浓度达到一个三种物质的浓度达到一个特定值特定值。
一定时间段后有什么特征?
v(正正)=v(逆逆)0N2+H2NH3由于由于v(正正)=v(逆逆)0,虽然正、逆反应都在,虽然正、逆反应都在进行,但各种物质的百分含量、浓度都不会进行,但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化发生变化.从外表上看,反应好象从外表上看,反应好象“停止停止”。
可逆反应的这种特殊状态就是我们今可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的天要研究的化学平衡状态化学平衡状态。
时间(时间(t)反反应应速速率率(正正)(逆逆)t1
(1)0t1:
v(正正)v(逆逆)
(2)t1:
v(正正)=v(逆逆)平衡状态平衡状态N2+3H22NH3催化剂催化剂高温高压高温高压vt图图二、化学平衡二、化学平衡1、概念:
、概念:
在外界条件不变的情况下,可逆反应进行到一定的程度时,v正=v逆,反应物和生成物的浓度不再发生变化,反应达到限度的状态,即化学平衡(状态)。
2、化学平衡的特征:
逆、等、动、定、变逆:
研究的对象是可逆反应。
动:
等:
v正正v逆逆定:
反应混合物各组分的浓度或质量保持一定。
变:
平衡状态下,条件改变时,平衡就会被破坏,并在新条件下建立新的平衡。
v正正0;
v逆逆0对于对于aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),若若a+bc+d,混合物总物质的量,混合气体总压,混合物总物质的量,混合气体总压,混合气体平均分子量保持不变混合气体平均分子量保持不变v正正v逆逆各组分的含量保持不变各组分的含量保持不变.如如:
各物质的物质的各物质的物质的量、各物质的物质的量浓度、体积分数、质量量、各物质的物质的量浓度、体积分数、质量分数、反应物的转化率。
分数、反应物的转化率。
-本质特征本质特征-外部特征外部特征若有颜色的气体参与或生成,颜色不再变化;
若有颜色的气体参与或生成,颜色不再变化;
若反应为放热或吸热反应,体系温度不变。
3、达到化学平衡的标志:
mA(g)+nB(g)pC(g)思考:
思考:
对于该反应,下面各情况下是否能判断为平衡对于该反应,下面各情况下是否能判断为平衡状态?
状态?
(1)体系中各组分的浓度不变)体系中各组分的浓度不变
(2)当)当m+n不等于不等于p时,体系总压强不变时,体系总压强不变(3)当)当m+n等于等于p时,体系总压强不变时,体系总压强不变(4)当)当A有颜色(有颜色(B、C都无色)时,体系的颜色和都无色)时,体系的颜色和深浅不变深浅不变例1.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21B.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、逆反应速率相等例2、一定条件下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是A、单位时间内生成nmolA2同时生成nmolABB、单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2C、单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2D、单位时间内生成nmolA2同时消耗nmolB2例3、一定条件下,反应N2+3H22NH3达到平衡的标志是A、一个NN键断裂的同时,有三个HH键形成B、一个NN键断裂的同时,有三个HH键断裂C、一个NN键断裂的同时,有六个NH键断裂D、一个NN键断裂的同时,有六个NH键形成课堂练习课堂练习1.可逆反应:
可逆反应:
2HI(g)H2(g)+I2(g)在恒容密闭在恒容密闭容器中进行反应,达到平衡状态的标志是容器中进行反应,达到平衡状态的标志是()A.混合气体的压强混合气体的压强B.反应物反应物HI的分解率的分解率C.混合气体的颜色混合气体的颜色D.混合气体的平均摩尔质量混合气体的平均摩尔质量BC2.在一定温度下,可逆反应:
在一定温度下,可逆反应:
A(g)+3B(g)2C(g)+D(s)在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是:
状态的标志是:
_。
a.C的生成速率与的生成速率与C的消耗速率相等的消耗速率相等b.单位时间内消耗单位时间内消耗3amolB,同时生成,同时生成2amolCc.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化d.反应物的转化率不再变化反应物的转化率不再变化e.混合气体的压强不再变化混合气体的压强不再变化f.(A)耗耗(B)耗耗(C)生生=132g.混合气体的密度不再变化混合气体的密度不再变化h.A、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1322a、c、d、e、g3.在一定温度下的恒容容器中在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不当下列物理量不再发生变化时再发生变化时,表明表明A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是已达平衡状态的是()A.混合气体的压强混合气体的压强B.混合气体的密度混合气体的密度C.B的物质的量浓度的物质的量浓度D.气体的总物质的量气体的总物质的量BC4.H2(g)+I2(g)2HI(g)已经达到平衡状态的标志已经达到平衡状态的标志是是_。
c(H2)=c(I2)=c(HI)时;
时;
c(H2)c(I2)c(HI)=112时;
c(H2)、c(I2)、c(HI)不再随时间而改不再随时间而改变;
变;
单位时间内生成单位时间内生成nmolH2的同时生成的同时生成2nmolHI;
单位时间内生成单位时间内生成nmolH2的同时生成的同时生成nmolI2;
反应速率反应速率(H2)=(I2)=1/2(HI);
一个一个HH键断裂的同时有两个键断裂的同时有两个HI键断裂;
键断裂;
温度和温度和体积一定时,容器内压强不再变化;
体积一定时,容器内压强不再变化;
温度和体积温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化;
一定时,混合气体的颜色不再变化;
条件一定,条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化混合气体的平均相对分子质量不再变化三、平衡移动三、平衡移动1、化学平衡状态的移动、化学平衡状态的移动
(1)图示图示v正正=v逆逆条件条件改变改变化学平衡化学平衡1平衡破坏平衡破坏v正正v逆逆一定时一定时间后间后v正正=v逆逆化学平衡化学平衡2破坏旧平衡破坏旧平衡建立新平衡建立新平衡平衡移动平衡移动三、平衡移动三、平衡移动1、化学平衡状态的移动、化学平衡状态的移动
(2)定义定义通过改变反应条件,而使平衡状态发生变化的现象,通过改变反应条件,而使平衡状态发生变化的现象,叫化学平衡状态的移动,简称平衡移动。
叫化学平衡状态的移动,简称平衡移动。
三、平衡移动三、平衡移动1、化学平衡状态的移动、化学平衡状态的移动(3)平衡移动方向平衡移动方向v正正=v逆逆条件条件改变改变化学平衡化学平衡v正正、v逆逆发生改变发生改变v正正v逆逆v正正v逆逆平衡向正反平衡向正反应方向移动应方向移动v正正P1),图形将如何改,图形将如何改变?
变?
HI%tP1P2注意注意:
对反应前后气态物质总体积无变化的可逆反应,对反应前后气态物质总体积无变化的可逆反应,压强改变对正、逆反应速率改变倍数相同,因此,平压强改变对正、逆反应速率改变倍数相同,因此,平衡不发生移动。
压强的不同只改变了反应达平衡的时衡不发生移动。
压强的不同只改变了反应达平衡的时间。
间。
向充有向充有N2、H2的反应器中加入氦气的反应器中加入氦气
(1)若为恒温、恒容,通入氦气后平衡如何移动若为恒温、恒容,通入氦气后平衡如何移动?
(2)若为恒温、恒压,通入氦气后平衡如何移动若为恒温、恒压,通入氦气后平衡如何移动?
不移动不移动逆向移动逆向移动练习练习1一定质量的混合气体在密闭容器中发生如下一定质量的混合气体在密闭容器中发生如下可逆反应:
xA(g)+yB(g)zC(g)。
达到平衡后,。
达到平衡后,测得测得A(g)的浓度为的浓度为0.5mol/L。
当在恒温下将密闭容器。
当在恒温下将密闭容器的容积扩大到原来的的容积扩大到原来的2倍,再达到平衡后,测得倍,再达到平衡后,测得A(g)的的浓度为浓度为0.3mol/L。
则下列叙述正确的是。
则下列叙述正确的是()A.平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动B.x+yzC.气体气体C的体积分数降低的体积分数降低D.反应物反应物B的转化率提高的转化率提高BC练习练习2在体积可变的密闭容器中,反应:
在体积可变的密闭容器中,反应:
mA(g)+nB(s)pC(g)达达到到平平衡衡后后,压压缩缩容容器器的的体体积积,发发现现A的的转转化化率率随随之之降降低低。
下下列列说说法法中中,正正确确的的是是()A.(m+n)必定小于必定小于pB.(m+n)必定大于必定大于pC.m必定小于必定小于pD.n必定大于必定大于pC练习练习3反应:
反应:
aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g),相同温,相同温度下,等量的度下,等量的A和和B在不同压强下反应达到平衡,试判在不同压强下反应达到平衡,试判断断P1和和P2、a+b和和c+d的大小关系的大小关系P1P2tD%P1P2tD%P1P2bP2b=c+da+bc+d练习练习4下列两幅图分别表示的是一个可逆反应达到平衡下列两幅图分别表示的是一个可逆反应达到平衡后增大压强时的情况后增大压强时的情况,有关判断正确的是:
有关判断正确的是:
A.图图
(1)研究的反应可能是研究的反应可能是4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)B.图图
(1)研究的反应可能是研究的反应可能是2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)C.图图
(2)研究的反应可能是研究的反应可能