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第三節(jié)化學(xué)平衡什么是飽和溶液?在一定溫度下,在一定量的溶劑里,不能再溶解某種溶質(zhì)的溶液,叫做這種溶質(zhì)的飽和溶液。飽和溶液中溶質(zhì)的溶解過(guò)程完全停止了嗎?開(kāi)始:溶解速率>結(jié)晶速率溶解速率=結(jié)晶速率到達(dá)溶解平衡,形成硫酸銅飽和溶液到達(dá)溶解平衡后,溶解與結(jié)晶沒(méi)有停止,只是速率相等。溶解平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡。溶解平衡的建立固體溶質(zhì)溶解結(jié)晶溶液中溶質(zhì)
1.可逆反響:相同條件下,同時(shí)向正、逆兩個(gè)反響方向進(jìn)行的反響。2.可逆反響的特征:
N2+3H22NH3高溫、高壓催化劑說(shuō)明:a.通常把從左向右進(jìn)行的反響叫正反響,把從右向左進(jìn)行的反響叫逆反響。b.在可逆反響的化學(xué)方程式中用“”一.化學(xué)平衡的研究對(duì)象——可逆反響a.正反響和逆反響的條件相同。同時(shí)進(jìn)行,同時(shí)存在。二.化學(xué)平衡狀態(tài)1.建立:在反響CO+H2OCO2+H2中,將0.01molCO和0.01molH2O(g)通入1L密閉容器中,反響一段時(shí)間后,各物質(zhì)濃度不變。c.能量類型的轉(zhuǎn)化互逆?!簿哂蟹错懴薅取砨.不能向一個(gè)方向完全進(jìn)行到底,反響物的轉(zhuǎn)化率不能到達(dá)100%,得到的總是反響物與生成物的混合物。1、反響剛開(kāi)始時(shí):反響物濃度————,正反響速率————生成物濃度為————,逆反響速率為——最大最大002、反響過(guò)程中:反響物濃度————,正反響速率,生成物濃度,逆反響速率。減小逐漸減小增大逐漸增大3、一定時(shí)間后,必然出現(xiàn):正反響速率=逆反響速率t1正反響速率逆反響速率v正=v逆速率時(shí)間反響仍在進(jìn)行,但是各物質(zhì)〔反響物和生成物〕的濃度均保持不變,到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡,這就是化學(xué)平衡狀態(tài)。在一定條件下的可逆反響里,正反響速率和逆反響速率相等,反響混合物中各組分的濃度〔或百分含量、質(zhì)量〕保持不變的狀態(tài)。2.定義:3.特征:①.逆:化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反響②.動(dòng):化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡,正、逆反響速率相等但不為0。③.等:化學(xué)平衡時(shí),v正=v逆>0④.定:反響混合物各組分的濃度保持一定⑤.變:化學(xué)平衡建立在一定條件下,條件改變時(shí),平衡就會(huì)被破壞,變?yōu)椴黄胶猓⒃谛聴l件下建立新的平衡4.標(biāo)志:正逆反響速率相等和反響混合物各組分濃度保持不變是判斷平衡的兩大主要標(biāo)志。
速率關(guān)系:含量關(guān)系:5.判斷依據(jù):①速率:v正=v逆〔即任何一種物質(zhì)的生成速率等于其消耗速率〕②各組分的含量〔質(zhì)量、濃度、物質(zhì)的量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)〕保持不變直接v正=v逆反響混合物各組分的濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、分子數(shù)之比保持不變。③混合氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不隨時(shí)間的延長(zhǎng)而改變(m+n≠p)④混合氣體的顏色、密度、平均摩爾質(zhì)量不隨時(shí)間的延長(zhǎng)而改變⑤某物質(zhì)的斷鍵速率與成鍵速率相等間接注意:某一可變物理量不再隨時(shí)間改變而改變即說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)。
mA(g)+nB(g)
pC(g)〔“變量不變”即達(dá)平衡〕特例判斷法:a、對(duì)反響前后氣體體積變化的可逆反響,即m+n≠p+q,混合氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量、平均摩爾質(zhì)量、平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變,那么可判斷反響已達(dá)平衡。b、對(duì)反響前后氣體體積不變的可逆反響,即m+n=p+q,那么不能以此判斷反響已達(dá)平衡。練習(xí)1.在一定溫度下,可逆反響:A(g)+3B(g)2C(g)到達(dá)平衡的標(biāo)志是〔〕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1:3:2AC小結(jié)1:不同物質(zhì)表示的反響速率必須與計(jì)量數(shù)成正比,反響方向必須對(duì)立。練習(xí)2.以下說(shuō)法中可以充分說(shuō)明反響:P(g)+Q(g)R(g)+S(g),在恒溫下已達(dá)平衡狀態(tài)的是〔〕A.反響容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B.P和S的生成速率相等C.反響容器內(nèi)P、Q、R、S四者共存D.反響容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變化B小結(jié)2.某一物理量不變是否可作為平衡已到達(dá)的依據(jù),取決于該物理量在平衡到達(dá)前是否發(fā)生變化。假設(shè)是那么可;否那么,不行。練習(xí)3.一定條件下,反響N2+3H22NH3到達(dá)平衡的標(biāo)志是:A、一個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有三個(gè)H-H鍵形成B、一個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有三個(gè)H-H鍵斷裂C、一個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有六個(gè)N-H鍵斷裂D、一個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有六個(gè)N-H鍵形成AC小結(jié)3:在判斷化學(xué)平衡時(shí),要注意化學(xué)鍵數(shù)與反響物質(zhì)的物質(zhì)的量之間的聯(lián)系,同時(shí)要注意成鍵、斷鍵與反響方向之間的關(guān)系。練習(xí)4.在一定溫度下,向aL密閉容器中參加1molX氣體和2molY氣體發(fā)生如下反響:X(g)+2Y(g)2Z(g〕,此反響到達(dá)平衡的標(biāo)志是:A、容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B、容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化C、容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1:2:2D、單位時(shí)間消耗0.1molX的同時(shí)生成0.2molZAB小結(jié)4.“各組分的濃度保持不變”不能理解是與方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。也不能理解是各組分濃度相等。練習(xí)5.在一定溫度下的恒容容器中,當(dāng)以下物理量不再發(fā)生變化時(shí),說(shuō)明A(S)+3B(g)2C(g)+D(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.混合氣體的壓強(qiáng)B.混合氣體的密度C.B的物質(zhì)的量濃度D.氣體的總物質(zhì)的量F.A、B、C、D的分子數(shù)之比為1:3:2:1BC練習(xí)6.在一定溫度下,以下表達(dá)是可逆反響A(g)+3B(g)2C(g)+2D(s)到達(dá)平衡的依據(jù)的是:①單位時(shí)間內(nèi)生成amolA,同時(shí)生成3amolB②單位時(shí)間內(nèi)消耗amolA,同時(shí)生成3amolB③混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化④混合氣體的物質(zhì)的量不再變化⑤A、B、C的濃度不再變化⑥A、B、C、D的分子數(shù)之比為1:3:2:2⑦容器內(nèi)的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化⑧容器內(nèi)氣體密度不再發(fā)生變化⑨容器內(nèi)A、B、C三者濃度相等②③④⑤⑧
1.〔上海高考題)可逆反響N2+3H22NH3的正、逆反響速率可用各種反響物或生成物濃度的變化來(lái)表示。以下各關(guān)系中能說(shuō)明反響已到達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)C2.在恒容密閉容器中進(jìn)行X2(g)+3Y2(g)2Z(g)的反響,其中X2、Y2、Z的起始濃度依次為0.1mol/L,0.3mol/L,0.2mol/L,當(dāng)反響到達(dá)平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度有可能是〔〕
A.Z=0.5mol/LB.Y2=0.5mol/LC.Z=0.4mol/LD.X2=0.2mol/LB作業(yè)布置:課本P32,第1、5題復(fù)習(xí)引入:1、影響化學(xué)反響速率的因素有哪些?如何影響?2、化學(xué)反響達(dá)平衡的標(biāo)志是什么?平衡特征?3、V正=V逆在外界條件的作用下能否被改變?哪些條件能改變?如何改變?4、濃度、溫度等外界條件的改變后,V正=V逆還一定成立嗎?5、當(dāng)V正≠V逆時(shí),化學(xué)反響還處于平衡狀態(tài)嗎?反響會(huì)如何進(jìn)行?三.影響化學(xué)平衡的條件以mA+nB=xC+yD為例,反應(yīng)前投入一定量的A、BV正>V逆一定時(shí)間正向移動(dòng)V正≠V逆V正=V逆條件改變一定時(shí)間開(kāi)始不平衡平衡1不平衡平衡2建立平衡建立新平衡破壞舊平衡V正=V逆可逆反響中舊化學(xué)平衡的破壞,新化學(xué)平衡的建立過(guò)程,稱為化學(xué)平衡的移動(dòng)?;瘜W(xué)平衡的移動(dòng)方向的速率判斷:⑴、假設(shè)外界條件變化引起v正>v逆:平衡向正反響方向移動(dòng)⑵、假設(shè)外界條件變化引起v正<v逆:平衡向逆反響方向移動(dòng)⑶、假設(shè)外界條件變化引起v正=v逆:舊平衡未被破壞,平衡不移動(dòng)化學(xué)平衡總往反響速率大的方向移動(dòng)濃度溫度壓強(qiáng)催化劑【思考】如何通過(guò)改變條件來(lái)打破舊平衡?可通過(guò)改變影響反響速率的條件來(lái)打破原有平衡,建立新平衡?!净貞洝坑绊懟瘜W(xué)反響速率的外界條件主要有哪些?化學(xué)反響速率1、濃度:現(xiàn)象分析:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+
橙色
黃色增大C(H+)橙色加深C(Cr2O72-)增大平衡逆向移動(dòng)平衡破壞減小c(H+)黃色加深C(CrO42-)增大平衡破壞平衡正向移動(dòng)結(jié)論:增大生成物的濃度平衡向逆反響方向移動(dòng)結(jié)論:減小生成物的濃度平衡向正反響方向移動(dòng)溶液橙色加深溶液黃色加深現(xiàn)象分析Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(紅色)增大c(Fe3+)增大c(SCN-)紅色加深C[Fe(SCN)3)增大平衡破壞平衡正向移動(dòng)結(jié)論:增大反響物的濃度平衡向正反響方向移動(dòng)減小c(Fe3+)紅色變淺C[Fe(SCN)3)減小平衡破壞平衡逆向移動(dòng)結(jié)論:減小反響物的濃度平衡向逆反響方向移動(dòng)Fe3++3OH-〓
Fe(OH)3↓紅色加深紅色加深有紅褐色沉淀生成,溶液紅色變淺實(shí)驗(yàn)探究(實(shí)驗(yàn)2-6)影響:在其他條件不變時(shí),增大反響物濃度或減小生成物的濃度,化學(xué)平衡向正反響方向移動(dòng);減小反響物濃度或增大生成物的濃度化學(xué)平衡向逆反響方向移動(dòng)。規(guī)律:P、T一定:C反↑或C生↓平衡右移。C反↓或C生↑平衡左移。這是為什么呢?注意:只考慮濃度可變的發(fā)生反響的物質(zhì)〔氣體或溶液〕增大反響物濃度vtV正V逆V’逆V’正>V’逆V’正平衡正向移動(dòng)V’正=V’逆減小生成物濃度V’正vtV逆V’逆V’正=V’逆平衡正向移動(dòng)V’正>V’逆V正增大生成物濃度V’逆vtV正V逆V’正V’正=V’逆平衡逆向移動(dòng)V’逆>V’正減小反響物濃度V’逆vtV逆V’正V’正=V’逆平衡逆向移動(dòng)V’逆>V’正V正速率-時(shí)間關(guān)系圖:由以上四圖可以得出結(jié)論:1、改變反響物濃度瞬間,只能改變正反響速率改變生成物濃度瞬間,只能改變逆反響速率2、改變濃度瞬間,假設(shè)v(正)>v(逆),平衡向正反響方向移動(dòng)假設(shè)v(逆)>v(正),平衡向逆反響方向移動(dòng)3、新舊平衡速率比較:增大濃度,新平衡速率大于舊平衡速率減小濃度,新平衡速率小于舊平衡速率練習(xí):可逆反響H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)在一定條件下到達(dá)平衡狀態(tài),改變以下條件,能否引起平衡移動(dòng)?CO的濃度有何變化?①增大水蒸氣濃度②參加更多的碳③增加H2濃度①平衡正向移動(dòng),CO濃度增大②平衡不移動(dòng),CO濃度不變③平衡逆向移動(dòng),CO濃度減小應(yīng)用:在工業(yè)生產(chǎn)中適當(dāng)增大廉價(jià)的反響物的濃度,使化學(xué)平衡向正反響方向移動(dòng),可以提高價(jià)格較高原料的轉(zhuǎn)化率,以降低生產(chǎn)本錢(qián)2SO2(g)+O2(g)SO3(g)的平衡體系中,為了提高SO2的利用率,可采用什么措施?催化劑2、壓強(qiáng):(2體積,紅棕色)(1體積,無(wú)色)A.加壓混和氣體顏色先深后淺;B.減壓混和氣體顏色先淺后深。現(xiàn)象:實(shí)驗(yàn)探究:2NO2
N2O4[討論]A:當(dāng)加壓氣體體積縮小時(shí),混和氣體顏色先變深是由于①
,后又逐漸變淺是由于②
;
B:當(dāng)減壓氣體體積增大時(shí),混和氣體顏色先變淺是由于①
,后又逐漸變深是由于②
。
NO2濃度增大
NO2濃度減小
平衡向正反響方向移動(dòng)平衡向逆反響方向移動(dòng)450℃時(shí)N2與H2反應(yīng)生成NH3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)N2(g)
+3H2(g)
2NH3
(g)
NH3%隨著壓強(qiáng)的增大而增大,即平衡向正反響的方向移動(dòng)。解釋:加壓→體積縮小→濃度增大→正反響速率增大逆反響速率增大→V正>V逆→平衡向正反響方向移動(dòng)。說(shuō)明:增大壓強(qiáng),正逆反響速率均增大,但增大倍數(shù)不一樣,平衡向著體積縮小的方向移動(dòng)。減小壓強(qiáng)反之。增大壓強(qiáng)V’正vtV正V逆V’逆V’正=V’逆結(jié)論:增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡向體積減小〔即氣體分子數(shù)減少〕、壓強(qiáng)減小的方向移動(dòng)。2NO2(氣)N2O4(氣)思考:改變壓強(qiáng)時(shí)對(duì)正、逆反響速率有怎么樣影響?減小壓強(qiáng)V’逆vtV正V逆V’正V’正=V’逆結(jié)論:減小壓強(qiáng),化學(xué)平衡向體積增大〔即氣體分子數(shù)增大〕、壓強(qiáng)增大的方向移動(dòng)。2NO2(氣)N2O4(氣)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響:aA(g)+bB(g)cC(g)速率-時(shí)間關(guān)系圖規(guī)律:對(duì)于反響前后氣體總物質(zhì)的量相等的可逆反響,改變壓強(qiáng)只改變化學(xué)反響速率,而對(duì)平衡無(wú)影響。0t1t2t3加壓對(duì)化學(xué)平衡的影響V正V正′=V逆′V逆V正′=V逆′V正V逆0t1t2t3減壓對(duì)化學(xué)平衡的影響對(duì)反響:H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g)如果改變壓強(qiáng),反響速率是否改變,平衡是否移動(dòng)?〔改變壓強(qiáng),正逆反響速率均改變,但改變倍數(shù)一樣,V’正=V’逆,平衡不移動(dòng)。)注意:2.壓強(qiáng)變化假設(shè)無(wú)反響物濃度的變化,化學(xué)反響速率不變,化學(xué)平衡不移動(dòng)。1.壓強(qiáng)適用于有氣體物質(zhì)參與的反響。練習(xí)1.N2+3H22NH3在一密閉容器中反響達(dá)平衡后,向容器中充入一定量的稀有氣體使容器內(nèi)的壓強(qiáng)增大,平衡是否移動(dòng)?壓強(qiáng):氣體系數(shù)大的速率大增大減、小的小增小減。練習(xí)2.增大壓強(qiáng),對(duì)已到達(dá)平衡的以下反響3X〔g〕+Y(g)2Z(g)+2Q〔s〕產(chǎn)生的影響是〔〕A.正反響速率增大,逆反響速率減小,平衡向正反響方向移動(dòng)B.正反響速率減小,逆反響速率增大,平衡向逆反響方向移動(dòng)C.正、逆反響速率都增大,平衡向正反響方向移動(dòng)D.正、逆反響速率都沒(méi)有變化,平衡不發(fā)生移動(dòng)C練習(xí)3.一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反響:mA(g)+nB(g)pC(g)到達(dá)平衡后,溫度不變,將氣體體積縮小到原來(lái)的1/2但到達(dá)平衡時(shí),C的濃度為原來(lái)的1.8倍,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A、m+n>pB、A的轉(zhuǎn)化率降低C、平衡向正反響方向移動(dòng)D、C的體積分?jǐn)?shù)增加(B)3.溫度:實(shí)驗(yàn)2-72NO2(g)N2O4(g)△H=-56.9kJ/mol(紅棕色)(無(wú)色)混合物受熱時(shí)顏色()混合物遇冷時(shí)顏色()現(xiàn)象分析:2NO2(氣)N2O4(氣)△H=-56.9kJ/mol(紅棕色)(無(wú)色)NO2濃度增大
NO2濃度減小
加深變淺平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)在其它條件不變的情況下:溫度升高,使化學(xué)平衡向著吸熱反響的方向移動(dòng);溫度降低,使化學(xué)平衡向著放熱反響的方向移動(dòng)。規(guī)律:〔T↑,移向吸熱方向。T↓,移向放熱方向?!硿囟龋何鼰岱较虼笤龃鬁p,放熱方向小增小減。溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響:速率-時(shí)間關(guān)系圖練習(xí)4.在高溫下,反響(正反響為吸熱反響〕要使混合氣體顏色加深,可采取的方法是:A、保持容積不變,參加HBr(g)B、降低溫度C、升高溫度D、保持容積不變,參加H2(g)(AC)2HBr(g)H2(g)+Br2(g)4.催化劑:①.同等程度的加快或減慢正、逆反響速率(V正=V逆);對(duì)化學(xué)平衡無(wú)影響。②.催化劑能縮短平衡到達(dá)的時(shí)間。參加正催化劑vtV正V逆V’正=V’逆參加負(fù)催化劑vtV正V逆V’正=V’逆練習(xí)5.如圖所示曲線表示一定條件下可逆反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g)+Q的反應(yīng)過(guò)程。若使a曲線變成b曲線,可采取的措施是()A、加入催化劑B、增大Y的濃度C、升高溫度D、減小體系的壓強(qiáng)E、增大體系的壓強(qiáng)baX的轉(zhuǎn)化率tAEVC反↑C反↓C生↑C生↓P↑P↓T↑T↓催化劑條件平衡移動(dòng)移動(dòng)結(jié)果總結(jié)填表,得出規(guī)律:↑↓↑↓↑↓↑↓→←←→C反↓C反↑C生↓C生↑n氣↓n氣↑P↓P↑吸熱方向放熱方向-------T↓T↑大大改變平衡移動(dòng)原理——勒夏特列原理對(duì)于已達(dá)平衡的可逆反響,如果改變影響平衡的一個(gè)條件,平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。注意:①是“減弱”這種改變,不是“消除”這種改變②只有一個(gè)條件改變,才能應(yīng)用〔多個(gè)條件改變就要具體問(wèn)題具體分析〕③勒沙特列原理適用于任何動(dòng)態(tài)平衡體系〔如:溶解平衡、電離平衡等〕,未平衡狀態(tài)不能用此來(lái)分析“改變”→“減弱這種改變”解化學(xué)平衡圖像題的技巧
1、弄清橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的意義。2、弄清圖像上點(diǎn)的意義,特別是一些特殊點(diǎn)(如與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)、幾條曲線的交叉點(diǎn))的意義。3、弄清圖像所示的增、減性。4、弄清圖像斜率的大小。
5、看是否需要輔助線。一、速率-時(shí)間圖象〔V-t圖象〕例1.判斷以下圖象中時(shí)間t2時(shí)可能發(fā)生了哪一種變化?分析平衡移動(dòng)情況。
(A)(B)(C)(A)到達(dá)平衡后,假設(shè)使用催化劑,C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大(B)平衡后,假設(shè)升高溫度,那么平衡向逆反響方向移動(dòng)(C)平衡后,增大A的量,有利于平衡正向移動(dòng)(D)化學(xué)方程式中一定有n>p+q例2.可逆反響mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g)。反響中,當(dāng)其它條件不變時(shí),C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溫度〔T〕和壓強(qiáng)〔P〕的關(guān)系如上圖,根據(jù)圖中曲線分析,判斷以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是〔〕B二.轉(zhuǎn)化率〔或產(chǎn)率、百分含量等〕-時(shí)間圖象可采取的措施是〔〕A、參加催化劑B、增大Y的濃度C、降低溫度D、增大體系壓強(qiáng)A練習(xí)3.圖中a曲線表示一定條件下的可逆反響:X〔g〕+Y〔g〕2Z〔g〕+W〔g);△H=QkJ/mol的反響過(guò)程。假設(shè)使a曲線變?yōu)閎曲線,練習(xí)4.在可逆反響mA(g)+nB(g)pC(g);△H<0中m、n、p為系數(shù),且m+n>p。分析以下各圖,在平衡體系中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溫度t℃、壓強(qiáng)P關(guān)系正確的選項(xiàng)是〔〕三.百分含量〔轉(zhuǎn)化率或產(chǎn)率〕--壓強(qiáng)〔或溫度〕圖象B例1.如下圖,反響:X〔氣〕+3Y〔氣〕2Z〔氣〕;△H<0。在不同溫度、不同壓強(qiáng)〔P1>P2〕下到達(dá)平衡時(shí),混合氣體中Z的百分含量隨溫度變化的曲線應(yīng)為〔〕C例2.mA(s)+nB(g)qC(g);ΔH<0的可逆反響,在一定溫度下的密閉容器中進(jìn)行,平衡時(shí)B的體積分?jǐn)?shù)V(B)%與壓強(qiáng)(P)關(guān)系如以下圖所示,以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A、m+n<q B、n>qC、X點(diǎn)時(shí)的狀態(tài),V正>V逆D、X點(diǎn)比Y點(diǎn)混和物的正反響速率慢B、C例3.溫度一定,壓強(qiáng)分別為P1和P2時(shí),反響體系X(s)+2Y(g)=nZ(g)中反響物Y的轉(zhuǎn)化率與時(shí)間的關(guān)系如圖2-27所示,由此可知()。A、P1>p2,n>2B、P1>P2,n<2C、P1<P2,n<2D、P1<P2,n>3A例4:可逆反響:aX(s)+bY(g)cZ(g)+dW(g)到達(dá)平衡,混合物中Y的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)〔P〕與溫度T〔T2>T1〕的變化關(guān)系如圖示。1、當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí),升高溫度,Y的體積分?jǐn)?shù)變,平衡向方向移動(dòng),那么正反響是熱反響。2、當(dāng)溫度不變時(shí),增大壓強(qiáng),Y的體積分?jǐn)?shù)變————,平衡向————方向移動(dòng),那么化學(xué)方程式中左右兩邊的系數(shù)大小關(guān)系是————————。Y的體積分?jǐn)?shù)壓強(qiáng)T1T2小正反響吸大逆反響b<(c+d)化學(xué)平衡常數(shù)的推導(dǎo)I2(g)+H2(g)2HI(g)48.3848.6149.5448.482c(HI)c(H2)·c(I2)
48.7148.81在457.6℃時(shí)的可逆反響化學(xué)平衡常數(shù)平均值48.74其它平衡體系的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,都有類似的關(guān)系。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出:(1)某溫度下時(shí),為常數(shù),2c(HI)c(H2)·c(I2)(2)該常數(shù)與反響的起始濃度無(wú)關(guān);(3)該常數(shù)與正向還是逆向建立平衡無(wú)關(guān),即與平衡建立的途徑無(wú)關(guān)。假設(shè)用K表示,K平均=48.741.定義:2.符號(hào):K一定溫度下,可逆反響處于平衡狀態(tài)時(shí),生成物濃度的系數(shù)次方的乘積與反響物濃度系數(shù)次方的乘積之比為一常數(shù)。當(dāng)濃度的單位為
mol·L-1,
標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)不寫(xiě)單位。
三.化學(xué)平衡常數(shù)3.表達(dá)式:對(duì)于可逆反響:aA+bBcC+dD在一定溫度下到達(dá)平衡時(shí),體系中各物質(zhì)的濃度間有如下關(guān)系其中c為各組分的平衡濃度,溫度一定,K為定值。即化學(xué)平衡常數(shù)只與T有關(guān),而與C反或C生無(wú)關(guān)。4.意義:化學(xué)平衡常數(shù)值的大小是可逆反響進(jìn)行程度的標(biāo)志。表示在一定溫度下,可逆反響到達(dá)平衡時(shí)該反響進(jìn)行的程度〔反響的限度〕。①.K值越大,說(shuō)明平衡時(shí)C生越大,C反越小,反響程度越大,a轉(zhuǎn)也越大;反之那么轉(zhuǎn)化率越低。②.K值與濃度無(wú)關(guān),隨溫度變化而變化?;瘜W(xué)平衡常數(shù)是一定溫度下一個(gè)反響本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量表達(dá)。5.注意:②固體和純液體的濃度一般規(guī)定為常數(shù)1,不能寫(xiě)在表示式中。一定溫度下如:一定溫度下Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+Fe3O4(s)+4H2(g)高溫3Fe(s)+4H2O(g)但:①在表示式中,c為各組分的平衡濃度,指數(shù)為化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)。③.表達(dá)式與方程式的書(shū)寫(xiě)有關(guān)。K1=1/K2=K32某溫度下化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反響的平衡常數(shù)。假設(shè)反響方向改變,那么平衡常數(shù)改變。假設(shè)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小,盡管是同一個(gè)反響,平衡常數(shù)也會(huì)改變。N2+3H22NH32NH3N2+3H21/2N2+3/2H2NH3④.判斷是否平衡。如某溫度下,可逆反響mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡常數(shù)為K,假設(shè)某時(shí)刻時(shí),反響物和生成物的濃度關(guān)系如下:Q<K,V正>V逆,反響向正方向進(jìn)行Q=K,V正=V逆,反響處于平衡狀態(tài)Q>K,V正<V逆,反響向逆方向進(jìn)行那么:濃度商〔任意時(shí)刻〕:⑤.推斷正反響是吸熱反響還是放熱。2NO(g)+O2(g)N2O4(g)例1:2NO(g)+O2(g)2NO2
K12NO2(g)N2O4
K2
K=K1K2
例2:C(s)+CO2(g)2CO(g)KC(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2=K1/K2小知識(shí):假設(shè)干方程式相加(減),那么總反響的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)。假設(shè)正反響吸熱,T↑,K↑;假設(shè)正反響放熱,T↑,K↓。假設(shè)升溫,K增加,假設(shè)升溫,K減小,例題:不同溫度時(shí),反應(yīng):H2(g)+I2(g)
2HI(g),的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下:△通過(guò)改變溫度,平衡常數(shù)大小的變化趨勢(shì)可以判斷上面可逆反響的正方向:ΔH____0<該反響正方向?yàn)開(kāi)___反響。該反響正方向?yàn)開(kāi)___反響。ΔH___0ΔH___0吸熱>放熱<練習(xí):推斷正反響是吸熱反響還是放熱反響。⑥判斷反響進(jìn)行的程度;K值越大,說(shuō)明平衡體系中生成物所占的比例越大,正反響方向進(jìn)行的程度越大,反響物轉(zhuǎn)化率也越大。一般來(lái)說(shuō),反響的平衡常數(shù)K>105,認(rèn)為正反響進(jìn)行得較完全;說(shuō)明:平衡常數(shù)數(shù)值大,并不代表此溫度下反響速率快,也不代表常溫下很容易發(fā)生。練習(xí):在某溫度下,將H2(g)和I2(g)各0.1mol混合物充入10L的密閉容器中,充分反響到達(dá)平衡時(shí),測(cè)得c(H2)=0.0080mol/L,求:(1)反響的平衡常數(shù)(2)其它條件不變,充入的H2(g)和I2(g)各0.2mol,求達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度。起始C(mol/L)210平衡C(mol/L)0.80.41.2
例:2SO2+O22SO32SO2+O2
2SO30020.80.41.2以上兩個(gè)平衡,有什么異同?四.等效平衡在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓),同一可逆反響,無(wú)論經(jīng)過(guò)何種途徑(即從正反響、逆反響或從正、逆反響同時(shí)開(kāi)始),到達(dá)化學(xué)平衡時(shí),同種物質(zhì)的百分含量(體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù))相同,這樣的化學(xué)平衡稱為等效平衡。等效平衡如何理解“等效平衡”?從不同的起始狀態(tài)到達(dá)了相同效果的平衡狀態(tài)。?相同效果指的是什么??到達(dá)平衡時(shí),反響混合物中各組成成分的百分含量〔體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)〕相等。等效:1.完全等效:平衡后,各物質(zhì)的“量”相等。2.相似等效:平衡后,各物質(zhì)“量”不相等,百分含量相等。完全等效:各反響過(guò)程通過(guò)化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù),換算成同一邊物質(zhì)〔反響物一邊或生成物一邊〕,如果相同反響物或生成物的物質(zhì)的量相等,那么是完全等效的平衡。練習(xí):在一個(gè)1L的密閉容器中,參加2molA和1molB,發(fā)生下述反響:
到達(dá)平衡時(shí),C的濃度為1.2mol/L。維持容器的體積和溫度不變,按以下配比作為起始物質(zhì),到達(dá)平衡后,C的濃度仍為1.2mol/L的是A、0.3molC+0.1molDB、1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molDC、3molC+1molD+1molBD、4molA+2molBB
練習(xí):有一個(gè)固定體積的密閉容器中,加入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng),2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為Wmol/L,若維持容器體積和溫度不變,按下列四種方法改變起始物質(zhì),達(dá)平衡時(shí)C的濃度仍為Wmol/L的是()
A.4molA+2molBB.2molA+1molB+3molC+1molDC.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molDE、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
DE探究一恒溫恒容條件下等效平衡的條件也就是△n(g)=0的可逆反響1、反響前后氣體分子數(shù)不發(fā)生變化的可逆反響1molH21molI2開(kāi)始恒溫恒容H2a%I2b%HI
c%平衡狀態(tài)2molH2
2molI2
H2(g)+I2(g)
2HI(g)
1molH2
1molI2
1molH2
1molI2
H2a%I2b%HI
c%平衡狀態(tài)H2a%I2b%HI
c%平衡狀態(tài)H2a%I2b%HI
c%平衡狀態(tài)?反響前后氣體體積不變的可逆反響按等比加料形成等效平衡1、反響前后氣體計(jì)量數(shù)之和相等〔△n(g)=0〕的可逆反響的等效平衡的條件相同物質(zhì)的起始物質(zhì)的量之比相等。把不同的起始狀態(tài),通過(guò)化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù),換算成同一邊物質(zhì)〔反響物一邊或生成物一邊〕,如果各反響物或生成物的________________相等,那么是等效平衡。判斷方法物質(zhì)的量之比2a00.5例題1在一個(gè)體積固定的密閉容器中,保持一定溫度,進(jìn)行如下反響:H2〔g〕+Br2〔g〕2HBr〔g〕;參加1molH2和2molBr2時(shí),到達(dá)平衡后生成amolHBr〔見(jiàn)下表項(xiàng)〕。在相同條件下,且保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)不變。填寫(xiě)表中空白:恒溫恒容在固定體積的密閉容器內(nèi),參加2molA、1molB,發(fā)生反響:A(g)+B(g)2C(g),到達(dá)平衡時(shí),C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為W%。在相同(T、V)條件下,按以下情況充入物質(zhì)到達(dá)平衡時(shí)C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍為W%的是()A.2molCB.3molCC.4molA、2molBD.1molA、2molCCD應(yīng)用一探究二恒溫恒容條件下等效平衡的條件2、反響前后氣體體積發(fā)生變化的可逆反響也就是△n(g)≠0的可逆反響2SO2+O2
2SO3
2molSO2
1molO2開(kāi)始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)2molSO2
1molO22molSO2
1molO2SO2a%O2b%SO3c%2、恒溫恒容下,SO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%加壓△n(g)≠0等比加料建立不等效平衡4molSO2
2molO2開(kāi)始SO2<a%O2<b%SO3>c%平衡狀態(tài)探究二相同物質(zhì)的起始物質(zhì)的量相等?!驳攘考恿稀嘲巡煌钠鹗紶顟B(tài),通過(guò)化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù),
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