化学平衡的标志和判断.ppt
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1、化学平衡的标志和判断,2003年名师课堂辅导讲座高中部分,李华 高级教师,一、教学目的: 1、了解化学反应的可逆性,理解化学平衡的涵义。 2、掌握达到平衡的标志。 3、学会判断化学反应是否达到平衡。 4、掌握等效平衡的一些知识。,一、化学平衡的概念。 在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态。它的建立与反应途径无关,从正反应或逆反应开始都可以建立平衡状态。,二、达到平衡的标志: 1、逆:化学平衡研究的对象是可逆反应,可逆反应不能进行到底,即反应过程中反应物(生成物)不能全部转化为生成物(反应物)。 2、“动”达到平衡时,V正=V逆0
2、,即化学平衡是动态平衡,正反应和逆反应仍在继续进行。,3、等V正=V逆它的具体含义有两个方面,(1)用同一种物质来表示反应速率时,该物质的生成速率与消耗速率相等。即单位时间内生成与消耗某反应物(生成物)的量相等。,(2)用不同种物质来表示反应速率时速率不一定相等但必须符合两方面,(i)表示两个不同的方向。,(ii)速率之比=浓度的变化量之比=物质的量的变化量之比=化学方程式中相应的化学计量数之比。,例:下列说法中,可以证明反应N2+3H2 2NH3已达到平衡状态的是( ) A 1个NN键断裂的同时,有3个H-H键形成 B 1个NN键断裂的同时,有3个H-H键断裂 C 1个NN键断裂的同时,有6
3、个N-H键断裂 D 1个NN键断裂的同时,有6个N-H键形成,分析:A、NN断裂代表正反应速率,H-H键形成代表逆反应速率,且比值为1:2,正确。 B、NN断裂,H-H断裂都只代表逆反应速率,错误。 C、N-H键断裂代表逆反应速率,NN断裂代表正反应速率,且N2:NH3=1:2,正确 D、表示反应速率的方向一致,错误。 答案:A、C,4、定:因为V正=V逆0,所以同一瞬间,同一物质的生成量等于消耗量。总的结果是混合体系中各组成成分的物质的量、质量,物质的量浓度,各成分的百分含量(体积分数、质量分数),转化率,等不随时间变化而变化。或在反应过程中,某一直在变化的物理量,(如M、p、T等) 某一时
4、刻保持不变即达到了平衡。有气体参与的可逆反应: (1)从反应混合气体的平均相对分子质量M考虑,(I)若各物质均为气体 对于非等摩反应,如2SO2+O2 2SO3,M一定可做为平衡标志。 对于等摩反应,H2+Cl2=2HCl,M一定不能做为平衡标志。 (II)若有非气体参与,无论等摩非等摩反应,如C(s)+O2(g) CO2(g), CO2(g)+C(s) 2CO(g),M一定可标志达到平衡。,(2)从气体密度考虑 (I)当反应前后各成分均为气体时 恒容:总为恒值,不能做平衡标志。 恒压:等摩反应,总为恒值,不能作平 衡标志。 非等摩反应,为一定值时,可做 为平衡标志。,(II)当有非气体物质参
5、与时 恒容:为一定值时,可作平衡标志。 恒压:为一定值时,可作平衡标志。,(3)从体系内部压强考虑:因为恒容、恒温条件下,n(g)越大则压强p就越大,则无论各成份是否均为气体,只需考虑n(g)。,当n(g)=0,即等摩反应则p为恒值,不能作平衡标志。 n(g)0,则当p一定时,可做平衡标志。,(4)从体系内部温度考虑:当化学平衡尚未建立成平衡发生移动时,反应总要放出或吸收热量,若为绝热体系,当体系内温度一定时,则标志达到平衡。,练习1:可逆反应。2HI(g) H2(g)+I2(g)在密闭容器中进行,当下列4项中某项不取随时间变化时,才能说明反应已达平衡( ) A 容器内压强 B 平均相对分子质
6、量 C 各组分浓度 D 混合气体颜色,分析:该反应是一个气体体积不变的反应,在任何情况下,混合气体的质量、物质的量,平均相对分子质量保持不变,在恒容下,气体的密度保持不变;在恒温、恒容下,气体压强很难不变。反应混合物中只有I2(g)有颜色,混合气体的颜色不变,说明I2(g)的浓度不变,反应达到平衡。 答案:C D 注意:对于反应前后气体体积不变的反应,通常不能用物质的量、容器的压强,气体的密度平均相对分子质量等是否变化作为判断平衡状态的标志。,练习2:在一定条件下,反应2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)达到平衡状态的标志是( ) A 单位时间内生成2n molA,同时生成n molD
7、 B 容器内的压强不随时间而变化 C 单位时间内生成n molB,同时消耗1.5n molC D 容器内混合气体密度不随时间而变化,分析:A:生成A指逆反应方向,生成D指正反应方向 符合化学计量数比,A正确。 B:由于此反应为等摩反应,压强始终不变,所以此反应压强不能做为平衡的标志。 C:生成B的方向指逆反应方向,消耗C的方向也指逆反应方向,方向一致,C错误。 D:由于此反应物质皆为气体,且又是等摩反应,所以密度始终不变,此反应密度不能做为平衡的标志。 答案:A,练习3: 在一定条件下,化学反应N2+3H2 2NH3达到平衡,下列说法正确的是( ) A 容器内平均相对分子质量不随时间变化 B
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