内容正文:
第04讲 化学平衡状态 化学平衡常数
1.知道可逆反应概念,认识化学平衡状态的特征,理解化学平衡的判断方法。
2.认识化学平衡常数是表示反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义并能进行有关计算。
3.了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。
1.化学平衡状态的判断。
2.化学平衡常数的计算。
1.化学平衡状态的判断。
2.应用化学平衡常数进行计算。
氯气能与水反应,为何溶液中还存在Cl2分子?
一、可逆反应
概念
在相同条件下,既能向__________方向进行,同时又能向__________方向进行的反应
三特征
双向性
可逆反应分为方向相反的两个反应方向:__________反应方向和__________反应方向
双同性
正、逆反应是在__________条件下,__________进行
共存性
反应物与生成物__________ (反应物的转化率小于100%)
氨是合成氨厂的主要产品,是按一定比例混合的氢气和氮气在氨合成塔中催化剂的作用下加压合成制得。准确测定氨合成塔进出口气中的氨含量,对分析判断氨合成塔进出口气的气体组成及合成塔的工况具有重要意义,能为工艺生产提供重要的参考数据。
化学平衡状态的建立
在一定条件下,把N2、H2通入__________容积的密闭容器中,或把NH3通入__________容积的密闭容器中,平衡的建立过程如下:
图像
反应开始
N2、H2浓度最大,v(正) __________;NH3浓度为0,v(逆)=0
NH3最大,v(正) __________;N2、H2浓度为0,v(逆)=0
反应过程
N2与H2随着反应的进行,其浓度逐渐__________,v正逐渐__________,而c(NH3)逐渐增大,v逆逐渐增大
随着__________的分解,其浓度逐渐___________,v逆逐渐__________,而c(N2)、c(H2)逐渐增大,v正逐渐__________
达到平衡
t1时刻,v(正)=v(逆),混合物中各组分的浓度保持不变
t2时刻起,它们的浓度不再__________,v正=v逆,反应达到平衡
通过上述两例说明,平衡的建立与建立的途径__________。
二、化学平衡
1.概念
在一定条件下的__________反应体系中,当正、逆反应速率__________时,反应物和生成物的浓度均保持不变,即体系的组成不随时间而改变,表明该反应中物质的转化达到了“限度”,这时的状态称之为化学平衡状态,简称化学平衡。
2.化学平衡的建立
化学平衡
状态的建立
条件
①可逆反应;②封闭体系中;③一定的反应条件(温度、压强等)
途径
①可加入反应物,从正反应开始;②可加入生成物,从逆反应开始;③也可同时加入反应物和生成物,从正、逆向同时开始
绘制“反应速率-时间”图像,表示从正反应开始建立化学平衡状态的过程。
3.平衡特征
七大特征
化学平衡
逆(研究对象)
适用于__________反应
动(动态特征)
建立平衡后,正、逆反应仍在进行,属于__________平衡,可用__________法证明
等(平衡实质)
υ(正)=v(逆))≠0(正、逆反应速率相等,但不等于零)
定(平衡结果)
达平衡后,反应混合物中各组分的__________或__________不变(不可理解为相等)
移(平衡移动)
化学平衡其存在是有条件的、暂时的,浓度、温度、压强条件变化时平衡会发生相应移动
同(等效平衡)
外界条件同,同一可逆反应从不同方向(正向、逆向、双向)达到的平衡状态__________
恒(定量特征)
一定温度下,化学平衡常数保持__________
4.化学平衡状态的判断方法
(1)本质标志
正逆反应速率相等、各组分的量保持不变。
项目
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡
正反应速率逆反应速率关系
在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A
__________
在单位时间内消耗了n mol B的同时消耗了p mol C
__________
在单位时间内生成了n mol B的同时消耗了q mol D
__________
v正(A)∶v逆(B)=m∶n
__________
(2)等价标志
项目
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)[只有A为有色气体]
是否平衡
混合体系中
各组分的含量
各物质的物质的量或物质的量的分数一定
__________
各物质的质量或质量分数一定
__________
各气体的体积或体积分数一定
__________
总