2.3化 学 平 衡（课件）中职《化学 基础模块》同步教学（哈尔滨工程大学出版社）

第二章 化学反应及其规律 章节 CONTENTS 第一节　氧化还原反应 第二节　化学反应速率 第三节　化学平衡 本章小结 根据化学反应的特点，可将反应分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应等不同类型。 1892 年，德国物理学家奥斯特瓦尔德（图2-1）提出氧化还原反应是由电子得失引起的，他把得电子的过程叫作还原，把失电子的过程叫作氧化。 图2-1　奥斯特瓦尔德 第三节　化 学 平 衡 化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应的正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。 一、放热反应与吸热反应 按反应过程中热量的变化，通常把化学反应分为放热反应和吸热反应。 一、放热反应与吸热反应 反应过程中有热量放出的化学反应称为放热反应。常见的放热反应如燃烧与缓慢氧化反应、中和反应、金属与酸反应制取氢气的反应、生石灰和水的反应等。 反应过程中需要吸收热量的化学反应称为吸热反应。常见的吸热反应如氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应、用C和H2及CO还原金属氧化物的反应、某些加热分解反应、水解反应、电离反应等。 图2-3　放热反应和吸热反应过程中的能量变化 一、放热反应与吸热反应 在化学反应过程中放出或吸收的热量通常叫作反应热，用符号ΔH 表示，单位 为kJ/mol。放热反应ΔH<0，吸热反应ΔH>0。图2-3 所示为放热反应和吸热反应过程中的能量变化。 二、可逆反应与化学平衡 科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性，即正向反应和逆向反应能同时进行，只是可逆的程度不同。少部分的化学反应在一定条件下几乎能进行到底，这样的反应称为不可逆反应。例如，氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，而氯化钠和水不能反过来反应生成氢氧化钠和盐酸。 二、可逆反应与化学平衡 在同一条件下，大多数化学反应既能向正向进行又能向逆向进行，这类反应称 为可逆反应，如工业合成氨的反应： 通常将向右进行的反应称为正反应，将向左进行的反应称为逆反应。反应的可逆性在方程式中用可逆反应符号“ ”来表示。 二、可逆反应与化学平衡 化学平衡状态是化学反应在给定条件下所能达到或完成的最大程度，即该反应 进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率，即可逆反应 达到平衡时，某反应物转化的量（等于某反应物的起始浓度和平衡浓度的差）与该 反应物起始的量的比值的百分数，用式子表达为 三、化学平衡的移动 化学平衡只是可逆反应在一定条件下的一种暂时的、相对的稳定状态。如果影响平衡的条件发生变化，使得正、逆反应速率不再相等，反应的平衡状态就会遭到破坏，各物质的浓度就会发生变化，直到在新的条件下，反应又达到新的平衡。像这种因平衡状态被破坏而建立新的平衡的过程，叫作化学平衡的移动。 1. 浓度对化学平衡的影响 实验表明，在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆反应方向移动。 2. 压强对化学平衡的影响 对于有气体参加的化学平衡，改变反应系统中某组分气体的分压或系统总压，都会引起化学平衡的移动，具体体现在以下几个方面： （1）改变反应物或生成物的分压，相当于改变其浓度，移动方向的判断与改变浓度的判断相同。 （2）反应前后气体分子总数相等的反应，即Δn=0，系统总压力改变，对平衡无影响。反应前后气体分子总数不相等的反应，即Δn≠0，压缩体积、增大压强或增大体积、减小压强都会使平衡发生移动。 2. 压强对化学平衡的影响 当Δn>0，即生成物的分子总数大于反应物的分子总数时，增加压力，平衡向左移动；减小压力，平衡向右移动。反之，当Δn<0，即反应物的分子总数大于生成物的分子总数时，增加压力，平衡向右移动；减小压力，平衡向左移动。 （3）恒温、恒压条件下，向反应体系中引入惰性气体（不参加反应的气体）会造成各组分气体的分压减小，化学平衡将向气体分子总数增加的方向移动。 3. 温度对化学平衡的影响 在其他条件不变的情况下，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。综上所述，浓度、压强和温度在一定条件下都能影响化学平衡。关于这些因素对平衡移动方向的影响，1888 年，法国化学家勒夏特列（Le Chatelier）总结出了一条普遍适用的规律：若改变影响平衡的任意一个条件，平衡就向能减弱这种改变的方向移动。这就是勒夏特列原理。 勒夏特列（图2-4），法国化学家，他的一生有很多发现和发明，最主要的是发现了平