内容正文:
第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
【学习任务一】温故知新,探索新知识
1、概念:在相同条件下,正反应方向和逆反应
同时进行的化学反应。
一、可逆反应
N2+3H2 2NH3
CO2+ H2O H2CO3
高温 高压
催化剂
2. 可逆反应的特点:
(1)相同条件,同时进行
(2)不能完全转化(即反应物与生成物共存)
某温度压强下的密闭容器中,
C(mol/L)
时间(min)
此条件下进行到什么时候到达这个反应的限度(正向进行最大程度)?
反应过程中正反应方向的速率和逆反应方向的速率如何变化,绘制出速率-时间图?
0 10 20 30 40 50 60 70
SO2 1 0.7 0.5 0.35 0.21 0.1 0.1 0.1
O2 0.5 0.35 0.25 0.18 0.11 0.05 0.05 0.05
SO3 0 0.3 0.5 0.65 0.79 0.9 0.9 0.9
化学平衡状态的建立
反应物
浓度 v正 生成物
浓度 v逆
开始时 ________ _____ ________ ________
进行中 ________ ____ ________ ________
平衡时 ________ ____ ________ ________
请根据上述图示填表:
最大
最大
0
0
减小
减小
增大
增大
不变
不变
不变
不变
人教版 化学选择性必修一
2. 化学平衡状态
在一定条件下的可逆反应体系中,当正、逆反应的速率相等时,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,这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、化学平衡状态的特征
(3)动:动态平衡(v(正)= v(逆) ≠0)
(2)等:v(正)= v(逆)
(4)定:反应混合物各组分的浓度保持不变。
(1)逆:可逆反应
(5)变:
注意:浓度保持一定,但不相等。
条件改变,平衡被破坏,发生移动。
6
3、化学平衡状态的判断标志
(1)等:v(正)= v(逆)
(2)定:各组分的含量保持不变。
(3)其他量变量不变则平衡
v正=v逆≠0
(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速率之比等于化学计量数之比。
①表示两个不同的方向。
(2)用不同种物质来表示反应速率时必须符合两方面
直接判断法
1.等
例如,一定条件下,可逆反应 N2+3H2 2NH3,对该可逆反应,表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示:
(1)单位时间内,消耗1molN2,同时1molN2生成
(2)单位时间内,消耗3molH2,同时有2molNH3反应掉
(3)1个 N≡N 断裂的同时,有6个N—H 键断裂
【针对训练】在体积固定的容器中,
对于O2(g)+2SO2(g) ⇌ 2SO3 (g),下列叙述为平衡状态标志的是:
①单位时间内生成a molO2,同时生成2a molSO2。
②单位时间内生成a molO2,同时生成2a molSO3。
③单位时间内断裂1molO=O键,同时形成1molO=O键。
④v(O2): v(SO3)=1:2
⑤v正(O2): v逆(SO2)=1:2
②③⑤
各组分的浓度保持不变
2.定
①各组分的物质的量或物质的量分数保持不变
②各气体体积分数保持不变
③各组分的质量或质量分数保持不变
④体系的颜色
⑤转化率不变
(注意不是相等,也不是成一定的比值)
还可从以下几个方面判断:(变量不变则平衡)
1、气体总物质的量不再改变。
2、气体平均分子量不再改变。
3、若为恒容体系,体系的压强不再改变。
4、若为恒容体系,混合气体的密度不再改变。
以 为例
催化剂
高温
2SO2 + O2 2SO3
在体积固定的容器中,对于反应N2(g)+3H2(g)⇌ 2NH3 (g)
下列叙述为平衡状态标志的是:___________________
A.N2、H2、NH3的物质的量浓度相等
B. NH3的质量保持不变
C. H2的物质的量百分数保持不变
D. 混合气体的总物质的量不变
E.若容器气体压强不变
F.混合气体的密度不变
BC DE
例
【练习】在一定温度下的恒容密闭容器中,下列叙述可以是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s) 达到平衡的标志(依据)的是
①C的生成速率与C的消耗速率相等
②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB
③A、B、C的浓度不再变化
④混合气体的物质的量不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的密度不再变化
(①③④⑤⑥)
【例5】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:
A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)
已达平衡状态的是 ( )(双选)
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.气体的平均相对分子质量 D.气体的总物质的量
BC
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