化學平衡的標志和特征

1、化學平衡狀態(tài)，就是在一定條件下可逆反應里，當正反應 速率與逆反應速率相等時，反應混合物中各組成成分的百分含量保持不變的狀態(tài)。,1、定義：,強調(diào)四點,條件：一定條件（溫度、濃度與壓強）,本質(zhì)：正反應速率=逆反應速率,現(xiàn)象：各組分百分含量(或質(zhì)量)、濃度（或體積分數(shù)）等保持不變,,對象：可逆反應,（一）化學平衡狀態(tài)的概念與特征,,,,正反應速率,逆反應速率,相等,“特征量一定，達到平衡”,2、化學平衡狀態(tài)的特征,(2)動：動態(tài)平衡（正逆反應

2、仍在進行）,(3)等：正反應速率=逆反應速率≠0,(4)定：反應混合物中各組分的濃度保持不變，各組分的百分含量一定.,(5)變：條件變化，化學平衡狀態(tài)將被破壞,直到在新的條件下建立新的平衡。,(1)逆：研究對象可逆反應。,同：條件相同，某一可逆反應無論是從正反應開始還是從逆反應開始，最終均可達到同一平衡狀態(tài)。,(對同一物質(zhì)而言),（各種物質(zhì)）,（等效平衡）,1.定義：在一定溫度下，當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物平衡濃度的冪之積與反

3、應物平衡濃度的冪之積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)稱是該反應的化學平衡常數(shù)(簡稱平衡常數(shù))，用符號K表示。 由于該常數(shù)是以濃度冪之積的比值表示，故又稱濃度平衡常數(shù)，用K表示。,(二)化學平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率,對于反應: mA (g)+nB(g) pC(g)+qD(g),2.數(shù)學表達式：,1)如果反應中有固體和純液體參加，它們的濃度不應寫在平衡關系式中，因為它們的濃度是固定不變的，化學平衡關系式中只包括氣態(tài)物質(zhì)和溶液中各溶質(zhì)的

4、濃度。 如:CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l),注意：書寫平衡常數(shù)關系式的規(guī)則,K=c(CO2),K=c(CO)/[c(CO2) ·c(H2)],再如: 稀溶液中進行的反應，如有水參加，水的濃度也不必寫在平衡關系式中，如：Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+,K=c(CrO42-)2c(H+)2/c(Cr2O72-),例

5、 N2 (g) + 3 H2 (g) 2NH3 (g) K1 = 1.60 ? 10 ?5 1/2N2 (g) + 3/2 H2 (g) NH3 (g) K2 = 3.87 ? 10 ?2  K1 ? K2 ， K1 = K22,2)同一化學反應，可以用不同的化學反應式來表示，用不同的化學反應方程式表示時，其對的平衡常數(shù)的表達式亦不同，但它們之間相

6、互關聯(lián)。,3)多重平衡規(guī)則：若干方程式相加(減)，則總反應的平衡常數(shù)等于分步平衡常數(shù)之乘積(商)例題: 2NO (g) + O2 (g) 2NO2 2NO2 (g) N2O4 2NO (g) +O2(g) N2O4 (g),(1)平衡常數(shù)K與溫度

7、有關，與濃度無關，由K隨溫度的變化可推斷正反應是吸熱反應還是放熱。 若正反應是吸熱反應,升高溫度,K 增大;若正反應是放熱反應,升高溫度,K 減少;,通過改變溫度，平衡常數(shù)大小的變化趨勢可以判斷上可逆反應的正方向是放熱反應.,3、影響平衡常數(shù)的因素及平衡常數(shù)的意義,(2)平衡常數(shù)K值的大小，可推斷反應進行的程度。 K 值越大，表示反應進行的程度越大，反應物的轉(zhuǎn)化率越大；K 值越小，表示反應進行的程度越小，反應物的轉(zhuǎn)化率越小。,

8、(3)反應的平衡常數(shù)與反應可能進行的程度。一般來說，反應的平衡常數(shù)K≥105，認為正反應進行得基本完全；K ≤10-5則認為這個反應的正反應很難進行(逆反應較完全）。,達到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關系，在計算中注意。,（2）生成物：平衡濃度=初始濃度+轉(zhuǎn)化濃度 生成物D: c平(D) = c0(D) +△c(D),（3）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們在化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比。△c(A):△c(D)=a:d,（1）

9、反應物：平衡濃度=初始濃度-轉(zhuǎn)化濃度； 反應物A: c平(A)=c0(A) - △c(A),4、有關化學平衡常數(shù)的計算,例：在某溫度下，將H2(g)和I2(g)各0.10mol混合物充入10L的密閉容器中，充分反應達到平衡時，測得c(H2)=0.0080mol/L，求：(1)反應的平衡常數(shù)(2)其它條件不變，充入的H2(g)和I2(g)各0.20mol,求達平衡時各物質(zhì)的平衡濃度。,方法：三段式答案：（1）H2

10、+I2 2HI K=0.25（2）0.016mol/L、0.016mol/L、0.008mol/L,用平衡常數(shù)來表示反應的限度有時不夠直觀，常用平衡轉(zhuǎn)化率α來表示反應限度。,5、轉(zhuǎn)化率與平衡轉(zhuǎn)化率（α）,轉(zhuǎn)化率α：反應進行的過程中已反應掉了的反應物占反應物總量的百分比。,注意：1、反應物A的平衡轉(zhuǎn)化率是該條件最大轉(zhuǎn)化率。2、反應物的轉(zhuǎn)化率可以用于表一個反應的進行程度。3、反應物的轉(zhuǎn)化率受外界條件（溫度和濃度）的

11、影響。4、當反應物以反應方程式前的計量數(shù)的比例加入時，該反應的各反應物的轉(zhuǎn)化率相等。,以xA+yB zC為例，化學平衡到達的標志有： VA·耗=VA·生 速率( V正=V逆) VA·耗:VC·耗=

12、x:z VA·耗:VB·生=x:y； 各物質(zhì)的百分含量保持不變。,1、直接的,,,(三）化學平衡狀態(tài)的標志：,比正逆,比前后,比K、Qc,“雙向同時，符合比例”。,間接反映出v正＝v逆的說法常常有： (1)單位時間內(nèi)某化學鍵斷裂的條數(shù)與單位時間內(nèi)生成該化學鍵(或另外的化學鍵)的條

13、數(shù)關系； (2)單位時間內(nèi)消耗某物質(zhì)的物質(zhì)的量與生成該物質(zhì)(或其他物質(zhì))的物質(zhì)的量關系； (3)給出在同一反應的同一時間內(nèi)用不同物質(zhì)表示的反應速率等等。,在某溫度下，某時刻反應是否達平衡，可用該時刻產(chǎn)物的濃度冪的之積與反應物濃度冪之積的比即濃度商Q與K比較大小來判斷。,,判斷某時刻反應是否達平衡及反應方向,Qc > k，,未達平衡，逆向進行,Qc = k,,達平衡，平衡不移動。,Qc< k,,

14、未達平衡，正向移動。,1)混合氣體的總壓、總體積、總物質(zhì)的量 不隨時間的改變而改變； 2)各物質(zhì)的濃度不隨時間的改變而改變； 3)各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時間改變而改變； 4)體系密度、溫度、平均相對分子質(zhì)量等,2、間接的,,化學平衡狀態(tài)的標志：,3、判斷化學平衡狀態(tài)的方法⑴,平衡,平衡,平衡,不一定平衡,4、判斷化學平衡狀態(tài)的方法⑵,平衡,平衡,不一定平衡,不一定平

15、衡,4、判斷化學平衡狀態(tài)的方法⑶,平衡,不一定平衡,平衡,不一定平衡,,,,4、判斷化學平衡狀態(tài)的方法⑷,不一定平衡,不一定平衡,一定平衡,平衡,利用“變量恒定，達到平衡” 判斷 選定反應中“變量”，即隨反應進行而變化的量，當變量不再變化時，反應已達平衡。常見的變量有：1、氣體的顏色；2、對于氣體體積變化的反應來說，恒壓反應時的體積、恒容反應時的壓強；3、對于反應體系中全部為氣體，且氣體物質(zhì)的量變化的反應來

16、說，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量；4、對于反應體系中不全部為氣體的反應來說，恒容時混合氣體的密度等等。即“變量恒定，達到平衡”。,【例1】能夠說明 N2 + 3H2 　 2NH3反應在恒容密閉容器中已達到平衡狀態(tài)的是 ：①容器內(nèi)N2、H2、NH3三者共存 ②容器內(nèi)N2、H2、NH3三者濃度相等③ 容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度比恰為1:3:2④t min內(nèi)生成1mol NH3同時消耗0.5mol N2⑤t min內(nèi)，

17、生成1mol N2同時消耗3mol H2⑥ 某時間內(nèi)斷裂3mol H-H鍵的同時，斷裂6mol N-H鍵⑦容器內(nèi)質(zhì)量不隨時間的變化而變化⑧容器內(nèi)壓強不隨時間的變化而變化⑨容器內(nèi)密度不再發(fā)生變化⑩容器內(nèi)的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生變化,⑤⑥⑧⑩,對于不同類型的可逆反應，某一物理量不變是否可作為平衡已到達的標志，取決于該物理量在平衡到達前（反應過程中）是否發(fā)生變化。若是則可；否則，不行。,注意,小結(jié)：化學平 衡的標志,① 正反應速率

18、等于逆反應速率② 各成分的百分含量保持不變 ③ 各物質(zhì)的濃度不變 ④ 各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率不變⑤ 對于氣體計量數(shù)和前后不相等的反應， 壓強保持不變,特征量一定，達到平衡,【練習１】 在一定溫度下,可逆反應A(氣)+3B(氣) 2C

19、(氣)達到平衡的標志是　　　　　　　　　　　　　?。ā　　。〢.　C的生成速率與C分解的速率相等 B.　單位時間內(nèi)生成nmolA,同時生成3nmolBC.　A、B、C的濃度不再變化 D.　A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2,AC,判斷可逆反應達到平衡狀態(tài)？,重要題型：,【練習2】 下列說法中可以充分說明反應: P(氣)

20、+Q(氣) R(氣)+S(氣) , 在恒溫下已達平衡狀態(tài)的是（　　　） 反應容器內(nèi)壓強不隨時間變化B.　P和S的生成速率相等C.　反應容器內(nèi)P、Q、R、S四者共存 D.　反應容器內(nèi)總物質(zhì)的量不隨時間而　　　 變化,B,【練習3】下列說法可以證明反應