
平衡条件
-王春颖
2023年2月16日发(作者:质数数列)一、化学平衡状态:
定义:在一定条件下,可逆反应中正反应速率与逆反应速率相等,反应混合物中各组成
成分的含量保持不变的状态,叫做化学平衡状态。
特点:“动、定、变”特点:
动:化学平衡是一种动态平衡v
(正)
=v
(逆)
。
定:条件不变时,各组分浓度保持不变。
变:条件改变时,化学平衡发生移动。
平衡建立:在一定条件下,正反应是从一定速率开始的,而逆反应是从零开始的,随时
间推移,正、逆反应速率相等,反应达到平衡。
①反应物与生成物处于动态平衡,V正=V逆
②反应物与生成物浓度保持一定,百分组成保持一定;(或说反
应物与生成物的含量保持一定)
③影响平衡的外界条件改变,平衡状态即被破坏,发生平衡移
动。
观察右图。讲解实验步骤如下:
(1)出示天平和装了
5
4
水的一个矿泉水瓶Ⅰ,等待静止平
衡,不动时称为平衡状态;
(2)一个空矿泉水瓶剪去上部,下部刺一个小孔;
(3)按图4所示向Ⅱ空瓶内不断倒水,使它出现与Ⅰ瓶水位等
高的状态,而且保持这一水位。告诉学生这时水位不变了,也可以称为平衡了。请思考Ⅰ与
Ⅱ两种平衡有何不同。
[学生得结论]Ⅰ为静态平衡,Ⅱ为动态平衡。
不可逆反应:在同一条件下,不能同时向两个方向进行的反应。
练习一:对于可逆反应2SO
2
+O
2
2SO
3
:下列那种情况达到了化学平衡状
态?
1、反应容器内,SO
2
、O
2
、SO
3
共存时的状态。
2、SO
2
的分解速率等于SO
3
的生成速率的状态。
3、单位时间内,每消耗2molSO
2
同时生成1molSO
2
。
4、单位时间内,每消耗1molSO
2
同时消耗2molSO
3
。
练习二:下列说法对不对,为什么?
1、可逆反应达到化学平衡时,反应停止了,所以各组分浓度不变了。
2、可逆反应达到化学平衡时,反应物浓度等于生成物浓度
3、可逆反应达到化学平衡时,即使改变温度条件,平衡状态也不会改变。
二、化学平衡及特征
1、定义
2、注意点(1)(2)
(3)
3、特征
4、标志(1)微观标志
(2)宏观标志
规律(1)(2)(3)
(4)(5)(6)
化学平衡的特征:
1.逆——只有可逆反应中,在一定条件下,才能建立化学平衡
2.等——正逆反应的速率相等
3.动——化学平衡是一个动态平衡(如溶解平衡相似)
4.定——平衡状态时反应混合物中各组分的浓度保持不变(平衡浓度不变)
5.变——当外界条件改变时(温度、浓度、压强),原化学平衡破坏,在新条件下建立新的
平衡。
6.无——化学平衡的建立与建立的途径无关。
[练习]
1、可逆反应和不可逆反应:
可逆反应:在同一条件下,能同时向正、逆两个方向进行的反应。如:
N
2
+3H
2
2NH
3
+QN
2
O
4
2NO
2
-Q
不可逆反应:在同一条件下,不能同时向两个方向进行的反应。可看成正、逆反应的“一
边倒”。
正、逆反应是相对的:
N
2
+3H
2
2NH
3
2NH
3
N
2
+3H
2
问:点燃氢气和氧气的混合物可剧烈地化合生成水,电解水时又可生成氢气和氧气,这
是不是一个可逆反应?为什么?
接问:可逆反应能否进行到底?(),因而对于任何一个可逆反应都存在一个反应进
行到什么程度的问题。
练习:
1.可以说明密闭容器中可逆反应P+QR+S在恒温下已达平衡的是()
A.容器内压强不随时间变化B.P和S生成速率相等
C.R和S的生成速率相等D.P、Q、R、S的物质的量相等
2.在1大气压390℃时,可逆反应:2NO
2
2NO+O
2
达到平衡,此时平衡混合气体的
密度是相同条件下H
2
密度的19.6倍,求NO
2
的分解率。
3.某温度,在一2L密闭容器中,A、B、C三种物质的物质的量随时间的变化曲线入图。
则;反应物是;生成物是;。T时刻表明
该反应的化学方程式为。(用A、B、C代表物质)
4.在密闭的容器中,存在下列平衡:
N
2
O
4
2NO
2
在温度不变的情况下,增加了N
2
O
4
的浓度,正化学反应速率将()
逆反应的化学反应速率将()
A、变大B、变小
C、不变D、不好比较
二、影响化学平衡的条件:
化学平衡状态是与外界条件有关的。外界某种条件改变时,使正、逆反应速率不等,平
衡混合物中各组成物质的百分含量(或浓度)也随之改变,原来的平衡被破坏直到建立新条
件下的另一种平衡状态。这种改变的过程,叫化学平衡的移动。
影响化学平衡的重要条件有:浓度、压强、温度。
(此部分教学采用ppt形式)
1、浓度对化学平衡的影响
实验:
FeCl
3
+3KSCNFe(SCN)
3
+3KCl
(血红色)
增大反应物的浓度(或减少生成物的浓度),可使平衡向正方向移动。
当可逆反应达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等。
(当增加反应物的浓度时,正反应的速率瞬间增大,使正反应速率大于逆反应速率,所以平
衡向正反应方向移动。在生产上,往往都是采用增加一种成本较低的反应物浓度来提高产
量。)
练习:
某温度下,在一容积固定的密闭容器中,反应2Ag+Bg2Cg
达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。在相同的温度下,对平
衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是
A均减半B均加倍
C均增加1molD均减少1mol
2、压强对化学平衡的影响
450℃时N
2
与H
2
反应生成NH
3
的实验数据。
N
2
(g)+3H
2
(g)2NH
3
(g)
压强(Mpa)
NH3/%2.09.216.435.553.669.4
500℃下NH
3
与O
2
反应生成NO的实验数据
4NH
3
(g)+5O
2
(g)4NO(g)+6H
2
O(g)
压强/Mpa51
NO/%8078.757.834.523.110.6
根据上述两个表格中的数据,
分析压强对化学平衡有什么样的影响?
结论:增大压强,会使平衡向着气体体积缩小的方向移动。减小压强,使平衡向体积增大的
方向移动。
下列可逆反应,若增大压强,化学平衡如何移动?颜色如何变化?
2HI(g)H
2
(g)+I
2
(g)
若可逆反应中反应前后体积不变,则改变压强对化学平衡没有影响。
固体物质和液态物质由于体积受压强变化不大,可以忽略不计。
练习:
1.在一定量的混合气体在密闭容器中发生如下反应:mA(g)+nB(g)pC(g)
达到平衡后,温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2,当达到新的平衡时,C的浓度为原
来的1.8倍,则下列说法正确的是()
A.m+n>pB.A的转化率降低
C.平衡向正反应方向移动D.C的体积分数增加
2.在一注射器内充入NO2N2O4的混合气。2NO2(g)N2O4(g)
(棕色)(无色)
推拉针筒活塞,针筒内气体颜色如何变化?
3、温度对化学平衡的影响
实验:温度对可逆反应化学平衡的影响
2NO2(g)N2O4(g)+Q
(棕色)(无色)
热水中:混合气体颜色加深,
冰水中:混合气体颜色变浅。
结论:
升高温度,平衡向吸热反应的方向移动;
降低温度,平衡向放热反应的方向移动。
思考:温度对化学平衡的影响能否用化学反应速率的角度给予分析。
练习:
在化学反应:2A+B2C
达到平衡时,若升高温,C的含量增加,则该反应的正反应是()
A、放热反应B、是吸热反应
C、没有显著的热量变化D、原化学平衡没有发生移动
4、催化剂对化学平衡的影响
催化剂能改变化学反应速率,并且正逆反应速率同时同等程度变化,因此化学平衡不会受到
影响。也就是说催化剂不能改变化学平衡。但是使用催化剂可以改变平衡达到的时间。
三、勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件(如温度、压强、浓度),平衡就向能够
减弱这种改变的方向移动。
应用勒夏特列原理时应注意:
1.是否真的改变了影响化学平衡的条件,例如改变固体或纯液体的物质的量,在定容定温
下充入惰性气体,不能改变化学平衡。
2.可逆反应是否存在有减弱这种改变的反应方向
化学平衡移动原理对所有的动态平衡都能适用,不仅对化学平衡,而且对电离平衡、溶解平
衡也适用,但是平衡移动原理也有其局限性,不能用它来判断建立新平衡所需要的时间,不
能分析建立平衡过程中各物质间的数量关系。
练习:
下列反应达到平衡时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
如果在其它条件不变时,分别改变下列条件:
(1)增加压强
(2)增大O2的浓度
(3)减少SO3的浓度
(4)升高温度
(5)使用催化剂,
将对化学平衡有什么影响?简要说明理由。