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人教版高中化学选修四第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡第1课时

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高中化学审核员

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           思 考与练 习

 在固定体积的的密闭容器中发生反应:在固定体积的的密闭容器中发生反应:

                             2NO2NO22              2NO  +  O              2NO  +  O22
 该反应达到平衡的标志是:该反应达到平衡的标志是:
(1)混合气体的颜色不再改变
(2)混合气体的平均相对分子质量不变
(3)混合气体的密度不变
(4)混合气体的压强不变

(5)单位时间内消耗2mol NO2的同时生成2molO2

(6)  O2气体的物质的量浓度不变
第三节  化学平衡
一定温度下,向100g水中逐渐加蔗糖,
  有何现象?

 开始,蔗糖溶解。        υ溶解>υ结晶

 后来,蔗糖不再溶解,

 剩有蔗糖晶体。υ溶解=υ结晶
       溶解
  固体        溶质的溶液
       结晶
       达到溶解平衡后,溶解与结晶没有停止,
只是速率相等。溶解平衡是一种动态平衡。
 1.可逆反应
  (1)定义
     在同一条件下,既能向正反应方向进行,
同时又能向逆反应方向进行的反应.
             正反应
    H   +   I           2HI  
      2   2            逆反应                                       
典型的可逆反应有:

                催化剂

        2SO2 + O2     高温           2SO3

                       催化剂
        N2  +  3H2        高温高压           2NH3
思考与交流 


l H2 燃烧生成水,水电解生成氢气和氧气,二次电池的

  放电与充电,CO2和H2O在植物体中通过光合作用合

  成糖与糖在人体内氧化生成CO2和H2O,他们是否属
  于“可逆反应” ? 由此可得出可逆反应有什么特征?
             点燃
    2H2+O2                         2H2O
             通电
                       放电
    Pb+ PbO2 + 2H2SO4                        2PbSO4 + 2H2O
                       充电

                    光合作用
         CO2+H2O                            糖
                    氧化作用
(2)特点:

    ①同时性

    ②同条件

    ③可逆性

     反应物不能完全转化为生成物,即可逆反应有
  一定的限度,反应物和生成物共存于同一体系中
  。
    ④普遍性
 实验事实探究        可逆反应达到限度时处于什么状态? 


表3:某温度和压强下的密闭容器中,反应2SO2+O2              2SO3中 
一、可逆反应与不可逆反应 
          在同一条件下,既能向正反应方向进
 行,同时又能向逆反应方向进行的反应,
 叫做可逆反应。
                高温、高压
        N2+3H2        2NH3
                 催化剂
     注意:可逆反应中的反应物不能完全转化,
 得到的是反应物与生成物的混合物。

  一定条件下,可逆反应转化到一定程度后
   就不再转化了,有一定的限度。
  C                     V

      C(SO3)

                              V正
                                    V正=V逆
      C(SO2)

                               V逆
    C(O2)
 0
            t1   t         0            t1         t
反应开始时,正反应速率______,最大     逆反应速率_______,最小
为_______;0 随着反应的进行,正反应速率逐渐_____,减小
逆反应速率逐渐_____.,增大   一段时间后正逆反应速率
______.相等
二、化学平衡状态

   一定条件下, 在可逆反应里, 正反应速率
 和逆反应速率相等, 反应物的浓度与生成物的
 浓度保持不变的状态,即反应进行到最大限度

 。 前提(适用范围):一定条件下,可逆反应。

   本质特征:
           同种物质  v正 =  v逆  

   外在标志:各物质的浓度保持不变。
二、化学平衡状态
 V
                           t3过后,含量不再改变,
                           说明体系达到平衡
       V
        正          ≠0
             V正=V逆

       V逆

    0            t1         t t1 t2  t3

    思考:当V正=V逆,达到化学平衡时,正逆
    反应速率为0吗?这时反应停止了吗?
    化学平衡是一种动态的平衡。
    条件改变,化学平衡状态会跟着改变。
                     V     V正
                                 V正=V逆  ≠0

                            V逆
 化学平衡状态的特征
                         0            t1         t
(1)逆:     研究的是可逆反应
(2)等:平衡时,v(正)=v(逆)≠0(本质)

(3)动:平衡时,反应仍在不断地进行,是动态平衡

(4 )定:            平衡时,各物质浓度保持一定,百分含量保
   持一定(是判断平衡状态的标志)

(5)变:条件改变,平衡被破坏,发生移动。
[思考]   如何理解V正=V逆  ?

同种物质,取正逆两个方向,若V正=V逆,则平衡

不同物质,取正逆两个方向,若V正:V逆=系数比,则平衡

例如:一定条件下,可逆反应N2+3H2                2NH3,

试判断下列反应历程中,V正和V逆是否相等,该反应是
否达到平衡状态.

(1)单位时间内,有1molN2反应掉,同时有1molN2生成

(2)单位时间内,有3molH2反应掉,同时有2molNH3反应掉

(3)单位时间内,有1molN2生成,同时有2molNH3生成
判断方法2、“定”,浓度一定,含量一定。
各物质的浓度不再变化,
各物质的质量或者物质的量不再变化,
各物质的百分含量不再变化,则已达到平衡状态。
 思考:平衡时,各物质的浓度不再改变。
            能否理解为各物质的浓度一定相等?X
            能否理解为各物质的浓度之比一定等于方程式
 中系数比?注意:①含量不变,不代表这些含量X               “相
         等”或“成比例”。②不能通过速率比等于
 思考:    N +3H          2NH
      2  系数比来判断平衡状态。2 3

          V(N2):V(H2):V(NH3)=1:3:2能说明已
 达到平衡状态吗?                     X
随堂练习

1.在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)           2C(g)
达到平衡的标志是( C   )。
A. A的生成速率与C消耗的速率相等                                                    
B. 单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolB
C. A、B、C的浓度不再变化     
D. A、B、C的速率之比为1:3:2
判断方法3、
当有颜色的物质参与反应时,如果颜色不再改变,则
已达到平衡。
如果体系温度不再改变,则已达到平衡。

2、一定温度下,2NO2(红棕色)         N2O4   (无色)
下列情况属于平衡状态的是(   C    )

       A.N2O4不再分解               

       B.v(NO2):v(N2O4)=2:1
       C.体系的颜色不再改变    

       D.NO2的浓度与N2O4的浓度之比2:1
几点说明:
(1)对于反应前后气体总系数不相等的可

逆反应(如N2 + 3H2        2NH3),
如果混合气体的总压强、总体积、总
物质的量、体系的密度(体积有变化
时)、混合气体的平均相对分子质量
不再改变,则说明已达到平衡状态。
(2)对于反应物全是气体,且反应前后气体

总系数相等的可逆反应,如H2+I2(g)       2HI ,

不能用混合气体的总压强、总体积、总物质
的量、密度、平均相对分子质量来判断平衡状
态。因为在此反应过程中,本来这些量都没有
发生变化。
3、在一定的温度下,一定体积的密闭容器中,

H2(g)+I2(g)           2HI(g)达到平衡的标志是:
A、混合气体密度不变                   B
B、混合气体颜色不变
C、混合气体压强不变     
D、混合气体总物质的量不变

若反应是2NO+O2      2NO2呢?    BCD
一定条件下, A(气)+3B(气)           2C(气)
①C的生成 速率与C的分解速率相等 
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB         X
③A、B、C的浓度不再变化
④A、B、C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
⑦单位时间内消耗1molA,同时生成 3molB
⑧A、B、C的反应速率之比为1:3:2             X
归纳:可逆反应达到化学平衡的判断

1、对同一物质而言:V正= V逆,则达平衡。
 不同物质,取正逆两个方向,若V正:V逆=系数比,
  则达到平衡。
2、各物质的浓度或物质的量、质量、体积分数、物
  质的量分数保持不变,则达平衡。
3、有颜色的物质参加时,颜色不再变化,则达平衡
  。
   当体系温度不变,则达平衡。

其它:有气体参加的前后总系数不同的可逆反应,
  总压强不变,总体积不变,总物质的量不变,密度不
  变(体积变化时),平均相对分子质量不变,则达平
  衡。
注意:有气体参加的反应,且前后总系数相同的则
  不一定达平衡。
 在一定温度下,一定体积的密闭容器中,当下列
物理量不再变化时,表明反应:

A(固)+ 2B(气)      C(气)+D(气)已达平衡的是
(A)混合气体的压强            BC
(B)混合气体的密度 
(C)B的物质的量浓度  
(D)气体总物质的量
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