6.2化学平衡
初中化学化学平衡知识点重点归纳
初中化学化学平衡知识点重点归纳化学平衡知识点重点归纳化学平衡是化学反应中达到动态平衡时所处的状态。
在平衡状态下,反应物与生成物的浓度相对稳定,反应速率前后相等。
了解化学平衡是理解化学反应的基础,下面将对初中化学平衡的知识点进行重点归纳。
一、化学平衡的基本概念化学平衡是指在封闭系统中,化学反应的反应物与生成物的浓度达到一定比例之后,反应物与生成物之间几乎不再发生可观察到的变化的状态。
在化学平衡中,反应物与生成物的浓度若发生改变,反应速率会发生变化,使得反应物与生成物浓度重新达到比例关系。
二、平衡常数和化学平衡表达式平衡常数是描述化学平衡的数值,用K表示。
对于平衡反应aA + bB ⇌ cC + dD,平衡常数K的表达式为K = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b,方括号内的字母表示物质浓度。
平衡常数可以用来判断反应的偏向性,当K>1时,反应偏向生成物方向;当K<1时,反应偏向反应物方向;当K=1时,反应物与生成物的浓度相等。
三、平衡和浓度的关系根据化学平衡的定义,平衡状态下反应物与生成物的浓度保持相对稳定。
浓度变化与平衡常数K之间存在一定关系。
当浓度变化时,平衡常数K不变,但平衡方向会发生改变,使得浓度重新达到平衡状态。
当增加某一物质浓度时,平衡会偏向消耗该物质的反应方向;当减少某一物质浓度时,平衡会偏向生成该物质的反应方向。
四、平衡和压力的关系在某些反应中,气体来自于反应物和生成物之间的摩尔比例。
在一个封闭的容器中,改变气体的压强会对平衡产生影响。
如果增加压强,平衡会偏向生成摩尔数少的气体的反应方向,以减少压强;如果减小压强,平衡会偏向生成摩尔数多的气体的反应方向,以增加压强。
五、Le Chatelier原理Le Chatelier原理是描述平衡受到外界影响时的行为规律。
根据该原理,当平衡系统遇到外界扰动时,系统会偏离原来的平衡状态,但系统会通过改变反应方向,以及增加或减少反应物与生成物的浓度以恢复平衡。
高中化学知识点—化学平衡
高中化学知识点—化学平衡在高中化学的学习中,“化学平衡”是一个非常重要的概念。
它贯穿于化学反应原理的多个方面,对于理解化学反应的进行程度、反应条件的影响以及化学工业生产中的优化等都具有关键意义。
首先,咱们来聊聊什么是化学平衡。
想象一下,在一个封闭的容器里,进行着一个化学反应。
一开始,反应物的浓度很高,生成物的浓度很低,反应朝着生成生成物的方向快速进行。
但随着时间的推移,反应物不断减少,生成物不断增多,到了某个时刻,反应达到了一种特殊的状态:反应物生成生成物的速率和生成物重新变回反应物的速率变得相等。
这个时候,体系中各物质的浓度不再发生明显的变化,就好像反应“停止”了一样,但实际上反应并没有停止,而是正反应和逆反应仍在持续进行,只是速率相等,这就是化学平衡状态。
化学平衡具有一些显著的特征。
其中一个重要的特征就是“动”,虽然各物质的浓度不再改变,但正逆反应一直在进行,动态平衡是化学平衡的本质。
还有“等”,也就是正反应速率等于逆反应速率。
“定”也是关键,达到平衡时,各组分的浓度保持恒定。
以及“变”,如果改变影响平衡的条件,比如温度、压强、浓度等,平衡就会发生移动,重新建立新的平衡。
那化学平衡的判断依据是什么呢?这得从几个方面来看。
如果对于同一种物质,它的生成速率和消耗速率相等,那基本可以判断达到了平衡。
对于不同物质,它们的反应速率之比等于化学计量数之比,并且方向相反,也能说明达到了平衡。
再看体系中各物质的浓度,如果不再发生变化,那也是平衡的标志之一。
另外,对于有气体参与的反应,如果体系的压强不再改变,或者气体的平均相对分子质量不再变化,也可能意味着达到了平衡。
接下来,咱们说一说影响化学平衡的因素。
温度就是一个很重要的因素。
对于吸热反应,升高温度会使平衡向正反应方向移动;对于放热反应,升高温度则会让平衡向逆反应方向移动。
压强也有影响,对于有气体参与且反应前后气体分子数发生变化的反应,增大压强会使平衡向气体分子数减小的方向移动。
沪科版化学高一下册-6.2.1 化学平衡 课件 优秀课件PPT
概念ひ正=ひ逆 ≠ 0
标志 是反应混合物中各组分的浓度、 质量、物质的量、质量百分数等保持不变
3、化学平衡的特征 (1) 逆—— 可逆反应
(2) 等—— ひ正=ひ逆 ≠ 0
平衡
当 m + n = p + q 时,总压力一定 不一定
(反应容器体积固定)
平衡
混合 气
体的 平
均式 量(M)
当 m + n≠ p + q 时,M一定 平衡 不一定
当 m + n = p + q 时,M一定 平衡
判断方法⑷
项
注意化学反应的特点
目
(反应容器体积固定)
C(s)+CO2(g) 2CO(g) (气体ρ一定)
2. B. 1个N≡ N断裂的同时,有3个H - N键断裂。
3. C. 1个N≡ N断裂的同时,有6个H - N键断裂。
4. D. 1个N≡ N键断裂的同时,有6个H - N键形成
例2:在一定温度下,可逆反应:
A2(气)+B2(气)
2AB(气)达到平衡的标志是 AC
(A) A2、B2、AB的浓度不再变化
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化学化学平衡的概念与应用
化学化学平衡的概念与应用化学平衡的概念与应用化学平衡是化学反应过程中,反应物转化为生成物的速度与生成物转化为反应物的速度相等的状态。
在平衡态下,化学反应虽然仍然进行,但是反应物和生成物的浓度或者压强保持不变。
化学平衡的概念对于理解和掌握化学反应的性质和规律具有重要意义。
本教案将介绍化学平衡的概念、平衡常数以及化学平衡的应用场景。
一、化学平衡的概念在化学反应中,当反应物转化为生成物的速度与生成物转化为反应物的速度相等时,称为化学平衡。
这意味着在达到平衡态后,反应物和生成物的浓度或者压强保持不变。
二、平衡常数平衡常数是描述化学平衡状态的指标。
对于一个化学反应aA + bB⇌ cC + dD,平衡常数K的表达式为K = [C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b,其中[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应物A、B和生成物C、D的浓度。
平衡常数与反应物浓度的关系:1. 当K > 1时,反应物浓度较低,生成物的浓度较高,反应向右进行。
2. 当K < 1时,反应物浓度较高,生成物浓度较低,反应向左进行。
3. 当K = 1时,反应物和生成物浓度相对稳定,反应处于动态平衡状态。
三、化学平衡的应用场景1. 酸碱中和反应:酸碱中和反应是一种常见的化学平衡反应。
在酸碱中和反应中,酸和碱反应生成盐和水。
例如,HCl + NaOH ⇌ NaCl + H2O。
通过调整反应物的浓度,可以控制反应向右或向左进行,从而实现中和反应的调节。
2. 溶解度平衡:某些化合物在水中的溶解度是一定的,这种溶解度平衡也是一种化学平衡。
例如,CaCO3在水中的溶解度表达式为CaCO3(s) ⇌ Ca2+(aq) + CO32-(aq)。
在平衡状态下,溶解度积Ksp = [Ca2+][CO32-],可用来计算溶解度和反应物浓度之间的关系。
3. 气相平衡:气相反应中,反应物和生成物分子不断碰撞,达到一种动态平衡状态。
例如,N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)。
第6章 化学平衡
种物质的量及浓度的关系,以指导工业生产,此即研究
化学平衡的主要目的。
6.1 化学平衡与平衡常数
一、化学反应的可逆性
在一定温度下,一个化学反应既可以按照方程 式从左到右进行,也可以从右到左进行,这就是 化学反应的可逆性。例如
CO(g) + H2O (g) N2O4(g)
CO2(g)+H2(g) 2NO2
K
1 Kp p
Δn
697752.45Pa =6.98 5 110 Pa
6.2 标准平衡常数Kθ与化学反应的 标准自由能变(△rG m)的关系
一、标准平衡常数与化学反应的方向 对于反应:aA + bB gG + hH, 若为液相反应 若为气相反应
Q定义为某时刻反应熵。
2. 若将2个方程式相减, 则:
例. SO2+ ½ O2 = SO3 (1) △G ø1 = -70.9 kJ.mol-1 , K1 ø = 2.8 ×1012 NO2 = NO + ½ O2 (2) △G ø2 = +35.3 kJ.mol-1 , K2 ø = 6.3×10-7 方程(1) + (2) : SO2+ NO2 = NO + SO3 △G ø,K △G ø = △G ø 1 +△G ø2 = -35.6 kJ.mol-1 K ø = K1 ø K2 ø = 1.8 ×106
6.3 化学平衡的移动
条件改变使平衡态变化
浓度 压力 温度
一、浓度对化学平衡的影响
在恒温条件下增加反应物减小生成物浓度, 平衡向正反应方向移动;相反,减小反应物浓 度或增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动。
化学人教版(2019)必修第二册6.2.3化学平衡状态(共33张ppt)
任 务 02
2.1 化学平衡的建立
高温高压
N2 + 3H2 催化剂 2NH3
反应刚开始时:
速
率 v
v正
v逆
0
反应过程中:
v正 = v逆
化学平衡状态
t1
时间t
反应物浓度—最—大——,正反应速率—最—大—— , 反应物浓度—逐—渐—减——小—,正反应速率—逐—渐—减——小,
生成物浓度为—0——,逆反应速率为—0—。 生成物浓度—逐—渐—增——大—,逆反应速率—逐—渐—增— 大
2.建立个性与共性、对立与统一的科学辩证观。
教学引入:高炉炼铁尾气之谜
教学引入:高炉炼铁尾气之谜
增加炼铁高炉的高度,不能改变高
炉尾气中CO的比例,原因是:
C+CO2
2CO是一个可逆反应,不
能完全进行,存在一定的反应限度。在
高炉中Fe2O3与CO的反应也不能全部转 化为Fe和CO2。
任 务 01
×100%
课堂检测
2.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应:
高温高压
N2 + 3H2 催化剂 2NH3
673 K、30 MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间t变化的关系如图所示。
下列叙述中正确的是( B )
A.c点处正反应速率和逆反应速率相等 B.a点的正反应速率比b点的大 C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同 D.在t2时刻,正反应速率大于逆反应速率
课堂检测
3.一定条件下,对于可逆反应
N2 + 3H2
高温高压 催化剂
2NH3
,表示正、逆
反应速率可以用N2或H2或NH3来表示:下列能表示反应达到化学平衡状态
化学高一下册-6.2.3 广泛存在的化学平衡 课件 _2
可逆反应:在同一条件下,既能向正反应 方向进行,又能向逆反应方向进行的反应。
化学平衡状态:v(正)= v(逆) ≠0
化学平衡的移动:改变外界条件,破坏原有 的平衡状态,建立起新的平衡状态的过程。
压强对化学平衡移动的影响:2NO2⇌N2O4
pH=-lgc(H+)
在其它条件不变的情况下, 增大生成物浓度,平衡向逆方向移动 减小生成物浓度,平衡向正方向移动 增大反应物浓度,平衡向正方向移动 减小反应物浓度,平衡向逆方向移动
酸性
接近中性
碱性
滴入酸碱后溶液颜色对比图片
黑枸杞变色
加热前 加热后 热水和冷水中溶液颜色对比
平衡移动原理(勒沙特列原理):
影响化学平衡移动的因素
问题与讨论:
1.将浓氨水滴入NaOH中制氨气,涉及到 哪些平衡移动原理?
NaOH
H2O
①体系中c(OH-)增大,平衡向逆方向移动。 ②反应过程中放大量热,温度升高,平衡向逆方向移动。
2.以下事实中不能用化学平衡移动原理解释 的是? D A.密闭、低温是存放氨水的必要条件 B.实验室用排饱和食盐水法收集氨气 C.红棕色的NO2加压后颜色先变深再变浅 D.H2、H2、HI混合气体加压后颜色变深
3.
A
现代的婚姻并不是情感的产物,更多的是竞争的结晶,选配偶其实就是变相的竞争上岗,而小三就是原配最大的竞争对手。 想象比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进货的源泉。——爱因斯坦 敌近而静者,恃其险也;远而挑战者,欲人之进也。——孙子 不要拿我跟任何人比,我不是谁的影子,更不是谁的替代品,我不知道年少轻狂,我只懂得胜者为。 沙漠里的脚印很快就消逝了。一支支奋进歌却在跋涉者的心中长久激荡。 友谊也像花朵,好好地培养,可以开得心花怒放,可是一旦任性或者不幸从根本上破坏了友谊,这朵心上盛开的花,可以立刻萎颓凋谢。—— 大仲马 家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 跌倒,撞墙,一败涂地,都不用害怕,年轻叫你勇敢。 用最少的悔恨面对过去。 坚信健康是快乐的源泉。 美德是这个世界上惟一不会凋谢的花朵。 人生若是执于一念,那将受困于一念;一念放下,也就会自在于心间。
化学平衡知识点总结
化学平衡知识点总结化学平衡是化学反应原理中的重要概念,它对于理解化学反应的限度和条件具有关键意义。
下面让我们来系统地总结一下化学平衡的相关知识点。
一、化学平衡的概念在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态,叫做化学平衡状态。
需要注意的是,化学平衡是一种动态平衡。
也就是说,虽然正反应和逆反应的速率相等,但反应并没有停止,而是在不断进行着。
二、化学平衡的特征1、逆:研究的对象是可逆反应。
2、等:正反应速率和逆反应速率相等。
3、动:化学平衡是一种动态平衡,反应仍在进行。
4、定:平衡混合物中各组分的浓度保持一定。
5、变:当外界条件改变时,化学平衡会发生移动。
三、判断化学平衡状态的标志1、正逆反应速率相等这是判断化学平衡状态的根本标志。
可以通过同种物质的生成速率和消耗速率相等,或者不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比来判断。
2、各组分的浓度不变包括各物质的浓度、物质的量分数、质量分数、体积分数等保持不变。
3、其他标志例如对于有气体参与的反应,若反应前后气体的物质的量发生变化,当容器内的压强保持不变时;对于有气体参与且反应前后气体体积发生变化的反应,当气体的平均相对分子质量保持不变时;对于有颜色变化的反应,体系的颜色不再改变时等等,都可以作为判断化学平衡状态的标志。
四、影响化学平衡的因素1、浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动。
2、压强对于有气体参与且反应前后气体体积发生变化的反应,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
对于反应前后气体体积不变的反应,改变压强平衡不移动。
3、温度升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动。
4、催化剂使用催化剂能同等程度地改变正逆反应速率,化学平衡不移动,但能缩短达到平衡所需的时间。
《化学平衡》 讲义
《化学平衡》讲义一、什么是化学平衡在化学反应中,经常会发现这样一种现象:当反应进行到一定程度时,反应物和生成物的浓度不再发生明显的变化,好像反应停止了一样,但实际上反应仍在进行,这就是化学平衡状态。
举个简单的例子,比如氮气和氢气合成氨的反应:N₂+ 3H₂⇌2NH₃。
在一定条件下,开始时氮气和氢气的浓度较大,反应向右进行,氨的浓度逐渐增加,而氮气和氢气的浓度逐渐减小。
但随着反应的进行,氨的浓度增加到一定程度后,就不再增加了,氮气和氢气的浓度也不再减少,此时就达到了化学平衡。
化学平衡是一种动态平衡,正反应和逆反应仍在同时进行,只是它们的速率相等,所以反应物和生成物的浓度保持不变。
二、化学平衡的特征1、等:正反应速率和逆反应速率相等。
这是化学平衡建立的关键条件。
如果正反应速率不等于逆反应速率,那么反应就会朝着速率较大的方向进行,直到达到平衡状态。
2、定:平衡混合物中各组分的浓度保持一定。
也就是说,一旦达到化学平衡,各物质的浓度就不再随时间改变。
3、动:化学平衡是一种动态平衡,反应仍在进行,正反应和逆反应都没有停止。
4、变:当外界条件(如温度、压强、浓度等)发生改变时,原有的化学平衡会被破坏,在新的条件下建立新的平衡。
三、影响化学平衡的因素1、浓度增加反应物的浓度或减少生成物的浓度,平衡会向正反应方向移动;减少反应物的浓度或增加生成物的浓度,平衡会向逆反应方向移动。
以二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫为例:2SO₂+O₂⇌2SO₃。
如果增加二氧化硫的浓度,正反应速率会加快,平衡就会向生成三氧化硫的方向移动。
2、压强对于有气体参与且反应前后气体分子数发生变化的反应,增大压强会使平衡向气体分子数减小的方向移动;减小压强则会使平衡向气体分子数增大的方向移动。
比如合成氨的反应,N₂+ 3H₂⇌ 2NH₃,反应前气体分子数为 4,反应后为 2。
增大压强,平衡会向生成氨的方向移动。
但对于反应前后气体分子数不变的反应,压强的改变对平衡没有影响。
6.2-3 化学平衡图像手书
(7-2)
增大反应物浓度,V正增大,V逆不变
v
v正 v逆
t1 t2
t
平衡将向 正 方向移动
〔探究与深化二〕 二、速率-时间图: 应用一: 浓度影响 减小反应物浓度,V正减小,V逆不变
(7-1)
v
v逆 v正
t1 t2
t
平衡将向 逆 方向移动
〔探究与深化二〕 二、速率-时间图: 应用一: 浓度影响 增大生成物浓度,V正不变,V逆增大
B 的 转 化 率
P1
P2
t
解释:P2先达平衡,所以P2﹥P1;压强越大,B的转 化率越小,说明m+n < p+q
〔探究与深化三〕
(3-2)
三、某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图:
A%
对于反应mA(g)+nB(g) T1 T2
pC(g)+qD(g)
t
解释:T1先达平衡,所以 T1﹥T2;温度越高,A的百分 含量越大, A的转化率越小, 说明正反应是放热反应 解释:P1先达平衡,所以 P1﹥P2;压强不同,C的百 分含量不变,平衡不移动 说明m+n=p+q
A 的 转 化 率
pC(g)+qD(g)
1.01*107Pa 1.01*106Pa 1.01*105Pa
正反应放热 m+n>p+q
T
〔探究与深化四〕
(4-2)
四、某物质的转化率(或百分含量)-温度(或压强)图:
对于反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
A%
500℃ 200℃
正反应放热 m+n<p+q
化学平衡高二化学知识点
《高二化学知识点之化学平衡》在高二化学的学习中,化学平衡是一个至关重要的知识点。
它不仅在理论上具有深刻的内涵,而且在实际生产和生活中也有着广泛的应用。
一、化学平衡的概念化学平衡是指在一定条件下,可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态。
这个状态是动态平衡,虽然各物质的浓度不再改变,但反应并没有停止,正反应和逆反应仍在同时进行。
例如,对于可逆反应 N₂ + 3H₂⇌2NH₃,当反应达到平衡时,氮气、氢气和氨气的浓度不再变化,但氮气和氢气仍在不断地转化为氨气,同时氨气也在不断地分解为氮气和氢气。
二、化学平衡的特征1. 逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
只有可逆反应才存在化学平衡状态。
2. 等:正反应速率和逆反应速率相等。
这是化学平衡的本质特征。
当正逆反应速率相等时,单位时间内消耗的反应物和生成的反应物相等,单位时间内消耗的生成物和生成的生成物相等,从而使各物质的浓度保持不变。
3. 动:化学平衡是一种动态平衡。
虽然各物质的浓度不再变化,但反应并没有停止,正反应和逆反应仍在同时进行。
4. 定:在一定条件下,当可逆反应达到平衡时,各物质的浓度保持不变。
这个“定”并不是绝对的不变,而是在一定范围内的相对稳定。
5. 变:化学平衡是在一定条件下建立的。
当条件改变时,化学平衡会被破坏,并在新的条件下建立新的平衡。
三、影响化学平衡的因素1. 浓度- 增加反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增加生成物浓度,平衡向逆反应方向移动。
- 例如,在反应 N₂ + 3H₂⇌2NH₃中,如果增加氮气的浓度,根据勒夏特列原理,平衡会向正反应方向移动,以减弱氮气浓度增加的影响。
2. 压强- 对于有气体参加的可逆反应,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
- 例如,对于反应 N₂ + 3H₂⇌2NH₃,正反应是气体体积减小的反应。
高中新人教版化学必修第二册6.2第二课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制
化学反应条件的控制 1.化学反应条件控制的目的
2.化工生产中反应条件的调控措施 (1)考虑因素 化工生产中调控反应条件时,需要考虑控制反应条件的成 本和实际可能性。 (2)实例——合成氨生产条件的选择
[问题探讨] 以“提高煤的燃烧效率”为例,分析化学反应条件的控制。 1.煤的状态与煤燃烧的速率有何关系?与煤的充分燃烧有 何关系? 提示:煤被研得越细,颗粒越小,与空气中 O2 的接触面积 越大,燃烧越充分,燃烧的反应速率越大。 2.空气用量对煤的充分燃烧及热能利用有何影响?原因是 什么? 提示:若空气充足,煤燃烧越充分,生成 CO2 时放出的热 量越多;若空气不足,则煤燃烧部分生成 CO,CO 排放到大气 会造成污染,且生成 CO 时,放出热量减小。
高温、高压 例如,工业合成氨的反应:N2+3H2 催化剂 2NH3。
3.可逆反应的特点
有才志自者 清能明使志石自头高长。出青草来。 立志志之是 所事趋业,的无大远门勿,届工,作穷是山登复门海入不室能的限旅也程;志。之所向,无坚不摧。 鸟人不若展 有翅志膀,难万高事飞可。为。 以燕天雀下 安为知己鸿任鹄。之志哉。 有鸭志仔不 无在娘年也高长,大无,志几空多活白百手岁也。成家。 贫生困无能 一造锥就土男,子常气有概四。海心。 志在高年山 轻峰人矮的,颈路项从上脚,下没伸有。什么东西能比事业心这颗灿烂的宝珠。 志得坚意者 时,应功善名待之他柱人也,。因登为山你不失以意艰时险会而需止要,他则们必。臻乎峻岭。 志以之天所 下趋为,己无任远。勿届,穷山复海不能限也;志之所向,无坚不摧。 志人不生立 志,气天立下,无所可贵成功之业事昌。
高温、高压 合成氨反应的化学方程式:N2+3H2 催化剂 2NH3(该反 应为可逆反应)。
[问题探讨] 1.一定条件下,向容积不变的密闭容器中充入 1 mol N2 和 3 mol H2 发生合成氨的反应,反应过程中正、逆反应速率如何变 化?正、逆反应速率达到何种关系时反应达到平衡状态? 提示:反应过程中,正反应速率开始最大,后逐渐减小, 逆反应速率开始为 0,后逐渐增大;当用同种物质表示的正、逆 反应速率相等时,反应达到平衡状态。
物理化学第六章讲义化学平衡
6.1 化学平衡的条件和反应的亲和 势—为什么化学反应通常不能进行到底?5
将反应 DE 2F为例,在反应过程中吉布斯自 由能随反应过程的变化如图所示。
R点,D和E未混合时吉布斯自 由能之和;
P点,D和E混合后吉布斯自由 能之和; T点,反应达平衡时,所有物 质的吉布斯自由能之总和,包 括混合吉布斯自由能;
物理化学第六章化学平 衡
精品
第六章 化学平衡
6.1 化学平衡的条件和反应的亲和势 6.2 化学反应的平衡常数和等温方程式 6.3 平衡常数与化学方程式的关系 6.4 复相化学平衡 6.5 平衡常数的测定和平衡转化率的计算 6.6 标准生成吉布斯自由能 6.8 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响 6.9 同时平衡 6.10 反应的耦合 6.11 近似计算
6.1 化学平衡的条件和反应的亲和势
化学反应体系 热力学基本方程 化学反应的方向与限度 为什么化学反应通常不能进行到底 化学反应亲和势
6.1 化学平衡的条件和反应的亲和 势—化学反应体系
化学反应体系: 封闭的单相体系,不做非膨胀功, 发生了一个化学反应,设为:
d D e E fF g G
将化学势表示式代入 (rGm)T,p 的计算式,得:
体系起始时,nD=1, (3)式可变为,
GD E 2RT ln1 2
(4)
如果D、E能全部反应生成F,nD=0时, (3)式可变为,
G 2F
(5)
反应一经开始,一旦有产物生成,它就参与混合, 产生了具有负值的混合吉布斯自由能,在等温等压条 件下,当反应达到平衡后,体系的吉布斯自由能最低, 最低的T点就是平衡点。
(rGm)T,p0
反应自发地向左进行,不可能自发 向右进行
(rGm)T,p0 反应达到平衡
【精品】第六章化学平衡练习题解答
第六章化学平衡练习题解答练习6。
1反应的rmG ∆是(),/T pG ξ∂∂,它可表示为G -图中的切线.化学亲和势是defr m ΔG -=A 。
练习6.2T 、p 及组成恒定时反应n 的摩尔反应吉布斯函数变rmG ∆与化学势的关系是r m B B B ,T pG G νμξ⎛⎫∂=∆= ⎪∂⎝⎭∑,写出两个中的任意一个即可.练习6。
3已知气相反应A(g)+B(g)D(g)−−→←−−在温度T 时的标准摩尔反应吉布斯函数变rmG ∆(T ),用rmG ∆(T )判断反应自动进行的方向和限度的条件是在温度T 的标准状态下,且无其它功的条件下,才可以用rmG ∆(T )判断反应自动进行的方向和限度.练习6.4如用化学亲和势判断反应的方向和程度的判式是0>A ,反应自发地向右进行;0A <,反应自发地向左;0=A ,反应达到平衡。
练习6。
5混合吉布斯自由能的定义是混合后与混合前的吉布斯自由能之差,即mix B B Bln G RT n x ∆=∑,化学反应通常不能进行到底的本质原因是反应物和产物之间存在混合吉布斯自由能。
练习6.6假设让反应能够进行到底,则使其反应在Van ’tHoff 平衡箱中进行,使反应物和产物完全分离的状态.讨论6—1化学平衡的热力学条件是什么?它遵循什么原则?化学反应为何不能进行到底?怎样才能进行到底?练习 6.7p K 与p Q 与分压力的关系不同的地方在于p K 是平衡时的分压商,p Q 是任意状态下的分压商。
练习6.8在298K 时反应N 2O 4(g )=2NO 2(g)的pK =0。
1132,当242(N O )(NO )1kPa p p ==时反应将向右移动.当24(N O )10kPa,p =p (NO 2)=1kPa 时,反应将向左移动。
练习6。
9若用下列两个化学计量方程来表示合成氨的反应,(1)2233H (g)+N (g)2NH (g)r m,1G ∆,,1p K(2)22331H (g)+N (g)NH (g)22r m,2G ∆,,2p K 。
6-2 化学平衡-讲义-上海市高中化学沪科版(2020)必修第二册
第6章化学反应速率和化学平衡6.2化学平衡一、可逆反应1.可逆反应的定义:在同一条件下,正反应方向和逆反应方向均能同时进行的化学反应称为可逆反应【要点诠释】不管反应方程式如何书写,向右方向进行的反应叫正反应,向左方向进行的反应叫逆反应。
一个可逆反应是2个反应组成的体系,含有2个反应速率:v(正)和v(逆)来表示各相应反应的快慢程度,v(正)与v(逆)既相互联系又各自独立。
2.可逆反应的特点:(1)反应不能进行到底(2)在一定条件下反应物与生成物同时存在(3)由正反应和逆反应2个反应组成,正、逆反应方向同时进行,分别用v(正)和v(逆)来衡量各自反应进行的快慢。
(4)若条件保持一定,最终都会建立一个化学平衡状态。
3.可逆反应的表示方法:可逆反应的化学方程式中,用“”号代替“===”号二、化学平衡1.化学平衡的建立(1)浓度对速率的影响的角度对于可逆反应2SO2+O22SO3,在一定温度下,将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中浓度速率变化v正、v逆关系反应开始反应物浓度最大v正最大v正>v逆生成物浓度为0 v逆为0反应进行中反应物浓度逐渐减小v正逐渐减小v正>v逆生成物浓度逐渐增大v逆增大反应一段时间(t1)后反应物浓度不再改变v正不变v正=v逆≠0生成物浓度不再改变v逆不变(2)利用速率—时间(vt)图像分析2.化学平衡状态的概念:在一定条件下,当反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变,达到一种表面静止的状态,称之为化学平衡状态,简称化学平衡【要点诠释】①化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大限度,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转化为生成物的最大转化率②对于可逆反应来说,当处于化学平衡状态时,转化率、产率达到了最大限度3.化学平衡状态的特征(1)逆:化学平衡状态研究的对象是可逆反应(2)等:平衡时,同一物质的正、逆反应速率相等,即:v正=v逆≠0(实质)(3)动:平衡时,反应仍在不断进行,是一种动态平衡(4)定:平衡时,各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量(M)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定(5)变:外界条件改变时,平衡可能被破坏,并在新的条件下建立新的化学平衡,即发生化学平衡移动三、化学平衡状态的判断1.任何情况下均可作为标志的是:(1)v(正)=v(逆)【要点诠释】v(正)=v(逆)在一个反应中,其含义是指对某一物质而言v(生)=v(消),必须包含两个方向的速率(即正反应速率和逆反应速率);同一物质,速率相等,不同物质,速率之比等于化学计量数之比。
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V逆
t
结论4:
使用催化剂
能够改变达到平衡所需要的时间,
不能使平衡发生移动。
1.下列反应达到化学平衡时:
2SO2(g) + O2(g)
2SO3(g) (正反应为放热反应)
如果在其他条件不变的情况下,分别改变下列条件,平 衡如何改变?
(正) (2)增大O2的浓度 (正)
(1)增加压强 (3)减少SO3的浓度 (4)升高温度
(1)P总不变
(2) n总不变
混合气体的密度要视具体的质量和体积变化而定。
反应开始
V(正) > V (逆) 正向反应 一定时间
达到平衡状态 V(正) = V(逆)
改 变 条 件
V(正) = V (逆) 建立 新的平衡状态
一定时间
平衡 被破坏
V(正) = V (逆)
化学平衡的移动
实验1:
FeCl3 + KSCN(硫氰化钾)
平衡移动原理 ——
勒夏特列原理:
法国化学家 1850——1936
如果改变影响化学平衡的一个条件
(如浓度、压强或温度)
平衡就向能够削弱这种改变的方向移动。
使用催化剂对化学平衡有什么影响?
催化剂能够同时、等幅度地影响正、逆反应 速率,所以,使用催化剂,仍是 V(正)=V(逆) v
平衡不移动
V’正=V’逆 V正
C、加入正催化剂
D、升温
3、反应 2A
2B + E - Q 达到平衡时,
要使正反应速率下降,A的浓度增大,应采用的 措施是( D )
A、加压
C、减小E的浓度
B、减压
D、降温
v
2NO2 (g) (红)棕色
N2O4(g) 无色
V’正 V’正=V’逆 V正 V逆 V’逆 增大压强
t 其它条件不变,增大压强,画出速率时间图 结论:其它条件不变,增大压强,化学平衡向 气体体积缩小的方向移动。
其它条件不变,减小压强,画出速率时间图 v V’正 V正 V逆
2NO2 (红)棕色
降低压强
6.2
反应物如何尽可能
转变成生成物
一、可逆反应中的化学平衡
1、可逆反应
所有物质都存在
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
NH3+H2O
NH3· 2O H
催化剂 高温高压
N2 + 3H2
2 NH3
(工业合成氨)
N2 + 3H2
催化剂 高温高压
2 NH3
(工业合成氨)
10ml
0.01mol/l
红色 溶液
加入 1mol/l FeCl3溶液
加入1mol/l KSCN溶液
红色
10ml
0.01mol/l
加深
二、化学平衡的移动
1、影响化学平衡移动的因素 (1)浓度(针对气体、液体,固体物质无浓度)
FeCl3 + 3KSCN 棕黄色 无色 Fe(SCN)3 + 3KCl (血)红色 无色
2、化学平衡
(1) 概念 化学平衡状态:在一定条件的可逆反应里, 正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物 中各组成成分的浓度保持不变的状态。 前提条件:可逆反应 实质:正反应速率=逆反应速率 标志:反应混合物中各组分的浓 度保持不变
强 调 三 点
(2)特点
动: 动态平衡 V正= v逆≠0
3、温度对化学平衡的影响 2NO2
升高温度
N2O4+Q
放热反应
反应向生成NO2
混合气体颜色变深
的方向进行
吸热的方向
降低温度
混合气体颜色 变浅
反应向生成N2O4 的方向进行 放热的方向
其它条件不变,升高温度,画出速率时间图 v
V’吸
V放 V吸 t
V’放=V’吸 V’放
2NO2
N2O4+Q
结论:其它条件不变,升高温度,化学平衡向 吸热方向移动。
其它条件不变,减小生成物的浓度,画出速率时 间图 v
增大生成物浓度
V’逆 V正 V逆 V’正
减小生成 物浓度
V’’正 V’’逆
t
结论:其它条件不变,减小生成物浓度,化学平 衡向正反应方向移动。
结论1:
在一定条件下,可逆反应达到平衡后,
其它条件不变
增大反应物浓度 或减小生成物浓度 增大生成物浓度 V(正)> V(逆)
2NO2 (g) 。 ),V逆( ),反应向
)方向移动,平均相对分子质量 )。
增大,增大,逆反应,增大
2、反应 H2 (g) + I2(气) 减小压强,平衡(
2HI(g)。 )移动
不
3、在2SO2 + O2
2SO3(g )反应
中,为了提高SO3的产量,
应该
加压
(加压或减压).
还可以采取哪些措施? 不断补充SO2 和O2 ,不断分离出SO3
V’’逆 V’’正 t
V’逆 增大压强
N2O4 无色
结论:其它条件不变,减小压强,化学平衡向 气体体积增大的方向移动。
结论2:
在一定条件下,可逆反应达到平衡后,其它 条件不变,
增大压强,化学平衡向气体体积缩小的方向 移动. 减小压强,化学平衡向气体体积增大的方向 移动。
1、反应 N2O4(g) 当加压时,v正( ( Mr(
其它条件不变,降低温度,画出速率时间图 v
升高温度
V’吸
V放 V吸
放热
降低温度
V’放
V’放 V’吸 t
2NO2
结论:其它条件不变,降低温度,化学平衡向 放热方向移动。
吸热
N2O4+Q
结论3
在一定条件下,可逆反应达到平衡后,其它 条件不变,
升高温度,化学平衡向吸热方向移动。 降低温度,化学平衡向放热方向移动。
v
增大反应物浓度 V’正 V正 V逆 V’逆 V’正=V’逆
t
结论:其它条件不变,增大反应物浓度,化学 平衡向正反应方向移动。
其它条件不变,增大生成物的浓度,画出速率时 间图 v 增大生成物浓度 V’逆 V正 V逆 V’正 V’正=V’逆
t
结论:其它条件不变,增大生成物浓度,化学平 衡向逆反应方向移动。
定:反应混合物中各组分的浓度保持不变, 各组分的含量一定
变:条件改变,原平衡破坏,在新的条件下 建立新的平衡。
3、化学平衡转化率(α)
反应物转化的量 α= ×100% 反应物起始的量
=
=
n反应 n起始
×100%
×100%
c转 c始
α越大,表示可逆反应进行的程度越大
判断达到平衡的标准是:
1、任何反应 (1)相反方向的反应速率,满足系数比。 (2)各组成成分的浓度保持不变(有颜色的,颜色 不变)。 (3)转化率保持不变。 2、有气体参加,且前后气体体积变化不为0(△v(g)≠0) 除以上三点外,还可以:
(正)
(逆)
(5)使用催化剂 (不移动)
2、已知NO2能形成二聚分子 2NO2 N 2O 4 + Q 现在要测定NO2的相对分子质量,应采用的高压
D、高温高压
2、反应 2A
2B + E - Q
达到平衡时,
要使反应向正反应方向移动,应采用的措施是 ( BD ) A、加压 B、减压
平衡正向移动
平衡逆向移动
V(正)< V(逆)
或减小反应物浓度
2、压强对化学平衡的影响
条件: 有气态物质参加反应, 在反应前后气体体积发生变化
2NO2 (红)棕色 N2O4 无色
P↑ 先深后浅(比未加压前深),平衡向生成N2O4 方向移动 (气体体积缩小方向移动) P↓ 先浅后深(比未减压前浅),平衡向生成NO2 方向移动 (气体体积增大方向移动)