《化学平衡状态及化学平衡常数》课件(苏教版选修4)

此时，混合物中各物质的质量 （物质的量）百分含量与已知的 平衡状态相同，物质的量、浓度、 甚至总压强、总物质的量也相同。
在恒温恒容(T,V)下，若反应前 后气体物质的总体积相等：
只改变起始时加入物质的物质的量，如 根据可逆反应方程式的计量数换算成等 号同一边的物质的物质的量，对应物质 的物质的量之比相等，各组分的百分含 量与已知的平衡状态相同。
都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温 度下发生反应：2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) 并达到平衡，反应过程中，甲容 器保持体积不变，乙容器保持压强不变， 若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器 中SO2的转化率为（ ）。 B A.等于p% B.大于p% C.小于p% D.无法判断
重要题型
判断可逆反应达到平衡状态？
能够说明N2 + 3H2 2NH3反应在 密闭容器中已达到平衡状态的是 ： ①容器内N2、H2、NH3三者共存 ②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等 ③ 容器内N2、H2、NH3的浓度 比恰为1:3:2
④t min内生成1molNH3同 时消耗0.5molN2 ⑤t min内，生成1molN2 同时消耗3molH2 ⑥ 某时间内断裂3molH-H键 的同时，断裂6molN-H键 ⑦容器内质量不随时间的变化 而变化
思考：化学反应中，反应物能全部转 化为生成物吗？举例说明。 有些化学反应能进行完全，如镁的燃 烧，钠与水的反应；有些化学反不能 进行完全，如合成氨，二氧化硫的催 化氧化等。
1、可逆反应 定义：在相同条件下同时向正、反两 个方向进行的反应称可逆反应。
2SO2+O2 3H2+N2
2SO3 2NH3
交流 · 研讨
c( NH 3 ) c1 / 2 ( N 2 ) c 3 / 2 ( H 2 )
NH3 K 3
K1 = 1/K2 = K32
三、使用平衡常数应注意的问题
（6）利用K值可判断某状态是否处于平衡状态
如某温度下，可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下：
⑧容器内压强不随时间的变化 而变化 ⑨容器内密度不再发生变化 ⑩容器内的平均摩尔质量不再 发生变化
判断化学平衡状态的方法
项目 m A(g) + n B (g) p C (g) +q D (g) 各物质的物质的量或物质的 混合 量的分数一定 体系 各物质的质量或质量分数一 中各 定 组分 各气体的体积或体积分数一 的 定 含量 总压强、总体积、总物质的 量一定
反应物的起始浓度－反 应物的平衡浓度 转化率( )＝ 100％ 反应物的起始浓度
（2）K值与浓度无关，随温度变化而变化
化学平衡常数
三、使用平衡常数应注意的问题
（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态 （2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反 应的快慢，即速率大，K值不一定大 （3）在进行K值的计算时，固体不作考虑，表达 式中不需表达
是否 平衡 平衡
不一 定 平衡 不一 定
定
注意化学反应的特点
密度 C（s）+CO2（g） 2CO（g）（ρ一定） ρ N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）（ρ一定） H2（g）+I2（g） 2HI （g）（ρ一定） 平衡 不一 定 不一 定
[规律]
在恒温恒容(T,V)下，若反应前 后气体物质的总体积不相等： 只改变起始时加入物质的物质的 量，如果根据反应方程式中的计 量数换算成等号同一边的物质的 物质的量，只要对应物质的物质 的量相等就可达到同一平衡状态。
如：Fe3O4(s) + 4H2(g)
高温
3Fe(s) + 4H2O(g)
c 4 ( H 2O ) 一定温度下 K 4 c ( H2 )
三、使用平衡常数应注意的问题
（4）在进行K值的计算时，稀溶液中的H2O的浓 度可不表达
如：Cr2O72- + H2O
一定温度下
2CrO42- + 2H+
2 4 2
下列说法是否正确：
1、氢气在氧气中燃烧生成水，水在电解时 生成氢气和氧气，H2+O2=H2O是可逆反应。
2、硫酸铜晶体加热变成白色粉末，冷却又 变成蓝色，所以无水硫酸铜结合结晶水的反 应是可逆反应。 3、氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体，两 种气体又自发变成氯化铵，氯化铵的分解是 可逆反应。
1、可逆反应 可逆反应的特点：
例1：在1升容器内，发生 2SO2+O2 2SO3
2体积SO2 1体积O2
500℃， 101KPa,V2O5
5min后
SO2—6％ O2—3％ SO3—91％
10min 后
如前
几小时后
如前
？反应停止了吗
1、可逆反应在反应过程中的速率变化
反应开始
V正 > V逆
反应过程中
V正减小, V逆增大 到一定时间 V正＝V逆≠0
2、化学平衡
定义：在一定条件下可逆反应进行到一定程 度时，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，这种状态 称为化学平衡状态，简称化学平衡。 要点：对象——可逆反应 条件——一定条件下，V正=V逆 特征——各成份的浓度不再变化
2、化学平衡 动—化学平衡是一种动态平衡 V正＝V逆≠0；
5、 可逆反应N2＋3H2
2NH3 的正、逆反应速率可用各反应物或 生成物浓度的变化来表示。下列各 关系中能说明反应已达到平衡状态 的是（ C ） A.3v正（N2）＝v正（H2） B.v正 （N2）＝ v逆（NH3） C.2v正（H2）＝3v逆（NH3） D.v正（N2）＝3v逆（H2）
6、 体积相同的甲、乙两个容器中，分别
但各组分的物质的量及浓 度不一定相同。
在恒温恒压(T,P)下：
只改变起始时加入物质的物质的量，如 根据可逆反应方程式的计量数换算成等 号同一边的物质的物质的量，对应物质 的物质的量之比相等，各组分的百分含 量与已知的平衡状态相同。
但各组分的物质的量不一 定相同。
练习
1、当可逆反应2SO2+O2 2SO3达 平衡时, 通入18O2, 再次平衡时, 18O D 存在于（ ） A.SO3 O2 B.SO2 SO3 C. SO2 O2 D.SO2 O2 SO3
编号
起始状态(mol)
H2 Br2
2
HBr
0
平衡时 HBr(mol) a 2a)
2
0
4 0.5
0
1
化学平衡常数
化学平衡常数 —— K
结论：一定温度下，生成物浓度的系数次方的乘积与反应物 浓度系数次方的乘积之比为一常数
一、表达式
实验测得，同一反应（如：aA+bB cC+dD）在某温 度下达到的化学平衡状态，平衡体系中各物质的浓度满 足下面关系：
（2）恒浓标志，反应混 合物中各组成成分的浓度 保持不变（外部表现）：
①各组成成分的质量、物质的量、 分子数、体积（气体）、物质的量 浓度均保持不变。 ② 各组成成分的质量分数、物质 的量分数、气体的体积分数均保持 不变。
（2）恒浓标志，反应混 合物中各组成成分的浓度 保持不变（外部表现）：
③ 若反应前后的物质都是气体，且总 体积不等，则气体的总物质的量、总 压强（恒温、恒容）、平均摩尔质量、 混合气体的密度（恒温、恒压）均保 持不变。 ④ 反应物的转化率、产物的产率保 持不变。
m A(g) + n B (g) p C (g) +q D (g) 当m + n≠p + q 时，总压力 压强 一定（其它条件一定） 当m + n =p + q时，总压力 一定（其它条件一定） 混合气 当 m + n≠ p + q 时，M一定
体的平 当 m + n = p + q 时，M一 均M
K
c ( CrO ) c ( H )
2
c( Cr2O7 )
2
三、使用平衡常数应注意的问题
（5）平衡常数的表达式与方程式的书写有关
某温度下 N2+3H2 2NH3 1/2N2+3/2H2 2NH3 N2+3H2
c 2 ( NH 3 ) K1 c( N 2 ) c 3 ( H 2 )
c( N 2 ) c 3 ( H 2 ) K2 c 2 ( NH3 )
2、在密闭容器中进行如下反应 X2(g)+Y2 (g)⇌2Z(g) 已知 X2﹑Y2﹑Z的起始浓度分别为 0.1mol/L﹑0.3mol/L﹑0.2mol/L。 在一定的条件下，当达到平衡时， 各物质的浓度有可能是 A.Z为0.3mol/L B.Y2为0.35mol/L C.X2为0.2mol/L D.Z为0.4mol/L 答:AB
7、在一个固定体积的密闭容器中,加入 2molA和1molB,发生反:2A(g)+B(g) 3C(g) + D(g) 达到平衡时,C的浓度 为Wmol/L 。若维持容器体积和温度不 变，按下列几种配比 作为起始物质， 达到平衡后，C的物质的量浓 度:_______________ A、B、C、F、I大于 Wmol/L、 _________ E、H 等于Wmol/L、_______ D、G 小于 Wmol/L。
3、N2+3H2 2NH3反应达到平衡时，下 列说法正确的是（ D ） A、N2和H2不再化合了
B、N2、H2、NH3的浓度相等
C、平衡建立前体系的总质量在不断变化 而平衡建立后体系的总质量就不再变了 D、N2、H2、NH3的浓度保持不变
4、在一定温度下，可逆反应： A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的 标志是( BC ) A.A生成的速率与C分解的速率相等 B.A、B、C的浓度不再变化 C.单位时间生成n molA同时消耗3n molB D.A、B、C的分子数之比为1：3：2