化学平衡中的图像问题

第二节
化学平衡中的图像问题)
阅读课本37-38页后回答：
1、化学平衡主要研究的对象是什么？
2、什么样的反应是可逆反应？
3、以蔗糖的溶解为例，说明溶解平衡 状态是怎么样建立的？
一、化学平衡的建立 1、 类比溶解平衡状态的建立，讨论可 逆反应化学平衡状态的建立
以可逆反应 mA（g）+nB（g） pC（g）+qD（g）为例， 若开始时没有生成物，此时A和B的浓度最大，因 而正反应速率最大；而C和D起始浓度为0，所以逆 反应速率为0。随着反应的进行，反应物不断减少， 生成物不断增多，v（正）越来越小， v （逆）越 来越大，反应进行到某一时刻， v正=v逆，这时就 达到了化学平衡。这个过程可用下图表示：
二、化学平衡的定量特征
可逆反应达到化学平衡状态时有哪些 定性特征？ 化学平衡状态的定性特征能否用定量 形式表达出来呢？或者有无定量特征？
自学课本p38~39相关内容。同学间相 互讨论解决这个问题。
一、浓度 - 时间图： 可用于：
例： c
1)写出化学反应方程式： A+2B 3C C A A的转化率=33.3% B B的转化率=66.7% t 2)求反应物的转化率：
三、某物质的转化率(或百分含量)-时间温度(或压强)图：
•对于反应mA(g)+nB(g)
A 的 转 化 率
T1 T2
B 的 转 化 率
pC(g)+qD(g)
P1 P2
•正反应吸热 t
A%
T1 T2
•m+n<p+q t
C%
P1 P2
t •正反应放热
•m+n=p+q
t
三、某物质的转化率(或百分含量)-时间温度(或压强)图：
P
A、 D
五、其它： 对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) v v v 正 v逆 v正
v逆
T1 T2
•正反应吸热
C%
T
•正反应吸热
A%
T
450℃
•正反应放热
T
P1
•m+n<p+q
P
二、速度-时间图：
•对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)有如下 图所示的变化，请分析t1时的改变因素可能 是什么？并说明理由。 由 • 于 v 、 v 相同程 正 逆 v v正 v逆 度的增大，t1时的改变 因素可能是 a.加入(正) 催化剂 b.当m+n=p+q t t1 时增大压强。平衡没有 移动。
2、化学平衡常数的意义 （1）、平衡常数的大小不随反应物或生成物 的改变而改变，只随温度的改 变而改变。
即，K=f （T）。 平衡常数表示的意义：可以推断反应进行的程 度。
K很大，反应进行的程度很大，转化率大 K居中，典型的可逆反应，改变条件反应 的方向变化。
K的意 义
K 很小，反应进行的程度小，转化 率小
二、速度-时间图：
•已知对某一平衡改变温度时有如下图变化， 升高 则温度的变化是 (升高或降低)，平衡 吸 正 向 反应方向移动，正反应是 热反应。 v
v正 v逆
t1 t2
v v逆 v正
t1 t2
t •若对一正反应吸热的可逆反应平衡后降低 温度，画出平衡移动过程中的 v - t 图。
t
二、速度-时间图：
500℃ 200℃
T
P
•正反应放热 m+n>p+q
•正反应放热 m+n<p+q
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)
C%
pC(g)+qD(g)
1.01*106Pa 1.01*105Pa 1.01*104Pa
A%
200℃ 300℃
T
P
•正反应吸热 m+n>p+q
•对于反应mA(g)+nB(g)
B%
T2P2 T1P2 T1P1
pC(g)+qD(g)
•m+n<p+q •正反应吸热
t
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)
A 的 转 化 率
pC(g)+qD(g)
A%
1.01*107Pa 1.01*106Pa 1.01*105Pa
3、转化率
若定义某反应物M在可逆反应中的转化率为： M的转化率=
反应中已消耗的M的量 反应开始时加入M的量
×100%
那么如果M的转化率不再随时间而改变，也 证明可逆反应已达到平衡状态。
练习4：已知在450℃时，反应 H2（g）+I2（g） 2HI（g）的K为 50，由此推断出在450℃时，反应 2HI（g） 平衡常数为 H2（g）+I2（g） 的化学 （ ）
下列各项中，可以说明2HI H2+I2g已 经达到平衡状态的是 （ ） （ （ 4）温度和体积一定时，容器内压强不再 （3 1 2）温度和体积一定时，某一生成物浓度不再 ）单位时间内，生成 ）一个 H—H键断裂的同时，有 nmolH2的同时生成 2个H—I键 变化。 变化。 nmolHI 断裂。 。 （5）条件一定，混合气体的平均相对分子质 量不再变化。 （6）温度和体积一定时，混合气体的 颜色 不再变化。 总结一下，怎么样判断一个反应是否达到平 衡状态？ （1）V正=V逆 （2）各组分的浓度 （或质量分数，体积分 数）不变。
•对于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，改变压强 时有如下图变化，则压强变化是 增大 (增 大或减小)，平衡向 逆 反应方向移动，m+n < (>、<、=)p+q。 v v v逆 v 逆 v正 v正 t t t1 t2 t1 t2
•若对以上反应已知m+n>p+q，平衡后降低 压强时，画出相关的 v – t 图。
反应混合物中各组分 浓度保持不变。
在密闭容器中充入SO2和由O18原子组成的 氧气，在一定条件下开始反应，在达到平衡前， O18存在于（ ） A、只存在于氧气中 B、只存在于O2和SO3中
C、只存在于SO2和SO3中 D、SO2、SO3、O2中都有可能存在。
练习：
在一定条件下，某容器内充入N2和H2合成 氨，以下叙述中错误的是( )
V正 V逆
t
V逆 V正
t
思考一下如果开始没有反应物只有生 成物又如何呢？ 2、概括什么是化学平衡状态呢？
在一定条件下的可逆反应里，正反应速率 和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓 度保持不变的状态，称为化学平衡状态，简称 化学平衡。
化学平衡的前提：
一定条件、可逆反应
实质：
标志：
V正=V逆不等于0
A、开始反应时，正反应速率最大，逆反 应速率为零。 B、随着反应的进行，正反应速率减小， 最后降为零。 C、随着反应的进行，正反应速率减小， 逆反应速率增大，最后相等。 D、在反应过程中，正反应速率的减小等 于逆反应速率的增加。
总结一下化学平衡的特征：
1、是动态平衡，即V不等于零。 2、等， V正=V逆。即在同一瞬间，某一成分 的生成速率等于其消耗速率。 3、不变， 反应混合物或平衡混合物各成分 含量不变。是V正=V逆的结果。 4、同 ，相同条件下，同一可逆反应可由不 同途径（不同的起始量）达到同一个平衡状态 （等效平衡）。
练：
c 0.4
0.3 0.2 0.1
B
A C
t
1)写出化学反应方程式： 5A 3B+2C A的转化率=62.5% 2)求反应物的转化率：
可用于： 二、速度-时间图：
1) 已知引起平衡移动的因素，判断反应是 吸热或放热，反应前后气体体积的变化。 2) (已知反应)判断引起平衡移动的因素。 v v正 •引起平衡移动的因素是 增大反应物浓度，平衡 v逆 正 将向 方向移动。 t t1 t2 v • 引起平衡移动的因素是 v正 减小生成物浓度，平衡 v逆 将向 正 方向移动。 t t1 t2
二、化学平衡常数
1、化学平衡常数的表示方法
对于一般的可逆反应：mA+ n B p C + q D。 其中m、n、p、q分别表示化学方程式中个反应 物和生成物的化学计量数。当在一定温度下达 到化学平衡时，这个反应的平衡常数可以表示 为： {c ( C ) }P {c( D ) }q K= {c(A)}m {c(B)}n 在一定温度下，可逆反应达到化学平衡时， 生成物的浓度，反应物的浓度的关系依上述规律， 其常数（用K表示）叫该反应的化学平衡常数
二、速度-时间图：
•对于反应A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g)(正反应放 热)有如下图所示的变化，请分析引起平衡 移动的因素可能是什么？并说明理由。 由 • 于 v 、 v 均有不同程 正 逆 v v逆 度的增大，引起平衡移动 v正 的因素可能是 a.升高温度 b.增大压强。根据反应方 t t1 t2 程式，升高温度平衡向逆 反应方向移动，与图示相符；增大压强平衡 向正反应方向移动，与图示不相符。故此题 中引起平衡移动的因素是升高温度。
A、50
B、0.02
C100
D无法确定。
练习5：在2升的密闭容器中2molSO2 和一定量的氧气，发生反应，当反应进行 到4min时，测得此时SO2为0.4mol，问在 反应进行到2min时，密闭容器中SO2的物 质的量是（ ） A 1.6mol C 大于1.6mol B1.2mol D小于1.2mol
•正反应吸热 m+n=p+q
四、某物质的转化率(或百分含量)-温度 (或压强)图：
•对于2A(g)+B(g) C(g)+3D(g)(正反应吸热)有 如下图所示的变化，图中Y轴可能表示： A、B物质的转化率 Y B、正反应的速率 C、平衡体系中的A% 300℃ D、平衡体系中的C%