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第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
可逆反应
化学平衡状态
判断化学反应是否达到平衡
本节内容
工业生产中，只考虑化学反应速率是不够的。
生产效率
反应速率快
转化率多
合成氨反应是一个可逆反应，反应有限度，即反应不能进行彻底。
新课引入
1.可逆反应的概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应进行的反应。
2.化学方程式中用“ ”表示。
3.可逆反应的特征：
(1)双向性：可逆反应分为方向相反的两个反应——正反应和逆反应。
(2)双同性：在同一条件下，正、逆反应同时进行。
(3)共存性：反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存。
一、可逆反应
二、化学平衡状态
在一定条件下，容积不变的密闭容器中，充入N2和H2发生反应，反应中各物质的浓度随时间如何变化？正逆反应速率随时间如何变化？
请分别作出相应的浓度-时间图和速率-时间图。
如果充入 NH3发生反应呢？
反应开始时
反应进行时
反应平衡时
从正反应开始建立
从逆反应开始建立
二、化学平衡状态--化学平衡状态的建立
反应物的浓度最大，v(正）最大，
生成物的浓度为0，v(逆）为0。
反应物的浓度逐渐减小，v(正)逐渐减小；
生成物的浓度由0逐渐增大，v(逆)从0逐渐增大。
v(正）=v(逆），反应混合物中各组分的浓度保持不变。
方法导引：图像分析方法
（1）面：横坐标和纵坐标的含义；
（2）线：曲线的斜率或者趋势；
（3）点：曲线上的特殊点,如起点、终点、交点、拐点、平衡点；
（4）助：根据需要运用辅助线，等温线、等压线等。
二、化学平衡状态
化学平衡状态的概念：在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中的物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。
平衡状态是在一定条件下，可逆反应所能进行的最大程度，即可逆反应的限度。
二、化学平衡状态
化学平衡是一种动态平衡。
化学平衡状态的特征：
“逆”、“等”、“动”、“定”、“变”
(1)“逆”：研究对象为可逆反应。
(2)“等”：正逆化学反应速率相等，即v正=v逆。
(4)“动”：化学平衡是动态平衡，即v正=v逆≠0。
(3)“定”：平衡时反应物和生成物的含量保持不变。
(5)“变”：当条件变化时，原平衡被破坏，在新的条件下会重新建立新的平衡。
二、化学平衡状态
Ⅰ.等速标志:
v正=v逆≠0
这是本质特征
同一种物质： v正=v逆 /v生=v消
用不同物质来表示反应速率
速率之比等于各物质化学计量数之比
必须是不同方向的速率
三、判断化学平衡状态
以反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例 是否平衡
正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了m mol A，同时生成了m mol A 时
在单位时间内消耗了n mol B，同时生成了q mol D 时
v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q时
在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D时
单位时间内，同一物质断裂的化学键数与生成的化学键数相等
三、判断化学平衡状态
思考下列情况下，可逆反应是否达到化学平衡状态？
以mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)为例。
平衡
不一定平衡
不一定平衡
不一定平衡
平衡
以反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例 是否平衡
压强 恒温恒容下且m+n≠p+q，当总压强一定时(其他条件一定)
恒温恒容下且m+n=p+q，当总压强一定时(其他条件一定)
混合气体的平均相对分子质量M M一定，且m+n≠p+q
M一定，且m+n=p+q
体系的密度 恒温恒容条件下，当密度一定时
温度 在绝热体系中，当体系温度一定时
颜色 含有色物质的体系，当颜色不再变化时
三、判断化学平衡状态
平衡
不一定平衡
平衡
不一定平衡
不一定平衡
平衡
平衡
Ⅱ.变量不变，即达平衡。
1.各组分的m或m%、n或n%、V气体或 V气体% 保持不变。
2.反应有气体参与，反应前后总体积不相等，则气体的总压强（恒温恒容）、总物质的量、M保持不变。
3.反应物的转化率、生成物的产率保持不变。
4.温度：在绝热体系中，当体系温度一定时。
5.颜色：含有色物质的体系，当颜色不再变化。
6.密度。
三、判断化学平衡状态
1.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（ ）
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)
C
巩固练习
2.一定温度下在一容积不变的密闭容器中加入2 mol X和1 mol Y发生可逆反应：2X(g)＋Y(g) Z(s)，以下能说明该反应达到化学平衡状态的是（ ）
A．混合气体的密度不再变化
B．反应容器中Y的体积分数不变
C．X的分解速率：Y的消耗速率=2：1
D．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
A
巩固练习
3.在恒容绝热密闭容器中发生CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，下列情况都能说明该反应已达到平衡状态的是（ ）
①容器内的温度不再发生变化；
②容器内气体的密度不再发生变化；
③容器内气体的压强不再发生变化；
④v正(NO):v逆(N2):v逆(CO2)=4：2：1；
⑤容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
A.①②③ B.①③④ C.③④⑤ D.②③⑤
B
巩固练习
4.在一定温度下，可逆反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，反应达到平衡状态的标志是（ ）
①单位时间内生成n mol O2，同进生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2，同进生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1
④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的颜色不再改变
⑥混合气体平均相对分子质量保持不变
A.①⑤⑥ B.①③⑤ C.②④⑤ D.以上全部
A
巩固练习
本节内容结束

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