6.2 化学平衡-讲义

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(v t)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()、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。 （2）各组分浓度(百分含量、物质的量、质量)不随时间变化 2．在一定条件下可作为标志的是： （1）对于有色物质参加或生成的可逆反应体系，颜色不再变化。 （2）对于反应前后气体体积变化的反应来说，气体的总的物质的量、平均相对分子质量保持不变，以及恒压下体积不再改变，恒容下压强不再改变，都可以成为判断平衡状态的标志。 3．不能作为判断标志的是： （1）各物质的物质的量或浓度变化或反应速率之比=化学计量数之比。 （2）有气态物质参加或生成的反应，若反应前后气体的体积变化为0，则混合气体平均相对分子质量M和反应总压P不变(恒温恒容) （3）对于均为气体参加或生成的体系，恒容时密度不发生变化。 4．反应类型分析（如下表所示） 对于密闭容器中的反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，根据对化学平衡状态概念的理解，判断下列各情况是否达到平衡。 可能的情况举例 是否已达平衡 混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质 ... ...