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化学平衡问题

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化学<>平衡
[强调]化学<>平衡研究对象:可逆反应.非可逆反应不存在反应程度问题,也就没有化学<>平衡的问题.
[提问]1.什么叫做可逆反应 
[注意]①可逆反应的特征:不能进行到底(所以,对任一可逆反应来讲,都有一个化学<>反应进行的程度的问题);
②可逆反应中,正,逆反应是相对的,不是绝对的;
③可逆反应中反应物和生成物都不能离开反应体系,有气体参加或生成的反应应在密闭容器中进行,所以反应式中不能出现↑和↓.
2.外界条件怎样影响化学<>反应速率 
----外界条件对反应速率的影响都可以归结到浓度上来:在其他条件不变的条件下,浓度成为影响反应速率的决定因素.
[引入新课]既然可逆反应有两种方向,就应该有两种速率(即:正反应速率和逆反应速率).
[师生互动]下面我们共同以合成氨为例,讨论反应过程中正逆反应速率随时间的推移的变化规律(同时用速率-时间图象表示这一过程).
——反应开始时,N2,H2的浓度最大,因而正反应速率(即生成NH3的速率)最大,而NH3的浓度为零,因此逆反应速率(即NH3分解的速率)为零;
——反应进行中,N2,H2的浓度开始下降,因而正反应速率(即生成NH3的速率)也随之减小,而NH3的浓度渐大,因此逆反应速率(即NH3分解的速率)渐大;
——反应进行到一定程度,正,逆反应速率势必相等,此时,化学<>反应进行到了最大限度,反应物和生成物的浓度不再发生变化,反应混和物就处于化学<>平衡状态,简称化学<>平衡——.
一,化学<>平衡状态
1.概念:一定条件下的可逆反应中,正,逆反应反应速率相等,反应混和物中各组分浓度,含量保持不变时的状态,叫做化学<>平衡状态(简称化学<>平衡).
[特别提示]
①化学<>平衡是一定条件下可逆反应的终了状态(没有可逆反应,就没有化学<>平衡);
②平衡状态与建立平衡的途径无关,只要条件相同, 平衡状态就相同.
[特别提示]参见《绿色通道》P39知识要点部分.
2.特点:(前三个可由概念得出)
(1)等:υ正=υ逆;
(2)定:浓度,含量保持不变(但不相等);
(3)动:动态平衡
[举例说明]什么是动态平衡 
①当一个水池的进水速率和出水速率相等时,水面会怎样,进水和出水是否仍在进行 这就是动态平衡.
②以CuSO4晶体的溶解为例说明饱和溶液中的溶解平衡也是动态平衡.
(4)变:平衡是相对的,不是绝对的. 若平衡赖以存在的条件改变,则化学<>平衡将被破坏;
[讨论]课本P39讨论题.
——增加高炉高度只是增加了CO和铁矿石的接触时间,并没有改变化学<>平衡建立时的条件,所以化学<>平衡建立后,较矮高炉和高大高炉里CO的浓度是相同的.同理,高大高炉也不会增加高炉气中CO的浓度.
课时教案<>2:化学<>平衡的标志
3.标志:等,定
(以合成氨反应为例说明之)
(1)等:υ正=υ逆;
①同一物质,其生成速率等于消耗速率;
②对不同反应物来说,A物质的生成速率与B物质的消耗速率比等于相应系数比.
③对一种反应物和一种生成物来说,反应物A的消耗速率(或生成速率)与生成物的消耗速率(或生成速率)比等于其相应的系数比.
(2)定:各组分百分含量,物质的量和物质的量浓度,混和气体总压,总体积,总物质的量不随时间延长而改变.
[例题1]将1molN2和3molH2充入一密闭容器, 使合成氨反应在一定条件下达到平衡.下列叙述可作为平衡状态标志的是:
混和气体的体积等于最初体积一半时的状态;
——此为完全反应的状态,不可能达到.
(2)反应混和物总物质的量不随时间延长而改变的状态;(是)
——适用于反应前后气体体积不相等的可逆反应
(3)反应混和物总质量不随时间延长而改变的状态;
——这是化学<>反应普遍遵守的质量守恒定律,不可能作为平衡状态的标志.
(4)单位时间内有1molNH3分解的同时,有0.5molN2生成;
——两个过程同向,这是时刻存在的关系.
(5)单位时间内有1molNH3分解的同时,有0.5molN2参加反应的状态;(是)
——异向,注意比例关系
(6)氮气和氢气的体积比不随时间延长而改变的状态;
——只要投料比等于计量数的比,此即不能作为平衡的标志



1楼2007-09-21 18:05回复
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    (7)氮气,氢气和氨气的体积比不随时间延长而改变的状态;(是)
    ——适用于大多数反应.
    (8)正逆反应同时进行的状态;
    ——时刻存在的状态
    (9)氢气减小的速率等于氨气减小速率时的状态;
    ——异向,但不符合二者的化学<>计量数之比.
    (10)氮气,氢气和氨气的体积比等于1:3:2时的状态;(不是)
    ――此状态可能是一种中间状态.
    补充教材:化学<>平衡常数
    [复习]第一,二课时的内容.
    [讲述]化学<>平衡状态的建立是由可逆反应的特点决定的,达到平衡状态时,各组分的浓度不再变化.课本P39列出了几组在一定温度下CO(g) + H2O(g) == CO2(g) + H2(g)的反应中,起始和平衡时各物质的浓度的实验数据,请同学们认真分析,找找其中的规律,通过讨论得出如下结论——
    在一定温度下:(1)可逆反应无论从正向开始,还是从逆向开始,还是从正逆方向同时开始,无论起始浓度多大,都能达到化学<>平衡;(2)达到平衡时,生成物浓度乘积与反应物浓度乘积的比值是一个常数.
    从而引出化学<>平衡常数K的概念.
    二,化学<>平衡常数K
    1.概念:一定温度下,达平衡的可逆反应mA + nB pC + qD中,反应物和生成物的浓度之间存在如下关系:
    [特别提示]
    (1)K的大小只与温度有关.一定温度下,K是一个常数.
    (2)同一化学<>反应,配平计量数不同K值不同.
    (3)有固体和纯液体参加或生成的可逆反应,固体或纯液体不写入平衡常数表达式中.
    (4)在稀溶液中进行的反应,如果有水参加,水的浓度不写入平衡常数表达式中;但在非水溶液中,水的浓度不能看作常数.
    (5)表明可逆反应进行的程度.K越大,反应进行的程度越大,反应物的转化率也越大.
    [小结]化学<>平衡常数是化学<>平衡状态建立的又一个特征,通过本课时的学习,希望大家对化学<>平衡的建立和特征能有更深入的思考,同时,正确理解化学<>平衡常数的概念,这将有助于大家对即将学习的有关化学<>平衡移动问题的理解.
    课时教案<>3:有关化学<>平衡的简单计算
    三,有关化学<>平衡的计算
    1.几个概念:起始浓度,变化浓度,平衡(终了)浓度和转化率
    (4)转化率(对反应物而言) 
    [说明]变化量和起始量可以是浓度,物质的量和气体物质在同一条件下的体积.
    2.一般解题思路:
    (1)写出可逆反应的方程式:mA+nBpC+qD
    (2)分析各组分浓度变化:对反应物来说,起始浓度-变化浓度=平衡浓度;
    对生成物来说,起始浓度+变化浓度=平衡浓度.
    (3)规范的解题格式:aA + bB pC + qD
    起始浓度(mol/L) 
    变化浓度(mol/L) (变化浓度之比=计量数之比)
    终了浓度(mol/L) 
    [例1]某温度时,将1molNO2分解:2NO2==2NO+O2,并达到平衡,此时NO 的体积分数为40%,求:(1)平衡时NO的物质的量;(2)平衡时NO2,O2的体积分数.(0.5mol 40% 20%)
    解:设平衡时NO的物质的量为x,
    则: 2NO2 == 2NO + O2
    始 1mol 0 0
    变 (x) (x) (0.5x)
    终 (1mol-x) (x) (0.5x)
    因此 
    解之得:x = 0.5mol
    此时:NO2,O2的体积分数分别是:40%,20%[例2]把3molA和2.5molB混和于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g) + B(g) == nC(g) + 2D(g),5min时达到平衡状态,生成1molD.经测定以C表示的平均反应速率为0.1mol/(L·min).试求:(1)平衡时B的浓度和转化率;(2)n值.解:开始时,
    c(A) = 3mol/2L=1.5mol/L
    c(B)=2.5mol/2L=1.25mol/L
    设参加反应的B的物质的量为x
    3A + B nC + 2D
    始1.5 1.25 0 0
    变(3x) x (nx) (2x)
    终(1.5-3x) (1.25-x) (nx) (2x)
    由题意知:2x=1mol/2L
    x=0.25mol/L
    (1)则平衡时B的浓度为:
    1.25mol/L - 0.25mol/L=1mol/L
    平衡时B的转化率为:
    (2)由题意得:n×0.25mol/L=0.1mol/(L·min)×5min
    解之得:n=2
    


    2楼2007-09-21 18:05
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      化学平衡复习(幻灯片)http://cn.hxjyw.com/hxkj/files/307at200511519293080185.ppt#463,2,幻灯片 2


      禁言 |3楼2007-09-21 18:18
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