第20讲 化学平衡（1）

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1、专题四化学反应速率及化学平衡　　1．化学反应速率　　(1)化学反应速率　　①化学反应速率：用单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化表示。通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物的浓度增大来表示。单位为：mol·L－1·s－1……　　②化学反应速率是某段时间内(t)的平均速率，是标量。　　③在同一化学反应中，用不同物质表示的反应速率比等于它们在化学方程式中的计量系数比。即对于反应mA＋nBpC，v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p。　　(2)影响化学反应速率的因素　　①内因：反应物的结构与性质。

2、　　②外因：反应物的浓度、温度、压强和催化剂等。　　③固体表面积、电化腐蚀、光、超声波、激光、放射线、电磁波等都能影响化学反应速率。　　2．化学平衡　　(1)化学平衡状态建立的条件与特点　　①处于密闭系统的可逆反应才能达到平衡。　　②平衡状态建立的条件是正逆反应速率相等(v正＝v逆≠0)。　　③平衡状态的标志是反应混合物的百分组成固定(质量、体积、物质的量、浓度等)。　　④指定反应的平衡状态与反应条件(浓度、温度、压强或体积)有关，与反应过程(正向、逆向、一次加料、分步加料)无关。　　⑤化学平衡是动

3、态平衡，条件改变平衡移动，新平衡重新建立。　　⑥研究化学平衡的目的在于选择适宜条件，使平衡状态改变，向着预期的方向移动。　　(2)条件的变化引起化学反应速率变化和平衡移动(见下表)条件、速率和平衡移动　　(3)化学平衡移动——勒沙特列原理　　已达平衡的系统，如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)，平衡就向能够削弱这种改变的方向移动。　　①浓度：增大反应物的浓度或减小生成物的浓度——平衡正向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度——平衡逆向移动。　　②温度：升高温度——平衡向吸热方向移动；降低

4、温度——平衡向放热方向移动。　　③压强：增大压强——平衡向气态物质体积缩小方向移动；减小压强——平衡向气态物质体积增大方向移动。　　④催化剂对化学平衡没影响，只是缩短到达平衡所需时间。　　(4)合成氨的适宜条件的选择合成氨条件的选择反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol特点正反应为气体体积缩小、放热的可逆反应生产要求使氨生成快v(NH3)使氨生成多NH3％条件选择浓度增大氮气的比例增大氮气的比例压强高压高压温度高温低温催化剂铁触媒(活性温度500℃)不影响　　①氮、氢

5、原料比略大于1∶3(实际1∶2.5)以提高H2利用率。及时分离NH3并循环使用原料气。　　②原料气：　　N2：液化空气法；燃烧消耗空气中O2，除去CO、CO2得N2。　　H2：水煤气法，C＋H2OCO＋H2、CO＋H2OCO2＋H2(加压CO2溶于水)获得H2。*烃类物质在催化剂作用下与水反应，转化为CO2、H2。二、重点知识解析　　1．化学平衡常数(符号为K)　　(1)定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数对于mA＋nBpC＋qD作为指数的乘积

6、与反应的平衡浓度指数乘积的比值是一个常数。　　(2)数学表达式：　　(3)平衡常数的单位：无单位。　　2．书写平衡常数关系式的规则①平衡常数K与温度有关，与浓度无关，由K随温度的变化可推断正反应是吸热反应还是放热。②平衡常数K值的大小，可推断反应进行的程度。(K值大，反应程度高)*③在某温度下，可用浓度商Q与K比较大小来判断反应是否达平衡。　　3．引入平衡常数K的意义　　4．平衡转化率　　5．有关化学平衡常数的计算　　6．基本关系对反应mA＋nBpC＋qD　　①变化量：各物质的变化量之比等于它们的化

7、学方程式中的计量系数比。即：ΔnA：ΔnB：ΔnC：ΔnD＝m∶n∶p∶q。　　②浓度：c(反应物)平衡＝c(反应物)起始－c(反应物)变化；c(生成物)平衡＝c(生成物)起始＋c(生成物)变化。　　③阿伏加德罗定律：定温定容：气体压强比等于物质的量之比；定温定压：气体体积比等于物质的量之比；定温定物质的量：气体压强与体积成反比。　　④平衡混合气体的平均分子量：＝m总/n总(m总为混合气体总质量，n总为平衡混合气体总的物质的量)当m总反应前后不变，对分析如下：　　a．n反应物＝n生成物，则＝混合气平

8、均分子量不变。　　b．n反应物＜n生成物，则＜混合气平均分子量减小。　　c．n反应物＞n生成物，则＞混合气平均分子量增大。　　⑤平衡体系的颜色：　　决定平衡体系的颜色的是有色物质的浓度，而其浓度变化不仅受平衡移动影响，还受体系体积变化影响。(所以颜色变化不一定是平衡的标志)　　7．等效平衡　　(1)等效平衡状态观念　　①等效平衡状态含义　　②判断“等效平衡”的方法　　a．使用极限换算的方法将各体系变换成同一反应物或生成物；　　b．观察有关物质的量是否相等或成比例。