课程内容

《化学平衡》
一、什么是可逆反应？
在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫做可逆反应。
注意：可逆反应总是不能进行到底，得到的总是反应物与生成物的混合物。
二、什么是饱和溶液？
在一定温度下，在一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的饱和溶液。
饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗？
即：溶解速率=结晶速率
达到了溶解的平衡状态，一种动态平衡。
那么，可逆反应的情况有怎样呢？
三、化学平衡的建立过程
在容积为1L的密闭容器里，加0.01molCO和0.01molH₂O(g)，CO+H₂O=CO₂+H₂，开始时c(CO)、c(H₂O)最大，c(CO₂)、c(H₂)=0
    c(CO)、c(H₂O)逐渐减小↓
    c(CO₂)、c(H₂)逐渐增大↑
随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大。
进行到一定程度，总有那么一刻，正反应速率和逆反应速率的大小不再变化。
且正反应速率=逆反应速率
反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保持不变，达到动态平衡，这就是我们今天要重点研究的重要概念——化学平衡状态。
三、化学平衡状态定义：
化学平衡状态，就是指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。
强调三点：
  前提条件：可逆反应
  实质：正反应速率=逆反应速率
  标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态
四、化学平衡状态的特征
（1）逆：可逆反应
（2）动：动态平衡（正逆反应仍在进行）
（3）等：正反应速率=逆反应速率
（4）定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。
（5）变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。
化学反应达到平衡状态的标志：
V正=V逆和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志。
（1）直接标志
  ①速率：V_正=V_逆
    （即任何一种物质的生成速率等于其消耗速率）
  ②各成分的含量保持不变（浓度、质量分数、物质的量、物质的量分数、体积分数、分子数之比）
以反应mA(g)+nB(g)pC(g)为例，达到平衡的标志为：
A的消耗速率与A的生成速率相等
A的消耗速率与C的消耗速率之比等于m:p
B的生成速率与C的生成速率之比等于n:p
A的生成速率与B的消耗速率之比等于m:n
异边同向，同边异向，比例计量。
例1、一定条件下，反应A₂(g)+B₂(g)2AB(g)达到平衡的标志是
  A、单位时间内生成n mol A₂同时生成n mol AB
  B、单位时间内生成2n mol AB同时生成n mol B₂
  C、单位时间内生成n mol A₂同时生成n mol B₂
  D、单位时间内生成n mol A₂同时消耗n mol B₂
例2、一定条件下，反应N₂+3H₂2NH₃达到平衡的标志是
  A、一个NN键断裂的同时，有三个H-H键形成
  B、一个NN键断裂的同时，有三个H-H键断裂
  C、一个NN键断裂的同时，有六个N-H键断裂
  D、一个NN键断裂的同时，有六个N-H键形成
在判断化学平衡时，要注意化学键数与反应物质的物质的量之间的联系，同时要注意成键、断键与反应方向之间的关系。
（2）间接标志
以反应mA(g)+nB(g)pC(g)为例
①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间改变而改变（适用于m+n≠p的反应）。
②混合气体的平均相对分子质量、密度不随时间改变而改变（适用于m+n≠p的反应）。
③各气体体积、气体分压、各物质的物质的量不随时间改变。
对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应，（如H₂+I₂(g)2HI），不能用此标志判断平衡是否到达，因为在此反应过程中，气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。
（3）特殊标志
①对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达到平衡
②对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，反应达到平衡
判断可逆反应达到平衡状态？
【1】下列说法中可以充分说明反应：P(气)+Q(气)=R(气)+S(气)，在恒温下已达平衡状态的是（   ）
  A、反应容器内压强不随时间变化
  B、P和S的生成速率相等
  C、反应容器内P、Q、R、S四者共存
  D、反应容器内总物质的量不随时间而变化
【2】在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时，表明A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g)已达平衡状态的是（   ）
  A、混合气体的压强
  B、混合气体的密度
  C、B的物质的量浓度
  D、气体的总物质的量
【3】在一定温度下，下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是（   ）
①C的生成速率与C的分解速率相等
②单位时间内生成a molA，同时生成3a molB
③A、B、C的浓度不再变化
④A、B、C的分压强不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
  A、②⑦        B、②⑤⑦
  C、①③④⑦    D、②⑤⑥⑦