200423-市化学课

4/23 化学课 - 可逆反应与平衡状态

可逆反应

$$\ce {Cl2 + H2O <=> HCl + HClO}$$ $$\ce {SO2 + H2O <=> H2SO3}$$ $$\ce {N2 + 3H2 <=>[高温、高压][催化剂] 2NH3}$$ $$\ce {2SO2 + O2 <=>[V2O5][\Delta] 2SO3}$$

正反应：

$$\ce {2SO2 + O2 ->[V2O5][\Delta] 2SO3}$$

逆反应：

$$\ce {2SO3 ->[V2O5][\Delta] 2SO2 + O2}$$

1. 定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应
2. 特点
   • 在同一条件下进行
   • 正逆反应同时存在
   • 反应物生成物共存
3. 表示方式：可逆反应化学方程式中常用 $\ce {<=>}$

$$可逆反应非常普遍$$

溶解平衡

$$\ce {固体溶质 <=>[溶解][结晶]溶液中的溶质}$$

在一定条件下,当溶质溶解的速率等于结晶的速率,固体溶质不再减少,也不再增加,溶液处于饱和状态,称之为达到了溶解平衡状态,简称溶解平衡。

化学平衡状态

• 在一定条件下的可逆反应中,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,称之为化学平衡状态,简称化学平衡。
• 化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的最大限度。

化学平衡的特征

1. 研究对象：可逆反应
2. 实质：$v_正 = v_逆$
3. 达到化学平衡时，正逆反应还在进行：$v_正 = v_逆 ≠ 0$
4. 现象：达到化学平衡时反应混合物中各物质的浓度不再发生变化
5. 若改变浓度、温度、压强等反应条件，化学平衡会被破坏

$$\ce {N2 + 3H2 <=>[高温、高压][催化剂] 2NH3}$$

条件	$v_正$	$v_逆$
扩大容器体积	$\downarrow$	$\downarrow$
使用合适的催化剂	$\uparrow$	$\uparrow$
升高温度	$\uparrow$	$\uparrow$
体积不变，充入$\ce {N2}$	$\uparrow$	随之 $\uparrow$
体积不变，充入$\ce {NH3}$	随之 $\uparrow$	$\uparrow$
体积不变，充入$\ce {He}$	$\times$	$\times$
压强不变，充入$\ce {He}$	$\downarrow$	$\downarrow$

判断

单位时间内有$3 \text { mol }\ce {H2}$参加反应，$1 \text { mol }\ce {N2}$生成。

正确：因为两个条件分别可以求出正反应速率和逆反应速率。