1、第三節(jié)化學平衡第第1 1課時課時化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)閱讀思考自主檢測任務一、認真閱讀教材第25頁的內容,思考回答下列問題:1.分析固體的溶解和溶液中溶質分子回到固體溶質表面兩個過程,說明什么是可逆反應?提示相同條件下,既能向正反應方向進行,又能向逆反應方向進行的反應,叫可逆反應。2.可逆反應有何特點?提示可逆反應的反應物不能完全轉化,反應最終達到平衡。閱讀思考自主檢測任務二、認真閱讀教材第26頁的內容,思考回答下列問題:1.什么是化學平衡狀態(tài)?提示在一定條件下,當正、逆兩個方向的反應速率相等時,反應體系中所有參加反應的物質的質量或濃度保持恒定,這樣的狀態(tài)我們稱之為化學平衡狀態(tài)。2.化學平衡

2、狀態(tài)有何特點?提示(1)構成化學平衡體系的基本要求是:反應物和所有產物均處于同一反應體系中,反應條件(如溫度、壓強等)保持不變。(2)達到化學平衡狀態(tài)時,體系中所有反應物和生成物的質量(或濃度)保持不變。但是這個體系中的反應并沒有停止,只是正、逆反應的速率相等。閱讀思考自主檢測1.分析各選項中的各組反應,其中互為可逆反應的是 ()答案:B閱讀思考自主檢測2.在一定條件下,使NO和O2在一密閉容器中發(fā)生可逆反應,下列說法中不正確的是()A.反應開始時,正反應速率最大,逆反應速率為零B.隨著反應的進行,正反應速率逐漸減小,最后為零C.隨著反應的進行,逆反應速率逐漸增大,最后不變D.隨著反應的進行,

3、正反應速率逐漸減小,最后不變答案:B重點難點探究重要考向探究隨堂檢測探究問題探究問題在19世紀后期,人們發(fā)現煉鐵高爐排出的高爐氣中含有相當量的CO。有人認為是CO與鐵礦石的接觸時間不長所造成的。英國人耗巨資建成一個高大的煉鐵高爐,以增加CO與鐵礦石的接觸時間,結果發(fā)現CO的含量仍然沒有減少。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測1.分析英國人耗巨資建成了一個高大的煉鐵高爐,以增加CO與鐵礦石的接觸時間,為什么CO的含量仍然沒有減少?提示CO與鐵礦石的反應是一個可逆反應,當正、逆反應速率相等時,反應最終達到化學平衡狀態(tài),所以無論接觸時間多長都不可能完全轉化。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測2.可逆反應

4、的平衡狀態(tài)是如何建立的?如何判斷一個可逆反應是否達到平衡狀態(tài)?提示反應剛開始時,反應物濃度最大,正反應速率最大;生成物的濃度為0,逆反應速率為0。反應過程中,反應物濃度逐漸減小,正反應速率逐漸減小,生成物濃度逐漸增大,逆反應速率逐漸增大。一定時間后,必然出現正反應速率=逆反應速率。此時,反應體系中各組分的濃度保持不變,這樣的狀態(tài)我們稱之為化學平衡狀態(tài)。判斷可逆反應是否達到平衡常常根據正反應速率是否等于逆反應速率,或各組分的濃度是否保持不變。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測知識點撥知識點撥一、可逆反應1.定義在同一條件下既可以向正反應方向進行,同時又可以向逆反應方向進行的化學反應。2.特點(1)

5、二同:相同條件下;正逆反應同時進行。(2)一小:反應物與生成物同時存在,任一組分的轉化率都小于100%。3.表示在方程式中用“ ”表示。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測二、化學平衡狀態(tài)1.定義在一定條件下的可逆反應中,正反應速率與逆反應速率相等,反應體系中所有參加反應的物質的質量或濃度保持不變的狀態(tài)。2.化學平衡的建立從正反應開始建立 從逆反應開始建立重點難點探究重要考向探究隨堂檢測3.平衡特點 重點難點探究重要考向探究隨堂檢測4.化學平衡的移動(1)定義:在一定條件下,可逆反應達到化學平衡狀態(tài),如果改變影響平衡的條件(如濃度、壓強、溫度等),化學平衡狀態(tài)被破壞,直至正、逆反應速率再次相等,在

6、新的條件下達到新的化學平衡狀態(tài)。這種現象稱作平衡狀態(tài)的移動,簡稱平衡移動。(2)圖示表示:重點難點探究重要考向探究隨堂檢測考向一可逆反應特點的應用【例題1】 在密閉容器中進行反應:X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 molL-1、0.3 molL-1、0.2 molL-1,在一定條件下,當反應達到平衡時,各物質的濃度有可能是()A.Z為0.3 molL-1B.Y2為0.4 molL-1C.X2為0.2 molL-1D.Z為0.4 molL-1重點難點探究重要考向探究隨堂檢測解析:該題可利用“極值法”判斷,假設反應正向或逆向進行到底,求出各物質濃度的最大

7、值和最小值,從而確定它們的濃度范圍。起始濃度/(molL-1)0.10.30.2改變濃度/(molL-1)0.10.10.2終態(tài)濃度/(molL-1)00.20.4起始濃度/(molL-1)0.10.30.2改變濃度/(molL-1)0.10.10.2終態(tài)濃度/(molL-1)0.20.40平衡體系中各物質的濃度取值范圍為X2(0,0.2),Y2(0.2,0.4),Z(0,0.4)。答案:A重點難點探究重要考向探究隨堂檢測規(guī)律方法點撥規(guī)律方法點撥 可逆反應的特點是所有參與反應的物質都不能完全轉化。利用可逆反應的特點判斷物質濃度的可能取值時,就是利用“極值法”,先假設反應向右完全進行,得到反應物

8、濃度的最小值和產物濃度的最大值,再假設反應向左完全進行,得到產物濃度的最小值和反應物濃度的最大值。在用“極值法”推斷時,還應考慮有無反應物剩余,剩余多少。這樣的極值點是不可能達到的,故可確定某些范圍或在范圍中選擇合適的量。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測成功體驗成功體驗1在一個密閉容器中發(fā)生如下反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應過程中某一時刻測得SO2、O2、SO3的濃度分別為:0.2 molL-1、0.2 molL-1、0.2 molL-1,當反應達到平衡時,可能出現的數據是()A.c(SO3)=0.4 molL-1B.c(SO2)=c(SO3)=0.15 molL-1C.

9、c(SO2)=0.25 molL-1D.c(O2)=0.1 molL-1重點難點探究重要考向探究隨堂檢測解析:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應過程中某一時刻c(SO2)=0.2 molL-1,c(O2)=0.2 molL-1,c(SO3)=0.2 molL-1。若SO2全部轉化為SO3,c(SO3)=0.2 molL-1+0.2 molL-1=0.4 molL-1,c(O2)=0.1 molL-1,由于是可逆反應,無論是反應物或生成物都不可能轉化完全,所以A、D兩項錯誤;在某一時刻之后,無論平衡怎樣移動,都不會出現c(SO2)=c(SO3)=0.15 molL-1這種情形,SO2與

10、SO3的濃度都比原來減小,這顯然違反了質量守恒定律。C項正確。答案:C重點難點探究重要考向探究隨堂檢測考向二平衡狀態(tài)的判斷【例題2】 在一定條件下能說明2NO2(g) N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的是。 溫度和體積一定,某一物質的濃度不再變化時溫度和體積一定,容器內壓強不再變化時條件一定,混合氣體的平均相對分子質量不再變化時溫度和體積一定,混合氣體的顏色不再變化時溫度和壓強一定,混合氣體的密度不再變化時重點難點探究重要考向探究隨堂檢測解析:中,只要有一種物質的濃度變化必然會導致另外的物質的濃度發(fā)生變化,因此只要有一種物質(固體或純液體除外)濃度不變,其他物質的濃度也不會變化。該反應是反應前后氣體

11、體積發(fā)生改變的反應,所以當隨著反應的進行壓強不變時,可以用來判斷反應達到了平衡狀態(tài)。平衡混合物的平均相對分子質量不變時,平均摩爾質量 不變,反應體系的總質量不變,n總也不變,即NO2、N2O4的物質的量也不再變化,可以用來判斷反應達到了平衡狀態(tài)。反應體系的顏色由NO2的濃度決定,顏色不變意味著NO2的濃度不變,是平衡狀態(tài)的標志。溫度、壓強不變,氣體的總質量不變,若密度不變意味著體積不再變化,即各組分的物質的量不再變化,是平衡狀態(tài)的標志。答案:重點難點探究重要考向探究隨堂檢測規(guī)律方法點撥規(guī)律方法點撥 化學平衡狀態(tài)的判定:以恒容密閉容器中進行的反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)為例重

12、點難點探究重要考向探究隨堂檢測重點難點探究重要考向探究隨堂檢測重點難點探究重要考向探究隨堂檢測成功體驗成功體驗2可逆反應aA(g)+bB(g) cC(g)的正、逆反應速率可用各反應物或生成物濃度的變化來表示。下列各關系式中能說明反應已達到平衡狀態(tài)的是 ()A.av正(A)=bv正(B) B.bv正(A)=av逆(B)C.av正(C)=cv正(A)D.av正(A)=bv逆(B)答案:B重點難點探究重要考向探究隨堂檢測成功體驗成功體驗3一定溫度下的恒容密閉容器中,下列敘述不能作為可逆反應A(g)+3B(g) 2C(g)達到平衡狀態(tài)的標志的是。 C的生成速率與C的消耗速率相等單位時間內生成a mol

13、 A,同時生成3a mol BA、B、C的濃度不再變化C的物質的量不再變化混合氣體的總壓強不再變化混合氣體的總物質的量不再變化單位時間消耗a mol A,同時生成3a mol BA、B、C的分子數之比為1 3 2重點難點探究重要考向探究隨堂檢測解析:對平衡狀態(tài)的判斷,一定要根據實際反應逐項分析,只有能反映同一物質的v(正)=v(逆),或者混合物中的某組分的濃度或百分含量保持不變,才能證明可逆反應達到了平衡狀態(tài)。中,同一物質的生成速率與消耗速率相等,說明反應已達到平衡;中,表示的是同一方向的反應速率,不能說明反應已達到平衡;中,各組分的濃度不再變化,說明反應已達到平衡;中,C的物質的量不再變化,

14、也就是C的濃度不再變化,說明反應已達到平衡;中,若反應正向進行,混合氣體的總物質的量減小,壓強減小,若反應逆向進行,混合氣體的總物質的量增大,壓強增大,混合氣體的總壓強不再變化,說明反應正向進行的速率和逆向進行的速率相同,即反應已達到平衡;重點難點探究重要考向探究隨堂檢測中,由中的分析可知,混合氣體的總物質的量不再變化,說明反應已達到平衡;中,消耗A的量與生成B的量之比與它們在化學方程式中的計量數之比相等,也就是反應正向進行和逆向進行的速率相等,說明反應已達到平衡;中,A、B、C的分子數之比為1 3 2只是反應進程中的某一時刻的狀態(tài),不能說明反應已達到平衡。答案:重點難點探究重要考向探究隨堂檢

15、測考向三化學平衡狀態(tài)的移動【例題3】 已知反應mA(g)+nB(g) pC(g)Hv(逆),說明平衡均向正反應方向移動。答案:(1)向正反應方向移動(2)向正反應方向移動重點難點探究重要考向探究隨堂檢測規(guī)律方法點撥規(guī)律方法點撥 化學平衡移動的特征和方向(1)化學平衡移動的特征。反應速率:從原平衡時v(正)=v(逆),到條件改變引起v(正)v(逆),再到新平衡時v(正)=v(逆)。該過程表明化學平衡發(fā)生了移動?；旌衔锝M成:各組分的含量從保持一定到條件改變時發(fā)生變化,最后在新條件下保持新的一定,同樣表明化學平衡發(fā)生了移動。(2)化學平衡移動的方向。若外界條件改變,引起v(正)v(逆),此時正反應速

16、率大,化學平衡向正反應方向移動。若外界條件改變,引起v(正)0。該反應的反應速率(v)隨時間(t)變化的關系如圖所示。若t2、t4時刻只改變一個條件,下列說法不正確的是()A.在t1t2時,NO2的生成速率與O2的消耗速率相等,反應已達到平衡狀態(tài)B.在t2時,v(正)v(逆),條件改變破壞原平衡,使反應正向進行,平衡向右移動C.在t0t1時,v(正)v(逆),反應正向進行,t1時建立平衡D.在t2、t4時,平衡的移動方向相同答案:A重點難點探究重要考向探究隨堂檢測1.對于可逆反應2SO2+O2 2SO3,在混合氣體中充入一定量的18O2足夠長時間后,18O原子()A.只存在于O2中B.只存在于

17、SO3和O2中C.只存在于SO2和O2中D.存在于SO2、SO3和O2中解析:SO2和18O2反應生成了S18O3,S18O3又分解生成S18O2,故平衡混合物中含18O的分子有S18O2、18O2、S18O3?？赡娣磻蟹磻锖蜕晌锕泊妗４鸢?D重點難點探究重要考向探究隨堂檢測2.在一定溫度下,向a L密閉容器中加入1 mol X氣體和2 mol Y氣體,發(fā)生如下反應:X(g)+2Y(g) 2Z(g)。此反應達到化學平衡的標志是()A.容器內氣體密度不隨時間變化B.容器內各物質的濃度不隨時間變化C.容器內X、Y、Z的濃度之比為1 2 2D.單位時間消耗0.1 mol X同時生成0.2 mo

18、l Z重點難點探究重要考向探究隨堂檢測解析:A項,該反應過程中,氣體的質量和體積均不發(fā)生變化,則氣體密度保持不變;B項恰恰表示了化學平衡時各組分的濃度不再變化的情況;判斷C項的正誤可假設開始投入2 mol X、4 mol Y進行反應,當有1 mol X和2 mol Y反應生成2 mol Z時,X、Y、Z的濃度之比為1 2 2,但并不一定是達到平衡時的狀態(tài);D項中消耗X與生成Z均為正反應速率,沒有表達正、逆反應速率相等的關系。答案:B重點難點探究重要考向探究隨堂檢測3.一定條件下,下列方法能證明可逆反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),一定達到平衡狀態(tài)的是。 單位時間內消耗n mol N2的同時生成2n mol NH3;三個HH鍵斷裂的同時有六個NH鍵斷裂;N2與NH3的體積分數相等;v(N2) v(H2) v(NH3)=1 3 2;c(N2) c(H2) c(NH3)=1 3 2;溫度和體積一定時,N2的濃度不再變化;混合氣體的總物質的量不再變化;v正(N2)=v逆(NH3)。重點難點探究重要考向探究隨堂檢測解析:解題時注意化學平衡的實質是正、逆反應速率相等,要仔細分析各項敘