1、明确学习目标 1.了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念、特点。2.了解化学平衡建立的过程。3.理解化学平衡状态的特征。23 学生自主学习 一、可逆反应1饱和溶液中的可逆过程在一定条件下的饱和溶液中，溶液中的固体溶质和溶液中的溶质分子回到固体溶质表面的过程一直进行，而且两种过程的相等，于是饱和溶液的和固体溶质的都保持不变，由此可知，固体物质的溶解过程是过程。可表示为：固体溶质溶解结晶 溶液中的溶质。01 溶解02 结晶03 速率04 浓度05 质量06 可逆2可逆反应在下，既能向方向进行又能向方向进行的化学反应。可表示为：正反应逆反应。07 相同条件08 正反应09 逆反应10 反应物11
2、生成物二、化学平衡状态1化学平衡的建立在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：反应开始，v正最，v逆为，进行中反应物浓度减小v 正逐渐减小，生成物浓度增大v 逆逐渐，最大限度时，v 正v 逆，反应混合物中各组分的浓度。01 大02 零03 增大04 05 不变2化学平衡状态一定条件下，反应中，正反应速率与逆反应速率，反应混合物中各种物质的保持不变的状态。06 可逆07 相等08 浓度或质量3化学平衡状态的特征(1)逆：研究的对象是反应。(2)等：化学平衡的条件是 v 正和 v 逆。(3)动：化学平衡是一种平衡，此时反应并未停止。(4)定：当可逆反应达到平衡时
3、，各组分的质量(或浓度)为一。(5)变：若外界条件改变，平衡可能发生，并在新条件下建立。09 可逆10 相等11 动态12 定值13 改变14 新的平衡1H2 和 O2 反应生成 H2O 与 H2O 电解生成 H2 和 O2 互为可逆反应吗？提示：H2 和 O2 反应生成水的条件是点燃，而 H2O 分解成 H2 和 O2 的条件是电解，两反应的条件不同，因此它们不是可逆反应。提示 2将一定量的 N2、H2 充入某密闭容器中达到化学平衡，试画出该过程的 v-t 图像。提示：此过程的 v-t 图像为：提示 23 课堂互动探究 一、可逆反应1正确地理解可逆反应(1)双向性：可逆反应分为方向相反的两个
4、反应：正反应和逆反应。(2)双同性：正、逆反应在相同条件下是同时进行的。(3)共存性：反应物和生成物共存于同一体系中，反应物的转化率小于100%。(4)能量转化类型相反：若正反应放热，则逆反应吸热。2可逆反应的书写要用“”号，如：N23H2高温、高压催化剂2NH3。即时练1下列对可逆反应的认识正确的是()ASO2Br2H2O=H2SO42HBr 与 2HBrH2SO4(浓)=Br2SO22H2O 属于可逆反应B既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应CH2 与 I2 在加热时，生成 HI，同时 HI 又分解出 H2 和 I2，属于可逆反应D2AgBr2=CuO 2AgBr 与
5、 2AgBr=光2AgBr2 属于可逆反应答案 C答案 解析 可逆反应是在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应，A、D 的两个方向进行的反应条件不同；B 未指明“是相同条件”，因此，只有C 正确。解析 2在一定量的密闭容器中进行反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻 N2、H2、NH3 的浓度分别为 0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是()AN2 为 0.2 molL1，H2 为 0.6 molL1BN2 为 0.15 molL1CN2、H2 均为 0.18 molL1DNH3 为 0.4 molL1答案
6、 B答案 解析 反应为可逆反应，反应体系中任何一种物质的转化率都小于100%，所以 A、D 错误；从题给量的关系知无论反应进行到什么程度，c(N2)c(H2)13，因此两者不可能同时均为 0.18 molL1，C 错误。解析 规律方法利用极端假设法确定各物质的浓度范围上述题目中可利用极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底：N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始浓度(molL1)0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1)0.1 0.3 0.2终态浓度(molL1)0 0 0.4假设反应逆向进行到底：N2(g)3
7、H2(g)2NH3(g)起始浓度(molL1)0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1)0.1 0.3 0.2终态浓度(molL1)0.2 0.6 0平衡体系中各物质的浓度范围为 0c(N2)0.2,0c(H2)0.6,0c(NH3)0.4。二、化学平衡状态 1化学平衡状态的通用判断依据(不需要任何附加条件，对所有平衡都适用)(1)正反应速率与逆反应速率相等，v 正v 逆。对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率；对不同物质，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。(2)反应混合物中各组分的百分含量保持不变。2化学平衡状态的其他判断依据(有附加条件)(1)对于纯气体
8、反应，如 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)：若 mnpq，恒温恒容下气体的总物质的量不变、总压强不变、平均相对分子质量不变和恒温恒压下气体的密度M rmn，mV 不变都可以说明反应达到了平衡状态；在等温、等容条件下，若 mnpq，不管是否达到平衡状态，气体总体积、总压强、总物质的量始终保持不变，从而平均摩尔质量(相对分子质量)、气体密度均保持不变，因此这五项都不能作为判断反应是否达到平衡的依据。(2)在等温、等容条件下，对于有固体或液体物质参与的反应，如 aA(s)bB(g)cC(g)dD(g)：气体质量不变达到平衡；若 bcd，则 n 气、M 气、p 总、不变均说明已达到平衡；若 b
9、cd，则 n 气、p 总不变不能判断是否达到平衡状态，M 气、不变能说明已达到平衡。(3)在等温、等容条件下，对于有色物质参加的反应，体系的颜色保持不变，说明已达到平衡状态。(4)对于隔热反应，体系温度保持不变，说明已达到平衡状态。总之，“变量”不变达平衡。“变量”意思为所提物理量随反应的进行而改变。即时练3下列关于化学反应限度的说法中正确的是()A一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度B当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等都等于 0C平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变D化学反应的限度不可以通过改变条件而改变答案 A答案
10、解析 可逆反应达到平衡状态后，虽 v 正v 逆，但均不为 0，是动态平衡，B、C 错误；通过改变影响化学平衡移动的条件就可以改变化学反应的限度，D 错误。解析 4有下列两个可逆反应。反应 1：在体积固定的密闭容器中进行可逆反应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)。其中 NO2 是红棕色气体。反应 2：在体积固定的密闭容器中进行可逆反应：H2(g)I2(g)2HI(g)。其中 I2(气体)是紫色的。以上两个反应过程中，有下列情况：同一物质正反应速率等于逆反应速率 混合气体的颜色不再改变 混合气体的密度不再改变 混合气体的压强不再改变 混合气体的平均相对分子质量不再改变 对于反应 1，单位时间内
11、生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO2 对于反应 2，用 H2、I2 和 HI 表示的反应速率之比为112。(1)上述情况中能作为反应 1 达到平衡状态标志的是哪几个？(2)上述情况中能作为反应 2 达到平衡状态标志的是哪几个？(3)若在标准状况下发生反应 2(此时碘单质为固体)，情况能否作为反应 2 达到平衡状态的标志？答案(1)、(2)、(3)能答案 解析(1)对于反应 2NO2(g)2NO(g)O2(g)，当同一物质的正、逆反应速率相等，即 v(正)v(逆)时，反应处于平衡状态，正确；混合气体的颜色不再改变时，说明 c(NO2)一定，故反应处于平衡状态，正确；气体的密度
12、 mV，其中气体的质量和容器的容积是定值，故气体的密度不变不能作为达到平衡状态的标志，错误；由于该反应为反应前后气体体积变化的反应，故密闭容器中的压强不变，表明反应处于平衡状态，正确；混合气体的相对分子质量 Mmn，该反应中气体的质量始终保持不变，而气体的物质解析 的量为变量，故平均相对分子质量(M)为变量，当变量保持不变时，表明反应处于平衡状态，正确；单位时间内生成 O2 和生成 NO2 的反应方向相反，且二者变化的物质的量之比为 12，故反应处于平衡状态，正确。(2)对于反应：H2(g)I2(g)2HI(g)，当同一物质的正、逆反应速率相等时，反应处于平衡状态，正确；混合气体的颜色(I2
13、蒸气)不再改变时，说明 c(I2)一定，反应处于平衡状态，正确；由于气体的质量和容器的容积是定值，故气体的密度不变不能作为平衡状态的标志，错误；由于该反应为反应前后气体体积不变的反应，容器中气体的物质的量保持不变，则容器中的压强不变，反应不一定处于平衡状态，错误；由于该反应气体的质量、解析 气体的物质的量是定值，故气体的平均相对分子质量不变时，不能判断反应是否处于平衡状态，错误。反应的任何时刻，用 H2、I2 和 HI 表示的反应速率之比均为 112，错误。(3)反应 2 中，若 I2 为固体时，混合气体的平均相对分子质量为变量，当变量保持不变时，表明反应处于平衡状态。解析 规律方法利用“变量
14、”与“不变量”判断可逆反应达到化学平衡状态的方法此方法常用于判断混合体系中气体的密度不变或反应后混合气体的平均相对分子质量不变能否作为反应达到平衡状态的标志。(1)利用气体的密度mV 判断对于定容的反应体系，若气体质量和容器的体积是不变量，则密度 为恒量。即不论反应是否平衡，密度均不变，“不变量”不变时不能判断反应是否处于平衡状态。对于反应体系中不全部为气体的定容反应体系，V 是不变量，m 是变量，则气体的密度 为变量，当“变量”保持不变时，表明反应处于平衡状态。(2)利用气体的平均相对分子质量M mn 判断对于定容的反应体系，若题目提供的是全部由气体参与的可逆反应，且反应前后气体体积发生变化
15、如 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。气体的质量 m为恒量，混合气体的物质的量为变量，则混合气体的平均相对分子质量(M)为变量，当“变量”保持不变时，表明反应处于平衡状态。对于定容的反应体系，若题目提供的是全部由气体参与的可逆反应且反应前后气体体积不变，如 H2(g)I2(g)2HI(g)，气体的质量和混合气体的物质的量均为不变量，则混合气体的平均相对分子质量(M)为不变量，当“不变量”保持不变时，不能判断反应处于平衡状态。本课归纳总结 23 学习效果检测 1把 HI 气体充入密闭容器中，在一定条件下发生反应 2HI(g)H2(g)I2(g)，在反应趋向平衡状态的过程中，下列说法正确的是
16、()AHI 的生成速率等于其分解速率BHI 的生成速率小于其分解速率CHI 的生成速率大于其分解速率D无法判断 HI 的生成速率和分解速率的相对大小答案 B答案 解析 HI 充入密闭容器中，反应开始瞬间，浓度最大，正反应速率最大，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，对于逆反应，开始的瞬间，逆反应速率为零，随着反应的进行，逐渐增大，最后两者相等，建立平衡，趋向于平衡的过程中，正反应速率大于逆反应速率，即 HI 的生成速率小于其分解速率。解析 2一定温度下，对于可逆反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)(正反应放热)的下列叙述，不能说明反应已达化学平衡状态的是()A恒容容器内混合气体的密度不再
17、变化BNH3 的生成速率与 H2 的生成速率之比为 23C恒压容器内混合气体的总物质的量不再变化D单位时间内断裂 a mol 键，同时断裂 6a mol NH 键答案 A答案 解析 反应物、生成物均为气体，在恒容容器中质量不变，不管反应是否达到平衡，密度一直不变，不能说明反应已达化学平衡状态。解析 3在一个密闭容器中发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻 SO2、O2、SO3 的浓度分别为 0.2 molL1、0.1 molL1、0.2 molL1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是()ASO2 为 0.4 molL1，O2 为 0.2 molL1BSO2 为
18、 0.25 molL1CSO2、SO3 均为 0.15 molL1DSO3 为 0.4 molL1答案 B答案 解析 A 项数据表明，题中 0.2 molL1 的 SO3 完全转化成了 SO2 和 O2，即平衡时，c(SO3)0，这是不可能的；B 项可能；C 项数据表明 SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了 0.05 molL1，这也是不可能的；D 项数据表明 SO2 完全转化成了 SO3，即平衡时，c(SO2)0，c(O2)0，这也是不可能的。解析 4恒温下，将 1.6 mol N2 与 2.4 mol H2 的混合气体通入一个固定容积为4 L 的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)3
19、H2(g)2NH3(g)，10 min 后反应达平衡时，NH3 的体积分数为 25%，下列有关说法正确的是()A达到平衡时，N2 和 H2 的转化率之比为 11B达到平衡时，混合气体的密度为 12.4 gL1C10 min 内 v(H2)0.35 mol(Lmin)1D平衡混合气体中，n(N2)n(H2)n(NH3)132答案 B答案 解析 设参加反应的 N2 的物质的量为 x，N2(g)3H2(g)2NH3(g)n(始)/mol 1.6 2.4 0n(变)/mol x 3x 2xn(平)/mol 1.6x 2.43x2x由 2x42x100%25%，解得 x0.4 mol。平衡转化率之比为0
20、.41.61.22.412，A 错误。反应过程中，容器内混合气体密度一直不变，故 mV1.6282.42412.4 gL1，B 正确。v(H2)0.03 mol(Lmin)1，C 错误。平衡时 n(N2)n(H2)n(NH3)332，D 错误。解析 5向绝热恒容密闭容器中通入 SO2 和 NO2，一定条件下使反应 SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是()A反应在 c 点达到平衡状态B反应物浓度：a 点小于 b 点C反应物的总能量低于生成物的总能量Dt1t2 时，SO2 的转化率：ab 段小于 bc 段答案 D答案
21、解析 A 项反应达到平衡时 v(正)v(逆)，c 点 v(正)最大，但未达到平衡；B项随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故 a 点反应物的浓度大于 b 点的；C 项反应初始阶段，随着反应的不断进行，反应速率逐渐加快，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量；D 项在一定范围内随着反应的进行，SO2 的转化率逐渐增大，故 bc 段 SO2 的转化率大于 ab段。解析 6将一定量的 SO2 和含 0.7 mol 氧气的空气(忽略 CO2)放入一定体积的密闭容器中，550 时，在催化剂作用下发生反应：2SO2O2催化剂2SO3(正反应放热)。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过
22、量 NaOH 溶液，气体的体积减小了 21.28 L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减小了 5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)请回答下列问题：(1)判断该反应达到平衡状态的标志是_。(填字母序号)aSO2 和 SO3 浓度相等bSO2 百分含量保持不变c容器中气体的压强不变dSO3 的生成速率与 SO2 的消耗速率相等e容器中混合气体的密度保持不变(2)该反应达到平衡时 SO2 的转化率为_(用百分数表示)。(3)若将平衡混合气体的 5%通入过量的 BaCl2 溶液生成沉淀_g。答案(1)bc(2)94.7%(3)10.5答案 解析(2)消耗 O2 的物质的量：0.7 mol5.6 L22.4 Lmol10.45 mol，生成SO3 的物质的量：0.45 mol20.9 mol，SO2 和 SO3 的物质的量之和：21.28 L22.4 Lmol10.95 mol。反应前 SO2 的物质的量为 0.95 mol。SO2 的转化率：0.9 mol0.95 mol100%94.7%。(3)在给定的条件下，溶液呈强酸性，BaSO3 不会存在。因此 BaSO4 的质量为 0.9 mol0.05233 gmol110.5 g。解析 23 课后提升练习 点击进入PPT课件
