1、第2课时化学平衡状态1了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念。2了解化学平衡的建立。3通过图像分析化学平衡的建立过程。(重点)4掌握可逆反应达到化学平衡的标志。(重难点)可 逆 反 应 与 化 学 平 衡 的 建 立基础初探1可逆反应 用“”表示2化学平衡的建立(1)化学平衡的建立过程以AB2C为例，刚开始充入A、B两种气体，填写表中空格，了解化学平衡建立的过程。变化时刻 物质浓度反应速率反应物生成物正反应逆反应开始时最大0最大0进行中减小增大减小增大平衡时不变不变v(正)v(逆)(2)化学平衡建立的浓度时间图像和速率时间图像探究升华思考探究在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2
2、充入到体积为1 L的密闭容器中，发生反应N23H22NH3。问题思考：(1)反应开始时c(N2)、c(H2)、c(NH3)分别为多少？化学反应速率v正和v逆处于何种状态？【提示】c(N2)1 molL1c(H2)3 molL1c(NH3)0，v正最大，v逆为0。(2)随着反应的进行，各组分的浓度c(H2)、c(N2)、c(NH3)如何变化？v正、v逆呢？【提示】c(N2)、c(H2)减小，c(NH3)增加；v正减小，v逆增大。(3)当反应进行到v正v逆时，各组分的物质的量浓度有何特点？可逆反应达到什么状态？【提示】当v正v逆时，各组分的物质的量浓度不变，可逆反应达到了化学平衡状态。(4)充分反
3、应后，能生成2 mol NH3吗？为什么？【提示】生成的NH3小于2 mol，因为可逆反应不能进行到底。认知升华1可逆反应中各成分物质的浓度(物质的量)范围分别假设反应物、生成物中某(投料)相对较少物质完全反应，浓度为0，其他物质剩余浓度为最小极限，另一方各成分浓度则为最大极限，一种物质的浓度范围在最大(小)极限之间。2可逆反应平衡状态(1)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果。(2)对于一个既定的可逆反应，如果其他条件一定，不论采取何种途径(反应是从反应物开始或从生成物开始)，最后都能建立化学平衡状态。(3)化学反应到达平衡状态时，各组分的物质的量、浓度等均不变。题组冲关题组
4、1可逆反应1下列各组两个反应互为可逆反应的是() H2Cl22HCl与2HClH2Cl2H2SO4(浓)2HBr=2H2OBr2SO2与Br2SO22H2O=2HBrH2SO42NO2=N2O4与N2O4=2NO22SO2O22SO3与2SO32SO2O2ABCD【解析】可逆反应必须是在相同条件下同时向正、逆两个方向都能进行的反应。、为可逆反应。【答案】C2下列有关可逆反应的说法中不正确的是()A可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应B2HIH2I2是可逆反应C2H2O22H2O与2H2O2H2O2互为可逆反应D只有可逆反应才存在化学平衡【解析】C项中两个反应条件不同，不是可逆
5、反应。【答案】C3在容器中进行如下反应X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是() AZ为0.3 molL1BY2为0.4 molL1CX2为0.2 molL1DZ为0.4 molL1【解析】本题可用“一边倒”法来判断： X2Y22Z最多的生成物/molL1 0 0.2 0.4全部为反应物/molL1 0.2 0.4 0即可得各物质浓度的取值范围：0c(X2)0.2 molL1；02 molL1c(Y2)0.4 molL1；0c(Z)0.4 molL1。【答
6、案】A【规律总结】“一边倒”法判断可逆反应中物质的浓度取值(1)完全转化到“”的右侧，求出生成物的最大值，反应物的最小值，此时反应物可能为0，也可能不为0(如本题中Y2)。(2)完全转化到“”的左侧，求出反应物的最大值，生成物的最小值。(3)据(1)、(2)得出各物质的浓度的取值范围进行讨论。题组2化学平衡的建立过程4在一定条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行反应，下列说法中不正确的是()A反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零B随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零C随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变D随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变【解析】化学平衡建立过程
7、中，反应物浓度减小，故正反应速率减小，生成物浓度增大，故逆反应速率增大，当二者相等时达平衡状态，但不为零。【答案】B514CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2C2CO，达到平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有() A只有14CO2B只有14CO2、14COC14CO2、14CO、14CD只有14CO【解析】当可逆反应达到平衡状态时，反应并没停止，是一种动态平衡，所以14C在三种物质中都含有。【答案】C6在200 ，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)H2(g)2HI(g)。(1)反应刚开始时，由于c(H2)_，c(I2)_，
8、而c(HI)_，所以化学反应速率_最大，而_最小(为零)；(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)_，c(I2)_，而c(HI)_，从而化学反应速率v(正)_，而v(逆)_；(3)当反应进行到v(正)与v(逆)_时，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及各组分的分压都将_。【解析】由题意可知，反应刚开始时，c(H2)和c(I2)最大，分别为 molL1、 molL1，而c(HI)为0，故v(正)最大，v(逆)0；随着反应的进行，H2和I2不断消耗，其浓度逐渐减小，故v
9、(正)减小，而HI的浓度逐渐增大，v(逆)增大，当v(正)v(逆)时即达平衡状态，外界条件不变，则平衡不移动，题中各种量都将保持不变。【答案】(1) molL1 molL10v(正)v(逆)(2)减小减小增大减小增大(3)相等保持不变化 学 平 衡 状 态1化学平衡状态的概念化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应中，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各成分的浓度保持不变的状态。2化学平衡的特征探究升华思考探究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
10、(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。问题思考：(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？【提示】、。(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？【提示】、。(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？【提示】能。
11、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。认知升华判断平衡状态的标志对于可逆反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)。1根本标志：v正v逆0常见形式主要有：(1)同一种物质的生成速率等于消耗速率。如：v生成(A)v消耗(A)。(2)在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比。如：v生成(A)v消耗(B)mn。(3)化学方程式两边的不同物质生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。如：v生成(A)v生成(D)mq。2特征标志(1)各组分的浓度不随时间的改变而改变。(2)各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数
12、不随时间的改变而改变。(3)某种反应物的转化率不随时间的变化而变化。(4)当mnpq时，体系的压强或平均相对分子质量不随时间的改变而改变。题组冲关1能充分说明可逆反应N2(g)O2(g)2NO(g)已达到平衡状态的是()AO2的消耗速率等于NO的消耗速率B容器内始终有N2、O2和NO共存C容器内反应混合物的总物质的量不随时间改变Dv正(N2)v逆(N2)【解析】消耗O2表示的正反应速率与以消耗NO表示的逆反应速率相等时不是平衡状态，故A 错误；对任意一个可逆反应，体系中的各物质同时存在，不能作为化学平衡状态判断的依据，故B错误；从反应方程式看反应体系中总的物质的量始终不变，不能作为判断依据，故
13、C错误；以N2表示的逆反应速率与以N2表示的正反应速率相等，即达到平衡状态，故D正确。【答案】D2在恒定的容器中，对可逆反应2NO2(g)N2O4(g)，不能说明反应达到平衡状态的是() A混合气体的颜色B混合气体的相对分子质量CNO2的浓度一定DNO2的浓度与N2O4的浓度相等【解析】NO2的浓度与N2O4的浓度相等，并不能证明v正v逆。【答案】D3在一定条件下的密闭容器中，一定能说明反应A(g)3B(g)2C(g)2D(g)达到平衡状态的是()A反应体系的总压恒定BB的浓度不变Cc(A)c(B)13D3v正(B)2v逆(C)【解析】因为反应前后气体分子数不变，所以压强始终保持不变。对一个反
14、应来说，其浓度变化量之比一定等于其化学计量数之比。当达到平衡时，不同物质表示的反应速率之比一定等于化学计量数之比。【答案】B4在一定温度下，反应A2(g)B2(g)2AB(g)达到平衡状态的标志是_。 a单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol ABb容器内的总压强不随时间变化c单位时间内生成2n mol AB的同时生成n mol B2d单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol B2e容器内A2、B2、AB的物质的量之比是112时的状态f容器中c(A2)c(B2)c(AB)时的状态【解析】化学平衡状态的根本标志是v正v逆，或平衡混合物中各组分的浓度或质量分数、体积分数等保持
15、不变。只要具备上述两点之一，便一定是平衡状态；否则，不能确定为平衡状态。a项，根据化学方程式中的化学计量数之比，可知生成n mol AB必消耗 mol A2，即单位时间内生成 mol A2的同时生成n mol AB，显然反应未达到平衡状态。b项，是从压强方面来叙述的。由于此反应是反应前后气体分子数不变的反应，达到平衡或未达到平衡时压强都不随时间变化，因此不能用压强来说明反应是否达到平衡状态。c项，由题意可知当单位时间内生成2n mol AB时，也就消耗了n mol A2和n mol B2，这样同一时刻相同体积的容器中消耗的B2和生成的B2都是n mol，说明反应处于平衡状态。d项，只知道单位时
16、间生成n mol A2和n mol B2，却不知道同时消耗多少A2和多少B2，故无法确定反应是否达到平衡。e、f两项是以混合物成分的含量来叙述的。由于达到化学平衡状态时，反应混合物中各物质的浓度保持不变，并不是相等，也不是它们的物质的量之比一定等于其化学方程式中各物质的化学计量数之比，所以e、f两项均不符合题意。【答案】c【规律总结】判断平衡状态的“8字口诀”“正逆相等，变量不变”(1)“正逆相等”：v正v逆。(2)“变量不变”：如果一个物理量随着平衡的移动而改变，当该物理量保持不变时，说明平衡到达。(3)实例涉及利用气体密度或平均相对分子质量判断可逆反应是否达到平衡状态时，要注意从定义式，M出发进行分析，特别注意V、n(总)、m(气)是否改变。对于完全为气体且体积不变的反应(以H2I22HI为例)：V、n(总)、m(气)均保持不变，因此体系的压强、密度和平均相对分子质量不随时间的变化而变化，不能作为化学平衡状态的标志。 对于完全为气体且体积可变的反应(以N23H22NH3为例)：体系的密度不随时间改变，可以作为化学平衡状态的标志。
