1、第2节 化学反应的限度第1课时 化学平衡的建立及标志学业要求 素养对接 1.能描述化学平衡状态。2.能判断化学反应是否达到平衡。平衡思想：会判断一个可逆反应是否达到平衡状态。知 识 梳 理 知识点一、可逆反应与不可逆反应 1.可逆反应(1)概念 在_下，既能向_方向进行又能向_方向进行的化学反应。(2)表示方法 用“_”表示，把从左向右的反应称作_，从右向左的反应称作_。例如：SO2与H2O反应可表示为_。相同条件正反应逆反应正反应逆反应SO2H2OH2SO3(3)特征 正逆反应发生的条件_；反应_进行到底，反应体系中，与化学反应有关的各种物质_。相同不能共存2.可逆反应与不可逆反应的比较 可
2、逆反应不可逆反应在同一条件下，既能向_方向进行，又能向_方向进行的反应称为可逆反应。化学方程式中用“_”表示，如 N2 3H2高温、高压催化剂2NH3、H2 I2 2HI_ 几 乎 能 进 行 到 底 或_进行的程度非常小，这样的反应通常称为不可逆反应，如 NaOHHCl=NaClH2O、H2Cl2=光照 2HCl正反应逆反应正反应逆反应知识点二、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：零减小减小增大增大保持不变2.化学平衡状态 以上过程可用下图表示：一定条件下，可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应混合物中各种物质的
3、_保持不变的状态。浓度或质量3.化学平衡状态的特征 化学平衡状态具有“逆”“等”“动”“定”“变”的特征。(1)逆：化学平衡研究的对象是_。(2)等：正反应速率和逆反应速率_。(3)动：化学平衡从表面上或宏观上看好像停止了，但从本质上看反应并未停止，只不过正反应速率与逆反应速率相等罢了。(4)定：在平衡混合物中，各组成成分的百分含量_，不再随时间的改变而改变。(5)变：化学平衡是在一定条件下建立的暂时平衡，若影响化学平衡的外界条件改变，化学平衡状态就会发生_。可逆反应相等保持一定改变1.判断正误，正确的打“”，错误的打“”(1)可逆反应进行到一定程度时，反应就会停止()(2)可逆反应中反应物的
4、转化率不能达到100%()(3)存在平衡的过程一定是化学反应的过程()(4)H2和I2的化合与HI的分解是可逆反应()(5)电解水生成H2与O2和H2与O2转化成H2O是可逆反应()(6)乙酸和乙醇的酯化反应与乙酸乙酯在碱性条件下的水解反应是可逆反应()(7)只有可逆反应才具有化学平衡状态()自 我 检 测(8)化学平衡的实质是正反应速率和逆反应速率相等()(9)反应达平衡时体系中的各组分的浓度或质量相等()(10)反应达平衡时v正v逆，可逆反应不再进行()(11)可逆反应从正反应开始或逆反应开始都能建立化学平衡状态()(12)化学平衡状态是可逆反应进行到最大限度的结果()答案 存在于SO2、
5、O2、SO3中，因为通入18O2后，SO2和18O2反应生成含有18O的三氧化硫，同时三氧化硫再分解生成含有18O的二氧化硫和氧气。2.对于可逆反应：2SO2O22SO3，在混合气体中充入一定量的 18O2，足够时间后，18O 原子将存在于哪些物质中？为什么？3.v正v逆指的是同一种物质还是不同种物质？当v正v逆时，化学反应停止了吗？答案(1)化学反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等是指同一种物质的反应速率与生成速率相等。不同种物质的正、逆反应速率不一定相等。(2)v正v逆，但二者均不为0，即反应没有停止。4.化学平衡状态的建立，与反应途径是否有关？会不会因时间变化而变化？答案 化学
6、平衡状态的建立与反应途径无关，对于一个给定的可逆反应，如果反应条件一定，不论采取何种途径(反应无论是从反应物开始或还是从生成物开始)最后都能建立相同的化学平衡状态，该平衡状态也不会因时间的变化而变化。学习任务一、可逆反应中浓度范围的确定【交流研讨】在一定条件下，2 mol SO2 与1 mol O2反应，能否得到2 mol SO3?提示 不能，可逆反应不能进行到底。A.Z为0.3 molL1B.Y2为0.4 molL1 C.X2为0.2 molL1D.Z为0.4 molL1 答案 A【典例 1】在密闭容器中进行反应：X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知 X2、Y2、Z的起始浓度分别为 0.1
7、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()【名师点拨】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：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1)0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1)0.1 0.1 0.2终态浓度(molL1)0 0.2 0.4 假设反应逆向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1)0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1)0.1 0.1 0.2终态浓
8、度(molL1)0.2 0.4 0平衡体系中各物质的浓度范围为 X2(0，0.2)，Y2(0.2，0.4)，Z(0，0.4)。A.X2为0.4 molL1，Y2为1.2 molL1B.Y2为1.0 molL1 C.X2为0.3 molL1，Z为0.2 molL1D.Z为0.6 molL1 解析 化学平衡研究的是可逆反应，故解这类题目时要善于利用极值法，可分别考虑反应正向进行彻底和反应逆向进行彻底两种情况。由可逆反应的含义知，0X20.4 molL1，0Y21.2 molL1，0Z0.8 molL1。答案 A 变式训练 1 在密闭容器中进行反应：X2(g)3Y2(g)2Z(g)，X2、Y2、Z
9、的起始浓度分别为 0.2 molL1、0.6 molL1、0.4 molL1，当平衡时，下列数据肯定不正确的是()学习任务二、化学平衡状态的判断标志【合作交流】1.若反应体系的总压强不变，该可逆反应一定达平衡了吗？提示 不一定，对前后气体体积相等的反应，压强不变不能作判据。2.若反应体系的气体密度不变，该可逆反应达平衡了吗？提示 不一定，若可逆反应前后都是气体，且体系容积不变、密度始终不变，不能作为判据。【名师点拨】1.判断依据(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
10、)可逆反应发生过程中的可变量达不变 在可逆反应中有很多可变量，如：浓度、物质的量、百分含量等，当可变量达不变时，则反应达平衡。2.判断方法 以反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)为例 v正v逆 同一物质 生成速率等于消耗速率 不同物质 化学反应速率之比等于化学计量数之比，且表示不同方向(即“一正一逆”)可变量达不变 各物质的物理量 各组成成分的质量、物质的量、分子数、物质的量浓度保持不变 各物质的含量 各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变 气体的总物质的量 mnpq时，气体的总物质的量一定 可变量达不变恒容条件下的压强mnpq 时，总压强一定恒压条件下气体的密度
11、mnpq 时，mV一定混合气体的平均相对分子质量()当 mnpq 时，mn一定有颜色变化的反应气体的颜色不再变化单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO 用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为221的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A.B.C.D.全部【典例 2】可逆反应：2NO22NOO2 在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是()答案 A 解析 依据 v 正v 逆0 判断：单位时间内生成 n mol
12、 O2 的同时必消耗 2n mol NO2，则同时生成 2 n mol NO2，能说明反应已达到平衡；描述的均是正反应速率，无法判断；无论反应是否达到平衡，均有此关系；依据组成一定判断NO2(红棕色)为有颜色的气体，颜色不变能说明反应体系中 NO2 浓度一定，反应已达到平衡；因 mV，反应前后，m、V 均不变，也不变，不能说明反应达到平衡；这是一个反应前后气体分子数发生改变的反应，均能说明反应已达平衡。变式训练 2 下列说法可以证明 H2(g)I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是_(填序号)。单位时间内生成 n mol H2 的同时，生成 n mol HI 一个 HH 键断裂的同时有两个HI
13、键断裂 百分含量w(HI)w(I2)反应速率v(H2)v(I2)12v(HI)HIH2I2211 温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化 温度和体积一定时，容器内压强不再变化 条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化 温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化 温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 解析(1)对于反应前后气体分子总数不等的可逆反应，可从化学反应速率、化学键断裂、物质的量、物质的量浓度、转化率、颜色、温度、平均相对分子质量、压强、密度等来判断。(2)对于反应前后气体分子总数相等的可逆反应，可从化学反应速率、化学键断裂、物质的量、物质的量浓度、转化率、颜色、温度等来判断(此时平均相对分子质量、压强、密度不能作为判断依据)。答案