2020_2021學(xué)年新教材高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第二節(jié)化學(xué)平衡第1課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)課件新人教版選擇性必修第一冊(cè)

1、第1課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷1.可逆反應(yīng)在下,既能向方向進(jìn)行又能向方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。2.可逆反應(yīng)表示方法約定采用“”表示,把從左向右的反應(yīng)稱作,從右向左的反應(yīng)稱作。例如:so2與h2o反應(yīng)可表示為。相同條件正反應(yīng)逆反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷一、化學(xué)平衡的建立在一定條件下,把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中。反應(yīng)過程如下:零減小減小增大增大保持不變知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷以上過程可用下圖表示:知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷二、化學(xué)平衡狀態(tài)1.化學(xué)平衡狀態(tài)的定義在一定條件下的反應(yīng)體系中,正、逆反應(yīng)速率時(shí),反應(yīng)物和生成物的保持不變,即體系的組成不隨時(shí)間而改變,這

2、表明該反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達(dá)到了“限度”,這時(shí)的狀態(tài)我們稱為化學(xué)平衡狀態(tài),簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡。2.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征可逆相等濃度可逆=動(dòng)態(tài)知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷【微思考1】在已達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)2so2+o22so3中,充入由18o組成的氧氣一段時(shí)間后,18o存在于哪些物質(zhì)中?【微思考2】當(dāng)可逆反應(yīng)的氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變時(shí),說明可逆反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)嗎? 提示:化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡,加入的18o2會(huì)與so2結(jié)合生成含18o的so3,同時(shí)含18o的so3又會(huì)分解得到so2和o2,使so2、o2中也含有18o,因此18o存在于so2、o2、so3這三種物質(zhì)中。 提示:不一定。首先要明確該反應(yīng)體系中是

3、否有非氣體物質(zhì)參加,再考慮反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否相等,然后判斷氣體平均摩爾質(zhì)量是否為變量。知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6)任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)的應(yīng)用的應(yīng)用問題探究1.氫氣和氧氣生成水的反應(yīng)與水的分解反應(yīng)能互稱為可逆反應(yīng)嗎?2.一定條件下,在一密閉容器中通入2molso2和1molo2,發(fā)生反應(yīng)2so2+o22so3,經(jīng)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后最終得到的so3的物質(zhì)的量小于2mol,請(qǐng)說明理由。答案:不能;可逆反應(yīng)的前提是在相同的條件下,這兩個(gè)反應(yīng)的條件不同,所以不互為可逆反應(yīng)。答案:可逆反應(yīng)有一定的限度,不能完全進(jìn)行到底,反應(yīng)物和生成物同時(shí)存在于

4、反應(yīng)容器中。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)3.(1)當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度保持不變,這時(shí)反應(yīng)停止了嗎?(2)達(dá)到化學(xué)平衡的反應(yīng)中,如何理解正、逆反應(yīng)速率相等?(以n2+3h22nh3為例)答案:(1)沒有停止,此時(shí)v(正)=v(逆)0。(2)正、逆反應(yīng)速率相等是針對(duì)同一物質(zhì)來說的,如當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),正反應(yīng)消耗n2的速率與逆反應(yīng)生成n2的速率相等。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)深化拓展極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度的范圍以反應(yīng)x2(g)+2y2(g)z(g)為例假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底,求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值,從而確定它們的濃度范圍。假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底:x2(g)+2y2(g

5、)z(g)起始濃度/(moll-1)0.10.3 0.2改變濃度/(moll-1)0.10.2 0.1終態(tài)濃度/(moll-1)00.1 0.3任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底:x2(g)+2y2(g)z(g)起始濃度/(moll-1)0.10.3 0.2改變濃度/(moll-1)0.20.4 0.2終態(tài)濃度/(moll-1)0.30.7 0平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍:0c(x2)0.3moll-1,0.1moll-1c(y2)0.7moll-1,0c(z)0.3moll-1。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)素能應(yīng)用典例1在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):x2(g)+y2(g)2z(g),已知

6、x2、y2、z的起始濃度分別為0.1moll-1、0.3moll-1、0.2moll-1,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度有可能是()a.z為0.3moll-1b.y2為0.4moll-1c.x2為0.2moll-1d.z為0.4moll-1任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)答案:a解析:該題可利用“極端假設(shè)法”判斷,假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底,求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值,從而確定它們的濃度范圍。假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底:x2(g)+y2(g)2z(g)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假設(shè)反應(yīng)

7、逆向進(jìn)行到底:x2(g)+y2(g)2z(g)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(zhì)的濃度取值范圍為0c(x2)0.2moll-1,0.2moll-1c(y2)0.4moll-1,0c(z)0.4moll-1。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)變式訓(xùn)練1在一個(gè)密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):2so2(g)+o2(g)2so3(g),反應(yīng)過程中某一時(shí)刻測(cè)得so2、o2、so3的濃度分別為0.2moll-1、0.2moll-1、0.2moll-1,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是 ()a.c(so3)=0

8、.4moll-1b.c(so2)=c(so3)=0.15moll-1c.c(so2)=0.25moll-1d.c(o2)=0.1moll-1任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)答案:c解析:2so2(g)+o2(g)2so3(g)反應(yīng)過程中某一時(shí)刻c(so2)=0.2moll-1,c(o2)=0.2moll-1,c(so3)=0.2moll-1。若so2全部轉(zhuǎn)化為so3,c(so3)=0.2moll-1+0.2moll-1=0.4moll-1,此時(shí)c(o2)=0.1moll-1,由于是可逆反應(yīng),無論是反應(yīng)物或生成物都不可能轉(zhuǎn)化完全,所以a、d兩項(xiàng)錯(cuò)誤;在某一時(shí)刻之后,無論平衡怎樣移動(dòng),都不會(huì)出現(xiàn)c(s

9、o2)=c(so3)=0.15moll-1這種情況,因?yàn)閟o2與so3的濃度都比原來小,違反了質(zhì)量守恒定律。c項(xiàng)正確。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)化學(xué)平衡化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷狀態(tài)的判斷問題探究1.在利用“v(正)=v(逆)”判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡時(shí)需要注意哪些問題?答案:利用“v(正)=v(逆)”判斷化學(xué)平衡時(shí),要注意“同”“等”“逆”的原則:“同”,同一種物質(zhì)的v(正)和v(逆);“等”,轉(zhuǎn)化成同一物質(zhì)的反應(yīng)速率必須相等;“逆”,反應(yīng)方向必須對(duì)立?？蓺w納為“異邊同向、同邊異向、比例計(jì)量”,這里的“向”指的是“消耗”或“生成”。2.在利用“密度”判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡時(shí)需要注意哪些問題?答案:涉及“

10、密度”時(shí)要注意物質(zhì)的狀態(tài)和容器的體積。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)深化拓展化學(xué)平衡狀態(tài)的兩種判斷標(biāo)志(1)動(dòng)態(tài)標(biāo)志:v(正)=v(逆)0同種物質(zhì):同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。(2)靜態(tài)標(biāo)志:各種“量”不變各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。溫度、壓強(qiáng)(化學(xué)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變?？傊?判斷化學(xué)平衡時(shí),若某一物理量由變量變成了不變量(即“變量不變”),則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);若物理量恒為“不變量”,則不能作為平衡標(biāo)志。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)素能應(yīng)用典例2在一定溫度下,向al密閉容器中加入1molx氣體和

11、2moly氣體,發(fā)生如下反應(yīng):x(g)+2y(g)2z(g)。此反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志是()a.容器內(nèi)氣體密度不隨時(shí)間變化b.容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化c.容器內(nèi)x、y、z的濃度之比為1 2 2d.單位時(shí)間消耗0.1molx同時(shí)生成0.2molz答案:b解析:a項(xiàng),該反應(yīng)過程中,氣體的質(zhì)量和體積均不發(fā)生變化,則氣體密度始終保持不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);c項(xiàng),x、y、z的濃度之比為1 2 2時(shí),不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);d項(xiàng),消耗x與生成z均為正反應(yīng)速率,不能說明正、逆反應(yīng)速率相等。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè) 規(guī)避“2”個(gè)易失分點(diǎn)(1)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的“三關(guān)注”關(guān)注反應(yīng)條件,是恒溫

12、恒容、恒溫恒壓還是絕熱恒容;關(guān)注反應(yīng)特點(diǎn),是等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng);關(guān)注特殊情況,是否有固體參加或生成,如固體的分解反應(yīng)。(2)不能作為平衡狀態(tài)“標(biāo)志”的四種情況反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。恒溫恒容下的氣體體積不變的反應(yīng),體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變化,如2hi(g)h2(g)+i2(g)。全是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化,如2hi(g)h2(g)+i2(g)。全是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度保持不變。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)變式訓(xùn)練2一定溫度下的恒容密閉容器中,下列敘述不能作為可逆反應(yīng)a(g)+3b(g)2

13、c(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是。c的生成速率與c的消耗速率相等單位時(shí)間內(nèi)生成amola,同時(shí)生成3amolba、b、c的濃度不再變化c的物質(zhì)的量不再變化混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化單位時(shí)間消耗amola,同時(shí)生成3amolba、b、c的分子數(shù)之比為1 3 2任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)答案: 解析:對(duì)平衡狀態(tài)的判斷,一定要根據(jù)實(shí)際反應(yīng)逐項(xiàng)分析,只有能反映同一物質(zhì)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(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。中,同一物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡;中,表示的是同一方向的反應(yīng)速率,不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡

14、;中,各組分的濃度不再變化,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡;中,c的物質(zhì)的量不再變化,也就是c的濃度不再變化,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡;中,若反應(yīng)正向進(jìn)行,混合氣體的總物質(zhì)的量減小,壓強(qiáng)減小,若反應(yīng)逆向進(jìn)行,混合氣體的總物質(zhì)的量增大,壓強(qiáng)增大,混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化,說明反應(yīng)正向進(jìn)行的速率和逆向進(jìn)行的速率相同,即反應(yīng)已達(dá)到平衡;中,由中的分析可知,混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化,說明任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)反應(yīng)已達(dá)到平衡;中,消耗a的物質(zhì)的量與生成b的物質(zhì)的量之比與它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)之比相等,也就是反應(yīng)正向進(jìn)行和逆向進(jìn)行的速率相等,說明反應(yīng)已達(dá)到平衡;中,a、b、c的分子數(shù)之比為1 3 2只是反應(yīng)進(jìn)

15、程中的某一時(shí)刻的狀態(tài),不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)1.分析各選項(xiàng)中的各組反應(yīng),其中互為可逆反應(yīng)的是 ()答案:b任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)2.在一定條件下,某容器中充入n2和h2合成nh3,以下敘述錯(cuò)誤的是()a.開始反應(yīng)時(shí),正反應(yīng)速率最大,逆反應(yīng)速率為零b.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,最后減小為零c.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,逆反應(yīng)速率逐漸增大,最后保持恒定d.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,最后與逆反應(yīng)速率相等且都保持恒定答案:b解析:隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,后保持恒定,最后不可能減小為零。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)b.

16、3v逆(h2)=v正(h2o)c.v正(h2)=3v逆(co2)d.斷裂3molhh的同時(shí),消耗1molh2o答案:cd任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)4.一定條件下,對(duì)于可逆反應(yīng)x(g)+3y(g)2z(g),若x、y、z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達(dá)到平衡時(shí),x、y、z的濃度分別為0.1moll-1、0.3moll-1、0.08moll-1,則下列判斷正確的是()a.c1 c2=3 1b.平衡時(shí),生成y和z的速率之比為2 3c.x、y的轉(zhuǎn)化率不相等d.c1的取值范圍為0c10.14moll-1答案:d解析:x、y兩種物質(zhì)平衡時(shí)的濃度之比為1 3,轉(zhuǎn)化濃度之比也為1 3,故c1

17、 c2=1 3,a、c不正確;生成y表示逆反應(yīng)速率,生成z表示正反應(yīng)速率,平衡時(shí)v生成(y) v生成(z)應(yīng)為3 2,b不正確;由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0c10.14moll-1。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)5.一定條件下,下列方法能證明可逆反應(yīng)n2(g)+3h2(g)2nh3(g),一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是。單位時(shí)間內(nèi)消耗nmoln2的同時(shí)生成2nmolnh3;3na個(gè)hh斷裂的同時(shí)有6na個(gè)nh斷裂;n2與nh3的體積分?jǐn)?shù)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(shí),n2的濃度不再變化;混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化;v正(n2)=v逆(nh3)。任務(wù)一任務(wù)二素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)答案: 解析:注意化學(xué)平衡的實(shí)質(zhì)是正、逆反應(yīng)速率相等,解題時(shí)要仔細(xì)分析。表示同一方向的反應(yīng)速率,不能表示v(正