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第二节 化学平衡
第一课时 化学平衡状态
高考要求：
1.了解化学反应的可逆性。
2.了解化学平衡建立的过程；掌握化学平衡的特征。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。
4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
命题规律：本节内容是高考的重点与热点，主要考点有两个：
一是化学平衡状态的判断；
二是化学平衡移动原理，它往往以化学图像为载体，结合化学反应速率的变化、化学平衡常数一起进行考查，同时考查图表分析、数据处理能力。
饱和硫酸铜溶液
硫酸铜晶体
20℃时，将一块硫酸铜晶体投入饱和硫酸铜溶液中，发现硫酸铜晶体的质量不发生变化，但其形状却在不断改变，这是为什么？
说明硫酸铜的溶解和结晶并没有停止，都在进行。
由于溶解和结晶，时刻同时发生，我们可以从反应速率的角度来解释各个宏观表象：
宏观表象
溶解
结晶
饱和
微观速率解释
V溶解>V结晶
V溶解V溶解=V结晶
固体溶质
溶液中的溶质
溶解
结晶
饱和溶液中溶质的溶解与结晶是一对可逆过程；
其中溶质的：V溶解=V结晶，处于动态平衡状态。
在 条件下既可以向 反应方向进行，同时又可以向 反应方向进行的化学反应。
一、可逆反应
1、概念：
相同
正
逆
2、特点——“三同一小”
①三同：a.相同条件下；b.正逆反应 进行；c.反应物与生成物同时存在。
②一小：任一组分的转化率都 (填“大于”或“小于”)100%。
3、表示方法：
在化学方程式中用“ ”表示。
同时
小于

判断下列关于“可逆反应”的叙述是否正确。
(1)反应物和生成物能相互转化的反应都是可逆反应(　　)
(2)可逆反应不能进行到底，反应物和生成物并存(　　)
(3)可逆反应进行到一定程度时，反应就会停止(　　)
(4)可逆反应中反应物的转化率不能达到100%(　　)
(5)H2和O2的化合与H2O的分解是可逆反应(　　)
(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(　　)
一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应 速率 ，反应物的浓度和生成物的浓度 ，我们称 为“ 化学平衡状态”，简称化学平衡。
二、化学平衡状态
1、概念：
相等
不再改变
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：
2、建立过程：
（1）反应开始时：
（2）随着反应进行：
反应物浓度 ， v正 ；
生成物浓度从0开始 ，v逆 ；
（3）达到平衡时：
v正最大，v逆=0；
减小
减小
增大
增大
v正=v逆，各组分的浓度不再变化；
反应速率(V)
v(正)
v(逆)
时间(t)
0
t1
v(正)= v(逆)
3、化学平衡状态的特征
量：即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等
提醒：
(1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。
(2)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立，或者同时从正、逆方向建立。
(3)可逆反应达平衡状态时的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等，应与化学计量数成正比。
(4)可逆反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。
4、化学平衡状态的判断
三关注
(1)关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容。
(2)关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应
(3)关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
两标志
(1)动态标志------正逆相等”[v(正)=v(逆)≠0] (两种表述)
①同一物质：v(正)=v(逆) 断键数=成键数。
②不同物质：速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，但必须是不同方向(正和逆)的速率。
v正(N2)：v逆(H2)=1:3
v正(N2)：v逆(NH3)=1:2
可逆反应 的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示.下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是 A.3v正(N2)＝v正(H2) B.v正(N2)＝v逆(NH3)
C.2v正(H2)＝3v逆(NH3) D.v正(N2)＝3v逆(H2)
(2)静态标志--------
如果一个量是随反应进行而改变的（即变量），当其“不变”时反应就达到平衡状态，即“变量”不变可说明达到平衡状态。
①平衡体系中各物质的质量、物质的量、浓度及百分含量等保持不变
②一定条件下的气体密度、总压强、气体的平均相对分子质量不变等。
③有色体系的颜色保持不变
总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；
若物理量为不变量，则不能作为平衡标志
“变量不变”
混合气体的密度（恒容容器气体质量是否变化看物质状态）
m混合气体 ↑
m混合气体 不变
m混合气体 ↓
有些反应需要具体问题具体分析
对有气体参加的可逆反应如：
当a+b≠c+d时，即△n(g)≠0，P总保持不变，能判断平衡状态；
当a+b=c+d时，即△n(g)=0，P总保持不变，不能判断平衡状态；
*△n(g)表示反应前后气体物质的量
压强 PV=nRT
恒容容器P变化看反应前后气体化学计量数的变化
混合气体的平均摩尔质量——综合分析混合气体m和n
看反应前后物质的状态
看反应前后气体的物质的量
m不变，n ↓
↑
m不变，n不变
不变
m增加，n不变
↑
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)。
①单位时间内生成n mol H2的同时，生成n mol HI　
②一个H—H 键断裂的同时有两个H—I键断裂　
③百分含量w(HI)＝w(I2)　
④反应速率v(H2)＝v(I2)＝1/2v(HI)　
⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1　
⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化　
⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化　
⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化　
⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化　
⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
②⑥⑨
可逆反应：2NO2 2NO+O2
在恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(　　)
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
A
在一定温度下，可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)：达到平衡的标志是（　　　）
AD
A、C 的生成速率与C 分解的速率相等
B、单位时间生成n mol A，同时生成3n mol B
C、单位时间生成B 的速率，与生成C 的速率相等 （数值）
D、单位时间生成n mol A，同时生成2n mol C
在一定的温度下，可逆反应：A(g)+3B(g) 2C(g):达到平衡的标志是 （ ）
ACF
A. C 的生成速率与C 的分解速率相等
B. 单位时间生成n molA，同时生成3n molB
C. A、B、C的物质的量浓度保持不变
D. A、B、C的分子数之比为1 ：3 ：2
E. 容器中气体的密度保持不变
F. 混合气体的平均摩尔质量保持不变
G. 容器中气体的总压强保持不变
5、“极值”思想在化学平衡计算中的应用
极端假设法确定物质的浓度范围
(1)原理：可逆反应不可能进行完全，反应体系各物质同时共存。
(2)方法：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。
在一密闭容器中进行反应：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 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是(　　)
A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1
B．SO2为0.25 mol·L－1
C．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1
D．SO3为0.4 mol·L－1
B
[解析]　A项数据表明，题中0.2 mol·L－1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 mol·L－1，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。
A
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0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是（ ）
A. Z为0.3mol/L
B. Y2为0.4mol/L
C. X2为0.4mol/L
D. Z为0.4mol/L
一定条件下，将A、B、C三种物质各1 mol 通入一个密闭容器中发生反应：2A+B 2C,达到平衡时，B的物质的量可能是(　　)
A．1.5 mol
B．1 mol
C．0.5 mol
D．0
B
一定条件下，对于可逆反应:X2(g)+3Y2(g) 2Z(g)：若X、Y、Z 的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z 的浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.08 mol/L，则下列判断正确的是 (　　)
A、c1∶c2＝1∶3
B、平衡时，Y 和Z 的生成速率之比为2∶3
C、X、Y 的转化率相等
D、c1的取值范围为0.04 mol/L＜c1＜0.14 mol/L
AC
总结

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