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第二节 化学平衡
课时1 化学平衡状态
第二章 化学反应速率与化学平衡
壹
贰
化学平衡状态
化学平衡状态的判断
知识导航
本节重点
本节难点
探究课堂
(1)概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。
(2)特征
相同
同时
小于
可逆反应
化学平衡状态
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提示：(1)(2)不是可逆反应，因为条件不同。(3)是可逆反应。
以下几个反应是否是可逆反应？为什么？
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提示：存在，化学平衡是动态平衡，加入的18O2会与SO2结合生成含有18O的SO3，同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此SO2中存在18O。
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在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：
N2＋3H2 2NH3
如图1所示，N2与H2发生反应。随着反应的进行，体系中N2和H2的浓度逐渐 ，v正逐渐 ，而NH3的浓度逐渐 ，v逆逐渐 ，t1时刻，它们的浓度不再改变，v正 v逆，反应达到平衡。
减小
减小
增大
增大
＝
化学平衡状态的建立
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如图2所示，NH3发生分解反应。随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐 ，v逆逐渐 ，而N2和H2的浓度逐渐 ，v正逐渐 ，t2时刻起，它们的浓度不再改变，v正 v逆，反应达到平衡。
通过上述两例说明，平衡的建立与建立的途径无关。
减小
减小
增大
增大
＝
上述过程的v－t图像可表示为
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在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率 时，反应物和生成物的 均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。
相等
浓度
化学平衡状态的概念
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可逆反应
相等
v正＝v逆
v正＝v逆≠0
一定
化学平衡状态的特征
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极端假设法
利用极端假设法确定可逆反应平衡时各物质浓度的范围
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D
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【例】在一定体积的密闭容器中放入3 L气体R和5 L(相同条件下)气体Q，在一定条件下发生反应：2R(g)＋5Q(g) 4X(g)＋nY(g)。反应完全后，体系温度恢复至起始温度，混合气体的压强是原来的90%，则化学方程式中的n值可能是
A.2 B.3 C.4 D.5
A
【例】在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是
A.化学方程式：2M　 　N
B.t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C.t3时，正反应速率大于逆反应速率
D.t1时，N的浓度是M的浓度的2倍
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D
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判断平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变”
(1)“正逆相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的消耗速率和生成速率相等。
(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否达到平衡状态的判断依据。
化学平衡状态的判断
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【例】在两个恒容容器中分别发生如下反应，下列条件 说明反应达到平衡？
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H2(g)＋I2(g) 2HI(g)
①气体的总物质的量不变
②气体的总质量不变
③气体的总压强不变
④气体的密度不变
⑤气体的平均相对分子质量不变
⑥混合气体的颜色不变
⑦体系的温度不变
能
否
能
否
能
能
能
能
能
否
否
否
否
否
否
否
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【例】恒温条件下，可逆反应：2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态标志的是(　　)
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表示的反应速率之比为2∶2∶1　
④混合气体的颜色不再改变　
⑤混合气体的密度不再改变　
⑥混合气体的压强不再改变　
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变
A．①④⑥⑦　　B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部
A
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【例】在恒温恒容的密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的反应速率之比都等于化学计量数之比。
(1)一定能证明2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。
(2)一定能证明I2(g)＋H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是______。
(3)一定能证明A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)达到平衡状态的是_______。
①③④
⑤
②④
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【例】在698 K时，向某V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，发生反应：H2(g)＋I2(g)　 　2HI(g)　ΔH＝－26.5 kJ·mol－1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。
请回答下列问题：
(1)V＝______ L。
(2)该反应达到最大限度的时间是____，
该时间内平均反应速率v(HI)＝________________
(3)该反应达到平衡状态时，______(填“吸收”或“放出”)的热量为________。
2
5 s
0.316 mol·L－1·s－1
放出
41.87 kJ
课堂小结
探究课堂
【例】已知：N2O4(g)　 　2NO2(g)　ΔH＞0，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图不能说明反应达到平衡状态的是(　　)
B
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【例】在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g)　 　2Z2(g)，若X2、Y2、Z2的初始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡后，各物质的浓度可能是(　　)
①X2为0.2 mol·L－1　②Y2为0.1 mol·L－1
③Z2为0.3 mol·L－1　④Y2为0.6 mol·L－1
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
B
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【例】（双选）密闭容器中进行如下反应：X2(g)＋3Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2mol·L－1、0.6mol·L－1、0.4mol·L－1，当平衡时，下列数据肯定不对的是 ( )
A．X2为0.4mol·L－1，Y2为1.2mol·L－1
B．Y2为1.0mol·L－1
C．X2为0.3mol·L－1，Z为0.2mol·L－1
D．Z为1.0mol·L－1
AD
探究课堂
【例】可逆反应：2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)在恒压的密闭容器中进行，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混合气体的体积不再改变的状态
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.①④⑤⑥⑦ D.全部
C
THANKS

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