（浙江专用版）2019_2020学年高中化学专题2化学反应速率与化学平衡第二单元第2课时化学平衡状态学案.docx

化学平衡状态核心素养发展目标1.变化观念与平衡思想：从可逆反应化学平衡状态的建立过程，认识化学平衡是一种动态平衡。2.证据推理与模型认知：熟知化学平衡状态的特征，建立化学平衡状态判断方法的思维模型。一、可逆反应及其特征1可逆反应的概念在相同条件下，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表示方法可逆反应方程式常用“”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应。3特点(1)同一条件下，正反应和逆反应同时发生、同时存在。(2)反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。(3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存于同一反应体系。(4)反应达到限度时，反应仍在进行，没有停止。可逆反应的特征(1)双向性：可逆反应分为方向相反的两个反应正反应和逆反应。(2)双同性：正、逆反应在相同条件下是同时进行的。(3)共存性：反应物和生成物共存于同一体系中，反应物的转化率小于100%。(4)能量转化类型相反：若正反应放热，则逆反应吸热。例1下列对可逆反应的说法正确的是()A既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应B在可逆反应里正反应的速率是正值，逆反应的速率是负值C可逆反应不能完全进行，存在一定的限度D2H2O22H2O与2H2O2H2O2互为逆反应答案C解析可逆反应是指在同一条件下，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，A项错误；在可逆反应里正反应的速率、逆反应的速率都取正值，B项错误；可逆反应的特点是不能完全进行到底，存在一定的限度，C项正确；两反应的反应条件不同，不互为逆反应，D项错误。例2(2018郑州高二月考)可逆反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在下列物质中的()A多余的氧气中B生成的三氧化硫中C氧气和二氧化硫中D二氧化硫、氧气和三氧化硫中答案D解析18O2的加入定会与SO2结合生成含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18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。二、化学平衡状态及其特征1化学平衡状态的建立(1)在一定条件下，把1molN2和3molH2充入一密闭容器中，在一定条件下发生反应。根据要求填表：N23H22NH3反应物浓度v正生成物浓度v逆开始时c(N2)最大c(H2)最大最大00进行中c(N2)减小c(H2)减小减小增大增大平衡时c(N2)不变c(H2)不变不变不变不变(2)用速率时间(vt)图像表示出以上过程：2化学平衡状态的概念在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。3化学平衡的特征化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变，即：(1)逆：研究的对象是可逆反应。(2)等：化学平衡的条件是v正和v逆相等。(3)动：化学平衡是一种动态平衡，此时反应并未停止。(4)定：当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为一定值。(5)变：若外界条件改变，平衡可能发生改变，并在新条件下建立新的平衡。例3判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)只有可逆反应才存在平衡状态()(2)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()(3)化学反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率都为0()(4)化学反应达到化学平衡状态时反应物和生成物的浓度相等()(5)化学反应达到化学平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例()答案(1)(2)(3)(4) (5)三、化学平衡状态判断的两个依据1正反应速率与逆反应速率相等，v正v逆(1)在一定温度下，可逆反应A(g)3B(g)2C(g)达到平衡的标志是(填序号)。单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolB生成C的速率与C分解的速率相等3v正(A)v逆(B)单位时间内生成nmolA，同时生成2nmolC(2)特别提示对同一物质，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反应混合物中各组分的百分含量保持不变(1)一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行如下反应：A(s)2B(g)C(g)D(g)。当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是(填序号)。混合气体的总物质的量B的物质的量浓度容器内气体的压强混合气体的密度(2)特别提示若反应前后气体体积不相等时，反应混合气体的总物质的量或压强不再发生变化时，该反应已达到平衡状态。若反应无固体或液体参加或生成时，反应混合气体的总质量或密度不变时，该反应不一定为平衡状态。例4一定条件下，在体积为1L的密闭容器中，1molX和1molY进行反应：2X(g)Y(g)Z(g)，下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是()AX的百分含量不再发生变化Bc(X)c(Y)c(Z)211C容器内原子总数不再发生变化D同一时间内消耗2nmolX的同时生成nmolZ答案A解析反应过程中原子个数守恒；消耗2nmolX与生成nmolZ是同一反应方向，不能说明反应已达平衡；浓度之比为211，不能说明浓度保持不变。例5(2018嘉兴市第一中学期中)反应H2(g)I2(g)2HI(g)H0)。能判断该分解反应已经达到化学平衡的是()Av(NH3)2v(CO2)B密闭容器中NH3体积分数不变C反应吸收akJ热量D密闭容器中混合气体的密度不变答案D解析未体现正、逆反应速率的关系，故A错误；由于反应物为固体，密闭容器中氨气的体积分数一直不变，不能判断该分解反应已经达到化学平衡，故B错误；该反应为可逆反应，反应吸收akJ热量，只是说明分解的氨基甲酸铵的物质的量为1mol，不能说明氨基甲酸铵的物质的量是否变化，故C错误；密闭容器中混合气体的密度不变，说明气体质量不变，正、逆反应速率相等，故D正确。13(2018浙江教育绿色评价联盟联考)已知：X(g)2Y(g)3Z(g)HakJmol1(a0)。下列说法正确的是()A达到化学平衡状态时，Y的正反应速率和Z的逆反应速率相等B达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度之比为123C达到化学平衡状态时，反应放出的总热量一定小于akJD0.2molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol答案D解析由题意知，该反应是气体分子数不变的放热反应。达到化学平衡状态时，Y的正反应速率和Z的逆反应速率不相等，3v(Y)2v(Z)，A不正确；达到化学平衡状态时，X、Y、Z的浓度之比不一定是123，B不正确；不知道反应物的投料和反应物的转化率是多少，无法判断达到化学平衡状态时反应放出的总热量，C不正确；可逆反应的反应物不能完全转化为生成物，D正确。14将2molSO2和1molO2充入体积为2L的密闭容器中，在一定条件下发生反应：O2(g)2SO2(g)2SO3(g)。经过10s达到平衡状态，此时c(SO3)0.4molL1。(1)在达到平衡的过程中v(SO2)_。(2)有同学认为平衡是在一定条件下建立的，改变条件时平衡会发生变化，所以可以通过改变条件使SO3的平衡浓度变为1molL1，你认为这种说法正确吗？_(填“正确”或“不正确”)。答案(1)0.04molL1s1(2)不正确解析(1)平衡时c(SO3)0.4 molL1，则转化的c(SO2)0.4 molL1，v(SO2)0.04 molL1s1。(2)2SO2O22SO3是可逆反应，改变任何条件都不可能使之进行到底，所以该说法不正确。15一定温度下，在2L的恒容密闭容器内发生的反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题：(1)该反应的化学方程式为_。(2)在t2时刻存在的等量关系是_，此时反应是否达到化学平衡状态？_(填“是”或“否”)。(3)在t3时刻v正_(填“”“”或“”)v逆，理由是_。答案(1)2NM(2)n(M)n(N)否(3)M和N的物质的量不再发生变化，所以反应已达到平衡状态，故v正v逆解析(1)当N减少4mol时，M增加2mol，所以化学方程式为2NM。(2)t2时刻，n(M)n(N)4mol，t2时刻后，N物质的量继续减小，M物质的量继续增加，故仍未达到平衡。(3)t3时刻，M和N的物质的量均不再发生变化，所以反应已达到平衡状态。16一定温度下，在10L密闭容器中加入5molSO2和3molO2，发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，10min时，反应达到平衡状态，此时有3molSO2发生了反应。(1)反应生成了_molSO3，v(SO2)_。(2)平衡时SO3的浓度是_，SO2的转化率是_。(3)平衡时容器内气体的总物质的量为_mol。(4)物质的浓度不再改变标志着该反应已达平衡，下列还可以说明该反应已达平衡的是_(填序号)。体系内压强不再改变容器内气体的密度不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变v正(SO3)2v逆(O2)n(SO3)n(O2)n(SO2)212答案(1)30.03molL1min1(2)0.3molL160%(3)6.5(4)解析(1)v(SO2)0.03molL1min1。(2)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始：5mol3mol0变化：3mol1.5mol3mol平衡：2mol1.5mol3mol则平衡时SO3的浓度为0.3molL1，SO2的转化率为100%60%。平衡时混合气体的总物质的量