人教版选修4 第2章第3节 化学平衡（第1课时） 学案 (1).doc

第1课时可逆反应与化学平衡状态1通过溶解和结晶过程的分析，了解化学反应的可逆性。2通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡，理解并会判断化学平衡状态的标志。 细读教材记主干1可逆反应(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)表示方法：采用“”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把由右向左进行的反应称为逆反应。2化学平衡状态(1)概念：在相同条件下，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可以保持恒定，这种状态称为化学平衡状态。(2)特点：反应物和生成物处于同一反应体系中，反应条件(如温度、压强第)保持不变。达到平衡状态时，体系中所有反应物和生成物的质量或浓度保持不变，体系中的反应并没有停止，只是正、逆反应的速率相等。新知探究12h2o22h2o和2h2o2h2o2是不是可逆反应？判断并说明理由：_。提示：不是，因为反应条件不相同。2以前学过的可逆反应有哪些？举出4个例子。(1)_；(2)_；(3)_；(4)_。提示：(1)so2h2oh2so3(2)n23h2 2nh3(3)2so2o2 2so3(4)cl2h2ohclhclo名师点拨可逆反应的特点对点演练1下列各组两个反应互为可逆反应的是()h2cl2点燃,2hcl与2hcl电解,h2cl2h2so4(浓)2hbr=2h2obr2so2与br2so22h2o=2hbrh2so42no2=n2o4与n2o4=2no22so2o2 2so3与2so3 2so2o2a bc d解析可逆反应必须是在相同条件下同时向正、逆两个方向都能进行的反应。、为可逆反应。答案c新知探究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：以上过程可用如图表示：问题讨论在密闭容器中先通入2 mol的so2和1 mol的o2，回答下列问题。(1)反应开始时，v正和v逆哪个最大？哪个为零？(2)反应结束能否生成2 mol的so3?(3)反应达到平衡时，v正和v逆什么关系？so2、o2、so3的分子数之比是不是212?答案：(1)v正最大v逆为零(2)不能(3)v正v逆不是2化学平衡状态一定条件下，可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应混合物中各物质的浓度或质量保持不变的状态。3化学平衡状态的特征 名师点拨判断平衡状态的标志对于可逆反应ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)。(1)根本标志：v正v逆0常见形式主要有：同一种物质的生成速率等于消耗速率。如：v生成(a)v消耗(a)。在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比。如：v生成(a)v消耗(b)mn。化学方程式两边的不同物质生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。如：v生成(a)v生成(d)mq。(2)特征标志：各组分的浓度不随时间的改变而改变。各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。某种反应物的转化率不随时间的变化而变化。当mnpq时，体系的压强或平均相对分子质量不随时间的改变而改变。对点演练2有下列两个可逆反应。反应1：在体积固定的密闭容器中进行可逆反应：2no2(g)2no(g)o2(g)。其中no2是红棕色气体。反应2：在体积固定的密闭容器中进行可逆反应：h2(g)i2(g)2hi(g)。其中i2(气体)是紫色的。以上两个反应过程中，有下列情况：同一物质正反应速率等于逆反应速率，混合气体的颜色不再改变，混合气体的密度不再改变，混合气体的压强不再改变，混合气体的平均相对分子质量不再改变，对于反应1，单位时间内生成n mol o2的同时生成2n mol no2，对于反应2，用h2、i2和hi表示的反应速率之比为112。(1)上述情况中能作为反应1达到平衡状态标志的是_。(2)上述情况中能作为反应2达到平衡状态标志的是_。(3)若在标准状况下发生反应2(此时碘单质为固体)，情况_(填“能”或“不能”)作为反应2达到平衡状态的标志。解析(1)对于反应2no2(g)2no(g)o2(g)，当同一物质的正、逆反应速率相等，v(正)v(逆)，反应处于平衡状态，正确。混合气体的颜色不再改变时，说明c(no2)一定，故反应处于平衡状态，正确；气体的密度，其中气体的质量和容器的容积是定值，故气体的密度不变不能作为达到平衡状态的标志，错误；由于该反应为反应前后气体体积变化的反应，故密闭容器中的压强不变，表明反应处于平衡状态，正确；混合气体的相对分子质量，该反应中气体的质量始终保持不变，而气体的物质的量为变量，故平均相对分子质量()为变量，当变量保持不变时，表明反应处于平衡状态，正确；单位时间内生成o2和生成no2的反应方向相反，且二者的物质的量之比为12，故反应处于平衡状态，正确。(2)对于反应：h2(g)i2(g)2hi(g)，当同一物质的正、逆反应速率相等时，反应处于平衡状态，正确；混合气体的颜色(i2蒸气)不再改变时，说明c(i2)一定，反应处于平衡状态，正确；由于气体的质量和气体的容积是定值，故气体的密度不变不能作为平衡状态的标志，错误；由于该反应为反应前后气体体积不变的反应，容器中气体的物质的量保持不变，则容器中的压强不变，反应不一定处于平衡状态，错误；由于该反应气体的质量、气体的物质的量是定值，故气体的平均相对分子质量不变时，不能判断反应是否处于平衡状态，错误。反应的任何时刻，用h2、i2和hi表示的反应速率之比均为112，错误。(3)反应2中，若i2为固体时，混合气体的平均相对分子质量为变量，当变量保持不变时，表明反应处于平衡状态。答案(1)(2)(3)能【归纳总结】涉及利用气体密度或平均相对分子质量判断可逆反应是否达到平衡状态时，要注意从定义式，m 出发进行分析，特别注意v、n(总)、m(气)是否改变。(1)对于完全为气体且体积不变的反应：v、n(总)、m(气)均保持不变，因此体系的压强、密度和平均相对分子质量不随时间的变化而变化，不能作为化学平衡状态的标志。(2)对于完全为气体且体积可变的反应：体系的密度不随时间改变，可以作为化学平衡状态的标志。1分析各选项中的各组反应，其中互为可逆反应的是()a2khco3k2co3h2oco2与k2co3h2oco2=2khco3bco2h2o=h2co3与h2co3=co2h2ocnh3hcl=nh4cl与nh4clnh3hcld2nacl2nacl2与2nacl22nacl解析：选b可逆反应是指同一条件下进行的反应，而选项a、c、d中的两反应的反应条件不同，均不属于可逆反应。2下列为四个同学对“化学平衡状态”的理解，其中理解正确的是()解析：选b化学平衡状态是一种动态平衡，达平衡时反应并没有停止。3下列各关系中能说明反应n23h22nh3已达到平衡状态的是()a3v正(n2)v正(h2) bv正(n2)v逆(nh3)c2v正(h2)3v逆(nh3) dv正(n2)3v逆(h2)解析：选c如果v(正)与v(逆)的比等于化学计量数之比，则该反应达到平衡状态；而v(正)v(正)或v(逆)v(逆)等于化学计量数之比，则不能判断该反应是否达到平衡状态。4在容器中进行如下反应：x2(g)y2(g)2z(g)，已知x2、y2、z的起始浓度分别为0.1 mol/l、0.3 mol/l、0.2 mol/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()az为0.3 mol/l by2为0.4 mol/lcx2为0.2 mol/l dz为0.4 mol/l解析：选a本题可用“一边倒”法来判断： x2y22z全部为反应物 0.2 0.4 0最多的生成物 0 0.2 0.4即可得各物质浓度的取值范围：0c(x2)0.2 mol/l；0.2 mol/lc(y2)0.4 mol/l；0c(z)0.4 mol/l。5在某一容积为5 l的密闭容器内，加入0.2 mol的co和0.2 mol的h2o，在催化剂存在的条件下加热至高温，发生如下反应：co(g)h2o(g)co2(g)h2(g)h0。反应中co2的浓度随时间变化情况如图：(1)根据图中数据，反应开始至达到平衡时，co的化学反应速率为_；反应达到平衡时，c(h2)_。(2)判断该反应达到平衡的依据是_。co减少的化学反应速率和co2减少的化学反应速率相等co、h2o、co2、h2的浓度都相等co、h2o、co2、h2的浓度都不再发生变化正、逆反应速率都为零解析：(1)由图可知10 min时达到平衡，v(co)v(co2)0.003 mol/(lmin)。由化学方程式得c(h2)c(co2)0.03 mol/l。(2)达到平衡的标志是各物质的百分组成不变，浓度不变，正、逆反应速率相等且不为零。co减少的化学反应速率是正反应速率，co2减少的化学反应速率是逆反应速率。所以可作为判断反应达到平衡的依据。答案：(1)0.003 mol/(lmin)0.03 mol/l(2) 课时达标训练（七）一、选择题1下列有关可逆反应的说法不正确的是()a可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应b2hi h2i2是可逆反应ccaco3 caoco2是可逆反应d存在平衡的不一定是化学反应解析：选c存在平衡的不一定是化学反应，如溶解平衡，d正确；caco3分解与cao与co2反应的条件不同，二者不互为可逆反应。2在一定条件下，使so2和o2在一密闭容器中进行反应，下列说法中不正确的是()a随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零b随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变c随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变d反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零解析：选a根据化学平衡的建立过程可知：反应从正反应方向开始，v正最大，v逆0，最后达平衡时，v正v逆0。3一定条件下，在密闭容器中，能表示反应x(g)2y(g)2z(g)一定达到化学平衡状态的是()x、y、z的物质的量之比为122x、y、z的浓度不再发生变化容器中的压强不再发生变化单位时间内生成n mol z，同时生成2n mol ya b c d解析：选c在一定条件下，可逆反应x(g)2y(g)2z(g)达到平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，单位时间内x、y、z各自生成的物质的量等于其消耗的物质的量，x、y、z的浓度不再发生变化，容器中的压强不再发生变化，但x、y、z的物质的量之比不一定等于化学计量数之比。4一定条件下，将no2与so2以体积比12置于密闭容器中发生反应：no2(g)so2(g)so3(g)no(g)h41.8 kj/mol，下列能说明反应达到平衡状态的是()a体系压强保持不变b混合气体颜色保持不变cso3和no的体积比保持不变d每消耗1 mol so3的同时生成1 mol no2解析：选b由于该反应前后气体体积相等，体系的压强始终保持不变，故不能以压强不变作为判断反应是否达到平衡，a错误；so3与no的体积比始终保持11，c错误；消耗so3和生成no2为同一方向的反应，d错误。5在一定条件下，容器内某一反应m、n的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是()a反应的化学方程式为2mnbt2时，正、逆反应速率相等，达到平衡ct3时，正反应速率大于逆反应速率dt1时，n的浓度是m的浓度的2倍解析：选d由图像知，ot2时间内n的浓度的变化量是m浓度的变化量的2倍，可得反应的方程式为2nm；t2时刻体系并未达到平衡，故正反应速率与逆反应速率不相等；t3时刻反应已达到平衡，此时v正v逆，因此选项a、b、c的说法都是错误的。6下列说法可以证明反应n2(g)3h2(g)2nh3(g)已达到平衡状态的是()a1个nn键断裂的同时，有3个hh键形成b1个nn键断裂的同时，有3个hh键断裂cn2、h2、nh3的分子数之比为132d1个nn键断裂的同时，有6个hn键形成解析：选aa中表示的反应方向相反，正确；b、d中表示的反应方向相同，故b、d错误；c中n2、h2、nh3的分子数之比为132时未必达到平衡。7一定条件下，可逆反应2a(g)b(g)3c(g)，在下列四种状态中处于平衡状态的是()正反应速率 逆反应速率av(a)2 mol/(lmin)v(b)2 mol/(lmin)bv(a)2 mol/(lmin)v(c)2 mol/(lmin)cv(a)1 mol/(lmin)v(b)2 mol/(lmin)dv(a)1 mol/(lmin)v(c)1.5 mol/(lmin)解析：选d根据平衡状态的判断依据v(正)v(逆)知，v(a)v(b)v(c)213，即d中的反应达到平衡。8在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，表明反应：a(s)2b(g)c(g)d(g)已达到平衡的是()a混合气体的压强b混合气体的密度ca的物质的量浓度 d气体的总物质的量解析：选b因为化学方程式两边气体体积相等，故混合气体的压强和总物质的量均始终保持不变，不能用它们作为判断反应是否达到平衡的标志，故a、d不合题意；由于物质a是固体，没有物质的量浓度，c错误；反应中有固体参与使得(气)是一个变化量，故当(气)不再变化时，说明反应达到平衡，b正确。9某反应进行过程中，各物质物质的量的变化情况如图所示。下列说法正确的是()ac、d是生成物b反应的方程式：2ab2cc2 min后各物质的物质的量不再变化d该反应不是可逆反应解析：选cd在反应前后物质的量不变，在反应中起催化剂的作用，反应中，a、b的物质的量减少，c的物质的量增多，故a、b是反应物，c为生成物。其中n(a)n(b)n(c)212，反应进行到2分钟时，a、b、c的物质的量恒定，表明反应处于平衡状态，故该反应为可逆反应。即反应方程式为：2ab 2c。10在4 l密闭容器中充入6 mol a气体和5 mol b气体，在一定条件下发生反应：3a(g)b(g)2c(g)xd(g)h0，达到平衡时，生成了2 mol c，经测定d的浓度为0.5 mol/l，下列判断不正确的是()ax1b平衡时b的转化率为20%cb的转化率不变，该反应达到平衡状态d容器内温度保持恒定，该反应达到平衡状态解析：选a平衡时c(c)c(d)0.5 mol/l，可知x2；b的转化率为：100%20%；b的转化率不变，容器内温度保持恒定说明各物质的量保持恒定，反应达到平衡状态。11对可逆反应4nh3(g)5o2(g)4no(g)6h2o(g)，下列叙述正确的是()a