人教版选修4 第二章第三节　化学平衡（第1课时） 学案.doc

第三节化学平衡（第1课时）1了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念、特点。2了解化学平衡建立的过程，能用图像表示。3理解化学平衡的特征。在19世纪后期，人们发现炼铁高炉排出的高炉气中含有相当量的co。有人认为是co与铁矿石的接触时间不长所造成的。英国人耗巨资建成一个高大的炼铁高炉，以增加co和铁矿石的接触时间，结果发现co的含量仍然没有减少，你知道这是为什么吗？炼铁高炉提示：对于炼铁高炉中的可逆反应：fe2o33co2fe3co2，在其他条件不变时，增加高炉高度只是增加co和铁矿石的接触时间，并没有使上述平衡发生移动，所以增加高炉高度不会减少高炉气中co的含量。一、可逆反应与不可逆反应1可逆反应。(1)概念：在_下，既能向_方向进行又能向_方向进行的反应。(2)表示方法：约定采用“_”表示，把从左向右的反应称为_，从右向左的反应称为_。例如：so2与h2o反应可表示为_。(3)特征：可逆反应发生的条件_，反应_进行到底，反应物_实现完全转化，反应体系中，与化学反应有关的各种物质_。2不可逆反应。有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略，把_的反应叫不可逆反应，用“_”号表示。例如：ba2so=baso4。二、化学平衡状态1化学平衡的建立。如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器，其反应过程如下：(1)反应开始时：v正_，v逆为_。(2)反应进行时：反应物浓度_v正逐渐_。生成物浓度由零逐渐增大v逆从_开始逐渐_。(3)反应达到平衡时：_，反应混合物中各组分的浓度_。以上过程可用下图表示：2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_，反应体系中所有参加反应的物质的_或_保持恒定的状态。3特征：研究对象必须是_反应。化学平衡是_平衡，即当反应达到平衡时，正反应和逆反应都仍在继续进行。正反应速率和逆反应速率_，即同一物质的消耗速率和生成速率相等。在平衡体系中，各组成成分的含量保持_。改变影响平衡的条件，平衡会_，达到新的平衡。自主思考1：达到化学平衡状态时，正、逆反应速率为0吗？自主思考2：达到化学平衡状态时，各组分的浓度不再变化，浓度相等吗？各组分的百分含量也不再变化吗？答案：一、1.(1)相同条件正反应逆反应(2)正反应逆反应so2h2oh2so3(3)相同不能不能共存2几乎完全进行=二、1.(1)最大零(2)减小变小零增大(3)v正v逆不再发生变化2相等质量浓度3可逆动态相等不变发生移动自主思考1提示：不为0，而是相等。自主思考2提示：浓度不再变化，不代表浓度相等，但百分含量不再变化。一、可逆反应与不可逆反应科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性，即正向反应(反应物生成物)和逆向反应(生成物反应物)都能同时进行。有些反应的可逆性很小，如agcl=agcl，我们只是视作“不可逆”而已(agcl在溶液中仍有极微量的电离：agclagcl)。(1)可逆反应：在相同条件下，要用“”代替“=”作为连接反应物和生成物的符号，二氧化硫与水的反应是可逆反应，两者反应的化学方程式应为so2h2oh2so3。(2)可逆反应的特点：向两个相反的方向进行的两个化学反应，在相同的条件下同时进行、共存。两个化学反应构成了一个对立的统一体。符号“”两边的物质互为反应物、生成物。在反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存，如亚硫酸溶液中有h2o、so2和h2so3等分子。若正、逆反应是在不同条件下发生的，则不属于可逆反应。二、判断可逆反应是否达到平衡状态的方法1直接判断法。(1)正反应速率逆反应速率0。(2)同一物质的消耗速率与生成速率相等。(3)各组分的浓度保持不变。2间接判断法。(1)各组分的百分含量保持不变。(2)各组分的物质的量保持不变。(3)各气体的体积不随时间的改变而改变。3以反应ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)为例来说明。混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量、质量或物质的量分数、质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol a，同时也生成了m mol a，即v正v逆平衡在单位时间内消耗了n mol b的同时也消耗了p mol c，即v正v逆平衡v(a)v(b)v(c)v(d)mnpq，v正不一定等于v逆(平衡与否该式都成立)不一定平衡在单位时间内生成了n mol b的同时消耗了q mol d，均指v逆不一定平衡压强mnpq时，总压强一定(其他条件一定)平衡mnpq时，总压强一定(其他条件一定)不一定平衡混合气体的平均相对分子质量()一定，当mnpq时()平衡一定，但mnpq时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时(其他不变)平衡气体的密度()密度一定()不一定平衡颜色反应体系内有有色物质时，颜色稳定不变平衡可逆反应达到平衡状态时有两个核心判断依据：(1)正反应速率和逆反应速率相等。(2)反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。依据其他有关的量判断可逆反应是否达到平衡状态时，最终都要回归到这两个核心依据上来。知识点1 对可逆反应的理解【例题1】 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 moll1、0.1 moll1、0.2 moll1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是()。aso2为0.4 moll1，o2为0.2 moll1bso2为0.25 moll1cso2、so3均为0.15 moll1dso3为0.4 moll1解析：a项数据表明，题中0.2 moll1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 moll1，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。答案：b点拨：解答可逆反应的问题时要特别注意到反应物不可能完全转化为产物，产物也不可以完全转化为反应物。另外还要注意量的变化，元素原子不可能凭空增加或减少。总之，要注意“可逆”和“守恒”。知识点2 化学平衡状态的判断【例题2】 (双选)在一定温度下，向a l密闭容器中加入1 mol x气体和2 mol y气体，发生如下反应：x(g)2y(g)2z(g)。此反应达到化学平衡的标志是 ()。a容器内压强不随时间变化b容器内各物质的浓度不随时间变化c容器内x、y、z的浓度之比为122d单位时间消耗0.1 mol x同时生成0.2 mol z解析：本题通过简单的定量及定性分析来考查化学反应达到限度的知识，即化学平衡状态的标志和判断的方法。对于选项a，因该反应两边气体分子数不等，容器内压强不随时间变化，意味着各物质的物质的量不再变化；选项b恰恰表示了化学平衡时各组成成分的浓度不再变化的情况；判断选项c的正误可假设开始投入2 mol x、4 mol y进行反应，当有1 mol x和2 mol y反应生成2 mol z时，x、y、z的浓度之比为122，但并不一定是达到限度时的状态；选项d中消耗x与生成z均为正反应速率，没有表达正、逆反应速率的关系。答案：ab点拨：解答时可依据化学平衡的特征进行判断。要知道根据哪些物理量可以判断平衡。若平衡状态时某量不变，化学反应进行时该量也不变，则无法根据该量判定平衡状态。1对于可逆反应2so2o22so3，在混合气体中充入一定量的18o2足够长时间后，18o原子()。a只存在于o2中 b只存在于so3和o2中c只存在于so2和o2中 d存在于so2、so3和o2中2在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应a(g)2b(g)=c(g)d(g)已达到平衡状态的是()。混合气体的压强混合气体的密度b的物质的量浓度混合气体总物质的量混合气体的平均相对分子质量v(c)与v(d)的比值混合气体总质量混合气体总体积a bc d3(双选)密闭容器中发生可逆反应：x2(g)y2(g)2z(g)。已知起始时，x2、y2、z物质浓度分别为0.1 moll1、0.3 moll1、0.2 moll1，反应在一定条件下达到平衡时，各物质的物质的量浓度可能是()。ac(z)0.3 moll1bc(y2)0.35 moll1cc(y2)0.2 moll1dc(z)0.4 moll14下列说法可以证明反应n23h22nh3已达到化学平衡状态的是()。a一个nn键断裂的同时，有3个hh键断裂bn2、h2、nh3的分子数之比为132c一个nn键断裂的同时，有6个nh键形成dn2、h2、nh3的浓度不再变化5对于反应a(g)2b(g) c(g)h0，下述为平衡状态标志的是_(填序号)。单位时间内a、b生成c的分子数与c分解的分子数相等外界条件不变时，a、b、c的浓度不随时间变化外界条件不变时，体系的温度不再变化外界条件不变时，体系的压强不再变化体系的分子总数不再变化答案：1d本题考查了化学平衡的特征，化学平衡是个动态平衡。so2和18o2反应生成了s18o3，s18o3又分解生成s18o2，故平衡混合物中含18o的分子有s18o2、18o2、s18o3。可逆反应中反应物和生成物共存。2b由于反应物、生成物全部是气体，根据质量守恒，不论是否达到平衡，气体总质量保持不变，不正确；由于是定容容器，反应中气体的密度保持不变，不正确，不正确；无论是否达到平衡，反应速率比值总是化学计量数之比，不正确。3ab若反应向右进行，则x2、y2、z三种物质的物质的量浓度范围依次是：00.1 moll1、0.20.3 moll1、0.20.4 moll1；若反应向左进行，则x2、y2、z三种物质的物质的量浓度范围依次是：0.10.2 moll1、0.30.