2020-2021學(xué)年化學(xué)蘇教版選修4教師用書：專題2 第2單元 第2課時　化學(xué)平衡狀態(tài) 含解析

1、祝學(xué)子學(xué)業(yè)有成，取得好成績第2課時化學(xué)平衡狀態(tài)目標(biāo)與素養(yǎng)：1。了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。(變化觀念與平衡思想)2。通過化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程，知道化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡，理解并會判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志.(變化觀念與平衡思想)一、可逆反應(yīng)1定義:在同一條件下既能發(fā)生反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏恼蚍磻?yīng),又能發(fā)生生成物轉(zhuǎn)變?yōu)榉磻?yīng)物的逆向反應(yīng)。2可逆反應(yīng)的特征鉛蓄電池的原理反應(yīng)為pbpbo22h2so42pbso42h2o，該反應(yīng)是不是可逆反應(yīng)？為什么?提示：不是。充、放電過程條件不同，也不是同時發(fā)生。二、化學(xué)平衡的建立1化學(xué)平衡的建立過程2化學(xué)平衡建立的濃度時間圖象和速率時間圖象微點(diǎn)撥：對于一個確定的可逆反應(yīng)

2、，如果其他條件一定,反應(yīng)無論從反應(yīng)物開始或從生成物開始,最后都能建立化學(xué)平衡狀態(tài)。三、化學(xué)平衡狀態(tài)1化學(xué)平衡狀態(tài)的概念化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)中,正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等,反應(yīng)混合物中各成分的濃度保持不變的狀態(tài)。2化學(xué)平衡的特征1判斷正誤（正確的打“，錯誤的打“”)。（1)可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到100。（)（2)化學(xué)平衡狀態(tài)是一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到最大限度的結(jié)果。（）(3)平衡狀態(tài)是指反應(yīng)已完成，不再發(fā)生反應(yīng).（）(4）當(dāng)反應(yīng)物、生成物濃度均不發(fā)生變化時,可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。（)答案：(1)（2)(3)(4)2一定溫度下的恒容容器中，能標(biāo)志某可逆反應(yīng)

3、a（g)2b（g）c（s)3d(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是(）a混合氣體的壓強(qiáng)不隨時間變化而變化b氣體總物質(zhì)的量不隨時間變化而變化c2v正(b）v逆（d）d混合氣體的密度保持不變d因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體的體積不變,所以氣體總物質(zhì)的量、壓強(qiáng)始終不隨時間變化而變化，不能作為依據(jù)，a、b錯誤；當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,v正（b）v逆（d)，c錯誤；因?yàn)槿萜鞯捏w積恒定,但是氣體的質(zhì)量不守恒，所以只要反應(yīng)未達(dá)到平衡,密度就變化，反應(yīng)達(dá)到平衡時，密度不再變化,d正確.3在一定條件下，有氣體參與的某可逆反應(yīng)(正反應(yīng)h0)達(dá)到化學(xué)平衡時，下列說法不正確的是(）a反應(yīng)物的濃度一定等于生成物的濃度 b反應(yīng)體系中壓強(qiáng)恒定 c反應(yīng)體系中

4、混合物的組成保持不變d反應(yīng)體系中溫度不變a可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，反應(yīng)物與生成物的濃度不一定相等，a項(xiàng)錯誤;可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時,正、逆反應(yīng)速率相等，氣體分子數(shù)保持不變，反應(yīng)體系中壓強(qiáng)恒定，混合物的組成保持不變，反應(yīng)體系中溫度不變，b、c、d項(xiàng)正確?？赡娣磻?yīng)中各物質(zhì)的濃度范圍的確定1.可逆反應(yīng)中各成分物質(zhì)的濃度（物質(zhì)的量）范圍分別假設(shè)反應(yīng)物、生成物中某(投料)相對較少物質(zhì)完全反應(yīng)，濃度為0，其他物質(zhì)剩余濃度為最小極限，另一方各成分濃度則為最大極限,每一種物質(zhì)的濃度范圍在最大(?。O限之間。2可逆反應(yīng)平衡狀態(tài)（1）化學(xué)平衡狀態(tài)是一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到最大限度的結(jié)果。(2)對于一個給定的可逆反應(yīng)，如果

5、其他條件一定,不論采取何種途徑(反應(yīng)是從反應(yīng)物開始或從生成物開始）,最后都能建立化學(xué)平衡狀態(tài).(3）化學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)時,各組分的物質(zhì)的量、濃度等均不變.【例1】在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：x2（g）y2（g）2z（g），已知x2、y2、z的起始濃度分別為0。1 moll1、0.3 moll1、0.2 moll1,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度有可能是(）az為0.3 moll1by2為0.4 moll1cx2為0.2 moll1dz為0.4 moll1a題目中可利用極端假設(shè)法判斷，假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底,求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到

6、底：x2(g)y2(g）2z(g）起始濃度(moll1) 0。1 0。3 0.2改變濃度（moll1） 0.1 0.1 0。2終態(tài)濃度(moll1） 0 0。2 0。4假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底：x2(g)y2(g）2z(g）起始濃度(moll1) 0.1 0。3 0。2改變濃度（moll1) 0.1 0.1 0。2終態(tài)濃度（moll1） 0.2 0.4 0平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為0c(x2)0.2 moll1，0.2 moll1c(y2）0.4 moll1，0c(z）0.4 moll1?！耙贿叺埂狈ㄅ袛嗫赡娣磻?yīng)中物質(zhì)的濃度取值（1)完全轉(zhuǎn)化到“”的右側(cè)，求出生成物的最大值，反應(yīng)物的最小值，此時

7、反應(yīng)物可能為0，也可能不為0（如本題中y2）.(2)完全轉(zhuǎn)化到“”的左側(cè)，求出反應(yīng)物的最大值，生成物的最小值。（3)據(jù)(1)、(2）得出各物質(zhì)的濃度的取值范圍進(jìn)行討論。1在一定體積的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：n2(g）3h2（g）2nh3（g）.已知反應(yīng)過程中某一時刻n2、h2、nh3的濃度分別為0。1 moll1、0。3 moll1、0。2 moll1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是（)an2為0。2 moll1,h2為0.6 moll1bn2為0.15 moll1cn2、h2均為0.18 moll1dnh3為0。4 moll1b反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)體系中任何一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率都小于100,所以

8、a、d錯誤；從題給量的關(guān)系知無論反應(yīng)進(jìn)行到什么程度，c（n2)c（h2）13，因此兩者不可能同時均為0.18 moll1。用“變化觀念與平衡思想”認(rèn)識化學(xué)平衡1.動態(tài)標(biāo)志（正逆相等）-v正v逆（1)同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率,如有m mol a消耗同時有m mol a生成。（2)不同物質(zhì)：必須表明是“異向”的速率關(guān)系,且兩種物質(zhì)的速率之比等于化學(xué)方程式中物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。2靜態(tài)標(biāo)志（變量不變)隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的物理量保持不變時說明達(dá)到平衡狀態(tài)(1)各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變.(2）各物質(zhì)的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))不變.(3）體系的壓強(qiáng)（對化學(xué)方程式兩邊氣體體積不

9、相等的反應(yīng)）不變。(4）對于有有色物質(zhì)參加的可逆反應(yīng),體系的顏色不變。例如：2no2(g）2no（g）o2(g)、2hi（g）h2(g)i2(g）等反應(yīng)體系的顏色不變，則表明有色氣體no2、i2的濃度不變,反應(yīng)達(dá)到平衡。【例2】在一定溫度下，反應(yīng)a2（g）b2（g)2ab(g）達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_（填字母序號)。a單位時間內(nèi)生成n mol a2的同時生成n mol abb容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時間變化c單位時間內(nèi)生成2n mol ab的同時生成n mol b2d單位時間內(nèi)生成n mol a2的同時生成n mol b2e容器內(nèi)a2、b2、ab的物質(zhì)的量之比是112時的狀態(tài)f容器中c（a2)c(b2

10、)c（ab）時的狀態(tài)【解析】化學(xué)平衡狀態(tài)的根本標(biāo)志是v正v逆，或平衡混合物中各組分的濃度或質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等保持不變。只要具備上述兩點(diǎn)之一,便一定是平衡狀態(tài)；否則，不能確定為平衡狀態(tài).a項(xiàng)，根據(jù)化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可知生成n mol ab必消耗mol a2,即單位時間內(nèi)生成mol a2的同時生成n mol ab，顯然反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)。b項(xiàng),是從壓強(qiáng)方面來敘述的。由于此反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),達(dá)到平衡或未達(dá)到平衡時壓強(qiáng)都不隨時間變化,因此不能用壓強(qiáng)來說明反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。c項(xiàng)，由題意可知當(dāng)單位時間內(nèi)生成2n mol ab時，也就消耗了n mol a2和n mol b

11、2,這樣同一時刻相同體積的容器中消耗的b2和生成的b2都是n mol，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。d項(xiàng),只知道單位時間生成n mol a2和n mol b2,卻不知道同時消耗多少a2和多少b2，故無法確定反應(yīng)是否達(dá)到平衡。e、f兩項(xiàng)是以混合物成分的含量來敘述的。 由于達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度保持不變，并不是相等,也不是它們的物質(zhì)的量之比一定等于其化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以e、f兩項(xiàng)均不符合題意?！敬鸢浮縞2在一定溫度下，將2 mol no2氣體通入恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng):2no2（g)n2o4(g)。下列不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡的是（)an2o4濃度不再改變bno

12、2的分解速率等于n2o4的生成速率c混合氣體的顏色不變d混合氣體中no2百分含量不變bn2o4濃度不再改變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a不符合題意;no2的分解速率和n2o4的生成速率均為正反應(yīng)速率，不能作為平衡標(biāo)志,b符合題意;混合氣體的顏色不變,no2的濃度不再發(fā)生變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，c不符合題意；混合氣體中no2百分含量不變,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，d不符合題意。1下列有關(guān)可逆反應(yīng)的說法不正確的是（)a可逆反應(yīng)分正反應(yīng)和逆反應(yīng)bh2i22hi與2hih2i2是可逆反應(yīng)c2h2o22h2o與2h2o2h2o2互為可逆反應(yīng)d可逆反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100c可逆反應(yīng)是指在同一條件下既能向正反應(yīng)方向進(jìn)

13、行又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%，a、b、d正確;c項(xiàng)兩個反應(yīng)不是在同一條件下進(jìn)行的.2在一定條件下，某容器中充入n2和h2合成nh3，以下敘述錯誤的是()a開始反應(yīng)時，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零b隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,最后減小為零c隨著反應(yīng)的進(jìn)行，逆反應(yīng)速率逐漸增大，最后保持恒定d隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小，最后與逆反應(yīng)速率相等且都保持恒定b隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，后保持恒定,但最后不可能減小為零.3一定條件下，將no2與so2以體積比12置于密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：no2（g）so2(g）so3（g)no（g)h41。8

14、kjmol1，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()a體系壓強(qiáng)保持不變b混合氣體顏色保持不變cso3和no的體積比保持不變d每消耗1 mol so3（g）的同時生成1 mol no2（g）b由于該反應(yīng)為前后氣體體積相等的反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)始終保持不變，故不能以壓強(qiáng)不變作為判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡的條件，a錯誤；so3與no的體積比始終保持11，c錯誤;消耗so3和生成no2為同一方向的反應(yīng)，d錯誤。414co2與碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)：14co2c2co,達(dá)到平衡后,平衡混合物中含14c的粒子有（）a只有14co2b只有14co2、14coc14co2、14co、14cd只有14coc當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,反應(yīng)并未停止,是一種動態(tài)平衡，所以14c在三種物質(zhì)中都含有。5在一定條件下，可逆反應(yīng)a2（g）b2(g)2c(g)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的平衡濃度c(a2)0.5 moll1、c(b2）0。1 moll1、c(c)1.6 moll1,若用a、b、c分別表示a2、b2、c的初始濃度（moll1），則：（1)a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是_；（2)a的取值范圍是_。解析：(1）設(shè)轉(zhuǎn)化過程中a2（g）轉(zhuǎn)化濃度為x