化學平衡的定義及特征教案

1、個性化教案化學平衡的定義及特征適用學科高中化學適用年級高中二年級適用區(qū)域天津課時時長（分鐘）60知識點1、可逆反應(yīng)的概念及特征 2、化學平衡狀態(tài)的建立3、化學平衡狀態(tài)的特征 教學目標（一）知識與技能1、通過對溶解平衡的理解和遷移，使學生建立起化學平衡的概念，并理解可逆反應(yīng)。2、通過對化學平衡概念的理解，歸納出一個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時的特征。3、能用平衡狀態(tài)的特征來判斷可逆反應(yīng)是否達到平衡。（二）過程與方法1、從學生已有關(guān)于溶解的知識溶解平衡，導入化學平衡，通過對溶解平衡的理解和遷移，使學生建立起化學平衡是個動態(tài)平衡的概念。2、引導學生理解化學平衡的概念，討論并歸納出反應(yīng)達到平衡時所具有的特征

2、。3、通過適當?shù)木毩曌寣W生用已歸納的平衡特征來判斷在一定條件下，一個可逆反應(yīng)進行到某種程度時是否達到平衡。（三）情感、態(tài)度與價值觀化學平衡是宇宙中各科平衡中的一個小小的分支，化學平衡的核心內(nèi)容動態(tài)平衡，日常生活中的溶解平衡、環(huán)保等平衡問題與化學理論密切聯(lián)系在一起，化學與生活息息相關(guān)。教學重點化學平衡狀態(tài)的概念和特征教學難點化學平衡狀態(tài)的特征教學過程一、復習預習前面我們學過化學反應(yīng)速率，知道化學反應(yīng)有快有慢，但是化學反應(yīng)還要考慮能否進行到底，也就是化學反應(yīng)的限度問題，也即是我們本節(jié)課要研究的化學平衡問題。二、知識講解考點1 可逆反應(yīng)和不可逆反應(yīng)1. 飽和溶液的可逆過程以蔗糖溶解于水為例，當溫度一

3、定時，溶液達到飽和之后，溶液中蔗糖分子離開蔗糖表面擴散到水中的速率與溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成為晶體的速率相等。即：溶解速率 = 結(jié)晶速率，于是飽和溶液的濃度和固體溶質(zhì)的質(zhì)量都保持不變。達到了溶解的平衡狀態(tài)，一種動態(tài)平衡。溶解、結(jié)晶過程可以表示如下：溶解固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)結(jié)晶2. 可逆反應(yīng)和不可逆反應(yīng)(1)可逆反應(yīng)的定義：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進行同時又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)，叫做可逆反應(yīng)。表示可逆反應(yīng)的化學方程式用“；”代替“=”。(2)可逆反應(yīng)的定義解讀：1、可逆反應(yīng)的定義強調(diào)“兩同”，即“同一條件”和“同時”，如反應(yīng)：2H2O2H2O2和2H2O22H2O反應(yīng)條件不

4、相同，故不是可逆反應(yīng)。2、特點：可逆反應(yīng)無論向哪個方向進行，也無論進行多長時間，都不能反應(yīng)完全，得到的總是反應(yīng)物與生成物的混合物；可逆反應(yīng)存在化學平衡狀態(tài)。3、常見的可逆反應(yīng) N23H2 2NH32SO2O2 2SO32NO2 N2O4I2H2 2HICl2H2O HClHClO此外，還有弱電解質(zhì)的電離平衡、強酸弱堿鹽和強堿弱酸鹽的水解平衡等，大多數(shù)有機反應(yīng)也是可逆反應(yīng)。 (3)不可逆反應(yīng)的定義：有些反應(yīng)的逆反應(yīng)進行程度太小因而可忽略，把幾乎完全進行的反應(yīng)叫不可逆反應(yīng)，用“=”號表示。例如：Ba2SO=BaSO4?？键c2 化學平衡狀態(tài)的建立1.溶解平衡的建立 蔗糖溶于水 開始時: V溶解 V結(jié)

5、晶 平衡時： V溶解 = V結(jié)晶 達到溶解平衡, 是一種動態(tài)平衡。那么，可逆反應(yīng)的情況又怎樣呢？2. 化學平衡的建立例： CO + H 2O（g） CO 2 + H2 起始：0. 1 0. 1 0 0變化：0.05 0.05 0.05 0.05平衡：0.05 0.05 0.05 0.05開始時: V正 V逆 反應(yīng)過程中: V正 V逆 平衡時: V正 = V逆 結(jié)論：化學平衡一種動態(tài)平衡?？键c3 化學平衡狀態(tài)的定義1. 化學平衡狀態(tài)的定義：一定條件下的可逆反應(yīng)里，當正、逆兩個方向的反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量(溶液中表現(xiàn)為濃度)保持恒定，混合物(包括反應(yīng)物和生成物)中各組分

6、的質(zhì)量分數(shù)(或體積分數(shù))保持不變的狀態(tài)。2. 化學平衡狀態(tài)定義解讀：前提（適用范圍）：可逆反應(yīng)內(nèi)在本質(zhì)：v(正)= v(逆) 0 外在標志：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變考點4 化學平衡狀態(tài)的特征可以歸納為六個字：逆、等、動、定、變、同。(1) “逆”是指化學平衡的研究對象是可逆反應(yīng)；(2) “等”是指v(正)= v(逆) 0 ；(3) “動”是指化學平衡為動態(tài)平衡；(4) “定”是反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持一定，各組分的含量保持一定。(5) “變”是指當外界條件改變，平衡會發(fā)生移動；(6) “同”是指化學平衡的建立與途徑無關(guān)，只要外界條件相同，都可以建立相同的平衡狀態(tài)。三、例題精析【例題

7、1】在一密閉容器中進行如下反應(yīng)：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，已知反應(yīng)過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2 molL1、0.1 molL1、0.2 molL1，當反應(yīng)達平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是()ASO2為0.4 molL1、O2為0.2 molL1BSO2為0.25 molL1CSO2、SO3均為0.15 molL1DSO3為0.4 molL1【答案】B【解析】A項數(shù)據(jù)表明，題中0.2 molL1的SO3完全轉(zhuǎn)化成了SO2和O2，即平衡時，c(SO3)0，這是不可能的；B項可能；C項數(shù)據(jù)表明SO2、SO3的濃度都在原濃度基礎(chǔ)上減少了0.05 molL1，這也是不可

8、能的；D項數(shù)據(jù)表明SO2完全轉(zhuǎn)化成了SO3，即平衡時，c(SO2)0，c(O2)0，這也是不可能的。無論從正反應(yīng)方向，還是從逆反應(yīng)方向建立平衡，可逆反應(yīng)都不能進行到底，任何物質(zhì)的濃度都不可能為0，平衡時為各反應(yīng)物與生成物共存的狀態(tài)，此題是對可逆反應(yīng)定義的考查?！纠}2】關(guān)于化學平衡狀態(tài)的說法錯誤的是()A. 正逆反應(yīng)速率相等B. 各物質(zhì)的濃度一定相等C. 動態(tài)平衡D. 平衡混合物中各物質(zhì)百分含量一定【答案】B【解析】A正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故A正確；B正逆反應(yīng)速率相等，各組分濃度不變時，達到了平衡狀態(tài)。但各物質(zhì)濃度不一定相同，這和轉(zhuǎn)化率和起始量有關(guān)，故B錯誤；C可逆反應(yīng)達到了

9、平衡狀態(tài)，正逆反應(yīng)速率相等，不是停止反應(yīng)，是動態(tài)平衡，故C正確；D正逆反應(yīng)速率相等，各組分濃度不變，平衡混合物中各物質(zhì)百分含量一定，故D正確?！纠}3】可逆反應(yīng)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示，下列各關(guān)系中能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)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)【答案】C【解析】可逆反應(yīng)的化學平衡狀態(tài)的主要特征之一是v正v逆，而A中3v正(N2)v正(H2)并未反映出v正v逆的關(guān)系，即A項不正確；在N2與H2合成NH3的反應(yīng)中，v(N

10、2)v(H2)v(NH3)132，分析時必須注意方向要相反，還要注意不同物質(zhì)的速率值之比等于對應(yīng)的化學計量數(shù)之比。四、課堂運用【基礎(chǔ)】1、反應(yīng)2SO2O2 2SO3達到平衡后，再向反應(yīng)器中充入由18O組成的氧氣，經(jīng)過一段時間后，18O可能存在于()A生成的SO3中BO2和SO2中C剩余的SO2中 DO2、SO2和SO3中2、下列關(guān)于化學平衡狀態(tài)的說法中正確的是()A改變外界條件不能改變化學平衡狀態(tài)B當某反應(yīng)在一定條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率保持不變時即達到了化學平衡狀態(tài)C當某反應(yīng)體系中氣體的壓強不再改變時，該反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)D當某反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)物和生成物的濃度一定相等答案及解析：1、D 解

11、析：SO2與氧氣的反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)是指在相同條件下，既能向正反應(yīng)方向進行同時又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)，所以最后18O可能存在于O2、SO2和SO3中。2、B 解析：A氣相可逆反應(yīng)中氣體反應(yīng)前后化學計量數(shù)相等，壓強改變不改變平衡狀態(tài)，但溫度改變平衡狀態(tài)發(fā)生改變，所以說改變外界條件不一定改變化學平衡狀態(tài)，故A不選；B當某反應(yīng)在一定條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率保持不變，即某物質(zhì)的變化量不再改變時，即達到了化學平衡狀態(tài)，故選B；C若是兩邊氣體計量數(shù)相等的可逆反應(yīng)，氣體的壓強不再改變時，該反應(yīng)不一定達到平衡狀態(tài)，故C不選；D當某反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)物和生成物的濃度不變，而不是相等，故D不選；【鞏固

12、】1、密閉容器中進行如下反應(yīng)：X2(g)3Y2(g) 2Z(g)，X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.2 mol/L、0.6 mol/L，0.4 molL1，當達到平衡時，下列數(shù)據(jù)肯定不正確的是()AX2為0.4 molL1，Y2為1.2 molL1BY2為1.0 molL1CX2為0.3 molL1，Z為0.2 molL1DZ為1.0 molL12、 以下是反應(yīng)：2SO2O22SO3在不同條件下達到平衡狀態(tài)時SO2的轉(zhuǎn)化率。轉(zhuǎn) 壓強化率溫度0.1 MPa0.5 MPa1 MPa10 MPa400 99.2%99.6%99.7%99.9%500 93.5%96.9%97.8%99.3%600 7

13、3.7%85.8%89.5%96.4%試回答下列問題。(1)關(guān)于可逆反應(yīng)的限度，你能得出什么啟示？_。(2)提高該化學反應(yīng)限度的途徑有： _。(3)要實現(xiàn)SO2的轉(zhuǎn)化率為93.5%，需控制的反應(yīng)條件_。答案及解析：1、AD 解析：化學平衡研究的是可逆反應(yīng)，解這類題時要善于利用極值法。X2(g) 3Y2(g) 2Z(g)起始濃度： 0.2 mol/L 0.6 mol/L 0.4 mol/L平衡濃度1： 0 0 0.8 mol/L平衡濃度2： 0.4 mol/L 1.2 mol/L 0設(shè)反應(yīng)正向進行徹底，則為平衡濃度1；設(shè)反應(yīng)逆向進行徹底，則為平衡濃度2。根據(jù)可逆反應(yīng)的含義知：0c(X2)0.4

14、mol/L ；0c(Y2)1.2 mol/L；0c(Z)0.8 mol/L。故A、D兩項中所列的數(shù)據(jù)肯定不正確。2、(1)可逆反應(yīng)中的反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物；可逆反應(yīng)中某物質(zhì)的逆反應(yīng)速率與其正反應(yīng)速率相等時，生成物和反應(yīng)物的濃度不再變化，該反應(yīng)就達到了限度，即達到了化學平衡狀態(tài)；改變反應(yīng)條件可以改變化學反應(yīng)的限度等(2)由圖表可知，要提高反應(yīng)限度，可以采取增大壓強或在一定范圍內(nèi)降低溫度的方法等(3)要實現(xiàn)SO2的轉(zhuǎn)化率為93.5%，需控制的反應(yīng)條件應(yīng)該是500、0.1MPa 。解析： 在化工生產(chǎn)中，往往需要考慮反應(yīng)的快慢和反應(yīng)后所得產(chǎn)物的產(chǎn)率。前者研究的是化學反應(yīng)速率，后者研究的是化學平衡

15、即化學反應(yīng)的限度，對于一個特定的化學反應(yīng)來說，外部條件對化學反應(yīng)速率和化學反應(yīng)限度都存在一定的影響。因此，選擇適宜的反應(yīng)條件，既可以增大反應(yīng)速率，縮短生產(chǎn)周期，又可以達到較大的反應(yīng)限度，從而獲得較大的產(chǎn)率。【拔高】1、 在一定條件下，可逆反應(yīng)A2(g)B2(g) 2C(g)達到平衡時，各物質(zhì)的平衡濃度為：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_。2、某研究性小組決定用實驗探究的方法證明化學反應(yīng)具有一定的限度，在一定條件下會達到“平

16、衡狀態(tài)”。取5 mL 0.1 molL1 KI溶液于試管中，滴加0.1 molL1 FeCl3溶液2 mL，發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe32I 2Fe2I2。為證明該反應(yīng)具有可逆性且具有限度，他們設(shè)計了如下實驗：取少量反應(yīng)液，滴加AgNO3溶液，發(fā)現(xiàn)有少量黃色沉淀(AgI)，證明反應(yīng)物沒有反應(yīng)完全；再取少量反應(yīng)液，加入少量CCl4振蕩，發(fā)現(xiàn)CCl4層顯淺紫色，證明萃取到了I2，即有I2生成。綜合的結(jié)論，他們得出該反應(yīng)具有一定的可逆性，在一定條件下會達到反應(yīng)限度。(1)老師指出他們上述實驗中不合理，你認為他的理由是_；改進的方法是_。(2)有人認為步驟適合檢驗生成I2較多的情況，還有一種簡便方法可以靈敏

17、地檢驗是否生成了I2，這種方法是_。答案及解析：1、(1) ab0.4 ； (2) 0.4 a 1.3解析：起始加入A2、B2的量最小時為a = 0.4 molL1 ；b = 0 ；起始加入A2、B2的量最大時為a =（0.5 + 0.8）molL1 = 1.3 molL1 ；b =（0.1 + 0.8）molL1 = 0.9 molL1；即：0.4 a 1.3 ；因為平衡時a-b = 0.4 ；而A2、B2、C反應(yīng)的物質(zhì)的量濃度與化學計量數(shù)對應(yīng)成比例，所以A2、B2反應(yīng)的物質(zhì)的量濃度比是1:1，則起始時A2、B2反應(yīng)的物質(zhì)的量濃度也滿足a-b = 0.4。2、(1)該反應(yīng)中KI過量，故不能直

18、接檢驗是否存在來證明反應(yīng)具有一定的可逆性；取少量溶液滴加KSCN溶液，若出現(xiàn)紅色，則證明Fe3未完全反應(yīng)。(2)取少量反應(yīng)液，滴加淀粉溶液，若溶液變藍，則說明生成了I2。解析：(1)反應(yīng)具有可逆性且達到一定限度即反應(yīng)不能進行到底，從而建立化學平衡。通過化學方法應(yīng)證明反應(yīng)物和生成物共存，但要注意反應(yīng)物之間量的關(guān)系。對于反應(yīng)2Fe32I 2Fe2I2 ，n(Fe3) ：n(I) = 1：1 ，而題目中給n(Fe3) ：n(I) = 2：5，I過量，若所給反應(yīng)不具有可逆性，反應(yīng)后I也有剩余，故實驗不合理。改進的方法是檢驗Fe3的存在，可選用KSCN溶液做試劑。(2) 驗證I2的靈敏方法是選用淀粉溶液

19、做檢驗試劑。課程小結(jié)1、可逆反應(yīng)的特點： 相同條件下，正、逆反應(yīng)同時進行； 反應(yīng)不能進行到底，反應(yīng)物與生成物同時存在； 任一組分的轉(zhuǎn)化率均小于100%； 2、化學平衡狀態(tài)的特征：逆、等、動、定、變、同。課后作業(yè)【基礎(chǔ)】1、下列反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)的是()N23H2 2NH3 ， 2NH33H2N22NaHCO3Na2CO3H2OCO2 ， Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3CH3CH2OH CH2=CH2H2O ，CH2=CH2HOH CH3CH2OH2NaCl22NaCl ，2NaCl2NaCl2A只有 BC D2、 在一定條件下，使NO和O2在一密閉容器中進行反應(yīng)，下列說法中不正確的是

20、()A反應(yīng)開始時，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零B隨著反應(yīng)的進行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后為零C隨著反應(yīng)的進行，逆反應(yīng)速率逐漸增大，最后不變D隨著反應(yīng)的進行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后不變3、一定條件下反應(yīng)2AB(g)A2(g)B2(g)達到平衡狀態(tài)的標志是()A容器內(nèi)壓強不隨時間變化B容器內(nèi)，3種氣體AB、A2、B2共存C容器中各組分的體積分數(shù)不隨時間變化DAB的消耗速率等于A2的消耗速率答案及解析：1、A 解析：可逆反應(yīng)是指在同一條件下既向正反應(yīng)方向進行，又向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)，符合此條件的只有。2、B 解析：化學平衡建立過程中，反應(yīng)物濃度逐漸減小，故正反應(yīng)速率逐漸減小，生成物濃度逐漸增大

21、，故逆反應(yīng)速率逐漸增大，當二者相等時達平衡狀態(tài)，但都不為零。3、C 解析：A項，該反應(yīng)為等體積反應(yīng)，壓強不變不能作為判斷平衡的標志；B項，未到達平衡狀態(tài)，三種物質(zhì)也能共存。D項，當AB的消耗速率應(yīng)等于A2消耗速率的2倍時，該反應(yīng)才達到平衡狀態(tài)。【鞏固】1、可逆反應(yīng)a A(g)b B(g)c C(g)的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系式中能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是()Aa v正(A)b v正(B)Bb v正(A)a v逆(B)Ca v正(C)c v正(A)Da v正(A)b v逆(B)2、判斷下列說法的正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)可逆反應(yīng)是既能向正反

22、應(yīng)方向進行，又能向逆反應(yīng)方向進行的化學反應(yīng) ()(2)NH3HCl=NH4Cl與NH4ClNH3HCl 互為可逆反應(yīng) () (3)改變反應(yīng)條件，能使1 mol N2與3 mol H2化合生成2 mol NH3 () 3、下列關(guān)于化學反應(yīng)限度的說法中正確的是() A一個可逆反應(yīng)達到的平衡狀態(tài)就是這個反應(yīng)在該條件下所能達到的限度 。B當一個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等都等于0 。C平衡狀態(tài)是一種靜止的狀態(tài)，因為反應(yīng)物和生成物的濃度已經(jīng)不再改變。 D化學反應(yīng)的限度不可以通過改變條件而改變 。答案及解析：1、B 解析：當正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率時，可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。正、逆反應(yīng)

23、速率相等有以下幾種表現(xiàn)形式：若用同一物質(zhì)表示：v正v逆；若用不同物質(zhì)表示v逆v正化學方程式中的化學計量數(shù)之比。根據(jù)化學方程式中A、B、C間的計量關(guān)系，可知上述四個選項中，只有 b v正(A)a v逆(B)表示正、逆反應(yīng)速率相等。2、(1)(2)(3)解析： (1)可逆反應(yīng)是在相同條件下，同時向正、逆反應(yīng)方向進行的化學反應(yīng)。 (2)這兩個化學反應(yīng)的反應(yīng)條件不同，不是可逆反應(yīng)。 (3)可逆反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物同時共存，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%，不可能生成2 mol NH3。 3、A 解析：可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)后，雖v(正)v(逆)，但均不為0，是動態(tài)平衡，故B、C錯；通過改變影響化學平衡移動的條件可以改變化學反應(yīng)的限度，D錯。 【拔高】1、 一定條件下，對于可逆反應(yīng)X(g)3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達到平衡時，X、Y、Z的濃度分別為0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，則下列判斷正確的是()Ac1c231B平衡時，Y和Z的生成速率之比為23C