化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志和判斷市公開(kāi)課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

1、化學(xué)平衡的標(biāo)志和判斷第1頁(yè)一、教學(xué)目標(biāo)：1、了解化學(xué)反應(yīng)可逆性，了解化學(xué)平衡涵義。2、掌握到達(dá)平衡標(biāo)志。3、學(xué)會(huì)判斷化學(xué)反應(yīng)是否到達(dá)平衡。4、掌握等效平衡一些知識(shí)。第2頁(yè)一、化學(xué)平衡概念。在一定條件下可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分濃度保持不變狀態(tài)叫化學(xué)平衡狀態(tài)。它建立與反應(yīng)路徑無(wú)關(guān)，從正反應(yīng)或逆反應(yīng)開(kāi)始都能夠建立平衡狀態(tài)。第3頁(yè)二、到達(dá)平衡標(biāo)志：1、逆：化學(xué)平衡研究對(duì)象是可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，即反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物（生成物）不能全部轉(zhuǎn)化為生成物（反應(yīng)物）。2、“動(dòng)”到達(dá)平衡時(shí)，V正=V逆0，即化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡，正反應(yīng)和逆反應(yīng)仍在繼續(xù)進(jìn)行。第4頁(yè)3、等V正=V逆它

2、詳細(xì)含義有兩個(gè)方面（1）用同一個(gè)物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率時(shí)，該物質(zhì)生成速率與消耗速率相等。即單位時(shí)間內(nèi)生成與消耗某反應(yīng)物（生成物）量相等。（2）用不一樣種物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率時(shí)速率不一定相等但必須符合兩方面（i）表示兩個(gè)不一樣方向。（ii）速率之比=濃度改變量之比=物質(zhì)量改變量之比=化學(xué)方程式中對(duì)應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。第5頁(yè)例：以下說(shuō)法中，能夠證實(shí)反應(yīng)N2+3H22NH3已到達(dá)平衡狀態(tài)是（ ）A 1個(gè)NN鍵斷裂同時(shí)，有3個(gè)H-H鍵形成B 1個(gè)NN鍵斷裂同時(shí)，有3個(gè)H-H鍵斷裂C 1個(gè)NN鍵斷裂同時(shí)，有6個(gè)N-H鍵斷裂D 1個(gè)NN鍵斷裂同時(shí)，有6個(gè)N-H鍵形成第6頁(yè) 分析：A、NN斷裂代表正反應(yīng)速率，H-H

3、鍵形成代表逆反應(yīng)速率，且比值為1：2，正確。B、NN斷裂，H-H斷裂都只代表逆反應(yīng)速率，錯(cuò)誤。C、N-H鍵斷裂代表逆反應(yīng)速率，NN斷裂代表正反應(yīng)速率，且N2:NH3=1:2，正確D、表示反應(yīng)速率方向一致，錯(cuò)誤。答案：A、C第7頁(yè) 4、定：因?yàn)閂正=V逆0，所以同一瞬間，同一物質(zhì)生成量等于消耗量?？偨Y(jié)果是混合體系中各組成成份物質(zhì)量、質(zhì)量，物質(zhì)量濃度，各成份百分含量（體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)），轉(zhuǎn)化率，等不隨時(shí)間改變而改變?；蛟诜磻?yīng)過(guò)程中，某一直在改變物理量（如M、p、T等）某一時(shí)刻保持不變即到達(dá)了平衡。有氣體參加可逆反應(yīng)：（1）從反應(yīng)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量M考慮第8頁(yè)（I）若各物質(zhì)均為氣體對(duì)于非等摩

4、反應(yīng)，如2SO2+O2 2SO3，M一定可做為平衡標(biāo)志。對(duì)于等摩反應(yīng)，H2+Cl2=2HCl，M一定不能做為平衡標(biāo)志。（II）若有非氣體參加，不論等摩非等摩反應(yīng)，如C(s)+O2(g) CO2(g)，CO2(g)+C(s) 2CO(g)，M一定可標(biāo)志到達(dá)平衡。第9頁(yè)（2）從氣體密度考慮（I）當(dāng)反應(yīng)前后各成份均為氣體時(shí)恒容：總為恒值，不能做平衡標(biāo)志。恒壓：等摩反應(yīng)，總為恒值，不能作平 衡標(biāo)志。 非等摩反應(yīng)，為一定值時(shí)，可做 為平衡標(biāo)志。第10頁(yè)（II）當(dāng)有非氣體物質(zhì)參加時(shí)恒容：為一定值時(shí)，可作平衡標(biāo)志。恒壓：為一定值時(shí)，可作平衡標(biāo)志。第11頁(yè)（3）從體系內(nèi)部壓強(qiáng)考慮：因?yàn)楹闳?、恒溫條件下，n(g

5、)越大則壓強(qiáng)p就越大，則不論各成份是否均為氣體，只需考慮n(g)。當(dāng)n(g)=0，即等摩反應(yīng)則p為恒值，不能作平衡標(biāo)志。n(g)0，則當(dāng)p一定時(shí)，可做平衡標(biāo)志。第12頁(yè)（4）從體系內(nèi)部溫度考慮：當(dāng)化學(xué)平衡還未建立成平衡發(fā)生移動(dòng)時(shí)，反應(yīng)總要放出或吸收熱量，若為絕熱體系，當(dāng)體系內(nèi)溫度一定時(shí)，則標(biāo)志到達(dá)平衡。第13頁(yè)練習(xí)1：可逆反應(yīng)。2HI(g) H2(g)+I2(g)在密閉容器中進(jìn)行，當(dāng)以下4項(xiàng)中某項(xiàng)不取隨時(shí)間改變時(shí)，才能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡（ ）A 容器內(nèi)壓強(qiáng) B 平均相對(duì)分子質(zhì)量C 各組分濃度 D 混合氣體顏色第14頁(yè) 分析：該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積不變反應(yīng)，在任何情況下，混合氣體質(zhì)量、物質(zhì)量，平均相

6、對(duì)分子質(zhì)量保持不變，在恒容下，氣體密度保持不變；在恒溫、恒容下，氣體壓強(qiáng)極難不變。反應(yīng)混合物中只有I2(g)有顏色，混合氣體顏色不變，說(shuō)明I2(g)濃度不變，反應(yīng)到達(dá)平衡。答案：C D注意：對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積不變反應(yīng)，通常不能用物質(zhì)量、容器壓強(qiáng)，氣體密度平均相對(duì)分子質(zhì)量等是否改變作為判斷平衡狀態(tài)標(biāo)志。第15頁(yè) 練習(xí)2：在一定條件下，反應(yīng)2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)到達(dá)平衡狀態(tài)標(biāo)志是（ ）A 單位時(shí)間內(nèi)生成2n molA，同時(shí)生成n molDB 容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間而改變C 單位時(shí)間內(nèi)生成n molB，同時(shí)消耗1.5n molCD 容器內(nèi)混合氣體密度不隨時(shí)間而改變第16頁(yè) 分析：

7、A：生成A指逆反應(yīng)方向，生成D指正反應(yīng)方向 符合化學(xué)計(jì)量數(shù)比，A正確。B：因?yàn)榇朔磻?yīng)為等摩反應(yīng)，壓強(qiáng)一直不變，所以此反應(yīng)壓強(qiáng)不能做為平衡標(biāo)志。C：生成B方向指逆反應(yīng)方向，消耗C方向也指逆反應(yīng)方向，方向一致，C錯(cuò)誤。D：因?yàn)榇朔磻?yīng)物質(zhì)皆為氣體，且又是等摩反應(yīng)，所以密度一直不變，此反應(yīng)密度不能做為平衡標(biāo)志。答案：A第17頁(yè) 練習(xí)3：在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)N2+3H2 2NH3到達(dá)平衡，以下說(shuō)法正確是（ ）A 容器內(nèi)平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間改變B N2、H2、NH3濃度之比為1:3:2C N2降低速率和NH3降低速率之比為1:2D 氣體體積為初始體積第18頁(yè)分析：因?yàn)镸= 而此反應(yīng)又為非等摩反應(yīng)，M

8、不隨時(shí)間改變相當(dāng)于C固定，M可做為平衡標(biāo)志，A正確。B、因?yàn)槲镔|(zhì)濃度改變量之比=化學(xué)方程式計(jì)量比，所以若N2、H2、NH3以1:3:2百分比投料，則任何情況下N2:H2:NH3濃度比都等于1:3:2。第19頁(yè)C、N2降低指正反應(yīng)，NH3降低指逆反應(yīng)， C正確。D、因?yàn)榇朔磻?yīng)體積降低量恰好為原來(lái)初始體積二分之一，所以任何情況下氣體體積都為初始體積 D錯(cuò)誤。答案為A、C第20頁(yè)練習(xí)4：在一定條件下，反應(yīng)2NO+O2 2NO2到達(dá)平衡標(biāo)志（ ）A NO、O2、NO2分子數(shù)目比是2:1:2B 反應(yīng)混合物中各組成物質(zhì)濃度相等C 混合氣體顏色不再發(fā)生改變D 混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變第21頁(yè) 分析：若起

9、始投料NO:O2:NO2=2:1:2，任何狀態(tài)下NO、O2、NO2分子數(shù)目之比都為2:1:2 A錯(cuò)誤。B、平衡標(biāo)志是濃度固定，而不是濃度相等，所以B錯(cuò)誤。C、混合氣體顏色是由NO2濃度決定，顏色不再發(fā)生改變，說(shuō)明NO2濃度固定，C正確。D、因?yàn)轶w系中物質(zhì)皆為氣體，且該反應(yīng)為非等摩反應(yīng)，所以平均分子量能夠做為平衡標(biāo)志，D正確。 答案：C、D第22頁(yè)練習(xí)5：在2NO2 N2O4可逆反應(yīng)中，以下?tīng)顟B(tài)屬平衡狀態(tài)是（ ）A V正=V逆0時(shí)狀態(tài)B NO2全部轉(zhuǎn)變成N2O4狀態(tài)C NO2=N2O4狀態(tài)D N2O4不再分解狀態(tài)E 混合物中，NO2百分含量不再改變狀態(tài)F NO2分子數(shù)與N2O4分子數(shù)比值為2:1

10、狀態(tài)G 體系顏色不再發(fā)生改變狀態(tài)第23頁(yè) 分析：化學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)，V正=V逆，但反應(yīng)仍在進(jìn)行，反應(yīng)速率不為零，故A正確。平衡時(shí)，各組分百分含量保持不變，但并不一定存在NO2等于N2O4，或二者分子數(shù)之比為2:1情況，所以C、F錯(cuò)誤，E正確。因?yàn)樵摲磻?yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)不能進(jìn)行到底，達(dá)平衡時(shí)，存在著反應(yīng)物與生成物共存體系。故B錯(cuò)誤。第24頁(yè)對(duì)于2NO2 N2O4這個(gè)詳細(xì)反應(yīng)而言，因?yàn)镹O2呈棕色而N2O4無(wú)色，達(dá)平衡時(shí)各組分百分含量保持不變，體系顏色也就不再改變。答案：A、E、G第25頁(yè) 5、變：改變影響化學(xué)平衡條件，平衡就被破壞，正逆反應(yīng)速率不再相等，平衡發(fā)生移動(dòng)，直至建立新平衡。6、化學(xué)平衡

11、建立與反應(yīng)路徑無(wú)關(guān)。同一可逆反應(yīng)，只有條件相同（即溫度、壓強(qiáng)相同）并按化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)對(duì)應(yīng)量配比，使容器中總質(zhì)量保持不變，則不論從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，或正、逆反應(yīng)同時(shí)開(kāi)始，最終都會(huì)到達(dá)同一平衡狀態(tài)。第26頁(yè)二、等效平衡1、對(duì)于同一可逆反應(yīng)，當(dāng)外界條件不變時(shí)，反應(yīng)不論從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始都可建立同一平衡狀態(tài)。2、等效平衡類(lèi)型（1）恒溫恒容時(shí)非等摩反應(yīng)，物料相當(dāng)。如2SO2+O2 2SO2，恒容時(shí)，充入2molSO2、1molO2和充入2molSO3時(shí)等效。第27頁(yè) 練習(xí)：在一定溫度下，把2mol SO2和1mol O2通入一個(gè)一定容積密閉容器里，發(fā)生以下反應(yīng)：2SO2+O2

12、2SO3，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)，現(xiàn)在該容器中維持溫度不就，令a、b、c分別代表初始加入SO2、O2和SO3物質(zhì)量（mol）。如a、b、c取不一樣數(shù)值，它們必須滿(mǎn)足一定相互關(guān)系，才能確保到達(dá)平衡時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時(shí)完全相同，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)以下空白：催化劑第28頁(yè)（1）若a=0，b=0，則c= _ 。（2）若a=0.5，則b= _和c= _。（3）a、b、c必須滿(mǎn)足普通條件是（請(qǐng)用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a，c另一個(gè)只含b，c_ _。解題思緒：相關(guān)氣體物質(zhì)量不論取何值，都把它轉(zhuǎn)化成最初給定氣體物質(zhì)量，若其值與題干給出量相同，則符合題意。第29

13、頁(yè) 依據(jù)恒容非等摩反應(yīng)，物料相當(dāng)C=2。 a=0.5mol與最初給定物質(zhì)量2mol差1.5mol，因?yàn)镾O2和SO3化學(xué)計(jì)量數(shù)相等：C=1.5mol。又O2與SO3化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1:2，b+ =1 b=0.25mol。把a(bǔ)、b、c轉(zhuǎn)化為最初給定物量量，即C0，則SO2、O2分別為2mol、1mol即等效，也就是說(shuō)必須符合a+c=2 b+ =1。答案：（1）c=2 （2）b=0.25 c=1.5 （3）a+c=2 2b+c=2第30頁(yè)（2）恒溫恒容時(shí)等摩反應(yīng)，恒溫恒壓時(shí)等摩與非等摩反應(yīng)。因?yàn)檫@三種情況改變濃度，平衡不移動(dòng)，符合物料比即可。如VL帶活塞容器，保持t和1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，分別投入2mol N2和5mol H2，4mo