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1、第三节第三节化学平衡化学平衡第第1课时课时化学平衡状态的建立及标志化学平衡状态的建立及标志目标导航预习导引目标导航预习导引1.可逆反应和不可逆反应(1)可逆反应。目标导航预习导引2.化学平衡状态(1)化学平衡的建立。在一定条件下,把1molN2和3molH2充入某密闭容器中:以上过程用v-t图像表示如图所示:目标导航预习导引(2)化学平衡状态。在一定条件下的可逆反应中,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浓度保持恒定的状态。(3)化学平衡的特征。目标导航预习导引深度思考深度思考判断下列描述的正误(正确的画“”,错误的画“”)。(1)可逆反应是指在同一条件下能同时向正
2、、逆两个方向进行的反应。()(2)Cl2与水的反应是不可逆反应。()(3)NH3和HCl生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和HCl互为可逆反应。()(4)可逆反应中反应物的转化率能达到100%。()(5)化学反应达到平衡状态时,反应体系中各物质的浓度一定相等。()(6)化学反应达到平衡状态时,各物质的反应速率一定相等。 () 目标导航预习导引(7)在合成氨反应中(容器体积固定),若反应体系的压强不再变化时,说明反应达到平衡状态。()(8)一定条件下的可逆反应,若有色气体物质的颜色不再变化时,反应处于平衡状态。()(9)3molH2和1molN2反应的最大限度是生成2molNH3。()迁移
3、应用典题例解一二思考探究知识精要一、可逆反应一、可逆反应1.可逆反应的特征(1)正反应和逆反应在相同条件下进行;否则,不是可逆反应。(2)正、逆反应同时进行,反应物和生成物共存。(3)无论一种反应物如何过量,其他反应物不可能反应完全。2.可逆反应中示踪原子的分布当可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)进行到一定程度后,向体系中充入一定量的18O2,一段时间后,SO2、O2、SO3中均含有18O。3.可逆反应中的反应热正反应和逆反应的反应热的绝对值相等,符号相反。迁移应用典题例解一二思考探究知识精要4.可逆反应中各成分物质的浓度(物质的量)范围分别假设反应物、生成物中某(投料)相对较
4、少的物质完全反应,浓度为0,其他物质剩余浓度为最小极限,另一方各成分浓度则为最大极限,一种物质的浓度范围在最小极限和最大极限之间。迁移应用典题例解一二思考探究知识精要答案:不属于。原因是可逆反应是在相同条件下同时发生的,而题中两反应不同时发生,且条件不同。(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4kJmol-1。在密闭容器中充入1molN2和3molH2使之反应,结果放出的热量小于92.4kJ,为什么?答案:因为该反应是可逆反应,1molN2和3molH2不可能完全反应生成2molNH3。迁移应用典题例解一二思考探究知识精要【例1】一定条件下,A、B、C的起始浓度分别是0.
5、5molL-1、0.1molL-1、1.6molL-1,可逆反应A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时,下列数据合理的是A.c(A)=0.2molL-1B.c(B)=0C.c(C)=1.9molL-1D.c(B)=0.5molL-1迁移应用典题例解一二思考探究知识精要解析:列出A、B、C的起始浓度,运用极值法,假设反应物全部转化为生成物,再假设生成物全部转化为反应物,确定各物质浓度的合理值。A(g)+B(g)2C(g)起始/(molL-1)0.50.11.6极值1/(molL-1)1.30.90极值2/(molL-1)0.401.8即平衡时三种物质的浓度取值范围分别为0.4molL-1c(A)
6、1.3molL-1,0c(B)0.9molL-1,0c(C)1.8molL-1,据此可排除A、B、C三项。答案:D迁移应用典题例解一二思考探究知识精要迁移应用典题例解一二思考探究知识精要在一定条件下,可逆反应A2(g)+B2(g)2C(g)达到平衡时,A2、B2和C的浓度分别为0.5molL-1、0.1molL-1、1.6molL-1,若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度(molL-1),则:(1)a、b应满足的关系是。(2)a的取值范围是。迁移应用典题例解一二思考探究知识精要解析:(1)由于在建立平衡的过程中A2、B2的浓度变化相同,所以两者任何时刻浓度之差应等于a与b的差。amo
7、lL-1-bmolL-1=0.5molL-1-0.1molL-1=0.4molL-1,即a-b=0.4。若平衡从逆向建立,即B2的初始浓度为0,则A2的初始浓度为0.4molL-1,此时C的初始浓度为1.6molL-1+20.1molL-1=1.8molL-1。因此有0.4a1.3,0b0.9。答案:(1)a-b=0.4(2)0.4a1.3迁移应用典题例解一二知识精要二、化学平衡状态的判断二、化学平衡状态的判断1.化学平衡的标志(1)“等”,v(正)=v(逆),即同一物质的消耗速率和生成速率相等,不同物质的消耗速率和生成速率之比等于化学计量数之比。(2)“定”,即化学反应达到平衡后混合物各组分
8、的浓度(或质量)保持不变,各组分的百分含量保持不变。迁移应用典题例解一二知识精要2.化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡状态的判定迁移应用典题例解一二知识精要迁移应用典题例解一二知识精要迁移应用典题例解一二知识精要【例2】一定温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应:mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意正整数时,下列状态:体系的压强不再发生变化,气体的密度不再发生变化,各组分的物质的量浓度不再改变,各组分的质量分数不再改变,反应速率v(B)v(C)v(D)=npq,其中,能说明反应已达到平衡的是()A.B.C. D.解析:若n=p+q,压强不
9、变时,不能说明反应已达平衡;根据,随着反应的进行,m(气)变化,而V不变,故是变量,当不变时,反应已达到平衡;v(B)v(C)v(D)=npq不能说明v(正)=v(逆)。答案:B迁移应用典题例解一二知识精要迁移应用典题例解一二知识精要1.可逆反应:2NO22NO+O2在恒容的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是()单位时间内生成nmolO2的同时,生成2nmolNO2单位时间内生成nmolO2的同时,生成2nmolNO用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为221的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.B.C.
10、D.迁移应用典题例解一二知识精要解析:分别表示正、逆反应方向,且变量之比等于化学计量数之比,反应达到平衡状态;都表示正反应方向,反应不一定达到平衡状态;化学反应达到平衡时各组分的浓度不再改变,物质的量浓度之比不一定等于化学计量数之比,反应不一定达到平衡状态;混合气体的颜色不再改变说明NO2的浓度不再改变,反应达到平衡状态;混合气体的密度为,气体的质量和容器的体积都不变,故混合气体的密度始终不变,反应不一定达到平衡状态;混合气体的平均相对分子质量气体的质量不变,未达到平衡时,气体的物质的量变化,当平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态。答案:A迁移应用典题例解一二知识精要2.可逆反应N2+3
11、H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物和生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)解析:反应进行时,用不同的物质表示速率,数值不同,但它们的比值是固定的。如用N2、H2、NH3分别表示同一正反应速率时,应有如下关系,v正(N2)v正(H2)v正(NH3)=132。如果化学反应达到平衡,则v(正)=v(逆)。若用具体物质表示,则速率值应与化学计量数成比例,且必须指明正、逆两个方向。即v正(H2)v逆(NH3)=32,v正(N2)v逆(NH3)=12,v正(N2)v逆(H2)=13。选项A只表示一个方向,选项B、D不符合化学计量数关系。选项C符合要求,可以说明反应已达平衡状态。答案:C
