高中化学 第二章 化学反应速率和化学平衡 2.3 化学平衡第1课时可逆反应与化学平衡状态导学案 新人教版选修4.doc

第三节　化学平衡第1课时　可逆反应与化学平衡状态　1.了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念　2.通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡3．能根据化学平衡状态的特征，判断化学平衡状态的标志　可逆反应与不可逆反应1．可逆反应(1)概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的化学反应2)表示方法：采用“”连接，把从左向右进行的反应称作正反应，把从右向左进行的反应称作逆反应例如：SO2和O2的反应可表示为2SO2＋O22SO32．不可逆反应有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略，把这类反应称作不可逆反应，用“===”连接例如：Ba2＋＋SO===BaSO4↓1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1)酯化反应属于可逆反应　　)(2)NH3和HCl生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和HCl互为可逆反应　　)(3)可逆反应中反应物的转化率能达到100%　　)答案：(1)√　(2)×　(3)×2．下列各组两个反应互为可逆反应的是(　　)①H2＋Cl22HCl与2HClH2↑＋Cl2↑②H2SO4(浓)＋2HBr===2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4③2NO2===N2O4与N2O4===2NO2④2SO2＋O22SO3与2SO32SO2＋O2A．①②　　　　　　　　 B．②③C．③④ D．②④解析：选C。

可逆反应必须是在相同条件下同时向正、逆两个方向都能进行的反应，③④互为可逆反应可逆反应的特征(1)双向性：可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应2)双同性：正、逆反应在相同条件下是同时进行的3)共存性：反应物和生成物共存于同一体系中，反应物的转化率小于100%4)能量转化类型相反：若正反应放热，则逆反应吸热　在密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.2 mol·L－1，则平衡时各物质浓度可能是(　　)A．X为0.2 mol·L－1B．Y为0.1 mol·L－1C．Z为0.4 mol·L－1D．Z为0.1 mol·L－1时，Y为0.4 mol·L－1[解析]　化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分是不能完全转化的所以，平衡时各物质的浓度范围为0＜c(X)＜0.2 mol·L－1，0＜c(Y)＜0.6 mol·L－1，0＜c(Z)＜0.4 mol·L－1而当c(Z)＝0.1 mol·L－1时，c(Y)＝0.45 mol·L－1[答案]　B解答本题的思维流程如下：　 　可逆反应的特征1．下列有关可逆反应(或过程)的说法不正确的是(　　)A．可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应B．2HIH2＋I2与H2＋I22HI互为可逆反应C．CaCO3CaO＋CO2↑与CaO＋CO2===CaCO3互为可逆反应D．固体溶质的溶解、结晶过程为可逆过程解析：选C。

CaCO3的分解与CaO和CO2反应的条件不同，二者不互为可逆反应，C错误2．一定条件下，对于密闭容器中进行的可逆反应：N2＋3H22NH3，已知反应达到平衡时N2、H2、NH3的物质的量浓度分别为0.2 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，则N2的起始浓度范围可能是多少？解析：若反应从正向开始，则N2的最大浓度为(假设反应物转化率为100%)0.2 mol/L＋×0.2 mol/L＝0.3 mol/L，若反应从逆向开始，则N2的最小浓度为0.2 mol/L－×0.3 mol/L＝0.1 mol/L，故N2的起始浓度范围为0.1 mol/L≤c(N2)≤0.3 mol/L答案：0.1 mol/L≤c(N2)≤0.3 mol/L　化学平衡状态1．化学平衡的建立在一定条件下，向某固定容积的密闭容器中投入一可逆反应的反应物：以上过程中v­t图像表示如下：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质量或浓度保持恒定的状态3．化学平衡的特征——研究对象是可逆反应——正反应速率和逆反应速率相等，即同一物质的消耗速率和生成速率相等，即v正＝v逆——化学平衡是动态平衡，即当反应达到平衡时，正反应和逆反应都仍在进行，即v正＝v逆≠0——在平衡体系中，各组成成分的含量保持不变——改变影响平衡的条件，平衡会改变，直至达到新的平衡1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

1)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果　　)(2)反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率都为0　　)(3)反应达到化学平衡状态时反应混合物中各组分的浓度保持相等　　)(4)气体的压强不变时，反应一定处于平衡状态　　)(5)一定条件下的可逆反应，若有色物质的颜色不再变化，则反应处于平衡状态　　)答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√2．一定条件下，下列方法能证明可逆反应N2＋3H22NH3一定达到平衡状态的是_____(填序号)①单位时间内消耗n mol N2的同时生成2n mol NH3②v正(N2)＝ v逆(NH3)③混合气体的总物质的量不再变化④v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2⑤温度和体积一定时，N2的浓度不再变化答案：③⑤化学平衡状态的判定标志1．根本标志：“等”，即v正＝v逆≠01)对于同一物质而言，该物质的生成速率等于它的消耗速率2)对于不同物质而言，速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率2．直接标志：“定”，即反应混合物中各组分的含量保持不变3．间接标志：指所表述的内容并非直接而是间接反映“等”和“定”的意义。

1)反应物的转化率保持不变2)平衡体系的颜色保持不变3)绝热的恒容反应体系中的温度保持不变4)某些化学键的断开速率和生成速率相等4．“特殊”标志：表述内容并不适用于所有反应，只适用于某些反应达到化学平衡状态1)体系中气体物质的总质量保持不变全气态反应不适用)(2)体系中气体物质的总物质的量(或体积或分子个数)保持不变等体积反应不适用)(3)体系中气体物质的平均相对分子质量保持不变全气态等体积反应不适用)(4)恒容时气体的总压强不再发生改变等体积反应不适用)(5)恒容时体系中气体的密度不再发生改变全气态反应不适用)　(2017·福州高二检测)一定温度下的恒容容器中，能标志某可逆反应A(g)＋2B(g)C(s)＋3D(g)已达到平衡状态的是(　　)A．混合气体的压强不随时间变化而变化B．气体总物质的量不随时间变化而变化C．2v正(B)＝v逆(D)D．混合气体的密度保持不变[解析]　因为反应前后气体的分子数不变，所以气体总物质的量、压强始终不随时间变化而变化，不能作为依据，A、B错误；当反应达到平衡时，v正(B)＝v逆(D)，C错误；因为容器的体积恒定，但是气体的质量不守恒，所以只要反应未达到平衡，密度就变化，反应达到平衡时，密度不再变化，D正确。

[答案]　D　(1)上述例题中若C为气体，此时正确的选项是什么？(2)若将D项改为“容器中A、B气体的浓度相等”，正确吗？(3)若选项为“容器内A、B、D三种气体的分子数之比为1∶2∶3”，正确吗？若说“A、B、D三种气体的分子数之比保持1∶2∶3不变”，正确吗？答案：(1)正确的选项是A、B此时该反应特点是反应前后气体的质量守恒，气体的物质的量是变化的，则压强也是变化的，故A、B正确，但是气体的密度不发生变化，故D错误2)不正确反应达到平衡时，各成分的浓度保持不变，但是不一定相等3)不正确；但若说“保持1∶2∶3不变”则正确，因为这说明各物质的浓度不再变化　化学平衡状态的建立1．在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)中，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在于下列哪种物质中(　　)A．存在于氧气中B．存在于氧气和三氧化硫中C．存在于氧气和二氧化硫中D．存在于二氧化硫、氧气和三氧化硫中解析：选D化学平衡是动态平衡，加入的18O2会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。

2．在200 ℃时，将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入体积为V L的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)1)反应刚开始时，由于c(H2)＝______，c(I2)＝____，而c(HI)＝____，所以化学反应速率____(填“v正”或“v逆”，下同)最大，而____最小(为零)2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)____(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，c(I2)____，c(HI)____，化学反应速率v正____，v逆____3)当反应进行到v正与v逆____时，此可逆反应就达到了平衡，若保持外界条件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率等都将____解析：(1)反应开始时，c(H2)＝ mol/L，c(I2)＝ mol/L，c(HI)＝0，此时v正最大，v逆＝0；(2)随着反应的进行，c(H2)减小，c(I2)减小，c(HI)增大，故v正减小，v逆增大；(3)当反应进行至v正＝v逆时，各组分的浓度保持不变，即反应处于平衡状态答案：(1) mol/L　 mol/L　0　v正　v逆(2)减小　减小　增大　减小　增大(3)相等　不变　化学平衡状态的判定3．(2017·厦门高二检测)一定条件下，将NO2与SO2以体积比为1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝－41.8 kJ/mol，下列能说明反应达到平衡状态的是(　　)A．体系压强保持不变B．混合气体颜色保持不变C．SO3和NO的体积比保持不变D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2解析：选B。

由于该反应为反应前后气体分子数相等的反应，体系的压强始终保持不变，故不能以压强不变作为判断反应是否达到平衡的依据，A错误；SO3与NO的体积比始终保持不变，C错误；消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应，D错误4．反应1：在体积固定的密闭容器中进行可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)其中NO2是红棕色气体反应2：在体积固定的密闭容器中进行可逆反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)其中I2(气体)是紫色的以上两个反应过程中，有下列情况：①同一物质正反应速率等于逆反应速率②混合气体的颜色不再改变③混合气体的密度不再改变④混合气体的压强不再改变⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变⑥对于反应1，单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2⑦对于反应2，用H2、I2和HI表示的反应速率之比为1∶1∶2　(1)上述情况中能作为反应1达到平衡状态标志的是哪几个？(2)上述情况中能作为反应2达到平衡状态标志的。