第2章 第2节 第1课时 化学平衡状态-2021-2022学年新教材高中化学选择性必修1【金版新学案】配套教师用书（人教版）

第二节　化学平衡 第1课时　化学平衡状态 素养 发展 目标 1.宏微结合：从可逆反应化学平衡状态的建立过程，认识化学平衡是一种动态平衡。 2．模型认知：熟知化学平衡状态的特征，建立化学平衡状态判断方法的思维模型。 知识点一、化学平衡状态 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反应。 (2)特征 2．化学平衡的建立 以合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)为例。 (1)正向建立(图1)：N2和H2发生反应，随着反应的进行，N2和H2的浓度逐渐减小，v正逐渐减小；体系中NH3的浓度逐渐增大，v逆逐渐增大，某一时刻，各物质的浓度均不再改变，此时v正＝v逆，该反应达到平衡状态。 (2)逆向建立(图2)：NH3发生分解反应，随着反应进行，体系中NH3的浓度逐渐减小，v逆逐渐减小；体系中N2和H2的浓度逐渐增大，v正逐渐增大，某一时刻，各物质的浓度均不再改变，此时v逆＝v正，该反应达到平衡状态。 3．化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变。也就是在给定条件下，反应中物质的转化达到了“限度”，这种状态称为化学平衡状态，简称为化学平衡。 阅读教材P30～P31中“化学平衡状态”内容，以反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)为例，交流讨论。 1．恒容密闭容器中充入SO2和O2进行反应，达到平衡前，各物质的浓度怎样变化？v正、v逆怎样变化？ 提示：达到平衡前，SO2和O2的浓度逐渐减小，v正逐渐减小，SO3的浓度逐渐增大，v逆逐渐增大。 2．达到平衡状态时，各物质的浓度怎样变化？v正、v逆有什么关系？ 提示：达到平衡状态时，SO2、O2和SO3的浓度均保持不变；v正＝v逆。 3．结合上述反应分析，化学平衡状态有哪些特征？ 提示：化学平衡状态的特征概括为“逆、等、动、定、变”。 极端假设，界定可逆反应物质的范围 在密闭容器中进行可逆反应X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1 、0.3 mol·L－1 、0.2 mol·L－1 ，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度范围的判断是常见题型。此类题型可用极端假设法确定，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。 假设反应正向进行到底： 　　　　　　　　　X2(g)＋Y2(g) 2Z(g) c(起始)/(mol·L－1 ) 0.1 0.3 0.2 c(转化)/(mol·L－1 ) 0.1 0.1 0.2 c(终态)/(mol·L－1 ) 0 0.2 0.4 假设反应逆向进行到底： 　　　　　　　　　X2(g)＋Y2(g) 2Z(g) c(起始)/(mol·L－1 ) 0.1 0.3 0.2 c(转化)/(mol·L－1 ) 0.1 0.1 0.2 c(终态)/(mol·L－1 ) 0.2 0.4 0 平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0，0.2)，Y2∈(0.2，0.4)，Z∈(0，0.4)。 　　 1．判断下列正误。(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)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。(　　) (2)CO2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%。(　　) 答案：　(1)√　(2)×　(3)×　(4)× 2．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－1 B．Y为0.1 mol·L－1 C．Z为0.4 mol·L－1 D．Z为0.1 mol·L－1 时，Y为0.4 mol·L－1 B　[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 。] 知识点二、化学平衡状态的判断 反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)在恒容密闭容器中进行，下列描述能判断反应达到平衡状态的是 (填序号)。 ①SO2、