第二章 第二节 第1课时 化学平衡状态的建立-2021-2022学年高二化学【步步高】学习笔记（人教版2019选择性必修1）鲁琼冀湘 配套word

第二节　化学平衡 第1课时　化学平衡状态的建立 [核心素养发展目标]　1.变化观念与平衡思想：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.证据推理与模型认知：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。 一、化学平衡状态的建立 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．化学平衡状态的建立 在一定条件下的容积不变的密闭容器中，合成氨反应如下：N2＋3H22NH3 如图1所示，N2与H2发生反应。随着反应的进行，体系中N2和H2的浓度逐渐减小，v正逐渐减小，而NH3的浓度逐渐增大，v逆逐渐增大，t1时刻，它们的浓度不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。 如图2所示，NH3发生分解反应。随着反应的进行，体系中NH3的浓度逐渐减小，v逆逐渐减小，而N2和H2的浓度逐渐增大，v正逐渐增大，t2时刻起，它们的浓度不再改变，v正＝v逆，反应达到平衡。 通过上述两例说明，平衡的建立与建立的途径无关。 3．化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率相等时，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，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 4．化学平衡状态的特征 (1)合成氨反应中，如果N2过量，则可以使H2完全消耗(　　) (2)对于可逆反应，若加入反应物，则反应先向正反应方向进行，停止后再向逆反应方向进行(　　) (3)只有可逆反应才存在平衡状态(　　) (4)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(　　) (5)化学反应达到化学平衡状态时反应物和生成物的浓度相等(　　) (6)化学反应达到化学平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)× 1．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达到平衡时，X、Y、Z浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.08 mol·L－1。 (1)c1∶c2＝________。 (2)平衡时，Y和Z的速率之比为________。 (3)反应是从正反应开始，则X、Y的转化率是否相等________(填“是”或“否”)。 (4)c1的取值范围为________。 答案　(1)1∶3　(2)3∶2　(3)是　(4)0<c1<0.14 mol·L－1 2．在一定条件下，可逆反应2A(g)B(g)＋3C(g)，在下列几种状态中，达到平衡状态的是________(填序号)。 ①正反应速率v(A)＝2 mol·L－1·min－1，逆反应速率v(A)＝2 mol·L－1·min－1 ②正反应速率v(A)＝2 mol·L－1·min－1，逆反应速率v(B)＝1 mol·L－1·min－1 ③正反应速率v(A)＝2 mol·L－1·min－1，正反应速率v(B)＝1 mol·L－1·min－1 ④正反应速率v(A)＝2 mol·L－1·min－1，逆反应速率v(C)＝2 mol·L－1·min－1 对比②③，对比②④分别可得出利用反应速率判断是否达到平衡状态的哪些注意事项？ 答案　①②　对比②③可得出反应速率不能全为同一方向的速率，应一正一逆；对比②④可得出不同物质表示的一正一逆速率数值不一定相等，而应是转化成同一物质表示的速率相等或不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比。 1．在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法中正确的是(　　) A．生成SO3 2 mol B．SO2和SO3共2 mol C．放出197 kJ热量 D．含氧原子共8 mol 答案　B 解析　可逆反应存在反应限度，反应物不可能完全转化为生成物，当正、逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，所以将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，SO2和O2不可能完全转化为SO3，A错误；化学反应中原子守恒，所以化学平衡时SO2和SO3中硫原子的总物质的量等于反应初始时SO2的物质的量，B正确；由A项分析可知，2 mol SO2和1 mol O2不可能完全转化为2 mol SO3，故放出的热量小于197 kJ，C错误；化学反应中原子守恒，平衡时含有的氧原子的物质的量等于初始时SO2和O2中氧原子的总物质的量6 mol，D错误。 2．一定条件下，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol