2.2 化学平衡（第1课时 化学平衡状态 化学平衡常数）-2022-2023学年高二化学同步素养目标精品讲义（人教版2019选择性必修1）

第二章 第二节 化学平衡 第1课时 化学平衡状态 化学平衡常数 榆次一中 李金虎 【学习目标】 1．通过溶解和结晶过程的分析，认识化学反应的可逆性。 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，理解并会判断化学平衡状态的标志。 3．知道化学平衡常数的含义，会根据化学反应书写化学平衡常数表达式。 4．能够利用化学平衡常数进行简单的计算。如计算物质的平衡浓度、转化率等。 【素养目标】 1．可逆反应都有一定的限度，是可调控的，条件改变，限度被破坏， 达到新的平衡状态。能从多角度、动态地分析化学平衡状态的各种表现。认识温度是决定化学平衡常数的唯一物理量。培养学生“变化观念与平衡思想”学科素养。 2．能建立“逆、等、动、定、变”的认知模型，并利用模型解决化学平衡的实际问题。通过“三段式”分析推理方法，建立化学平衡常数的认知模型，并能根据模型理解本质和规律及进行简单计算。培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。 必备知识与关键能力 知识点一：化学平衡状态 1．化学平衡研究的对象——可逆反应 (1)定义 在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 (2)特点 双向性 指可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应 双同性 指正、逆反应是在同一条件下，同时进行 共存性 指反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存 【点拨】可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学反应。 2．化学平衡状态 (1)概念 一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度均保持不变，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。 (2)建立：以“N2＋3H22NH3”为例。 ①正反应开始进行的c­t图如图(a) ②逆反应开始进行的c­t图如图(b) ③反应过程中v正、v逆变化(正反应开始) 以上过程可用v­t图表示为 (3)特征 3．化学平衡状态的判定标志 【点拨】 理解平衡状态判定标志 （有正有逆 符合比例；变量不变即平衡） (1)全部是气体参加的非等体积反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。 (2)对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。 (3)对于有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。 (4)绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。 (5)全部是气体的非等体积反应，恒压条件下，密度不再变化；对于有固体参与或生成的气体平衡体系，密度不再变化。 总之，要抓住变化的量不变可作平衡的标志；如果该物理量始终是一个定值，就不能作为判断是否达平衡的标志。 举例 mA(g)+nB(g)pC(g) +qD(g) 状态 混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v正=v逆 平衡 在单位时间内消耗了n mol B，同时生成p mol C 不一定平衡 vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆 不一定平衡 在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D 不一定平衡 压强 m+n≠p+q时，总压强一定（其他条件一定） 平衡 m+n=p+q时，总压强一定（其他条件一定） 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量（） 一定，当m+n≠p+q时 平衡 一定，当m+n=p+q时 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量的变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定 平衡 密度 密度一定 不一定平衡 颜色 含有有色物质的体系颜色不再变化 平衡 典例1．对于可逆反应2SO2＋O22SO3　ΔH<0，在混合气体中充入一定量的 18O2，经足够长的时间后，下列有关说法中正确的是(　　) A．18O只存在于O2中 B．18O只存在于O2和SO3中 C．某个二氧化硫分子的相对分子质量可能为66 D．三氧化硫的相对分子质量均为82 【答案】C 【解析】由于2SO2＋O22SO3为可逆反应，故18O存在于O2、SO3、SO2中，故A、B项错误；SO2的相对分子质量可能为64或66或68，C项正确；SO3的相对分子质量可能为80或82或84，D项错误。 典例2．在一定温度下，恒容容器中发生：X(g)＋2Y(g) 3Z(g)。能说明反应达到平衡状态的是________(填序号)。 ①Z