2.2.1 化学平衡状态-【巅峰课堂】2023-2024学年高二化学同步精品讲义+分层练习（人教版2019选择性必修1）

第二节 化学平衡 第1课时 化学平衡状态 1.通过溶解和结晶过程的分析，认识化学反应的可逆性，树立变化观念与平衡思想。 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，形成变化观念与平衡思想。 3.通过领会变化观念与平衡思想，理解并学会判断化学平衡状态的标志。 1.化学平衡的建立 在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下: 以上过程可用下图表示: 2.化学平衡状态 （1）化学平衡状态的概念 在一定条件下的 反应，正反应和逆反应速率 ，反应混合物中 保持不变的状态。 (2)化学平衡状态的特征 探究任务一 可逆反应的应用——极端假设法确定各物质浓度的范围 在密闭容器中进行反应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，反应达到平衡。可根据极端假设法判断，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) 起始浓度/(mol·L－1)　 0.1　　0.3　　　0.2 改变浓度/(mol·L－1) 　 0.1　　0.1　　　0.2 终态浓度/(mol·L－1) 　 0　　　0.2　　　0.4 假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g) 起始浓度/(mol·L－1)　 0.1　　0.3　　　0.2 改变浓度/(mol·L－1) 　 0.1　　0.1　　　0.2 终态浓度/(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)。 0＜c(X2)＜0.2 mol·L－1；0.2 mol·L－1＜c(Y2)＜0.4 mol·L－1；0＜c(Z)＜0.4 mol·L－1。 【典例1】在一定体积的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L。当反应达到平衡时，可能存在的数据是 (　　) A．N2为0.2 mol/L，H2为0.6 mol/L B．N2为0.15 mol/L C．N2、H2均为0.18 mol/L D．NH3为0.4 mol/L 【变式训练1】（2023·广东中山纪念中学月考）在一定条件下，某密闭容器中发生可逆反应2X(g)＋2Y(g)3Z(g)＋2W(g)，X、Y的初始浓度分别为2.5 mol·L－1和2.0 mol·L－1，达平衡后，下列各生成物的浓度数据中肯定错误的是(　　) A．c(Z)＝1.5 mol·L－1 B．c(Z)＝2.4 mol·L－1 C．c(W)＝1.6 mol·L－1 D．c(W)＝2.0 mol·L－1 探究任务二 化学平衡状态的判断方法 (1)直接标志——“正逆相等” ①υ正=υ逆 a.同一种物质的生成速率等于消耗速率； b.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率或消耗速率之比等于化学计量数之比； c.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。 ②各组分的浓度保持一定 a.各组分的浓度不随时间的改变而改变； b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变 (2)间接标志——“变量不变” ①反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。 ②对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态 ③全是气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。 ④对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等 【典例2】在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应:X(g)+2Y(g) 2Z(g)。此反应达到化学平衡的标志是 (　　) A.容器内气体密度不随时间变化 B.容器内各物质的浓度不随时间变化 C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2 D.单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z 【变式训练2】一定温度下的恒容密闭容器中，下列叙述不能作为可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡状态的标志的是　　　　　　。 ①C的生成速率与C的消耗速率相等　②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B　③A、B、C的浓度不再变化　④C的物质的量不再变化　⑤混合气体的总压强不再变化　⑥混合气体的总物质的量不再变化　⑦单位时间消耗a mol