内容正文:
第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
[课程标准] 1.了解可逆反应的含义,知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。 2.能描述化学平衡状态,能判断化学反应是否达到平衡状态。
知识点一 可逆反应的特征及其化学平衡的建立
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,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”,这时的状态我们称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。化学平衡是一种动态平衡。
(2)建立:以“N2+3H22NH3”为例。
①正反应开始进行的c-t图如图(a)
②逆反应开始进行的c-t图如图(b)
学生用书第33页
③反应过程中v正、v逆变化(正反应开始)
以上过程可用v-t图像表示为
(3)特征
【微自测】 判断正误
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.×
阅读教材中“化学平衡状态”,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”。
归纳总结
利用“极端假设法”确定可逆反应物质的取值范围
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0<c(X2)<0.2,0.2<c(Y2)<0.4,0<c(Z)<0.4。
学生用书第34页
1.对于可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 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
2.在一定条件下,将0.3 mol CO2和0.2 mol H2通入2 L密闭容器中,进行反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。下列关于该反应建立平衡的说法正确的是( )
A.反应刚开始时,生成物浓度最大,正反应速率最小
B.随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,正反应速率逐渐增大
C.达到平衡状态时反应体系中CO2的浓度为0 mol·L-