第2章 第2节 第1课时 化学平衡状态 化学平衡常数(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修1（人教版2019）

第二节化学平衡 第1课时　化学平衡状态　化学平衡常数 (一)化学平衡状态 (二)化学平衡常数 ————————[新知探究(一)]——————————————————————— 化学平衡状态的判断方法 ————————————————————————— [情境质疑] 德国化学家哈伯(F.Haber，1868～1934)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。哈伯于1908年申请专利“循环法”，在此基础上于1909年改进了合成工艺，使氨的产率达到8%。这是工业普遍采用的直接合成法，合成氨反应式如下：N2＋3H22NH3。假设该反应在体积不变的密闭容器中发生，思考回答下列问题。 1．容器内混合气体的密度不随时间变化时，该反应是否达到平衡状态？ 提示：因容器的体积不变，而混合气体的总质量不改变，则无论平衡与否，混合气体的密度均不变，不能由此判断反应是否达到平衡状态。 2．单位时间内生成2a mol NH3，同时消耗a mol N2时，该反应是否达到平衡状态？ 提示：两反应速率均表示正反应速率，反应进行的任何阶段均成比例，不能判断反应是否达到平衡状态。 3．达到平衡状态时，各组分浓度是否相等？ 提示：不一定相等。达到平衡时，各组分浓度保持不变，但不一定相等。 [生成认知] 1．化学平衡状态特征 逆 研究对象为可逆反应 等 正、逆化学反应速率相等，即v正＝v逆 动 化学平衡是动态平衡，即v正＝v逆≠0 定 平衡混合物中，各组分的浓度或百分含量保持一定 变 外界条件改变，化学平衡状态可能发生改变 2.平衡状态的判定标志 (1)化学平衡状态判断的本质标志(v正＝v逆) 同一物质 生成速率等于消耗速率 不同物质 化学反应速率之比等于化学计量数之比，且表示不同反应方向(即“一正一逆”) (2)化学平衡状态判断的宏观标志(各物质的浓度保持不变) 各物质的物理量 各组成成分的质量、物质的量、分子数、物质的量浓度保持不变 各物质的含量 各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变 　　3.利用“变量”与“不变量”判断 确定 反应中 的“量” 变量即随反应的进行而变化的量。当变量不再变化时，表明反应已达平衡状态；而当“不变量”不变时，不能判断反应是否处于平衡状态 常见的 变量 气体的颜色；对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等 　　[注意]　在利用、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。 [跟踪训练] 1．在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中，发生反应： 2A(g)＋B(s)C(g)＋D(g)，下列描述能表明反应已达到平衡状态的是(　 ) ①容器内温度不变　②混合气体的密度不变　③混合气体的压强不变　④混合气体的平均相对分子质量不变　⑤C(g)的物质的量浓度不变　⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1　⑦某时刻v(A)＝2v(C)≠0　⑧单位时间内生成n mol D，同时生成2n mol A A．①④⑤⑦⑧ B．①②⑤⑦⑧ C．①②④⑤⑧ D．①②③④⑤⑧ 解析：选D　①该容器为绝热容器，容器内温度不变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；②由于B为固态，根据质量守恒定律，达到平衡时混合气体的总质量不变，混合气体的密度不变，反应达到平衡状态；③该反应反应前后气体分子数不变，由于是绝热容器，建立平衡过程中容器温度变化，混合气体压强发生变化，达到平衡时温度不变，混合气体压强不变，反应达到平衡状态；④由于B为固态，根据质量守恒定律，达到平衡时混合气体总质量不变，混合气体的平均相对分子质量不变，反应达到平衡状态；⑤C(g)的物质的量浓度不变是化学平衡的特征标志，说明反应达到平衡状态；⑥达到平衡时A、C、D的浓度保持不变，但不一定等于2∶1∶1；⑦某时刻v(A)＝2v(C)≠0，没有指明是正反应速率，还是逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态；⑧单位时间内生成n mol D，一定消耗2n mol A，同时生成2n mol A，说明反应达到平衡状态。因此能说明反应达到平衡状态的有①②③④⑤⑧。 2．将0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合，充分反应后，取混合溶液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2的是(　 ) 实验编号 实验操作 实验现象 ① 滴入KSCN溶液 溶液变为红色 ② 滴入AgNO3溶液 有黄色沉淀生成 ③ 滴入K3[Fe(CN)6]