内容正文:
第二节 化学平衡
第1课时 化学平衡状态
课程解读
课标要点
学科素养
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
1. 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. 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
(见学生用书P41)
知识点一 可逆反应与化学平衡
1.可逆反应
(1)概念:在同一条件下,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)表示方法:用“⥫⥬”连接,把从左向右进行的反应称为正反应,把从右向左进行的反应称为逆反应。
(3)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:N2+3H22NH3。
(1)正向建立(如图1):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。
(2)逆向建立(如图2):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。
通过上例说明,化学平衡的建立与途径无关。
3.化学平衡状态
(1)概念:在一定条件下的可逆反应体系中,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。
(2)特征
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“”)。
(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。( × )
2.一定条件下,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)。达到平衡状态时,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=__1∶3__。
(2)平衡状态时,Y和Z的速率之比为__3∶2__。
(3)反应是从正反应开始,则X、Y的转化率是否相等?__是__(填“是”或“否”)。
(4)c1的取值范围为__0<c1<0.14_mol·L-1__。
3.在一定条件下发生可逆反应2A(g)⥫⥬B(g)+3C(g),在下列几种状态中,达到平衡状态的有__①②__(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?
解析: 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。
知识点二 化学平衡状态的判断方法
1.用本质特征判断
判断依据:正反应速率与逆反应速率相等,即v正=v逆。
(1)同一种物质:该物质的生成速率等于它的消耗速率。
(2)不同的物质:速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,但必须是不同方向的速率。
2.用宏观特征判断
判断依据:反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。
(1)各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。
(2)各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。
(3)反应物的转化率、产物的产率保持不变。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“”)。
(1)二次电池的充、放电为可逆反应。( × )
(2)在化学平衡建立过程中,v正一定大于v逆。( ×