第二单元 化学反应的方向与限度 第2课时(导学案) 化学苏教版2019选择性必修1
2025-12-12
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学苏教版选择性必修1 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第二单元 化学反应的方向与限度 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 化学平衡状态 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 316 KB |
| 发布时间 | 2025-12-12 |
| 更新时间 | 2025-12-16 |
| 作者 | 淡淡小娥 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-12-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55395277.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该高中化学导学案聚焦可逆反应、化学平衡状态的特征及判断方法,通过高炉炼铁尾气问题探究导入可逆反应,结合浓度与速率变化曲线分析平衡建立,搭建从可逆反应到化学平衡状态的学习支架。
以问题探究、典例精讲为主线,通过速率与变量角度判断平衡状态,培养科学思维中的证据推理与模型认知,结合实际问题落实科学探究与实践,帮助学生建立化学平衡动态观念,提升分析解决问题能力。
内容正文:
第1节 化学反应的方向与限度
第2课时 化学平衡状态
一、知识目标
1. 掌握可逆反应的概念和特征,能正确书写可逆反应的化学方程式。
1. 理解化学平衡状态的定义和特征,掌握化学平衡状态的本质。
1. 学会运用速率和变量的方法判断一个化学反应是否达到平衡状态。
二、核心素养目标
1. 宏观辨识与微观探析:从宏观上认识可逆反应的限度和化学平衡状态的特征,从微观上理解正逆反应速率相等的含义。
1. 证据推理与模型认知:建立化学平衡状态的思维模型,通过对典型范例的分析,培养逻辑推理能力。
1. 科学探究与创新意识:通过对高炉炼铁等实际问题的探究,培养严谨、科学的态度和创新意识,认识化学平衡研究对工业生产和提高反应效率的重要意义。
一、教学重点
1.可逆反应的概念和特征
2.化学平衡状态的定义和特征、
3.化学平衡状态的判断方法
二、教学难点
1.化学平衡状态本质的理解。
2. 化学平衡状态判断方法的灵活运用。
一、可逆反应
1.概念:在相同条件下,能同时向_________进行的化学反应称为可逆反应。
2.特征:
(1)同一条件下,正反应和逆反应_________。
(2)反应不能_________,反应物不能实现完全转化。
(3)反应体系中,与化学反应有关的各种物质_________于同一反应体系。
(4)反应达到限度时,反应仍在进行,_________。
二、化学平衡状态
1.概念:在一定条件下的可逆反应体系中,当正反应和逆反应的速率_________时,反应物和生成物的浓度_________,即体系的组成不随着时间而改变,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。
2.特征:_________
三、化学平衡状态的判断
1.看速率(看正逆,除系数)
(1)同种物质——_________(2)不同物质——_________
2.看变量(变量不变则平衡)
(1)对同一组分,c、n、w(质量分数)、X%(物质的量分数)等,保持_________则平衡。
(2)温度保持_________则达到平衡(绝热体系)
(3)对于有色物质参与反应,颜色_________则达到平衡
一、可逆反应
活动一:可逆反应的概念和特征
问题探究:什么是可逆反应?请举例说明可逆反应的特征?
归纳总结:自发反应的注意事项。
活动二:可逆反应的限度
问题思考:高炉炼铁的主要反应为:Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2,从炼铁炉口排出的尾气中总是含有一定量的。100多年前,人们曾认为这是由于与铁矿石接触时间不够的缘故。为使反应进行得完全,当时曾耗巨资改建高炉,通过增加炼铁炉的高度以延长和的接触时间,结果尾气中的体积分数并未减少。这是为什么呢?
归纳总结:可逆反应的限度特点。
活动三:典例精讲
典例1:已知反应,下列说法正确的是( )
A. 向密闭容器中充入1 mol 和3 mol ,充分反应后,放出92.4 kJ的热量
B. 向密闭容器中充入一定量和,放出92.4 kJ的热量时,生成了2 mol
C. 向密闭容器中充入1 mol 和足量,充分反应后,放出92.4 kJ的热量
D. 向密闭容器中充入2 mol ,充分反应后,吸收了92.4 kJ的热量
典例2:可逆反应:,充入由组成的氧气一段时间后,存在下列物质中的( )
A. 多余的氧气中
B. 生成的三氧化硫中
C. 氧气和二氧化硫中
D. 二氧化硫、氧气和三氧化硫中
典例3:在密闭容器中进行反应,已知、、的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.2 mol/L、0.2 mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )
A. 为0.25 mol/L
B. 为0.35 mol/L
C. 为0.3 mol/L
D. 为0.4 mol/L
二、化学平衡状态
活动一:化学平衡状态的建立
问题探究:展示图2 - 15(某个可逆反应的反应物和生成物的浓度随时间的变化曲线)和图2 - 16(可逆反应的正、逆反应速率随时间的变化曲线),请同学们观察这两幅图,与同学交流讨论下列问题:
1. 随着反应的进行,反应物和生成物的浓度如何变化?正、逆反应速率如何变化?
1. 当反应进行足够长时间后,反应物和生成物的浓度是否发生变化?正、逆反应速率是否发生变化?
1. 当反应进行足够长时间后,反应是否停止?
归纳总结:化学平衡状态的定义和特点。
活动二:化学平衡状态的特征
问题思考:我们已经了解了化学平衡状态的建立,那化学平衡状态有哪些特征呢?
归纳总结:化学平衡状态有特征含义。
活动三:典例精讲
典例1:.正误判断
1. 可逆反应平衡状态的建立可以加入反应物从正反应方向开始,也可以加入生成物从逆反应方向开始。
1. 在化学平衡建立过程中,一定大于。
1. 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。
1. 化学反应达到化学平衡状态后反应物和生成物的浓度相等。
1. 化学反应达到化学平衡状态后,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。
典例2:在1 273 K、100.0 kPa条件下,化学反应C2H6(g) ⇌C2H4(g)+H2(g)达到平衡后( )
A.C2H6的浓度保持不变 B.C2H6仍在不断分解,其浓度不断减少
C.C2H6的分解速率大于生成速率 D.C2H4仍在不断生成,其浓度不断增加
三、化学平衡状态的判断
活动一:从速率角度判断化学平衡状态
问题思考:考并回答如何从速率角度判断化学反应是否达到平衡状态。
归纳总结:从速率角度判断化学反应是否达到平衡状态的技巧。
活动二:从变量角度判断化学平衡状态
问题思考:思考并回答从哪些变量可以判断化学反应达到平衡状态。
归纳总结:从变量角度判断化学反应是否达到平衡状态的技巧。
活动三:典例精讲
典例1:.在密闭容器中进行反应,已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为0.6 mol•L-1、0.3 mol•L-1、0.6 mol•L-1,当反应至正、逆反应速率相等时,可能存在的状态是( )
A. 为1.2 mol•L-1、为0.6 mol•L-1
B. 为0.75 mol•L-1
C. 、均为0.45 mol•L-1
D. 为1.2 mol•L-1
典例2:.在密闭容器中发生反应(I2(g)+H2(g)2HI(g)) H=-14.9 kJmol-1,能说明反应已经达到化学平衡状态的是( )
A.各物质的浓度相等
B.反应容器内压强不变
C.混合气体的颜色不再变化
D.单位时间内断裂(a mol H—H)键,同时形成(2a mol H—I)键
1.在一定温度下,向容积固定的密闭容器中充入一定量的和,发生反应。下列说法能说明该反应达到限度的是( )
A. 和完全转化为 B. 、、的浓度不再变化
C. 、、的物质的量之比为 D. 正反应速率大于逆反应速率
2.已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)) H=-92.4 kJmol-1,下列说法正确的是( )
A. 向密闭容器中充入1 molN2和3 mol H2,充分反应后,放出92.4 kJ的热量
B. 向密闭容器中充入一定量N2和H2,放出92.4 kJ的热量时,生成了2 molNH3
C. 向密闭容器中充入1 mol N2和足量H2,充分反应后,放出92.4 kJ的热量
D. 向密闭容器中充入2 mol NH3,充分反应后,吸收了92.4 kJ的热量
3.可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g))在恒容的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成(n mol O2)的同时生成(2n mol NO2)
②单位时间内生成(n mol O2)的同时生成(2n mol NO)
③用(NO2)、(NO)、(O2)表示的反应速率的比为(2∶2∶1)的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A. ①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
一、可逆反应
1.可逆反应
可逆反应是指在_________条件下,既能向_________方向进行,又能向_________方向同时进行的化学反应。
2.可逆反应的特征
(1)同一条件下,正反应和逆反应_________发生、_________存在。
(2)反应_________进行到底,反应物_________实现完全转化。
(3)反应体系中,与化学反应有关的各种物质_________同一反应体系。
(4)反应达到限度时,反应_________
二、化学平衡状态
1.化学平衡状态的建立
在反应物转化为生成物的一瞬间,_________开始进行。
反应开始时,反应物的浓度_________,正反应速率_________,由于生成物浓度很小,逆反应速率很小。
随着反应的进行,反应物浓度逐渐_________,正反应速率随着反应物浓度的_________逐渐_________;生成物浓度逐渐_________,逆反应速率随着生成物浓度的_________不断_________。
当正反应速率与逆反应速率相等时,达到一种_________状态,反应物的浓度和生成物的浓度_________,正反应和逆反应都_________。
2.化学平衡状态
(1)化学平衡状态的概念
当_________条件不变时,可逆反应进行到_________,反应物和生成物的浓度不再随时间的变化而_________。
(2)化学平衡状态的特征
①逆:_________反应
②等:_________
③定:_________
④动:_________
⑤变:_________
3.化学平衡状态的判断
(1)看v(正)与v(逆)是否_________。
(2)看体系中的各物质是否_________
考点1 可逆反应
1.下列反应属于可逆反应的是( )
A.H2和O2点燃生成H2O的反应与H2O电解生成H2和O2的反应
B.CuSO4吸水形成晶体蓝矾与蓝矾加热失去水分生成CuSO4
C.Cl2溶于水
D.Na2O溶于水
2.已知反应2SO2+O22SO3,在密闭容器中,充入SO2和18O原子组成的氧气,在一定条件下开始反应,在达到平衡后,18O存在于( )
A.只存在于氧气中 B.只存在于SO3中
C.只存在于SO2和SO3中 D.SO2、SO3、O2中都存在
考点2 化学平衡状态
3.下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是( )
选项
反应条件
可逆反应
标志
A
恒温恒容
H2(g)+I2(g) 2HI(g))
混合气体的密度不变
B
恒温恒容
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g))
混合气体颜色不变
C
恒温恒压
NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)
NH3在混合气体中的百分含量不变
D
恒温恒压
2NO2(g) N2O4(g)
c(NO2=2c(N2O4)
4.在一定条件下,反应:2NO+O22NO2在定容容器中发生,对该反应达到平衡的标志的描述中,错误的是( )
A.混合气体的总分子数不再变化
B.混合气体的颜色不再变化
C.容器的总压强不再变化
D.混合气体的总质量不再变化
考点3 化学平衡状态的判断
5.能够说明一个可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)已达到平衡状态的是( )
A.1 mol H—H键断裂的同时有1 mol H—I键形成
B.1 mol H—H键断裂的同时有2 mol H—I键形成
C.1 mol I—I键断裂的同时有2 mol HI键形成
D.1 mol H—H键断裂的同时有1 mol I—I键形成
6.在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是( )
A.单位时间生成n mol的A2,同时生成n mol的AB
B.容器内的总压强不随时间的变化而变化
C.单位时间生成2n mol的AB同时生成n mol的B2
D.平均相对分子质量不随时间变化而变化
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第1节 化学反应的方向与限度
第2课时 化学平衡状态
一、知识目标
1. 掌握可逆反应的概念和特征,能正确书写可逆反应的化学方程式。
1. 理解化学平衡状态的定义和特征,掌握化学平衡状态的本质。
1. 学会运用速率和变量的方法判断一个化学反应是否达到平衡状态。
二、核心素养目标
1. 宏观辨识与微观探析:从宏观上认识可逆反应的限度和化学平衡状态的特征,从微观上理解正逆反应速率相等的含义。
1. 证据推理与模型认知:建立化学平衡状态的思维模型,通过对典型范例的分析,培养逻辑推理能力。
1. 科学探究与创新意识:通过对高炉炼铁等实际问题的探究,培养严谨、科学的态度和创新意识,认识化学平衡研究对工业生产和提高反应效率的重要意义。
一、教学重点
1.可逆反应的概念和特征
2.化学平衡状态的定义和特征、
3.化学平衡状态的判断方法
二、教学难点
1.化学平衡状态本质的理解。
2. 化学平衡状态判断方法的灵活运用。
一、可逆反应
1.概念:在相同条件下,能同时向正、逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。
2.特征:
(1)同一条件下,正反应和逆反应同时发生、同时存在。
(2)反应不能进行到底,反应物不能实现完全转化。
(3)反应体系中,与化学反应有关的各种物质同存于同一反应体系。
(4)反应达到限度时,反应仍在进行,没有停止。
二、化学平衡状态
1.概念:在一定条件下的可逆反应体系中,当正反应和逆反应的速率相等时,反应物和生成物的浓度均保持不变,即体系的组成不随着时间而改变,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。
2.特征:逆、等、动、定、变
三、化学平衡状态的判断
1.看速率(看正逆,除系数)
(1)同种物质—— v正(A) = v逆(A)
(2)不同物质—— v正(A) : v逆(B) = a : b(化学计量数之比)
2.看变量(变量不变则平衡)
(1)对同一组分,c、n、w(质量分数)、X%(物质的量分数)等,保持不变则平衡。
(2)温度保持不变则达到平衡(绝热体系)
(3)对于有色物质参与反应,颜色不变则达到平衡
一、可逆反应
活动一:可逆反应的概念和特征
问题探究:什么是可逆反应?请举例说明可逆反应的特征?
答案:1. 可逆反应的概念:在相同条件下,能同时向正、逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。例如。
1. 总结可逆反应的特征:
· 同一条件下,正反应和逆反应同时发生、同时存在。
· 反应不能进行到底,反应物不能实现完全转化。
· 反应体系中,与化学反应有关的各种物质同存于同一反应体系。
· 反应达到限度时,反应仍在进行,没有停止。
归纳总结:自发反应的注意事项。
答案:可逆反应的概念关键在于“同一条件”,并且正逆反应是同时进行的。我们学过的很多反应都是可逆反应,比如、等。书写可逆反应的化学方程式时,要用“”而不是“=”。
活动二:可逆反应的限度
问题思考:高炉炼铁的主要反应为:Fe2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2,从炼铁炉口排出的尾气中总是含有一定量的。100多年前,人们曾认为这是由于与铁矿石接触时间不够的缘故。为使反应进行得完全,当时曾耗巨资改建高炉,通过增加炼铁炉的高度以延长和的接触时间,结果尾气中的体积分数并未减少。这是为什么呢?
答案:该反应是可逆反应,在高温下,氧化铁能与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,同时,铁与二氧化碳反应也能生成氧化铁和一氧化碳,反应进行是有限度的。
归纳总结:可逆反应的限度特点。
答案:可逆反应在一定条件下会达到一个限度,反应物和生成物的浓度不再改变,但反应并没有停止。
活动三:典例精讲
典例1:已知反应,下列说法正确的是( )
A. 向密闭容器中充入1 mol 和3 mol ,充分反应后,放出92.4 kJ的热量
B. 向密闭容器中充入一定量和,放出92.4 kJ的热量时,生成了2 mol
C. 向密闭容器中充入1 mol 和足量,充分反应后,放出92.4 kJ的热量
D. 向密闭容器中充入2 mol ,充分反应后,吸收了92.4 kJ的热量
【答案】 B
【讲解】该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物。A选项,充入1 mol 和3 mol ,反应不能进行到底,放出的热量小于92.4 kJ,A错误;B选项,放出92.4 kJ的热量时,说明生成了2 mol ,B正确;C选项,同理,充入1 mol 和足量,反应不能完全进行,放出的热量小于92.4 kJ,C错误;D选项,充入2 mol ,反应不能完全进行,吸收的热量小于92.4 kJ,D错误。
典例2:可逆反应:,充入由组成的氧气一段时间后,存在下列物质中的( )
A. 多余的氧气中
B. 生成的三氧化硫中
C. 氧气和二氧化硫中
D. 二氧化硫、氧气和三氧化硫中
【答案】D
【讲解】因为该反应是可逆反应,充入的会参与正反应生成含的,同时含的又会发生逆反应生成含的和,所以会存在于二氧化硫、氧气和三氧化硫中,D正确。
典例3:在密闭容器中进行反应,已知、、的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.2 mol/L、0.2 mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )
A. 为0.25 mol/L
B. 为0.35 mol/L
C. 为0.3 mol/L
D. 为0.4 mol/L
【答案】A
【讲解】采用极限法分析。假设反应正向进行到底,则、的浓度最小为0,的浓度最大为0.4 mol/L;假设反应逆向进行到底,则的浓度最小为0,的浓度最大为0.2 mol/L,的浓度最大为0.3 mol/L。因为该反应是可逆反应,不能进行到底,所以各物质的浓度范围应该在极限值之间。A选项,为0.25 mol/L在合理范围内,A正确;B选项,为0.35 mol/L超出了最大浓度,B错误;C选项,为0.3 mol/L超出了最大浓度,C错误;D选项,为0.4 mol/L是反应正向进行到底的情况,实际不可能,D错误。
二、化学平衡状态
活动一:化学平衡状态的建立
问题探究:展示图2 - 15(某个可逆反应的反应物和生成物的浓度随时间的变化曲线)和图2 - 16(可逆反应的正、逆反应速率随时间的变化曲线),请同学们观察这两幅图,与同学交流讨论下列问题:
1. 随着反应的进行,反应物和生成物的浓度如何变化?正、逆反应速率如何变化?
1. 当反应进行足够长时间后,反应物和生成物的浓度是否发生变化?正、逆反应速率是否发生变化?
1. 当反应进行足够长时间后,反应是否停止?
答案:1.反应开始时,反应物浓度最大,正反应速率最大,生成物浓度为0,逆反应速率为0。随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小,生成物浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大。
2.当反应进行足够长时间后,反应物和生成物的浓度不再变化,正、逆反应速率也不再变化。
3.反应并没有停止,只是正反应速率等于逆反应速率。
归纳总结:化学平衡状态的定义和特点。
答案:当正反应和逆反应的速率相等时,反应物和生成物的浓度均保持不变,即体系的组成不随着时间而改变,这时的状态我们称之为化学平衡状态。化学平衡状态是一种动态平衡,反应仍在进行。
活动二:化学平衡状态的特征
问题思考:我们已经了解了化学平衡状态的建立,那化学平衡状态有哪些特征呢?
答案:
1. 研究对象为可逆反应。
1. 。
1. 正逆反应速率相等。
1. 平衡混合物中,各组分的百分含量保持一定。
1. 外界条件改变,化学平衡状态可能发生改变。
归纳总结:化学平衡状态有特征含义。
答案:化学平衡状态的特征可以用“逆、等、动、定、变”来概括。“逆”指研究对象是可逆反应;“等”指正逆反应速率相等;“动”指是动态平衡;“定”指各组分的百分含量保持一定;“变”指外界条件改变,平衡可能移动。
活动三:典例精讲
典例1:.正误判断
1. 可逆反应平衡状态的建立可以加入反应物从正反应方向开始,也可以加入生成物从逆反应方向开始。
1. 在化学平衡建立过程中,一定大于。
1. 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。
1. 化学反应达到化学平衡状态后反应物和生成物的浓度相等。
1. 化学反应达到化学平衡状态后,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)×
【讲解】(1) 可逆反应可以从正反应方向开始建立平衡,也可以从逆反应方向开始建立平衡,(1)正确;(2) 在化学平衡建立过程中,开始时大于,随着反应进行,逐渐减小,逐渐增大,最后,(2)错误;(3) 化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的最大限度,(3)正确;(4) 化学反应达到化学平衡状态后,反应物和生成物的浓度保持不变,但不一定相等,(4)错误;(5) 反应混合物中各组分的浓度与化学计量数没有必然的比例关系,(5)错误。
典例2:在1 273 K、100.0 kPa条件下,化学反应C2H6(g) ⇌C2H4(g)+H2(g)达到平衡后( )
A.C2H6的浓度保持不变 B.C2H6仍在不断分解,其浓度不断减少
C.C2H6的分解速率大于生成速率 D.C2H4仍在不断生成,其浓度不断增加
【答案】 A
【讲解】达到平衡后,正、逆反应速率相等,各物质的浓度不再变化,但各种物质仍在反应。
三、化学平衡状态的判断
活动一:从速率角度判断化学平衡状态
问题思考:考并回答如何从速率角度判断化学反应是否达到平衡状态。
答案:
1. 同种物质:。
1. 不同物质:(化学计量数之比)。
归纳总结:从速率角度判断化学反应是否达到平衡状态的技巧。
答案:判断时要注意“正逆相等”,即反应方向相反,速率数值符合化学计量数之比。可以通过一个思维模型来理解,先看方向,再看数值。
活动二:从变量角度判断化学平衡状态
问题思考:思考并回答从哪些变量可以判断化学反应达到平衡状态。
答案:
1. 对同一组分,、、(质量分数)、(物质的量分数)等,保持不变则平衡。特例:,、一定时,不能判定平衡。
1. 温度保持不变则达到平衡(绝热体系)。
1. 对于有色物质参与反应,颜色不变则达到平衡。
归纳总结:从变量角度判断化学反应是否达到平衡状态的技巧。
答案:判断的关键是“变量不变则平衡”,要注意一些特殊情况。对于不同的反应,要具体分析哪些变量是变化的。
活动三:典例精讲
典例1:.在密闭容器中进行反应,已知反应过程中某一时刻、、的浓度分别为0.6 mol•L-1、0.3 mol•L-1、0.6 mol•L-1,当反应至正、逆反应速率相等时,可能存在的状态是( )
A. 为1.2 mol•L-1、为0.6 mol•L-1
B. 为0.75 mol•L-1
C. 、均为0.45 mol•L-1
D. 为1.2 mol•L-1
【答案】B
【讲解】采用极限法分析。假设反应正向进行到底,则、的浓度最小为0,的浓度最大为1.2 mol/L;假设反应逆向进行到底,则的浓度最小为0,的浓度最大为1.2 mol/L,的浓度最大为0.6 mol/L。因为该反应是可逆反应,不能进行到底,所以各物质的浓度范围应该在极限值之间。A选项,为1.2 mol•L-1、为0.6 mol•L-1是反应逆向进行到底的情况,实际不可能,A错误;B选项,为0.75 mol•L-1在合理范围内,B正确;C选项,根据硫元素守恒,和的浓度之和应该始终为1.2 mol/L,而0.45 + 0.45 = 0.9 mol/L,不符合守恒关系,C错误;D选项,为1.2 mol•L-1是反应正向进行到底的情况,实际不可能,D错误。
典例2:.在密闭容器中发生反应(I2(g)+H2(g)2HI(g)) H=-14.9 kJmol-1,能说明反应已经达到化学平衡状态的是( )
A.各物质的浓度相等
B.反应容器内压强不变
C.混合气体的颜色不再变化
D.单位时间内断裂(a mol H—H)键,同时形成(2a mol H—I)键
【答案】C
【讲解】A.各物质浓度相等不能说明反应达到平衡,错误;B.该反应前后气体体积不变,压强始终不变,不能说明反应达到平衡,错误;C.混合气体颜色不再变化,说明(I_{2})浓度不再变化,反应达到平衡,正确;D.单位时间内断裂(a mol H—H)键,同时形成(2a mol H—I)键,都是正反应方向,不能说明反应达到平衡,错误。
1.在一定温度下,向容积固定的密闭容器中充入一定量的和,发生反应。下列说法能说明该反应达到限度的是( )
A. 和完全转化为 B. 、、的浓度不再变化
C. 、、的物质的量之比为 D. 正反应速率大于逆反应速率
【答案】B
【解析】A选项,可逆反应中反应物不能完全转化为生成物,所以和不能完全转化为,A错误;
B选项,各物质浓度不再变化,说明正逆反应速率相等,反应达到了限度,B正确;
C选项,物质的量之比为不能说明反应达到限度,因为物质的量之比与反应是否达到平衡没有必然联系,C错误;
2.已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)) H=-92.4 kJmol-1,下列说法正确的是( )
A. 向密闭容器中充入1 molN2和3 mol H2,充分反应后,放出92.4 kJ的热量
B. 向密闭容器中充入一定量N2和H2,放出92.4 kJ的热量时,生成了2 molNH3
C. 向密闭容器中充入1 mol N2和足量H2,充分反应后,放出92.4 kJ的热量
D. 向密闭容器中充入2 mol NH3,充分反应后,吸收了92.4 kJ的热量
【答案】B
【解析】该反应是可逆反应,反应物不能完全转化。A选项,充入1 mol N2和3 mol H2,反应不能进行到底,放出的热量小于92.4 kJ,A错误;B选项,放出92.4 kJ热量时,说明生成了2 mol NH3,B正确;C选项,同样因为反应可逆,充入1 mol N2和足量H2,反应不能完全进行,放出热量小于92.4 kJ,C错误;D选项,充入2 mol NH3,反应不能完全进行,吸收热量小于92.4 kJ,D错误。
3.可逆反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g))在恒容的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成(n mol O2)的同时生成(2n mol NO2)
②单位时间内生成(n mol O2)的同时生成(2n mol NO)
③用(NO2)、(NO)、(O2)表示的反应速率的比为(2∶2∶1)的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A. ①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部
【答案】A
【解析】①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,正确;②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO,都是正反应方向,不能说明反应达到平衡,错误;③用 NO2、NO、O2表示的反应速率的比为(2∶2∶1),只要反应进行,速率比就为(2∶2∶1),不能说明反应达到平衡,错误;④混合气体的颜色不再改变,说明NO2浓度不再变化,反应达到平衡,正确;⑤混合气体质量和体积都不变,密度始终不变,不能说明反应达到平衡,错误;⑥该反应是气体体积增大的反应,压强不再改变,说明各物质的量不再变化,反应达到平衡,正确;⑦混合气体质量不变,物质的量变化,平均相对分子质量不再改变,说明各物质的量不再变化,反应达到平衡,正确。所以答案选A。
一、可逆反应
1.可逆反应
可逆反应是指在相同 条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向同时进行的化学反应。
2.可逆反应的特征
(1)同一条件下,正反应和逆反应同时 发生、同时 存在。
(2)反应不能进行到底,反应物不能实现完全转化。
(3)反应体系中,与化学反应有关的各种物质同存于同一反应体系。
(4)反应达到限度时,反应仍在进行,没有停止。
二、化学平衡状态
1.化学平衡状态的建立
在反应物转化为生成物的一瞬间,逆反应开始进行。
反应开始时,反应物的浓度最大,正反应速率最大,由于生成物浓度很小,逆反应速率很小。
随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,正反应速率随着反应物浓度的下降逐渐变小;生成物浓度逐渐增大,逆反应速率随着生成物浓度的上升不断增大。
当正反应速率与逆反应速率相等时,达到一种平衡状态,反应物的浓度和生成物的浓度不再改变,正反应和逆反应都没有停止。
2.化学平衡状态
(1)化学平衡状态的概念
当外界条件不变时,可逆反应进行到一定程度,反应物和生成物的浓度不再随时间的变化而发生变化。
(2)化学平衡状态的特征
①逆:可逆反应
②等:v正=v逆
③定:物质恒定
④动:动态平衡,反应没停止
⑤变:条件变,平衡移动
3.化学平衡状态的判断
(1)看v(正)与v(逆)是否相等。
(2)看体系中的各物质是否保持恒定
考点1 可逆反应
1.下列反应属于可逆反应的是( )
A.H2和O2点燃生成H2O的反应与H2O电解生成H2和O2的反应
B.CuSO4吸水形成晶体蓝矾与蓝矾加热失去水分生成CuSO4
C.Cl2溶于水
D.Na2O溶于水
【答案】C
【解析】A、B项的反应不是在同一条件下进行,不属于可逆反应;D项反应能进行到底,不属于可逆反应;同一条件下,Cl2与水反应生成HCl和HClO,同时,HCl和HClO反应生成Cl2与水,属于可逆反应。
2.已知反应2SO2+O22SO3,在密闭容器中,充入SO2和18O原子组成的氧气,在一定条件下开始反应,在达到平衡后,18O存在于( )
A.只存在于氧气中 B.只存在于SO3中
C.只存在于SO2和SO3中 D.SO2、SO3、O2中都存在
【答案】D
【解析】该反应是可逆反应,正反应、逆反应同时存在;化学平衡是动态平衡,正反应发生时,18O存在于SO3中,逆反应发生时,SO3中的18O又可以转化到SO2中。
考点2 化学平衡状态
3.下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是( )
选项
反应条件
可逆反应
标志
A
恒温恒容
H2(g)+I2(g) 2HI(g))
混合气体的密度不变
B
恒温恒容
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g))
混合气体颜色不变
C
恒温恒压
NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)
NH3在混合气体中的百分含量不变
D
恒温恒压
2NO2(g) N2O4(g)
c(NO2=2c(N2O4)
【答案】B
【解析】A.该反应前后气体质量和体积都不变,密度始终不变,不能说明反应达到平衡,错误;
B. 混合气体颜色不变,说明NO2浓度不再变化,反应达到平衡,正确;
C. NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g),NH3和CO2的物质的量之比始终为(2:1),NH3在混合气体中的百分含量始终不变,不能说明反应达到平衡,错误;
D. c(NO2=2c(N2O4)不能说明各物质浓度不再变化,不能说明反应达到平衡,错误。
4.在一定条件下,反应:2NO+O22NO2在定容容器中发生,对该反应达到平衡的标志的描述中,错误的是( )
A.混合气体的总分子数不再变化
B.混合气体的颜色不再变化
C.容器的总压强不再变化
D.混合气体的总质量不再变化
【答案】D
【解析】该反应为物质的量改变的反应,在定容容器中,建立平衡的过程会有压强的改变、总分子数的改变、颜色的改变,一旦这些可变量不变了,则证明平衡建立了,而总质量在任何情况下都不发生变化。
考点3 化学平衡状态的判断
5.能够说明一个可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)已达到平衡状态的是( )
A.1 mol H—H键断裂的同时有1 mol H—I键形成
B.1 mol H—H键断裂的同时有2 mol H—I键形成
C.1 mol I—I键断裂的同时有2 mol HI键形成
D.1 mol H—H键断裂的同时有1 mol I—I键形成
【答案】D
【解析】断裂反应物的化学键和形成生成物的化学键都表示正反应,断裂生成物的化学键和形成反应物的化学键都表示逆反应,只要抓住反应方向相反和物质的生成和消耗量符合反应方程式,问题便可解决。
6.在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是( )
A.单位时间生成n mol的A2,同时生成n mol的AB
B.容器内的总压强不随时间的变化而变化
C.单位时间生成2n mol的AB同时生成n mol的B2
D.平均相对分子质量不随时间变化而变化
【答案】C
【解析】该反应是等体积反应,压强不随时间变化,不能证明为平衡状态。平均式量不随时间变化也不能证明为平衡状态。如果不是等体积反应,则这两种情况都能证明为平衡状态。
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