[配套K12]2018-2019学年高中化学 专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方

第2课时化学平衡状态

学习目标：1.了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念。2.了解化学平衡的建立。

3.通过图像分析化学平衡的建立过程。(重点)

4.掌握可逆反应达到化学平衡的标志。(重难点)

[自主预习·探新知]

一、可逆反应

1．定义：在同一条件下既能发生反应物转变为生成物的正向反应，又能发生生成物转变为反应物的逆向反应。

2．可逆反应的特征

双向性→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→在同一条件下，正、逆反应同时进行

|

共存性→反应物的转化率<100%，反应物与生成物共存

二、化学平衡的建立

1．化学平衡的建立过程

2．化学平衡建立的浓度—时间图像和速率—时间图像

微点拨：对于一个确定的可逆反应，如果其他条件一定，反应无论从反应物开始或从生成物开始，最后都能建立化学平衡状态。

三、化学平衡状态

1．化学平衡状态的概念

化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应中，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各成分的浓度保持不变的状态。

2．化学平衡的特征

[基础自测]

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)可逆反应不能进行到底，体系中反应物与生成物共存。( ) (2)2H 2O

电解点燃

2H 2↑＋O 2↑为可逆反应。( )

(3)平衡状态是指反应已完成，不再发生反应。( )

(4)当反应物、生成物浓度均不发生变化时，可逆反应达到化学平衡状态。( ) 【答案】 (1)√ (2)× (3)× (4)√ 2．下列反应不属于可逆反应的是( ) A ．SO 2溶于水和H 2SO 3分解 B ．H 2跟I 2化合成HI 和HI 分解 C ．SO 2跟O 2化合成SO 3和SO 3分解

D ．NH 3与HCl 化合生成NH 4Cl 和NH 4Cl 受热分解生成NH 3和HCl

D [可逆反应是指在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应，而D 项中两个反应的条件不同。]

3．在一定条件下，某容器中充入N 2和H 2合成NH 3，以下叙述错误的是( )

【导学号：73702117】

A ．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零

B ．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零

C ．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定

D ．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定 B [随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，后保持恒定，但最后不可能减小为零。]

[合 作 探 究·攻 重 难]

在体积固定的密闭容器中进行可逆反应：2NO 2(g)2NO(g)＋O2(g)。其中NO2是红棕色气体。

[思考交流]

1．“单位时间内消耗n mol NO2的同时生成n mol NO”这种说法能说明反应达到平衡状态吗？为什么？

【提示】不能。因为不管反应是否达到平衡，消耗n mol NO2一定会生成n mol NO，因此不能作为平衡到达的标志。

2．“混合气体的密度不变”这种说法能说明该反应达到平衡状态吗？为什么？

【提示】不能。因为ρ＝m

V

，该反应在体积固定的容器内进行，即V不变，由于反应

物、生成物均为气体，气体质量m始终不变，即ρ始终保持不变。

3．“混合气体平均摩尔质量保持不变”这种说法能说明该反应达到平衡状态吗？为什么？

【提示】能。因为M＝m

n

，该反应中m(g)始终不变，而n(g)随着反应进行而改变，即M随着反应的进行而改变，当M保持不变时，说明化学反应达到平衡状态。

化学平衡状态的标志——“正逆相等，变量不变”

(1)动态标志(正逆相等)——v(正)＝v(逆)

①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率，如有m mol A消耗同时有m mol A 生成。

②不同物质：必须表明是“异向”的速率关系，且两种物质的速率之比等于化学方程式中物质前的化学计量数之比。

(2)静态标志(变量不变)——随反应进行而改变的物理量保持不变时说明达到平衡状态

①各物质的质量、物质的量或浓度不变。

②各物质的百分含量(质量分数、体积分数)不变。

③体系的温度、压强(对化学方程式两边气体体积不相等的反应)不变。

④对于有有色物质参加的可逆反应，体系的颜色不变。例如：2NO

2(g)2NO(g)＋O 2(g)、2HI(g)H2(g)＋I2(g)等反应体系的颜色不变，则表明有色气体NO2、I2的浓度不变，反应达到平衡。

[当堂达标·固双基]

题组1 可逆反应

1．下列各组两个反应互为可逆反应的是( )

①H 2＋Cl 2=====点燃2HCl 与2HCl=====△

H 2↑＋Cl 2↑

②H 2SO 4(浓)＋2HBr===2H 2O ＋Br 2＋SO 2↑与Br 2＋SO 2＋2H 2O===2HBr ＋H 2SO 4 ③2NO 2===N 2O 4与N 2O 4===2NO 2

A ．①②

B ．②③

C ．③④

D ．②④

C [可逆反应必须是在相同条件下同时向正、逆两个方向都能进行的反应。③、④为可逆反应。]

2．在容器中进行如下反应X 2(g)＋Y 2(g)

2Z(g)，已知X 2、Y 2、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，各物质的浓度有可能是( )

【导学号：73702118】

A ．Z 为0.3 mol·L －1

B ．Y 2为0.4 mol·L －1

C ．X 2为0.2 mol·L －1

D ．Z 为0.4 mol·L －1

A [本题可用“一边倒”法来判断： X 2 ＋ Y 2

2Z

①最多的生成物/mol·L －1

0 0.2 0.4 ②全部为反应物/mol·L －1

0.2 0.4 0 即可得各物质浓度的取值范围： 0<c (X 2)<0.2 mol·L －1

；

0．2 mol·L －1

<c (Y 2)<0.4 mol·L －1

； 0<c (Z)<0.4 mol·L －1

。]

“一边倒”法判断可逆反应中物质的浓度取值

(1)完全转化到“

”的右侧，求出生成物的最大值，反应物的最小值，此时反应物

可能为0，也可能不为0(如本题中Y 2)。

(2)完全转化到“

”的左侧，求出反应物的最大值，生成物的最小值。

(3)据(1)、(2)得出各物质的浓度的取值范围进行讨论。

题组2 化学平衡的建立过程