201x-201X学年高中化学 专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元 第二课时 化学平衡状态学案

第二课时化学平衡状态

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1．了解化学反应的可逆性。

2．了解化学平衡建立的过程。

3．理解化学平衡的特征。

1．可逆反应

在相同条件下，既可以向正反应方向进行，又可以向逆反应方向进行的反应。

2．不可逆反应

有些反应因逆反应进行程度太小而可忽略，正反应几乎完全进行到底，一般认为这些反应不可逆。例如，H 2的燃烧、酸碱中和等。

3．可逆反应的特点

(1)“三性”

(2)实例

下列反应都是可逆反应：

N2＋3H2

高温高压

催化剂2NH3、

1.可逆反应“两特点”：

(1)正、逆两个反应是同一条件下同时进行的。

(2)可逆反应中反应物、生成物共存，反应物转化率小于100%。

2．化学平衡“五特征”：逆、等、定、动、变。

3．平衡状态判断“两依据”：

(1)根本依据：v(正)＝v(逆)。

(2)直接依据：各组分的浓度保持不变。

可逆反应

Cl2＋H2O HCl＋HClO、

2SO 2＋O 2

催化剂

△2SO 3。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应( ) (2)CO 2与水的反应是不可逆反应( )

(3)NH 3和HCl 生成NH 4Cl 与NH 4Cl 分解生成NH 3和HCl 互为可逆反应( ) (4)可逆反应中反应物的转化率能达到100%( ) 答案：(1)√ (2)× (3)× (4)×

2．下列各组两个反应互为可逆反应的是( ) A ．H 2＋Cl 2=====点燃 2HCl 与2HCl=====△

H 2↑＋Cl 2↑ B ．H 2SO 4(浓)＋2HBr===2H 2O ＋Br 2＋SO 2↑与Br 2＋SO 2＋2H 2O===2HBr ＋H 2SO 4 C ．2NO 2===N 2O 4与N 2O 4===2NO 2 D ．2SO 2＋O 2

催化剂

加热

2SO 3与2SO 3

催化剂加热

2SO 2＋O 2

解析：选CD 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。C 、D 两项均为可逆反应。

1．化学平衡状态的建立 (1)建立过程(以N 2＋3H 2

2NH 3为例)

物质浓度 反应速率 反应物 生成物 正反应 逆反应 开始时 最大 0 最大 0 进行中 减小 增大 减小

增大

平衡时

不变

不变

v (正反应)＝v (逆反应)

(2)浓度－时间图像和速率－时间图像分别为

化学平衡状态

2．化学平衡状态的概念

可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应达到化学平衡状态。

3．五大特征

[特别提醒]

(1)可逆反应达到平衡状态后，反应并没有停止，而是反应在该条件下进行的最大限度。

(2)可逆反应达到平衡后，各组分的浓度保持不变，并不是各组分的浓度相等。

1．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：A(g)＋3B(g)2C(g)，能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )

A．体系的压强不再发生变化

B．3v正(B)＝2v逆(C)

C．混合气体密度不再变化

D．消耗1 mol A的同时生成2 mol C

解析：选C A项，在一定温度下的某容积可变的密闭容器中发生反应时，压强始终不变，体系的压强不再发生变化，不能表示已经达到了化学平衡状态，错误；B项，v正(B)∶v (C)＝3∶2，故2v正(B)＝3v逆(C)，表示正逆反应速率相等，错误；C项，该反应是一个气体逆

体积变化的反应，而质量不变，故混合气体密度不再变化，能够表示已经达到了化学平衡状态，正确；D项，消耗1 mol A的同时，任何时间都生成2 mol C，不能表示已经达到了化学平衡状态，错误。

2．在一定温度下，反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到平衡状态的标志是________。

A．单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol AB

B．容器内的总压强不随时间变化

C ．单位时间内生成2n mol AB 的同时生成n mol B 2

D ．单位时间内生成n mol A 2的同时生成n mol B 2

E ．容器内A 2、B 2、AB 的物质的量之比是1∶1∶2时的状态

F ．容器中c (A 2)＝c (B 2)＝c (AB)时的状态

解析：A 项，根据化学方程式中的化学计量数之比，可知生成n mol AB 必消耗n

2 mol A 2，

即单位时间内生成n

2 mol A 2的同时生成n mol AB ，反应未达到平衡状态；B 项，由于此反应

是反应前后气体分子数不变的反应，达到平衡或未达到平衡时压强都不随时间变化，因此不能用压强不变来说明反应是否达到平衡状态；C 项，单位时间内生成2n mol AB 时，消耗了

n mol A 2和n mol B 2，说明反应处于平衡状态；D 项，只知道单位时间生成n mol A 2和n mol

B 2，却不知道同时消耗多少A 2和多少B 2，不能确定反应是否达到平衡；E 项、F 项，由于达到化学平衡状态时，反应混合物中各物质的浓度保持不变，并不是相等，其物质的量之比不一定等于其化学方程式中各物质的化学计量数之比，所以E 、F 两项均不符合题意。

答案：C [方法技巧]

判断可逆反应达到平衡状态的方法

1.从化学反应速率的角度判断(即v 正＝v 逆≠0)

有两层含义：对于同一物质，该物质的生成速率等于其消耗速率；对于不同的物质，速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 2.利用“变量”与“不变量”判断

(1)确定反应中的“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。

(2)常见的变量有：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。应当注意，在利用M 、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。

等效平衡