2.2.1化学平衡状态 学案(含答案)
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1、第二节第二节 化学平衡化学平衡 第第 1 1 课时课时 化学平衡状态化学平衡状态 核心素养发展目标 1.变化观念与平衡思想: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.证据推理与模型认知: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。 一、化学平衡状态 1可逆反应 (1)概念:在相同条件下,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)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,合成氨反应如下:N23H2 高温、高压 催化剂 2NH3 如图 1 所示, N2与 H2随着反应的进行, 其浓度逐渐减小, v正逐渐减小, 而
2、 c(NH3)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。 如图 2 所示,随着 NH3的分解,其浓度逐渐减小,v逆逐渐减小,而 c(N2)、c(H2)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。 通过上述两例说明,平衡的建立与建立的途径无关。 3化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应, 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 称为化学平衡状态,简称化学平衡。 4化学平衡状态的特征 (1)H2与 O2点燃可以
3、生成水,电解水又可以生成 H2与 O2,所以两个反应是可逆反应( ) (2)合成氨反应中,如果 N2过量,则可以使 H2完全消耗( ) (3)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 ( ) (4)只有可逆反应才存在平衡状态( ) (5)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( ) (6)化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应的速率都为 0( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 1(2020 成都高二月考)可逆反应:2SO2(g)O2(g)2SO3(g),充入由 18O 组成的氧气一段 时间后,18O 存在下列物质中的(
4、) 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 解析 18O 2的加入定会与 SO2结合生成含 18O 的 SO 3, 同时含有 18O 的 SO 3又会分解得到 SO2 和 O2,使得 SO2和 O2中也含有 18O,因此18O 存在于 SO 2、O2、SO3这三种物质中。 2可逆反应在一定条件下达到化学平衡时,下列说法正确的是( ) A正反应速率等于逆反应速率,且都为零 B反应物和生成物浓度相等 C反应体系中混合物的组成保持不变 D反应物断开化学键吸收的能量等于生成物形成化学键所放出的能量 答案 C 解析 可逆反应达到平衡时,属于动态平衡
5、,正、逆反应速率相等,但是都不为零,故 A 错 误;可逆反应达到平衡时,反应物和生成物的浓度不再发生变化,各组分浓度不变,但是各 组分浓度不一定相等, 故 B 错误; 当反应体系中各混合物的组成保持不变时, 达到平衡状态, 故 C 正确;化学反应一定伴随能量变化,反应物断开化学键吸收的能量不等于生成物形成化 学键所放出的能量,故 D 错误。 3一定条件下,向 2 L 恒容密闭容器中充入 1 mol COCl2(g),发生反应 COCl2(g)Cl2(g) CO(g),反应过程中测得的有关数据如下表所示,下列说法不正确的是( ) t/s 0 2 4 6 8 n(Cl2)/mol 0 0.30 0
6、.39 0.40 0.40 A.6 s 之后反应到达平衡状态,容器内的压强不再随时间的延续而改变 B达到 6 s 时,反应停止,不再进行 C8 s 时,反应容器中各物质的浓度不再发生变化 D生成 Cl2的平均反应速率:v(02 s)v(24 s) 答案 B 解析 6 s 之后氯气的物质的量不再改变, 化学反应到达平衡状态, 容器内气体总物质的量保 持不变,因而压强不变,故 A 正确;6 s 时达到平衡状态,反应不会停止,仍在进行,故 B 错误;在 8 s 时是平衡状态,反应容器中各物质的浓度不再发生变化,故 C 正确;02 s 生 成氯气 0.30 mol,24 s 生成氯气 0.09 mol
7、,可知 02 s 内反应生成 Cl2的平均反应速率大, 故 D 正确。 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。 3用“总压
8、强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 (1)恒温恒容条件下,用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时,要特别关注反应前后气 体分子总数的变化,如: mA(g)nB(g)pC(g)qD(g) 是否平衡 压强 当 mnpq 时,总压强一定(其他条件一定) 是 当 mnpq 时,总压强一定(其他条件一定) 不一定 混合气体的 M 当 mnpq 时, M 一定 是 当 mnpq 时, M 一定 不一定 (2)恒温恒容条件下,用“混合气体的密度”判断平衡状态时,要特别关注反应前后是否有非 气态物质参与反应,如 关注各物质的状态 是否平衡 密度 C(s)CO2(g)2CO(g)( 一定
9、) 是 N2(g)3H2(g)2NH3(g)( 一定) 不一定 H2(g)I2(g)2HI(g)( 一定) 不一定 (1)反应物和生成物浓度相等时,化学反应达到平衡( ) (2)反应混合物中各组分的浓度之比等于化学计量数之比时,反应达到平衡( ) (3)平衡体系的颜色不变时,反应达到平衡( ) (4)绝热的恒容反应体系中温度保持不变时,反应达到平衡( ) (5)1 mol NN 断裂的同时,有 6 mol NH 形成,说明合成氨的反应达到了平衡( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 1在一定温度下,容积一定的密闭容器中发生反应 A(s)2B(g)C(g)D(g),当下列物 理量不
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