高中化学 人教版选修4课件：第二章 第三节 第1课时 化学平衡状态.ppt

1、第二章化学反应速率和化学平衡第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡第三节化学平衡第第1课时化学平衡状态课时化学平衡状态 栏目链接栏目链接课标点击课标点击知识导学知识导学典例精析典例精析 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接1.了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念、特点。了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念、特点。2.了解化学平衡建立的过程，能用图像表示。了解化学平衡建立的过程，能用图像表示。3.理解化学平衡的特征。理解化学平衡的特征。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接1溶解过程的可逆性溶解过程的可逆性一定条件下的饱和溶液中：一定条件下的饱和溶液中：

2、固体溶质固体溶质 溶液中的溶质溶液中的溶质2可逆反应可逆反应(1)概念概念在在_下，既能向下，既能向_方向进行又能向方向进行又能向_方向进行的反应。方向进行的反应。要点一可逆反应与不可逆反应要点一可逆反应与不可逆反应溶解溶解结晶结晶相同条件相同条件正反应正反应逆反应逆反应 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接(2)表示方法表示方法约定采用约定采用“_”表示，把从左向右的反应称为表示，把从左向右的反应称为_。从右向左的反应称为。从右向左的反应称为 _ 。例如：。例如：SO2与与H2O反应可表示为反应可表示为_。(3)特征特征可逆反应发生的条件可逆反应发生的条件_；反应反应_进行进行到底，反应物到底

3、，反应物_实现完全转化；实现完全转化；反应体系中，与化反应体系中，与化学反应有关的各种物质学反应有关的各种物质_；能量类能量类型的转化互逆，若正反应放热，则逆反应吸热。型的转化互逆，若正反应放热，则逆反应吸热。正反应正反应逆反应逆反应SO2H2OH2SO3相同相同不能不能不能不能同时存在于同一体系中同时存在于同一体系中 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接3不可逆反应不可逆反应有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略，把有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略，把 _ 的反应叫不可逆反应，用的反应叫不可逆反应，用“_”号表示，号表示，例如：例如：Ba2SO=BaSO4。几乎完全进行几乎完全进行=栏目

4、链接栏目链接 栏目链接栏目链接应用应用思考思考1.2H2O2sup7(sup7(点燃点燃(点燃点燃)2H2O与与2H2Osup7(sup7(通电通电(通通电电)2H2O2互为可逆反应吗？互为可逆反应吗？提示：提示：若正、逆反应是在不同条件下发生的，则不属于若正、逆反应是在不同条件下发生的，则不属于可逆反应，故上述反应不属于可逆反应。可逆反应，故上述反应不属于可逆反应。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接综合综合拓展拓展一、可逆反应与不可逆反应一、可逆反应与不可逆反应科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性，即正向反科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性，即正向反应应(反应物反应物生成物生成物)和逆

5、向反应和逆向反应(生成物生成物反应物反应物)都能同时都能同时进行。有些反应的可逆性很小，如进行。有些反应的可逆性很小，如AgCl=AgCl，我，我们只是视作们只是视作“不可逆不可逆”而已而已(AgCl在溶液中仍有极微量的电在溶液中仍有极微量的电离：离：AgCl AgCl)。(1)可逆反应：在相同条件下，要用可逆反应：在相同条件下，要用“”代替代替“=”作为连接反应物和生成物的符号，二氧化硫与水的反应是可作为连接反应物和生成物的符号，二氧化硫与水的反应是可逆反应，两者反应的化学方程式应为逆反应，两者反应的化学方程式应为SO2H2O H2SO3。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 (2)可逆反应的

6、特点：可逆反应的特点：向两个相反的方向进行的两个向两个相反的方向进行的两个化学反应，在相同的条件下同时进行、共存。两个化学反应化学反应，在相同的条件下同时进行、共存。两个化学反应构成了一个对立的统一体。构成了一个对立的统一体。符号符号“”两边的物质互为两边的物质互为反应物、生成物。反应物、生成物。在反应体系中，与化学反应有关的各种在反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存，如亚硫酸溶液中还有物质共存，如亚硫酸溶液中还有H2O、SO2和和H2SO3等分子。等分子。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接1对于可逆反应对于可逆反应2SO2O2 2SO3H0，在混，在混合气体中充入一定量的合气体中充入一定

7、量的18O2，足够长时间后，足够长时间后，18O原子原子()A只存在于只存在于O2中中B只存在于只存在于O2和和SO3中中C只存在于只存在于O2和和SO2中中D存在于存在于O2、SO2和和SO3中中尝试尝试应用应用 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接解析：解析：由于该反应为可逆反应，反应中正向由于该反应为可逆反应，反应中正向2SO2O22SO3，这样在，这样在SO3中就含有了中就含有了18O，而，而18O的的SO3分解：分解：2SO32SO2O2，就会使，就会使18O进入进入SO2。故反应一段时间。故反应一段时间后三者中都含有后三者中都含有18O。答案：答案：D 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目

8、链接要点二化学平衡状态要点二化学平衡状态1化学平衡的建立化学平衡的建立如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器，其反应过如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器，其反应过程如下程如下：(1)反应开始时：反应开始时：v正正_，v逆为逆为_。(2)反应进行时：反应物浓度反应进行时：反应物浓度_v正逐渐正逐渐_。生成物浓度由零逐渐增大。生成物浓度由零逐渐增大v逆从逆从_开始开始逐渐逐渐_。(3)反应达到平衡时：反应达到平衡时：_，反应混合物中各组分的，反应混合物中各组分的浓度浓度 _ 。最大最大零零减小减小减小减小零零增大增大v正正v逆逆不再发生变化不再发生变化 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接以上过

9、程可用下图表示：以上过程可用下图表示：栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接2概念概念在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率速率_，反应体系中所有参加反应的物质的，反应体系中所有参加反应的物质的_或或_保持恒定的状态。保持恒定的状态。相等相等质量质量浓度浓度 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接可逆可逆动态动态相等相等不变不变改变改变 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接2.达到化学平衡状态时，各组分的浓度不再变化，浓度达到化学平衡状态时，各组分的浓度不再变化，浓度相等吗？各组分的百分含量也不再变化吗？相等吗？各组分的百分含量也不再变化吗？

10、提示：提示：浓度不再变化，不代表浓度相等，但百分含量和浓度不再变化，不代表浓度相等，但百分含量和转化率就不再变化。转化率就不再变化。应用应用思考思考 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接综合综合拓展拓展二、判断可逆反应达到平衡状态的标志二、判断可逆反应达到平衡状态的标志可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要的特征：一是可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要的特征：一是正反应速率和逆反应速率相等；二是反应混合物中各组分的正反应速率和逆反应速率相等；二是反应混合物中各组分的百分含量保持不变。这两个特征就是判断可逆反应是否达到百分含量保持不变。这两个特征就是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的核心性依据。化

11、学平衡状态的核心性依据。1直接特征：直接特征：v正正v逆逆，要求大小相等，方向相反。，要求大小相等，方向相反。(1)速率特征：指速率特征：指“等等”，即，即v正正v逆。有两层含义：对逆。有两层含义：对于同一物质而言，该物质的生成速率等于它的消耗速率；对于同一物质而言，该物质的生成速率等于它的消耗速率；对于不同的物质而言，速率之比等于方程式中的化学计量数之于不同的物质而言，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。比，但必须是不同方向的速率。(2)含量特征：指含量特征：指“定定”，即反应混合物中各组分的含量，即反应混合物中各组分的含量保持不变。保持不变。栏目链接栏目链接 栏目

12、链接栏目链接2间接特征：指所表述的内容并非直接而是间接反映间接特征：指所表述的内容并非直接而是间接反映“等等”和和“定定”的意义。的意义。(1)反应物的转化率保持不变。反应物的转化率保持不变。(2)产物的产率保持不变。产物的产率保持不变。(3)平衡体系的颜色保持不变。平衡体系的颜色保持不变。(4)绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接3“特殊特殊”特征：指所表述的内容并不能表明所有反特征：指所表述的内容并不能表明所有反应均已达到平衡状态，只是在某些特定的情况下才能表示反应均已达到平衡状态，只是在某些特定的情况下才能表示反应已经

13、达到化学平衡状态。应已经达到化学平衡状态。(1)体系中气体物质的总质量保持不变。体系中气体物质的总质量保持不变。(2)体系中气体物质的总物质的量体系中气体物质的总物质的量(或体积或分子个数或体积或分子个数)保保持不变。持不变。(3)体系中气体物质的平均相对分子质量保持不变。体系中气体物质的平均相对分子质量保持不变。(4)气体的总压强不再发生改变。气体的总压强不再发生改变。(5)体系中气体的密度不再发生改变。体系中气体的密度不再发生改变。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接以上五项中，对于以上五项中，对于n0的可逆反应，如的可逆反应，如2NO(g)O2(g)2NO2(g)来说，除来说，除外均可作为

14、判断平衡的特征；但对于外均可作为判断平衡的特征；但对于n0的可逆反应如的可逆反应如H2(g)I2(g)2HI(g)来说，此五项均来说，此五项均不能作为判断平衡的特征。不能作为判断平衡的特征。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接特别提示：特别提示：可逆反应达到平衡状态时有两个核心判断可逆反应达到平衡状态时有两个核心判断依据：依据：1正反应速率和逆反应速率相等；正反应速率和逆反应速率相等；2反应混合反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。物中各组成成分的百分含量保持不变。,依据其他有关的量依据其他有关的量判断可逆反应是否达到平衡状态时，最终都要回归到这两个判断可逆反应是否达到平衡状态时，最终都要回

15、归到这两个核心依据上来。核心依据上来。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接尝试尝试应用应用2(双选题双选题)在一定温度下，可逆反应在一定温度下，可逆反应A(g)3B(g)2C(g)达到平衡的标志是达到平衡的标志是()AC生成的速率与生成的速率与C分解的速率相等分解的速率相等BA、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化C单位时间生成单位时间生成n mol A，同时生成，同时生成3n mol BDA、B、C的分子数之比为的分子数之比为1 3 2 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接解析：解析：判断一个反应是否处于平衡状态的主要依据为：判断一个反应是否处于平衡状态的主要依据为：看看v正与正与v逆是否相等；逆

16、是否相等；反应物和生成物的浓度是否不反应物和生成物的浓度是否不随时间的变化而变化。随时间的变化而变化。A选项说明选项说明v正正v逆，逆，B选项说明反选项说明反应体系各物质的浓度不再改变，故应体系各物质的浓度不再改变，故A、B两项正确。两项正确。D很明很明显是错误的，显是错误的，C选项不能确保已达平衡选项不能确保已达平衡(在任何时刻，有在任何时刻，有n mol A产生时必有产生时必有3n mol B同时产生，两者表示的都是逆反同时产生，两者表示的都是逆反应速率应速率)。答案：答案：AB 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接例例1 已知在一密闭容器中进行反应：已知

17、在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，反应过程中某一时刻，反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分的浓度分别为别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，当反应达到平衡时，当反应达到平衡时，可能存在的数据是可能存在的数据是()ASO2为为0.4 mol/L，O2为为0.2 mol/LBSO2为为0.25 mol/LCSO2、SO3均为均为0.15 mol/LDSO3为为0.4 mol/L一、可逆反应的理解一、可逆反应的理解 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接解析：解析：A项数据表明，题中项数据表明，题中0.2 mol/L的的SO3完全转化成了

18、完全转化成了SO2和和O2，即平衡时，即平衡时，c(SO3)0，这是不可能的；，这是不可能的；B项数据项数据则可能；则可能；C项数据表明项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减的浓度都在原浓度基础上减少了少了0.05 mol/L，这也是不可能的；，这也是不可能的；D项数据表明项数据表明SO2完全转完全转化成了化成了SO3，即平衡时，即平衡时，c(SO2)0，c(O2)0，这同样也是，这同样也是不可能的。不可能的。答案：答案：B 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接名师点睛：名师点睛：解答可逆反应的问题时要特别注意，即反应解答可逆反应的问题时要特别注意，即反应物不可能完全转化为产物，产物也

19、不可能完全转化为反应物。物不可能完全转化为产物，产物也不可能完全转化为反应物。另外还要注意量的变化，元素原子不可能凭空增加或减少，另外还要注意量的变化，元素原子不可能凭空增加或减少，总之。要注意总之。要注意“可逆可逆”和和“守恒守恒”。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接变式变式应用应用1(双选题双选题)已知密闭容器中发生可逆反应：已知密闭容器中发生可逆反应：X2(g)Y2(g)2Z(g)。起始时。起始时X2、Y2、Z各物质的浓度分别为各物质的浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，反应在一定条件下达到平衡，反应在一定条件下达到平衡时，各物质的物质的量浓度可能是时，

20、各物质的物质的量浓度可能是()Ac(Z)0.3 mol/L Bc(Y2)0.35 mol/LCc(Y2)0.2 mol/L Dc(Z)0.4 mol/L 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接解析：解析：若反应向右进行，则若反应向右进行，则X2、Y2、Z三种物质的物质三种物质的物质的量浓度范围依次是：的量浓度范围依次是：00.1 mol/L、0.20.3 mol/L、0.20.4 mol/L；若反应向左进行，则；若反应向左进行，则X2、Y2、Z三种物质三种物质的物质的量浓度范围依次是：的物质的量浓度范围依次是：0.10.2 mol/L、0.30.4 mol/L、00.2 mol/L。答案：答案：A

21、B 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接二、化学平衡状态的判断二、化学平衡状态的判断例例2在一定温度的刚性密闭容器中，当下列哪些物理量在一定温度的刚性密闭容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明下述反应：不再发生变化时，表明下述反应：A(s)2B(g)C(g)D(g)已达到平衡状态已达到平衡状态()混合气体的压强混合气体的压强混合气体的密度混合气体的密度B的物质的的物质的量浓度量浓度气体的总物质的量气体的总物质的量混合气体的平均相对分子混合气体的平均相对分子质量质量物质物质C的百分含量的百分含量各气体的物质的量各气体的物质的量ABC D 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接解析：解析：A(s)

22、2B(g)C(g)D(g)是反应前后气体体积是反应前后气体体积相等的反应，不管是否平衡，混合气体的压强始终不变，气相等的反应，不管是否平衡，混合气体的压强始终不变，气体的总物质的量也不变，不是判断是否达到平衡的标志。体的总物质的量也不变，不是判断是否达到平衡的标志。答案：答案：A名师点睛：名师点睛：(1)判断反应达到平衡状态的根本标志是判断反应达到平衡状态的根本标志是v正正v逆和反应混合物中各组成成分的百分含量不变。逆和反应混合物中各组成成分的百分含量不变。(2)物质物质的状态及反应前后气体的化学计量数之间的关系的状态及反应前后气体的化学计量数之间的关系。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接变式

23、变式应用应用2(2014广东省佛山市高二化学检测广东省佛山市高二化学检测)恒温恒压的密闭容恒温恒压的密闭容器中发生反应器中发生反应A(g)2B(g)=3C(g)，能说明反应达到平衡状，能说明反应达到平衡状态的是态的是()A容器内的压强不再变化容器内的压强不再变化B混合气体的密度不再变化混合气体的密度不再变化C C单位时间消耗单位时间消耗a a mol A mol A，同时消耗，同时消耗3 3a a mol C mol CD混合气体的平均相对分子质量不再变化混合气体的平均相对分子质量不再变化 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接解析：解析：反应反应A(g)2B(g)3C(g)，反应前后气体体积，反

24、应前后气体体积不变，则容器内的压强保持不变，故不变，则容器内的压强保持不变，故A项不正确；反应过程项不正确；反应过程中气体的质量和体积不变，故混合气体的密度不变，所以中气体的质量和体积不变，故混合气体的密度不变，所以B项正确；单位时间消耗项正确；单位时间消耗a mol A，必然同时生成，必然同时生成3a mol C，而，而同时消耗同时消耗3a mol C，说明正、逆反应速率相等，说明正、逆反应速率相等，C项正确；项正确；由于反应过程中气体的质量和物质的量不变，故该反应混合由于反应过程中气体的质量和物质的量不变，故该反应混合气体的平均相对分子质量是不变的，气体的平均相对分子质量是不变的，D项明显错。正确答案项明显错。正确答案为为C。答案：答案：C 栏目链接栏目链接