高中化学人教版选修四（课件）第二章 化学反应速率和化学平衡 第3节-3-1.ppt

1、知知 识识 点点 一一 知知 识识 点点 二二 学学 业业 分分 层层 测测 评评 第三节第三节 化学平衡化学平衡 第第 1 课时课时 化学平衡状化学平衡状态态 1了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念、特点。 2了解化学平衡的建立过程。 3理解化学平衡的特征。(重点) 可可 逆逆 反反 应应 基础 初探 教材整理 1可逆反应 2不可逆反应 有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略，把这类反应称作不可逆反应， 用“ ”号表示。例如：Ba2 SO2 4 BaSO4。 (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)Cl2与水的反应是不可逆反应。( ) (3)NH3和

2、 HCl 生成 NH4Cl 与 NH4Cl 分解生成 NH3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) 核心 突破 极端假设法确定各物质浓度范围 在密闭容器中进行反应 X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知 X2、Y2、Z 的起始浓度 分别为 0.1 mol L 1、0.3 mol L1、0.2 mol L1，在一定条件下，反应达到平衡。 可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最 大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。 假设反应正向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g) 起始浓

3、度(mol L 1) 0.1 0.3 0.2 改变浓度(mol L 1) 0.1 0.1 0.2 终态浓度(mol L 1) 0 0.2 0.4 假设反应逆向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g) 起始浓度(mol L 1) 0.1 0.3 0.2 改变浓度(mol L 1) 0.1 0.1 0.2 终态浓度(mol L 1) 0.2 0.4 0 平衡体系中各物质的浓度范围为 X2(0,0.2)，Y2(0.2，0.4)，Z(0,0.4)。 题组 冲关 题组 1 可逆反应的判断 1下列各组两个反应互为可逆反应的是( ) 2NaHCO3Na2CO3 CO2 H2O与CO2 Na2CO3 H2O2

4、NaHCO3 H2SO4(浓)2HBr2H2OBr2SO2与 Br2SO22H2O2HBr H2SO4 2NO2N2O4与 N2O42NO2 2SO2O2 2SO3与 2SO32SO2 O 2 A B C D 【解析】 可逆反应必须是在同一条件同时向两个方向进行的反应。 【答案】 C 2根据化学反应进行的_，可分为_和_。判断下列 反应，属于可逆反应的是_，属于不可逆反应的是_。 二氧化硫的催化氧化 氮气和氢气的化合 水的电解 可燃物的 燃烧 氨气溶于水 氯气溶于水 二氧化硫和水的反应 三氧化硫和 水的反应 铁置换硫酸铜溶液中的铜 【答案】 程度 可逆反应 不可逆反应 题组 2 可逆反应的特征

5、 3 14CO 2与碳在高温条件下发生反应： 14CO 2C 2CO，达到平 衡后，平衡混合物中含 14C 的粒子有( ) A14CO2 B14CO2、14CO C14CO2、14CO、14C D14CO 【解析】 当可逆反应达到平衡状态时，反应并没停止，而是一种动态平 衡，所以 14C 在三种物质中都含有。 【答案】 C 4在一定量的密闭容器中进行反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)。已知反应 过程中某一时刻 N2、H2、NH3的浓度分别为 0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L。 当反应达到平衡时，可能存在的数据是 ( ) 【导学号：29910020】 AN2为

6、0.2 mol/L，H2为 0.6 mol/L BN2为 0.15 mol/L CN2、H2均为 0.18 mol/L DNH3为 0.4 mol/L 【解析】 反应为可逆反应，反应体系中任何一种物质的转化率都小于 100%， 所以A、 D错误； 从题给量的关系知无论反应进行到什么程度， c(N2)c(H2) 13，因此两者不可能同时均为 0.18 mol/L。 【答案】 B 化化 学学 平平 衡衡 状状 态态 基础 初探 教材整理 1化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率 时，反应 体系中所有参加反应的物质的 或 保持恒定的状态。 相等 质量 浓度 2化学平衡状态

7、的特征 1达到化学平衡状态时，正、逆反应速率为 0 吗？ 【提示】 平衡状态时 v正v逆0。 2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？ 【提示】 浓度不再变化，但浓度不一定相等，百分含量不再变化。 合作 探究 平衡状态的判断 探究背景 有下列两个可逆反应。 反应1： 在体积固定的密闭容器中进行可逆反应： 2NO2(g)2NO(g)O2(g)。 其中 NO2是红棕色气体。 反应 2：在体积固定的密闭容器中进行可逆反应：H2(g)I2(g)2HI(g)。 其中 I2(g)是紫色的。 以上两个反应过程中，有下列情况： 同一物质正反应速率等于逆反应速率。

8、混合气体的颜色不再改变。 混合气体的密度不再改变。混合气体的压强不再改变。混合气体的平均相 对分子质量不再改变。 对于反应1， 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2。对于反应 2，用 H2、I2和 HI 表示的反应速率之比为 112。 探究问题 (1)上述情况中能作为反应 1 达到平衡状态标志的是哪几个？ (2)上述情况中能作为反应 2 达到平衡状态标志的是哪几个？ (3)若在标准状况下发生反应 2(此时碘单质为固体)，情况能否作为反应 2 达到平衡状态的标志？ 【解析】 (1)对于反应 2NO2(g)2NO(g)O2(g)，当同一物质的正、逆反 应速率相等 v(正)v

9、(逆)，反应处于平衡状态，正确；混合气体的颜色不再改 变时，说明 c(NO2)一定，故反应处于平衡状态，正确；气体的密度 m V ，其 中气体的质量和容器的容积是定值，故气体的密度不变不能作为达到平衡状态 的标志，错误；由于该反应为反应前后气体体积变化的反应，故密闭容器中 的压强不变， 表明反应处于平衡状态， 正确； 混合气体的相对分子质量Mm n ， 该反应中气体的质量始终保持不变，而气体的物质的量为变量，故平均相对分 子质量(M)为变量，当变量保持不变时，表明反应处于平衡状态，正确； 单位时间内生成 O2和生成 NO2的反应方向相反，且二者的物质的量之比为 12，故反应处于平衡状态，正确。

10、(2)对于反应：H2(g)I2(g)2HI(g)，当 同一物质的正、逆反应速率相等时，反应处于平衡状态，正确；混合气体的 颜色(I2蒸气)不再改变时，说明 c(I2)一定，反应处于平衡状态，正确；由于气 体的质量和气体的容积是定值，故气体的密度不变不能作为平衡状态的标志， 错误；由于该反应为反应前后气体体积不变的反应，容器中气体的物质的量 保持不变，则容器中的压强不变，反应不一定处于平衡状态，错误；由于该 反应气体的质量、气体的物质的量是定值，故气体的平均相对分子质量不变时， 不能判断反应是否处于平衡状态，错误；反应的任何时刻，用 H2、I2和 HI 表 示的反应速率之比均为 112，错误。

11、(3)反应 2 中，若 I2为固体时，混合气体的平均相对分子质量为变量，当变 量保持不变时，表明反应处于平衡状态。 【答案】 (1)、 (2)、 (3)能 2判断方法 (1)对于纯气体反应，如 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)： 若 mnpq，恒温恒容下气体的总物质的量不变、总压强不变、平均 相对分子质量不变和恒温恒压下气体的密度不变都可以说明反应达到了平衡状 态； 若 mnpq，不管是否达到平衡状态，气体总体积、总压强、总物质 的量始终保持不变， 从而平均摩尔质量(相对分子质量)、 气体密度总保持不变(M rm/n，m/V)，因此这五项都不能作为判断反应是否达到平衡的依据。 (2)对

12、于有固体或液体物质参与的反应，如 aA(s)bB(g)cC(g)dD(g)： 气体质量不变达到平衡； 若 bcd，则 n气、M气、p总、 不变均说明已达到平衡； 若 bcd，则 n气、p总不变不能判断是否达到平衡状态，M气、 不变能 说明已达到平衡。 (3)对于有色物质参加的反应，体系的颜色保持不变，说明已达到平衡状态。 (4)对于隔热反应，体系温度保持不变，说明已达到平衡状态。 题组 冲关 题组 1 化学平衡状态的建立 1在一定条件下，使 SO2和 O2在一密闭容器中进行反应，下列说法中不正 确的是( ) A随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零 B随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，

13、最后不变 C随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变 D反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零 【答案】 A 【解析】 根据化学平衡的建立过程可知：反应从正反应方向开始，v 正最 大，v逆0，最后达平衡时，v正v逆0。 2在 200 时，将 a mol H2(g)和 b mol I2(g)充入体积为 V L 的密闭容器中， 发生反应： I2(g)H2(g)2HI(g)。 (1)反应刚开始时，由于 c(H)2_，c(I2)_，而 c(HI) _，所以化学反应速率_(填“v 正”或“v逆”，下同)最大，而 _最小(为零)； (2) 随 着 反 应 的 进 行 ， 反 应 混 合 物 中 各

14、 组 分 浓 度 的 变 化 趋 势 为 c(H2)_(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，c(I2)_，而 c(HI)_，从而化学反应速率 v正_，而 v逆_； (3)当反应进行到 v 正与 v逆_时，此可逆反应就达到了平衡，若保持 外界条件不变时，反应混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、 体积分数、反应物的转化率和生成物的产率等都将_。 【解析】 反应开始时，c(H2)a V mol/L，c(I2) b V mol/L，c(HI)0，此时 v正最大，v逆0；随着反应的进行，c(H2)减小，c(I2)减小，c(HI)增大，故 v正减 小，v 逆增大；当反应进行至 v正v逆时

15、，各组分的浓度保持不变，即反应处于 平衡状态。 【答案】 (1)a V mol/L b V mol/L 0 v 正 v逆 (2)减小 减小 增大 减小 增大 (3)相等 不变 题组 2 化学平衡状态的判断 3可逆反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生 成物浓度的变化来表示，下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( ) 【导学号：29910021】 A3v正(N2)v正(H2) Bv正(N2)v逆(NH3) C2v正(H2)3v逆(NH3) Dv正(N2)3v逆(H2) 【解析】 可逆反应的化学平衡状态的主要特征之一是 v 正v逆，而 A 中 3v正(N2)

16、v正(H2)并未反映出 v正v逆的关系，即 A 项不正确；在 N2与 H2合成 NH3的反应中，v(N2)v(H2)v(NH3)132，分析时必须注意方向要相反， 还要注意不同物质的速率值之比等于对应的化学计量数之比。 【答案】 C 4(2016 保定高二检测)在一定温度下，反应 2NO2N2O4在固定体积的容 器中达平衡的标志是( ) A单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数 B数值上 v(NO2生成)2v(N2O4消耗) C混合气体的颜色不随时间的变化而变化 D密度不随时间的变化而变化 【解析】 A 项， 反应物减少和生成物增加均为正反应， 无法说明 v正v逆； B 项，v(N

17、O2生成)和 v(N2O4消耗)均为逆反应，无法说明 v正v逆；C 项，气体 颜色不变化， 说明 c(NO2)不变， 正确； D 项， m(气体)不变， V(气体)不变， 故 (气 体)m气体 V气体 不变，不能作为平衡的标志。 【答案】 C 5 (2016 长春高二检测)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假 设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡 H2NCOONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。 2v(NH3)v(CO2) 密闭容器中总压强不变 密闭容器中混合气体的 密度不变 密闭容器中氨气的体积分数不变 密闭容器中 c(NH3)不变 能判断该反应已经达到化学平衡的是( ) A B C D全部 【解析】 没说明正反应速率和逆反应速率，故不能作为依据，密闭 容器中总压强与气体物质的量成正比，只有平衡时 n(气)不变，故压强可以作为 依据；m气 V ，m(气)可变，故可以作为依据；n(NH3)n(CO2)21， 故氨气的体积分数为恒值，不能作为依据；根据定义，可以作为依据。 【答案】 A 学业分层测评（七）学业分层测评（七） 点击图标进入点击图标进入