2019_2020年高中化學(xué)專題2第2單元第2課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)教案蘇教版選修4.docx

第2課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)目標(biāo)與素養(yǎng)：1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。(變化觀念與平衡思想)2.通過化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程，知道化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，理解并會(huì)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。(變化觀念與平衡思想)一、可逆反應(yīng)1定義：在同一條件下既能發(fā)生反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏恼蚍磻?yīng)，又能發(fā)生生成物轉(zhuǎn)變?yōu)榉磻?yīng)物的逆向反應(yīng)。2可逆反應(yīng)的特征|鉛蓄電池的原理反應(yīng)為PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，該反應(yīng)是不是可逆反應(yīng)？為什么？提示：不是。充、放電過程條件不同，也不是同時(shí)發(fā)生。二、化學(xué)平衡的建立1化學(xué)平衡的建立過程2化學(xué)平衡建立的濃度時(shí)間圖象和速率時(shí)間圖象微點(diǎn)撥：對于一個(gè)確定的可逆反應(yīng)，如果其他條件一定，反應(yīng)無論從反應(yīng)物開始或從生成物開始，最后都能建立化學(xué)平衡狀態(tài)。三、化學(xué)平衡狀態(tài)1化學(xué)平衡狀態(tài)的概念化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各成分的濃度保持不變的狀態(tài)。2化學(xué)平衡的特征1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)。(1)可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到100%。()(2)化學(xué)平衡狀態(tài)是一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到最大限度的結(jié)果。()(3)平衡狀態(tài)是指反應(yīng)已完成，不再發(fā)生反應(yīng)。()(4)當(dāng)反應(yīng)物、生成物濃度均不發(fā)生變化時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。()答案：(1)(2)(3)(4)2一定溫度下的恒容容器中，能標(biāo)志某可逆反應(yīng)A(g)2B(g) C(s)3D(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化B氣體總物質(zhì)的量不隨時(shí)間變化而變化C2v正(B)v逆(D)D混合氣體的密度保持不變D因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體的體積不變，所以氣體總物質(zhì)的量、壓強(qiáng)始終不隨時(shí)間變化而變化，不能作為依據(jù)，A、B錯(cuò)誤；當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正(B)v逆(D)，C錯(cuò)誤；因?yàn)槿萜鞯捏w積恒定，但是氣體的質(zhì)量不守恒，所以只要反應(yīng)未達(dá)到平衡，密度就變化，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，密度不再變化，D正確。3在200 ，將a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到體積為V L 的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：I2(g)H2(g)2HI(g)。(1)反應(yīng)剛開始時(shí)，由于c(H2)_，c(I2)_，而c(HI)_，所以化學(xué)反應(yīng)速率_最大，而_最小(為零)；(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)混合物中各組分濃度的變化趨勢為c(H2)_，c(I2)_，而c(HI)_，從而化學(xué)反應(yīng)速率v正_，而v逆_；(3)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到v正與v逆_時(shí)，此可逆反應(yīng)就達(dá)到了平衡，若保持外界條件不變時(shí)，反應(yīng)混合物中各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率及各組分的分壓都將_。解析：由題意可知，反應(yīng)剛開始時(shí)，c(H2)和c(I2)最大，分別為 molL1、 molL1，而c(HI)為0，故v正最大，v逆0；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，H2和I2不斷消耗，其濃度逐漸減小，故v正減小，而HI的濃度逐漸增大，v逆增大，當(dāng)v正v逆時(shí)即達(dá)平衡狀態(tài)，外界條件不變，則平衡不移動(dòng)，題中各種量都將保持不變。答案：(1) molL1 molL10v正v逆(2)減小減小增大減小增大(3)相等保持不變可逆反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度范圍的確定1可逆反應(yīng)中各成分物質(zhì)的濃度(物質(zhì)的量)范圍分別假設(shè)反應(yīng)物、生成物中某(投料)相對較少物質(zhì)完全反應(yīng)，濃度為0，其他物質(zhì)剩余濃度為最小極限，另一方各成分濃度則為最大極限，每一種物質(zhì)的濃度范圍在最大(小)極限之間。2可逆反應(yīng)平衡狀態(tài)(1)化學(xué)平衡狀態(tài)是一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到最大限度的結(jié)果。(2)對于一個(gè)給定的可逆反應(yīng)，如果其他條件一定，不論采取何種途徑(反應(yīng)是從反應(yīng)物開始或從生成物開始)，最后都能建立化學(xué)平衡狀態(tài)。(3)化學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，各組分的物質(zhì)的量、濃度等均不變?！纠?】在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度有可能是()AZ為0.3 molL1BY2為0.4 molL1CX2為0.2 molL1DZ為0.4 molL1A題目中可利用極端假設(shè)法判斷，假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底，求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始濃度(molL1) 0.1 0.3 0.2改變濃度(molL1) 0.1 0.1 0.2終態(tài)濃度(molL1) 0 0.2 0.4假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始濃度(molL1) 0.1 0.3 0.2改變濃度(molL1) 0.1 0.1 0.2終態(tài)濃度(molL1) 0.2 0.4 0平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為0c(X2)0.2 molL1,0.2 molL1c(Y2)0.4 molL1,0c(Z)0.4 molL1。 “一邊倒”法判斷可逆反應(yīng)中物質(zhì)的濃度取值(1)完全轉(zhuǎn)化到“”的右側(cè)，求出生成物的最大值，反應(yīng)物的最小值，此時(shí)反應(yīng)物可能為0，也可能不為0(如本題中Y2)。(2)完全轉(zhuǎn)化到“”的左側(cè)，求出反應(yīng)物的最大值，生成物的最小值。(3)據(jù)(1)、(2)得出各物質(zhì)的濃度的取值范圍進(jìn)行討論。1在一定體積的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)。已知反應(yīng)過程中某一時(shí)刻N(yùn)2、H2、NH3的濃度分別為0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是()AN2為0.2 molL1，H2為0.6 molL1BN2為0.15 molL1CN2、H2均為0.18 molL1DNH3為0.4 molL1B反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)體系中任何一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率都小于100%，所以A、D錯(cuò)誤；從題給量的關(guān)系知無論反應(yīng)進(jìn)行到什么程度，c(N2)c(H2)13，因此兩者不可能同時(shí)均為0.18 molL1。用“變化觀念與平衡思想”認(rèn)識化學(xué)平衡1動(dòng)態(tài)標(biāo)志(正逆相等)v正v逆(1)同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率，如有m mol A消耗同時(shí)有m mol A生成。(2)不同物質(zhì)：必須表明是“異向”的速率關(guān)系，且兩種物質(zhì)的速率之比等于化學(xué)方程式中物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。2靜態(tài)標(biāo)志(變量不變)隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的物理量保持不變時(shí)說明達(dá)到平衡狀態(tài)(1)各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。(2)各物質(zhì)的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))不變。(3)體系的壓強(qiáng)(對化學(xué)方程式兩邊氣體體積不相等的反應(yīng))不變。(4)對于有有色物質(zhì)參加的可逆反應(yīng)，體系的顏色不變。例如：2NO2(g)2NO(g)O2(g)、2HI(g)H2(g)I2(g)等反應(yīng)體系的顏色不變，則表明有色氣體NO2、I2的濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡。【例2】在一定溫度下，反應(yīng)A2(g)B2(g)2AB(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_。a單位時(shí)間內(nèi)生成n mol A2的同時(shí)生成n mol ABb容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化c單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol AB的同時(shí)生成n mol B2d單位時(shí)間內(nèi)生成n mol A2的同時(shí)生成n mol B2e容器內(nèi)A2、B2、AB的物質(zhì)的量之比是112時(shí)的狀態(tài)f容器中c(A2)c(B2)c(AB)時(shí)的狀態(tài)【解析】化學(xué)平衡狀態(tài)的根本標(biāo)志是v正v逆，或平衡混合物中各組分的濃度或質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等保持不變。只要具備上述兩點(diǎn)之一，便一定是平衡狀態(tài)；否則，不能確定為平衡狀態(tài)。a項(xiàng)，根據(jù)化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可知生成n mol AB必消耗mol A2，即單位時(shí)間內(nèi)生成mol A2的同時(shí)生成n mol AB，顯然反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)。b項(xiàng)，是從壓強(qiáng)方面來敘述的。由于此反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，達(dá)到平衡或未達(dá)到平衡時(shí)壓強(qiáng)都不隨時(shí)間變化，因此不能用壓強(qiáng)來說明反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。c項(xiàng)，由題意可知當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol AB時(shí)，也就消耗了n mol A2和n mol B2，這樣同一時(shí)刻相同體積的容器中消耗的B2和生成的B2都是n mol，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。d項(xiàng)，只知道單位時(shí)間生成n mol A2和n mol B2，卻不知道同時(shí)消耗多少A2和多少B2，故無法確定反應(yīng)是否達(dá)到平衡。e、f兩項(xiàng)是以混合物成分的含量來敘述的。 由于達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)混合物中各物質(zhì)的濃度保持不變，并不是相等，也不是它們的物質(zhì)的量之比一定等于其化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以e、f兩項(xiàng)均不符合題意?！敬鸢浮縞2在一定溫度下，將2 mol NO2氣體通入恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)。下列不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡的是()AN2O4濃度不再改變BNO2的分解速率等于N2O4的生成速率C混合氣體的顏色不變D混合氣體中NO2百分含量不變BN2O4濃度不再改變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A不符合題意；NO2的分解速率和N2O4的生成速率均為正反應(yīng)速率，不能作為平衡標(biāo)志，B符合題意；混合氣體的顏色不變，NO2的濃度不再發(fā)生變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C不符合題意；混合氣體中NO2百分含量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D不符合題意。1下列有關(guān)可逆反應(yīng)的說法不正確的是()A可逆反應(yīng)分正反應(yīng)和逆反應(yīng)BH2I22HI與2HIH2I2是可逆反應(yīng)C2H2O22H2O與2H2O2H2O2互為可逆反應(yīng)D可逆反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%C可逆反應(yīng)是指在同一條件下既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%，A、B、D正確；C項(xiàng)兩個(gè)反應(yīng)不是在同一條件下進(jìn)行的。2在一定條件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下敘述錯(cuò)誤的是()A開始反應(yīng)時(shí)，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零B隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后減小為零C隨著反應(yīng)的進(jìn)行，逆反應(yīng)速率逐漸增大，最后保持恒定D隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后與逆反應(yīng)速率相等且都保持恒定B隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，后保持恒定，但最后不可能減小為零。3一定條件下，將NO2與SO2以體積比12置于密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H41.8 kJmol1，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A體系壓強(qiáng)保持不變B混合氣體顏色保持不變CSO3和NO的體積比保持不變D每消耗1 mol SO3(g)的同時(shí)生成1 mol NO2(g)B由于該反應(yīng)為前后氣體體積相等的反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)始終保持不變，故不能以壓強(qiáng)不變作為判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡的條件，A錯(cuò)誤；SO3與NO的體積比始終保持11，C錯(cuò)誤；消耗SO3和生成NO2為同一方向的反應(yīng)，D錯(cuò)誤。414CO2與碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)：14CO2C2CO，達(dá)到平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有()A只有14CO2B只有14CO2、14COC14CO2、14CO、14CD只有14COC當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)并未停止，是一種動(dòng)態(tài)平衡，所以14C在三種物質(zhì)中都含有。5在一定條件下，可逆反應(yīng)A2(g)B2(g)2C(g)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的平衡濃度c(A2)0.5 molL1、c(B2)0.1 molL1、c(C)1.6 molL1，若用a、b、c分別表示A2、B2、C的初始濃度(molL1)，則：(1)a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是_；(2)a的取值范圍是_。解