2.2.2 化學(xué)平衡狀態(tài)學(xué)案 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

新蘇教版高中化學(xué)選擇性必修1《化學(xué)反應(yīng)原理》PAGEPAGE1第2課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)的限度，建立化學(xué)平衡的觀點(diǎn)；2.理解化學(xué)平衡的特征；3.能判斷化學(xué)平衡狀態(tài)。【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷?！局R(shí)儲(chǔ)備】高爐煉鐵的主要反應(yīng)為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，從煉鐵爐口排出的尾氣中含有一定量的CO。100多年前，人們曾認(rèn)為這是由于CO與鐵礦石接觸間不夠的緣故。為使反應(yīng)進(jìn)行的完全，當(dāng)時(shí)曾耗巨資改建高爐，以延長CO和Fe2O3的接觸時(shí)間，結(jié)果尾中CO的含量并未減少。你知道這是為什么嗎？一、可逆反應(yīng)的概念及其特點(diǎn)1.可逆反應(yīng)：在條件下,既能向反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又能向反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。注意：可逆反應(yīng)總是不能進(jìn)行到底，得到的總是的混合物下列說法是否正確：（1）氫氣在氧氣中燃燒生成水，水在電解時(shí)生成氫氣和氧氣，H2+O2===H2O是可逆反應(yīng)。（2）硫酸銅晶體加熱變成白色粉末，冷卻又變成藍(lán)色，所以無水硫酸銅結(jié)合結(jié)晶水的反應(yīng)是可逆反應(yīng)。（3）氯化銨加熱變成氨氣和氯化氫氣體，兩種氣體又自發(fā)變成氯化銨，氯化銨的分解是可逆反應(yīng)。2.可逆反應(yīng)特點(diǎn)（1）可逆反應(yīng)的普遍性：。（2）可逆反應(yīng)的特點(diǎn)：①②③【學(xué)生活動(dòng)】以小組為單位進(jìn)行P59的交流與討論二、化學(xué)平衡狀態(tài)1.化學(xué)平衡狀態(tài)的定義化學(xué)平衡狀態(tài)，就是指在一定條件下的反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，反應(yīng)混合物中各組分的保持不變的狀態(tài)。2.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征（1）：化學(xué)平衡的研究對象是反應(yīng)；（2）：化學(xué)平衡的條件是v（正）和v（逆）；（3）：化學(xué)平衡是一種平衡，此時(shí)反應(yīng)并未停止；（4）：反應(yīng)混合物中各組分的保持不變，各組分的一定；（5）：改變，原平衡被，在新的條件下建立新的平衡。3.化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志（1）v（正）=v（逆）（本質(zhì)特征）①同一種物質(zhì)：②不同的物質(zhì)：（2）反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變（濃度標(biāo)志）：①各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、體積（氣體）、物質(zhì)的量濃度均保持不變。②各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體的體積分?jǐn)?shù)均保持不變。③若反應(yīng)前后的物質(zhì)都是氣體，且總體積不等，則氣體的總物質(zhì)的量、總壓強(qiáng)（恒溫、恒容）、平均摩爾質(zhì)量、混合氣體的密度（恒溫、恒壓）均保持不變。④反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡混合體系中各組分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)一定各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量一定正、逆反應(yīng)速率關(guān)系在單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA的同時(shí)生成了mmolA在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB的同時(shí)消耗了pmolC在單位時(shí)間內(nèi)生成了nmolB的同時(shí)消耗了qmolD（均指v逆）v(A)?v(B)?v(C)?v(D)==m?n?p?q(v正不一定等于v逆)壓強(qiáng)當(dāng)m+n≠p+q時(shí)，總壓力一定（其它條件一定）當(dāng)m+n=p+q時(shí)，總壓力一定（其它條件一定）混合氣體平均Mr當(dāng)m+n≠p+q時(shí)，Mr一定當(dāng)m+n=p+q時(shí)，Mr一定【課堂反饋】1．可逆反應(yīng)N2＋3H22NH3的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系中能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)2．一定條件下，在體積為1L的密閉容器中，1molX和1molY進(jìn)行反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)Z(g)，下列敘述能證明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．X的百分含量不再發(fā)生變化B．c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝2∶1∶1C．容器內(nèi)原子總數(shù)不再發(fā)生變化D．同一時(shí)間內(nèi)消耗2nmolX的同時(shí)生成nmolZ3．下列說法中，可以證明反應(yīng)N2＋3H22NH3已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()①1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)有3個(gè)H—H鍵形成②N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1∶3∶2③1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)有6個(gè)N—H鍵形成④N2、H2、NH3的濃度不再變化A．①④B．②③C．①③D．②④4．恒溫恒容的情況下，反應(yīng)A2(g)＋B2(g)2AB(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()A．容器內(nèi)氣體的密度不隨時(shí)間而變化B．容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化C．單位時(shí)間內(nèi)生成2nmolAB的同時(shí)，生成nmolB2D．A2、B2、AB的反應(yīng)速率比為1∶1∶2的狀態(tài)5．在兩個(gè)恒容的密閉容器中分別進(jìn)行下列兩個(gè)可逆反應(yīng)：甲：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)乙：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)現(xiàn)有下列狀態(tài)：①混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變②恒溫時(shí)，氣體壓強(qiáng)不再改變③各氣體組成濃度相等④反應(yīng)體系中溫度保持不變⑤斷裂H—O鍵速率是斷裂H—H鍵速率的2倍⑥混合氣體密度不變⑦單位時(shí)間內(nèi)，消耗水蒸氣質(zhì)量與生成氫氣質(zhì)量比為9∶1其中能表明甲、乙容器中反應(yīng)都達(dá)到平衡狀態(tài)的是()A．①②⑤B．③④⑥C．⑥⑦D．④⑤6．一定條件下，在恒容密閉容器中，能表示反應(yīng)X(g)＋2Y(g)2Z(g)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()①X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2②X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化③容器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化④單位時(shí)間內(nèi)生成nmolZ，同時(shí)生成2nmolYA．①②B．①④C．②③D．③④7.在2L密閉容器內(nèi)，800℃時(shí)反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH＜0，n(NO)隨時(shí)間的變化如下表：時(shí)間/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)下圖中表示NO2的變化的曲線是________(填字母，下同)。用O2表示從0～2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v＝______________________________。(2)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。A．v(NO2)＝2v(O2)B．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變C．v逆(NO)＝2v正(O2)D．容器內(nèi)密度保持不變

參考答案【知識(shí)儲(chǔ)備】上述煉鐵反應(yīng)進(jìn)行的程度是有限的。在高溫下，氧化鐵能與一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳；同時(shí)，鐵與二氧化碳反應(yīng)也能生成氧化鐵和一氧化碳。該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。一、可逆反應(yīng)的概念及其特點(diǎn)1.同一正逆反應(yīng)物和生成物（1）錯(cuò)（2）錯(cuò)（3）錯(cuò)2.（1）可逆反應(yīng)廣泛存在（2）①反應(yīng)是雙向的,同時(shí)進(jìn)行的；

②速度達(dá)到平衡時(shí)是相等的且不是零；③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到100%，所以牽涉到轉(zhuǎn)化率的問題。二、化學(xué)平衡狀態(tài)1.同一相等百分含量2.（1）逆可逆（2）等相等（3）動(dòng)動(dòng)態(tài)（4）定百分含量質(zhì)量（或濃度）（5）變外界條件打破3.（1）對同一種物質(zhì)，該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率；對不同物質(zhì)，速率之比等于方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率。是是是不一定是否否否是否是否【課堂反饋】1．C【解析】達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等，各組成成分的含量不變。正、逆反應(yīng)速率相等是指用同一種物質(zhì)來表示的反應(yīng)速率?？赡娣磻?yīng)中用各種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，需將其轉(zhuǎn)換為同一物質(zhì)表示速率進(jìn)行比較。2．A【解析】反應(yīng)過程中原子個(gè)數(shù)守恒；消耗2nmolX與生成nmolZ是同一反應(yīng)方向，也不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡；濃度之比為2∶1∶1，不能說明濃度保持不變。3．A【解析】①中有一個(gè)N≡N鍵斷裂時(shí)，也應(yīng)有3個(gè)H—H鍵斷裂，即與3個(gè)H—H鍵形成是相反方向的，v正＝v逆，故能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；②平衡時(shí)，N2、H2、NH3的分子數(shù)之比不一定為1∶3∶2；③中一個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)必定形成6個(gè)N—H鍵，也不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡；④中各物質(zhì)濃度不變，是化學(xué)平衡狀態(tài)的重要標(biāo)志之一，反應(yīng)達(dá)到平衡。4．C【解析】ρ＝eq\f(m,V)，m、V始終不變，則ρ始終不變；該反應(yīng)是等體反應(yīng)，所以總壓強(qiáng)始終不變；單位時(shí)間內(nèi)生成2nmolAB時(shí)消耗nmolB2(正向反應(yīng)速率)，同時(shí)生成nmolB2(逆向反應(yīng)速率)，正、逆反應(yīng)速率相等，說明反應(yīng)已達(dá)平衡；無論是否達(dá)到化學(xué)平衡，三者反應(yīng)速率之比始終為1∶1∶2。5．D【解析】甲容器中，碳為固態(tài)，該可逆反應(yīng)屬于氣體體積不相等的反應(yīng)；乙容器中，反應(yīng)屬于等氣體分子數(shù)反應(yīng)，氣體相對分子質(zhì)量、密度、壓強(qiáng)都始終不變，①②⑥錯(cuò)誤；各組分濃度相等，不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，③錯(cuò)誤；對于任何一個(gè)可逆反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，體系溫度會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)溫度不改變時(shí)，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，④正確；生成H—O鍵速率是斷裂H—H鍵速率的2倍，經(jīng)轉(zhuǎn)化，水中H—O鍵斷裂速率等于生成H—O鍵速率，達(dá)到平衡狀態(tài)，⑤正確；消耗水蒸氣與生成氫氣是同一方向，不能判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，⑦錯(cuò)誤。6．C【解析】①X、Y、Z的物質(zhì)的量之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)；④中關(guān)系說明v逆＞v正，反應(yīng)沒有達(dá)到平衡。7．(1)b1.5×10－3mol·L－1·s－1(2)BC【解析】(1)該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，n(NO)＝0.007mol，此時(shí)n(NO2)＝0.013mol，其濃度變化量為0