2021_2022版高中化學第二章第三節(jié)第1課時化學平衡狀態(tài)作業(yè)課件新人教版選修4202103172186

1、第三節(jié)化 學 平 衡第1課時化學平衡狀態(tài) 一、可逆反應一、可逆反應【想一想想一想】(1)Cl(1)Cl2 2與水的反應是不可逆反應還是可逆反應與水的反應是不可逆反應還是可逆反應? ?請寫出請寫出反應的化學方程式。反應的化學方程式。提示提示: :可逆反應?？赡娣磻?。ClCl2 2+H+H2 2O HCl+HClOO HCl+HClO。 (2)NH(2)NH3 3和和HClHCl反應生成反應生成NHNH4 4ClCl與與NHNH4 4ClCl分解生成分解生成NHNH3 3和和HClHCl是否互為可逆反應是否互為可逆反應? ?提示提示: :否。否。NHNH3 3和和HClHCl直接化合生成直接化合生

2、成NHNH4 4Cl,NHCl,NH4 4ClCl在加熱條在加熱條件下生成件下生成NHNH3 3和和HCl,HCl,兩者反應條件不同兩者反應條件不同, ,不互為可逆反不互為可逆反應。應。二、化學平衡狀態(tài)二、化學平衡狀態(tài)1.1.化學平衡的建立化學平衡的建立在一定條件下在一定條件下, ,把把1 mol N1 mol N2 2和和3 mol H3 mol H2 2充入一密閉容器充入一密閉容器中中: :物質濃度物質濃度反應速率反應速率開始開始時時c(c(反反)_)_v(v(正正)_)_c(c(生生)_)_v(v(逆逆)_)_進行進行中中c(c(反反)_)_v(v(正正)_)_c(c(生生)_)_v(v

3、(逆逆)_)_平衡平衡時時v(v(正正)_v()_v(逆逆)各組分的濃度各組分的濃度_最大最大最大最大為零為零為零為零減小減小減小減小增大增大增大增大= =保持不變保持不變2.2.建立過程的建立過程的v -tv -t圖象圖象: :3.3.含義含義: :一定條件下一定條件下, ,可逆反應中可逆反應中, ,正反應速率與逆反應正反應速率與逆反應速率速率_,_,反應體系中反應體系中_保持不變的狀態(tài)。保持不變的狀態(tài)。相等相等所有參加反應的物質的濃度或所有參加反應的物質的濃度或質量質量4.4.特征特征: :【情境情境思考思考】在密閉容器中先通入在密閉容器中先通入2 mol2 mol的的SOSO2 2和和1

4、 mol1 mol的的O O2 2。(1)(1)反應結束能否生成反應結束能否生成2 mol2 mol的的SOSO3 3? ?提示提示: :不能。不能。SOSO2 2和和O O2 2的反應為可逆反應。的反應為可逆反應。(2)(2)反應達到平衡時反應達到平衡時,v(,v(正正) )和和v(v(逆逆) )什么關系什么關系?SO?SO2 2、O O2 2、SOSO3 3的分子數(shù)之比是不是的分子數(shù)之比是不是212?212?提示提示: :平衡時平衡時SOSO2 2、O O2 2、SOSO3 3三種物質的分子個數(shù)之比與三種物質的分子個數(shù)之比與化學計量數(shù)沒有必然的聯(lián)系化學計量數(shù)沒有必然的聯(lián)系, ,達到平衡狀態(tài)

5、達到平衡狀態(tài), ,一定滿足一定滿足正逆反應速率相等正逆反應速率相等, ,各組分濃度不變。各組分濃度不變。(3)(3)相同條件相同條件( (溫度、濃度、壓強等溫度、濃度、壓強等) )時時, ,此反應從正反此反應從正反應開始與從逆反應開始應開始與從逆反應開始, ,最終所達到的平衡狀態(tài)是否相最終所達到的平衡狀態(tài)是否相同同? ?提示提示: :相同。相同。探究探究: :可逆反應和化學平衡狀態(tài)可逆反應和化學平衡狀態(tài) 【問題探究問題探究】1.1.在一密閉容器中進行著某可逆反應在一密閉容器中進行著某可逆反應:2SO:2SO2 2+O+O2 2 2SO2SO3 3。若再充入一定量的。若再充入一定量的1818O

6、O2 2, ,反應一段時間后反應一段時間后1818O O可能可能存在于哪些物質中存在于哪些物質中? ?提示提示: :可逆反應的正反應和逆反應同時進行可逆反應的正反應和逆反應同時進行, ,所以加入所以加入的的1818O O2 2會先和會先和SOSO2 2反應進入反應進入SOSO3 3, ,然后然后SOSO3 3分解進入分解進入SOSO2 2, ,故故1818O O可能存在于可能存在于SOSO2 2、O O2 2及及SOSO3 3中。中。2.2.有下列兩個可逆反應。有下列兩個可逆反應。反應反應1:1:在體積固定的密閉容器中進行可逆反應在體積固定的密閉容器中進行可逆反應:2NO:2NO2 2(g)(

7、g) 2NO(g)+O 2NO(g)+O2 2(g)(g)。其中。其中NONO2 2是紅棕色氣體。是紅棕色氣體。反應反應2:2:在體積固定的密閉容器中進行可逆反應在體積固定的密閉容器中進行可逆反應:H:H2 2(g)+(g)+I I2 2(g) 2HI(g)(g) 2HI(g)。其中。其中I I2 2(g)(g)是紫色的。是紫色的。以上兩個反應過程中以上兩個反應過程中, ,有下列情況有下列情況: : 同一物質正反應速率等于逆反應速率?；旌蠚怏w同一物質正反應速率等于逆反應速率?；旌蠚怏w的顏色不再改變?；旌蠚怏w的密度不再改變?；斓念伾辉俑淖儭；旌蠚怏w的密度不再改變?；旌蠚怏w的壓強不再改變?；旌蠚?/p>

8、體的平均相對分子合氣體的壓強不再改變?；旌蠚怏w的平均相對分子質量不再改變。對于反應質量不再改變。對于反應1,1,單位時間內生成單位時間內生成n mol n mol O O2 2的同時生成的同時生成2n mol NO2n mol NO2 2。對于反應。對于反應2,2,用用H H2 2、I I2 2和和HIHI表示的反應速率之比為表示的反應速率之比為112112。問題思考問題思考: :(1)(1)上述情況中能作為反應上述情況中能作為反應1 1達到平衡狀態(tài)標志的是哪達到平衡狀態(tài)標志的是哪幾個幾個? ?提示提示: :、。、。(1)(1)對于反應對于反應2NO2NO2 2(g) (g) 2NO(g)+O

9、2NO(g)+O2 2(g),(g),當同一物質的正、逆反應速率相等當同一物質的正、逆反應速率相等v(v(正正) )=v(=v(逆逆),),反應處于平衡狀態(tài)反應處于平衡狀態(tài), ,正確正確; ;混合氣體的顏色不混合氣體的顏色不再改變時再改變時, ,說明說明c(NOc(NO2 2) )一定一定, ,故反應處于平衡狀態(tài)故反應處于平衡狀態(tài), ,正正確確; ;氣體的密度氣體的密度= ,= ,其中氣體的質量和容器的容積其中氣體的質量和容器的容積是定值是定值, ,故氣體的密度不變不能作為達到平衡狀態(tài)的標故氣體的密度不變不能作為達到平衡狀態(tài)的標 mV志志, ,錯誤錯誤; ;由于該反應為反應前后氣體體積變化的反

10、由于該反應為反應前后氣體體積變化的反應應, ,故密閉容器中的壓強不變故密閉容器中的壓強不變, ,表明反應處于平衡狀態(tài)表明反應處于平衡狀態(tài), ,正確正確; ;混合氣體的平均相對分子質量混合氣體的平均相對分子質量 該反應該反應中氣體的質量始終保持不變中氣體的質量始終保持不變, ,而氣體的物質的量為變量而氣體的物質的量為變量, ,故平均相對分子質量故平均相對分子質量( )( )為變量為變量, ,當變量保持不變時當變量保持不變時, ,表明反應處于平衡狀態(tài)表明反應處于平衡狀態(tài), ,正確正確; ;單位時間內生成單位時間內生成O O2 2和和mMn，M生成生成NONO2 2的反應方向相反的反應方向相反, ,

11、且二者的物質的量之比為且二者的物質的量之比為12,12,故反應處于平衡狀態(tài)故反應處于平衡狀態(tài), ,正確。正確。(2)(2)上述情況中能作為反應上述情況中能作為反應2 2達到平衡狀態(tài)標志的是哪達到平衡狀態(tài)標志的是哪幾個幾個? ?提示提示: :、。對于反應、。對于反應:H:H2 2(g)+I(g)+I2 2(g) 2HI(g),(g) 2HI(g),當當同一物質的正、逆反應速率相等時同一物質的正、逆反應速率相等時, ,反應處于平衡狀態(tài)反應處于平衡狀態(tài), ,正確正確; ;混合氣體的顏色混合氣體的顏色(I(I2 2蒸氣蒸氣) )不再改變時不再改變時, ,說明說明c(Ic(I2 2) )一定一定, ,反

12、應處于平衡狀態(tài)反應處于平衡狀態(tài), ,正確正確; ;由于氣體的質由于氣體的質量和氣體的容積是定值量和氣體的容積是定值, ,故氣體的密度不變不能作為平故氣體的密度不變不能作為平衡狀態(tài)的標志衡狀態(tài)的標志, ,錯誤錯誤; ;由于該反應為反應前后氣體體由于該反應為反應前后氣體體 積不變的反應積不變的反應, ,容器中氣體的物質的量保持不變容器中氣體的物質的量保持不變, ,則容則容器中的壓強不變器中的壓強不變, ,反應不一定處于平衡狀態(tài)反應不一定處于平衡狀態(tài), ,錯誤錯誤; ;由由于該反應氣體的質量、氣體的物質的量是定值于該反應氣體的質量、氣體的物質的量是定值, ,故氣體故氣體的平均相對分子質量不變時的平均

13、相對分子質量不變時, ,不能判斷反應是否處于平不能判斷反應是否處于平衡狀態(tài)衡狀態(tài), ,錯誤錯誤; ;反應的任何時刻反應的任何時刻, ,用用H H2 2、I I2 2和和HIHI表示的表示的反應速率之比均為反應速率之比均為112,112,錯誤。錯誤。(3)(3)若在標準狀況下發(fā)生反應若在標準狀況下發(fā)生反應2(2(此時碘單質為固體此時碘單質為固體),),情情況能否作為反應況能否作為反應2 2達到平衡狀態(tài)的標志達到平衡狀態(tài)的標志? ?提示提示: :能。反應能。反應2 2中中, ,若若I I2 2為固體時為固體時, ,混合氣體的平均相混合氣體的平均相對分子質量為變量對分子質量為變量, ,當變量保持不變

14、時當變量保持不變時, ,表明反應處于表明反應處于平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)。3.3.從從H H2 2和和I I2 2化學鍵的斷裂和形成的角度怎樣判斷可逆化學鍵的斷裂和形成的角度怎樣判斷可逆反應反應H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g) 2HI(g)(g) 2HI(g)已達到平衡狀態(tài)已達到平衡狀態(tài)? ?提示提示: :1 mol HH1 mol HH鍵斷裂的同時有鍵斷裂的同時有1 mol II1 mol II鍵形成或鍵形成或1 mol HH1 mol HH鍵形成的同時有鍵形成的同時有1 mol II1 mol II鍵斷裂。鍵斷裂。 【探究總結探究總結】判斷可逆反應達到平衡狀態(tài)的方法判斷可逆反應達到平

15、衡狀態(tài)的方法1.1.從化學反應速率的角度判斷從化學反應速率的角度判斷( (即即v v正正=v=v逆逆0)0)有兩層含義有兩層含義: :對于同一物質對于同一物質, ,該物質的生成速率等于其該物質的生成速率等于其消耗速率消耗速率; ;對于不同的物質對于不同的物質, ,速率之比等于化學方程式速率之比等于化學方程式中物質的化學計量數(shù)之比中物質的化學計量數(shù)之比, ,但必須是不同方向的速率。但必須是不同方向的速率。2.2.利用利用“變量變量”與與“不變量不變量”判斷判斷(1)(1)確定反應中的確定反應中的“變量變量”, ,即隨反應的進行而變化的即隨反應的進行而變化的量量, ,當變量不再變化時當變量不再變化

16、時, ,表明反應已達到平衡狀態(tài)。而表明反應已達到平衡狀態(tài)。而當當“不變量不變量”不變時不變時, ,不能判斷反應是否處于平衡狀態(tài)。不能判斷反應是否處于平衡狀態(tài)。(2)(2)常見的變量有常見的變量有: :氣體的顏色氣體的顏色; ;對于氣體體積有變化的對于氣體體積有變化的反應來說反應來說, ,恒壓反應時的體積、恒容反應時的壓強恒壓反應時的體積、恒容反應時的壓強; ;對對于反應體系中全部為氣體于反應體系中全部為氣體, ,且氣體物質的量有變化的反且氣體物質的量有變化的反應來說應來說, ,混合氣體的平均相對分子質量混合氣體的平均相對分子質量; ;對于反應體系對于反應體系中不全部為氣體的反應來說中不全部為氣

17、體的反應來說, ,恒容時混合氣體的密度恒容時混合氣體的密度等。應當注意等。應當注意, ,在利用在利用 、n(n(總總) )、p(p(總總) )判斷時判斷時要注意反應特點和容器的體積變化問題。要注意反應特點和容器的體積變化問題。M【探究訓練探究訓練】1.(20191.(2019哈爾濱高二檢測哈爾濱高二檢測) )在平衡體系在平衡體系2NO(g)+O2NO(g)+O2 2(g)(g) 2NO 2NO2 2(g)(g)中通入中通入1818O O組成的氧氣組成的氧氣, ,重新達到平衡后重新達到平衡后, ,則則1818O O ( () )A.A.只存在于只存在于O O2 2中中B.B.只存在于只存在于NO

18、NO2 2中中 C.C.只存在于只存在于O O2 2和和NONO2 2中中D.D.存在于存在于NONO、O O2 2、NONO2 2中中【解析解析】選選D D。反應。反應2NO(g)+O2NO(g)+O2 2(g) 2NO(g) 2NO2 2(g)(g)是可逆是可逆反應反應, ,在在1818O O2 2投入后投入后, ,在正、逆反應進行的過程中在正、逆反應進行的過程中, ,1818O O存存在于在于NONO、O O2 2、NONO2 2中。中。 2.2.在一恒溫、恒容的密閉容器中發(fā)生反應在一恒溫、恒容的密閉容器中發(fā)生反應A(s)+2B(g)A(s)+2B(g) C(g)+D(g), C(g)+

19、D(g),當下列物理量不再變化時當下列物理量不再變化時, ,能夠表明能夠表明該反應已達平衡狀態(tài)的是該反應已達平衡狀態(tài)的是( () )A.A.混合氣體的壓強混合氣體的壓強B.B.混合氣體的平均相對分子質量混合氣體的平均相對分子質量C.AC.A的物質的量濃度的物質的量濃度D.D.氣體的總物質的量氣體的總物質的量 【解題指南解題指南】解答本題注意以下兩點解答本題注意以下兩點: :(1)(1)恒溫恒容下的體積不變的反應恒溫恒容下的體積不變的反應, ,體系的壓強不隨時體系的壓強不隨時間變化而變化間變化而變化, ,屬于屬于“定量定量”; ;(2)(2)恒溫恒容下的體積不變的反應恒溫恒容下的體積不變的反應,

20、 ,體系的氣體總物質體系的氣體總物質的量不隨時間變化而變化的量不隨時間變化而變化, ,屬于屬于“定量定量”。 【解析解析】選選B B。因反應前后氣體分子數(shù)不變。因反應前后氣體分子數(shù)不變, ,故無論反故無論反應是否平衡應是否平衡, ,混合氣體的壓強和氣體的總物質的量都不混合氣體的壓強和氣體的總物質的量都不改變改變;A;A為固態(tài)為固態(tài), ,其物質的量濃度為常數(shù)其物質的量濃度為常數(shù); ;若反應正向移若反應正向移動動, ,混合氣體的質量增大混合氣體的質量增大, ,則混合氣體的平均相對分子則混合氣體的平均相對分子質量增大質量增大, ,反之減小反之減小, ,故混合氣體的平均相對分子質量故混合氣體的平均相對

21、分子質量不變時說明反應達到平衡狀態(tài)。不變時說明反應達到平衡狀態(tài)?！狙由焯骄垦由焯骄俊?1)(1)如將物質如將物質A A改為氣態(tài)改為氣態(tài), ,氣體的總物質的量不變能否作氣體的總物質的量不變能否作為達到平衡的標志為達到平衡的標志? ?提示提示: :能。能。A A改為氣態(tài)改為氣態(tài), ,反應變?yōu)楹銣睾闳菹碌捏w積變化反應變?yōu)楹銣睾闳菹碌捏w積變化的反應的反應, ,體系的總物質的量隨時間而變化體系的總物質的量隨時間而變化, ,氣體的總物氣體的總物質的量不變能作為達到平衡的標志。質的量不變能作為達到平衡的標志。(2)(2)如將物質如將物質A A改為氣態(tài)改為氣態(tài), ,氣體的密度不變能否作為達到氣體的密度不變能否

22、作為達到平衡的標志平衡的標志? ?提示提示: :不能。全是氣體參加的反應不能。全是氣體參加的反應, ,恒容條件下體系的恒容條件下體系的密度保持不變密度保持不變, ,不能作為達到平衡的標志。不能作為達到平衡的標志。(3)(2019(3)(2019盤錦高二檢測盤錦高二檢測) )如圖是可逆反應如圖是可逆反應X X2 2+3Y+3Y2 2 2Z2Z在反應過程中的反應速率在反應過程中的反應速率(v)(v)與時間與時間(t)(t)的關系曲線的關系曲線, ,下列敘述正確的是下列敘述正確的是( () ) A.tA.t1 1時時, ,只有正方向反應只有正方向反應B.0B.0t t1 1,c(Z),c(Z)在減小

23、在減小C.tC.t2 2t t3 3, ,反應不再進行反應不再進行D.tD.t2 2t t3 3, ,各物質的濃度不再發(fā)生變化各物質的濃度不再發(fā)生變化【解析解析】選選D D。根據(jù)。根據(jù)v-tv-t圖像圖像, ,對于該可逆反應對于該可逆反應,t,t1 1時刻時刻正、逆反應都在進行正、逆反應都在進行,0,0t t1 1時段時段v v正正vv逆逆,c(Z),c(Z)在增大在增大;t;t2 2時刻時刻v v正正=v=v逆逆, ,說明反應達到化學平衡狀態(tài)說明反應達到化學平衡狀態(tài),t,t2 2t t3 3時段時段, ,反應仍在進行反應仍在進行, ,但由于但由于v v正正=v=v逆逆, ,所以各物質的濃度不

24、再所以各物質的濃度不再發(fā)生變化。發(fā)生變化?！狙a償訓練補償訓練】1.1.可逆反應可逆反應N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3的正、逆反應速率可用各的正、逆反應速率可用各反應物和生成物濃度的變化來表示。下列各關系中能反應物和生成物濃度的變化來表示。下列各關系中能說明反應已達到平衡狀態(tài)的是說明反應已達到平衡狀態(tài)的是( () )A.3vA.3v正正(N(N2 2)=v)=v正正(H(H2 2) )B.vB.v正正(N(N2 2)=v)=v逆逆(NH(NH3 3) )C.2vC.2v正正(H(H2 2)=3v)=3v逆逆(NH(NH3 3) )D.vD.v正正(N(N2 2)=3v)=3

25、v逆逆(H(H2 2) ) 【解析解析】選選C C。如用。如用N N2 2、H H2 2、NHNH3 3分別表示同一正反應速分別表示同一正反應速率時率時, ,應有如下關系應有如下關系,v,v正正(N(N2 2)v)v正正(H(H2 2)v)v正正(NH(NH3 3)=13)=1322。達到平衡時。達到平衡時:v:v正正(H(H2 2)v)v逆逆(NH(NH3 3)=32,v)=32,v正正(N(N2 2)v v逆逆(NH(NH3 3)=12,v)=12,v正正(N(N2 2)v)v逆逆(H(H2 2)=13,)=13,選項選項A A表示同一表示同一方向方向, ,選項選項B B、D D不符合計量數(shù)關系不符合計量數(shù)關系, ,選項選項C C符合要求。符合要求。2.2.絕熱環(huán)境下的可逆反應絕熱環(huán)境下的可逆反應H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g) 2HI(g)(g) 2HI(g)HH0,0,達到平衡后達到平衡后, ,改變