化学平衡的定义及特征教案(共38页)

1、个性化教案化学平衡的定义及特征适用学科高中化学适用年级高中二年级适用区域天津课时时长（分钟）60知识点1、可逆反应的概念及特征 2、化学平衡状态的建立3、化学平衡状态的特征 教学目标（一）知识与技能1、通过对溶解平衡的理解和迁移，使学生建立起化学平衡的概念，并理解可逆反应。2、通过对化学平衡概念的理解，归纳出一个可逆反应达到平衡状态时的特征。3、能用平衡状态的特征来判断可逆反应是否达到平衡。（二）过程与方法1、从学生已有关于溶解的知识溶解平衡，导入化学平衡，通过对溶解平衡的理解和迁移，使学生建立起化学平衡是个动态平衡的概念。2、引导学生理解化学平衡的概念，讨论并归纳出反应达到平衡时所具有的特征

2、。3、通过适当的练习让学生用已归纳的平衡特征来判断在一定条件下，一个可逆反应进行到某种程度时是否达到平衡。（三）情感、态度与价值观化学平衡是宇宙中各科平衡中的一个小小的分支，化学平衡的核心内容动态平衡，日常生活中的溶解平衡、环保等平衡问题与化学理论密切联系在一起，化学与生活息息相关。教学重点化学平衡状态的概念和特征教学难点化学平衡状态的特征教学(jio xu)过程一、复习(fx)预习前面我们学过化学反应速率，知道化学反应有快有慢，但是化学反应还要考虑能否(nn fu)进行到底，也就是化学反应的限度问题，也即是我们本节课要研究的化学平衡问题。二、知识(zh shi)讲解考点(ko din)1 可

3、逆反应(kn-fnyng)和不可逆反应饱和溶液的可逆过程以蔗糖溶解于水为例，当温度一定时，溶液达到饱和之后，溶液中蔗糖分子离开蔗糖表面扩散到水中的速率与溶解在水中的蔗糖分子在蔗糖表面聚集成为晶体的速率相等。即：溶解速率 = 结晶速率，于是饱和溶液的浓度和固体溶质的质量都保持不变。达到了溶解的平衡状态，一种动态平衡。溶解、结晶过程可以表示如下：溶解固体溶质溶液中的溶质结晶2. 可逆反应和不可逆反应(1)可逆反应的定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应，叫做可逆反应。表示可逆反应的化学方程式用“；”代替“=”。(2)可逆反应的定义解读：1、可逆反应的定义强调“两同”

4、，即“同一条件”和“同时”，如反应：2H2Oeq o(=,sup7(电解)2H2O2和2H2O2eq o(=,sup7(点燃)2H2O反应条件不相同，故不是可逆反应。2、特点：可逆反应无论向哪个方向进行，也无论进行多长时间，都不能反应完全，得到的总是反应物与生成物的混合物；可逆反应存在化学平衡状态。3、常见的可逆反应 N23H2 2NH32SO2O2 2SO32NO2 N2O4I2H2 2HICl2H2O HClHClO此外，还有弱电解质的电离平衡、强酸弱碱盐和强碱弱酸盐的水解平衡等，大多数有机反应(fnyng)也是可逆反应。 (3)不可逆反应(kn-fnyng)的定义(dngy)：有些反应的

5、逆反应进行程度太小因而可忽略，把几乎完全进行的反应叫不可逆反应，用“=”号表示。例如：Ba2SOeq oal(2,4)=BaSO4。考点2 化学平衡状态的建立1.溶解平衡的建立 蔗糖溶于水 开始时: V溶解 V结晶 平衡时： V溶解 = V结晶 达到溶解平衡, 是一种动态平衡。那么，可逆反应的情况又怎样呢？2. 化学平衡的建立例： CO + H 2O（g） CO 2 + H2 起始：0. 1 0. 1 0 0变化：0.05 0.05 0.05 0.05平衡：0.05 0.05 0.05 0.05开始时: V正 V逆 反应过程中: V正 V逆 平衡时: V正 = V逆 结论：化学平衡一种动态平衡

6、。考点(ko din)3 化学平衡状态(zhungti)的定义化学平衡状态(zhungti)的定义：一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量(溶液中表现为浓度)保持恒定，混合物(包括反应物和生成物)中各组分的质量分数(或体积分数)保持不变的状态。化学平衡状态定义解读：前提（适用范围）：可逆反应内在本质：v(正)= v(逆) 0 外在标志：反应(fnyng)混合物中各组分的浓度(nngd)保持不变考点(ko din)4 化学平衡状态的特征可以归纳为六个字：逆、等、动、定、变、同。(1) “逆”是指化学平衡的研究对象是可逆反应；(2) “等”是指

7、v(正)= v(逆) 0 ；(3) “动”是指化学平衡为动态平衡；(4) “定”是反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的含量保持一定。(5) “变”是指当外界条件改变，平衡会发生移动；(6) “同”是指化学平衡的建立(jinl)与途径无关，只要(zhyo)外界条件相同(xin tn)，都可以建立相同的平衡状态。三、例题精析【例题1】在一密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 molL1、0.1 molL1、0.2 molL1，当反应达平衡时，可能存在的数据是()ASO2为0.4 molL1、O2为0.2

8、 molL1BSO2为0.25 molL1CSO2、SO3均为0.15 molL1DSO3为0.4 molL1【答案(d n)】B【解析(ji x)】A项数据(shj)表明，题中0.2 molL1的SO3完全转化成了SO2和O2，即平衡时，c(SO3)0，这是不可能的；B项可能；C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了0.05 molL1，这也是不可能的；D项数据表明SO2完全转化成了SO3，即平衡时，c(SO2)0，c(O2)0，这也是不可能的。无论从正反应方向，还是(hi shi)从逆反应方向建立平衡，可逆反应都不能进行到底，任何物质的浓度都不可能为0，平衡时为各反应物与生成

9、物共存的状态，此题是对可逆反应定义(dngy)的考查。【例题(lt)2】关于化学平衡状态的说法错误的是()A. 正逆反应速率相等B. 各物质的浓度一定相等C. 动态平衡D. 平衡混合物中各物质百分含量一定【答案(d n)】B【解析(ji x)】A正反应和逆反应速率相等，达到了平衡状态，故A正确；B正逆反应速率相等，各组分(zfn)浓度不变时，达到了平衡状态。但各物质浓度不一定相同，这和转化率和起始量有关，故B错误；C可逆反应达到了平衡状态，正逆反应速率相等，不是停止反应，是动态平衡，故C正确；D正逆反应速率相等，各组分浓度不变，平衡混合物中各物质百分含量一定，故D正确。【例题3】可逆反应N2(

10、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()A3v正(N2) v正(H2) Bv正(N2) v逆(NH3)C2v正(H2) 3v逆(NH3) Dv正(N2) 3v逆(H2)【答案(d n)】C【解析(ji x)】可逆反应(kn-fnyng)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)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。四、课堂运

11、用【基础】1、反应2SO2O2 2SO3达到平衡后，再向反应器中充入由18O组成的氧气，经过一段时间后，18O可能存在于()A生成的SO3中BO2和SO2中C剩余的SO2中 DO2、SO2和SO3中2、下列(xili)关于化学平衡状态的说法中正确的是()A改变外界条件(tiojin)不能改变化学平衡状态B当某反应(fnyng)在一定条件下反应物转化率保持不变时即达到了化学平衡状态C当某反应体系中气体的压强不再改变时，该反应一定达到平衡状态D当某反应达到平衡状态时，反应物和生成物的浓度一定相等答案(d n)及解析：1、D 解析(ji x)：SO2与氧气的反应属于可逆反应，可逆反应是指在相同条件下

12、，既能向正反应方向进行同时(tngsh)又能向逆反应方向进行的反应，所以最后18O可能存在于O2、SO2和SO3中。2、B 解析：A气相可逆反应中气体反应前后化学计量数相等，压强改变不改变平衡状态，但温度改变平衡状态发生改变，所以说改变外界条件不一定改变化学平衡状态，故A不选；B当某反应在一定条件下反应物转化率保持不变，即某物质的变化量不再改变时，即达到了化学平衡状态，故选B；C若是两边气体(qt)计量数相等的可逆反应，气体(qt)的压强不再改变时，该反应不一定达到平衡状态，故C不选；D当某反应达到平衡状态时，反应物和生成物的浓度(nngd)不变，而不是相等，故D不选；【巩固】1、密闭容器中进

13、行如下反应：X2(g)3Y2(g) 2Z(g)，X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2 mol/L、0.6 mol/L，0.4 molL1，当达到平衡时，下列数据肯定不正确的是()AX2为0.4 molL1，Y2为1.2 molL1BY2为1.0 molL1CX2为0.3 molL1，Z为0.2 molL1DZ为1.0 molL12、 以下(yxi)是反应：2SO2O22SO3在不同条件下达到(d do)平衡状态时SO2的转化率。转 压强化率温度0.1 MPa0.5 MPa1 MPa10 MPa400 99.2%99.6%99.7%99.9%500 93.5%96.9%97.8%99.3%600

14、 73.7%85.8%89.5%96.4%试回答下列(xili)问题。(1)关于可逆反应的限度，你能得出什么启示？_。(2)提高该化学反应限度的途径有： _。(3)要实现SO2的转化率为93.5%，需控制的反应条件_。答案(d n)及解析(ji x)：1、AD 解析(ji x)：化学平衡研究的是可逆反应，解这类题时要善于利用极值法。X2(g) 3Y2(g) 2Z(g)起始浓度： 0.2 mol/L 0.6 mol/L 0.4 mol/L平衡浓度1： 0 0 0.8 mol/L平衡浓度2： 0.4 mol/L 1.2 mol/L 0设反应正向进行彻底，则为平衡浓度1；设反应逆向进行彻底，则为平衡

15、浓度2。根据可逆反应的含义知：0c(X2)0.4 mol/L ；0c(Y2)1.2 mol/L；0c(Z)0.8 mol/L。故A、D两项中所列的数据肯定不正确。2、(1)可逆反应中的反应物不能全部转化为生成物；可逆反应中某物质的逆反应速率与其正反应速率相等时，生成物和反应物的浓度不再变化，该反应就达到了限度，即达到了化学平衡状态；改变反应条件可以改变化学反应的限度等(2)由图表可知(k zh)，要提高反应限度，可以采取增大压强或在一定范围内降低温度的方法等(3)要实现(shxin)SO2的转化率为93.5%，需控制的反应条件(tiojin)应该是500、0.1MPa 。解析： 在化工生产中，

16、往往需要考虑反应的快慢和反应后所得产物的产率。前者研究的是化学反应速率，后者研究的是化学平衡即化学反应的限度，对于一个特定的化学反应来说，外部条件对化学反应速率和化学反应限度都存在一定的影响。因此，选择适宜的反应条件，既可以增大反应速率，缩短生产周期，又可以达到较大的反应限度，从而获得较大的产率。【拔高(b o)】在一定(ydng)条件下，可逆反应A2(g)B2(g) 2C(g)达到平衡(pnghng)时，各物质的平衡浓度为：c(A2)0.5 molL1、c(B2)0.1 molL1、c(C)1.6 molL1，若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度(molL1)，则：(1)a、b应满

17、足的关系是_；(2)a的取值范围是_。2、某研究性小组决定用实验探究(tnji)的方法证明化学反应具有一定的限度，在一定条件下会达到“平衡(pnghng)状态”。取5 mL 0.1 molL1 KI溶液(rngy)于试管中，滴加0.1 molL1 FeCl3溶液2 mL，发生如下反应：2Fe32I 2Fe2I2。为证明该反应具有可逆性且具有限度，他们设计了如下实验：取少量反应液，滴加AgNO3溶液，发现有少量黄色沉淀(AgI)，证明反应物没有反应完全；再取少量反应液，加入少量CCl4振荡，发现CCl4层显浅紫色，证明萃取到了I2，即有I2生成。综合的结论，他们得出该反应具有一定的可逆性，在一定

18、条件下会达到反应限度。(1)老师指出他们上述实验中不合理，你认为他的理由是_；改进的方法是_。(2)有人认为(rnwi)步骤适合检验(jinyn)生成I2较多的情况，还有一种简便方法可以灵敏(ln mn)地检验是否生成了I2，这种方法是_。答案(d n)及解析：1、(1) ab0.4 ； (2) 0.4 a 1.3解析(ji x)：起始(q sh)加入A2、B2的量最小时为a = 0.4 molL1 ；b = 0 ；起始加入A2、B2的量最大时为a =（0.5 + 0.8）molL1 = 1.3 molL1 ；b =（0.1 + 0.8）molL1 = 0.9 molL1；即：0.4 a 1.

19、3 ；因为平衡时a-b = 0.4 ；而A2、B2、C反应的物质的量浓度与化学计量数对应成比例，所以A2、B2反应的物质的量浓度比是1:1，则起始时A2、B2反应的物质的量浓度也满足a-b = 0.4。2、(1)该反应中KI过量，故不能直接检验是否存在来证明反应具有一定的可逆性；取少量溶液滴加KSCN溶液，若出现红色，则证明Fe3未完全反应。(2)取少量反应液，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝，则说明生成了I2。解析：(1)反应具有可逆性且达到一定限度即反应不能进行到底，从而建立化学平衡。通过化学方法应证明反应物和生成物共存，但要注意反应物之间量的关系。对于反应2Fe32I 2Fe2I2 ，n(Fe3

20、) ：n(I) = 1：1 ，而题目中给n(Fe3) ：n(I) = 2：5，I过量，若所给反应不具有可逆性，反应后I也有剩余，故实验不合理。改进的方法是检验Fe3的存在，可选用KSCN溶液做试剂。(2) 验证I2的灵敏方法是选用淀粉溶液做检验试剂。课程(kchng)小结1、可逆反应(kn-fnyng)的特点： 相同(xin tn)条件下，正、逆反应同时进行； 反应不能进行到底，反应物与生成物同时存在； 任一组分的转化率均小于100%； 2、化学平衡状态的特征：逆、等、动、定、变、同。课后作业(zuy)【基础(jch)】1、下列(xili)反应属于可逆反应的是()N23H2 2NH3 ， 2N

21、H33H2N22NaHCO3eq o(=,sup7()Na2CO3H2OCO2 ， Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3CH3CH2OH CH2=CH2H2O ，CH2=CH2HOH CH3CH2OH2NaCl2eq o(=,sup7(点燃)2NaCl ，2NaCleq o(=,sup7(电解)2NaCl2A只有 BC D2、 在一定(ydng)条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行反应(fnyng)，下列说法中不正确的是 ()A反应开始(kish)时，正反应速率最大，逆反应速率为零B随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零C随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变D随着反应(fn

22、yng)的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变3、一定(ydng)条件下反应2AB(g)A2(g)B2(g)达到(d do)平衡状态的标志是()A容器内压强不随时间(shjin)变化B容器内，3种气体AB、A2、B2共存C容器中各组分的体积分数不随时间变化DAB的消耗速率等于A2的消耗速率答案(d n)及解析：1、A 解析(ji x)：可逆反应是指在同一条件下既向正反应方向(fngxing)进行，又向逆反应方向进行的反应，符合此条件的只有。2、B 解析：化学平衡建立过程中，反应物浓度逐渐减小，故正反应速率逐渐减小，生成物浓度逐渐增大，故逆反应速率逐渐增大，当二者相等时达平衡状态，但都不为零。3、

23、C 解析(ji x)：A项，该反应(fnyng)为等体积反应，压强不变不能作为判断(pndun)平衡的标志；B项，未到达平衡状态，三种物质也能共存。D项，当AB的消耗速率应等于A2消耗速率的2倍时，该反应才达到平衡状态。【巩固(gngg)】1、可逆反应(kn-fnyng)a A(g)b B(g)c C(g)的正、逆反应速率(sl)可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系式中能说明反应已达到平衡状态的是()Aa v正(A)b v正(B)Bb v正(A)a v逆(B)Ca v正(C)c v正(A)Da v正(A)b v逆(B)2、判断下列说法(shuf)的正误(正确的打“”，错误的打“”)

24、。(1)可逆反应(fnyng)是既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应 ()(2)NH3HCl=NH4Cl与NH4Cleq o(=,sup12()NH3HCl 互为可逆反应 () (3)改变(gibin)反应条件，能使1 mol N2与3 mol H2化合生成2 mol NH3 () 3、下列关于化学反应限度的说法(shuf)中正确的是() A一个可逆反应(kn-fnyng)达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度 。B当一个可逆反应(fnyng)达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等都等于0 。C平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变。 D

25、化学反应的限度不可以通过改变条件而改变 。答案(d n)及解析：1、B 解析(ji x)：当正反应速率等于(dngy)逆反应速率时，可逆反应达到平衡状态。正、逆反应速率相等有以下几种表现形式：若用同一物质表示：v正v逆；若用不同物质表示v逆v正化学方程式中的化学计量数之比。根据化学方程式中A、B、C间的计量关系，可知上述四个选项中，只有 b v正(A)a v逆(B)表示正、逆反应速率相等。2、(1)(2)(3)解析(ji x)： (1)可逆反应是在相同(xin tn)条件下，同时向正、逆反应方向进行的化学反应。 (2)这两个化学反应的反应条件不同，不是(b shi)可逆反应。 (3)可逆反应中

26、反应物和生成物同时共存，反应物的转化率小于100%，不可能生成2 mol NH3。 3、A 解析：可逆反应达到平衡状态后，虽v(正)v(逆)，但均不为0，是动态平衡，故B、C错；通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度，D错。 【拔高】1、 一定条件下，对于可逆反应X(g)3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，则下列判断正确的是()Ac1c231B平衡(pnghng)时，Y和Z的生成(shn chn)速率之比为23CX、Y的转化率不相等(xingdng)Dc1的取值范围为0 molL1c10.14 molL12、一定(ydng)条件下，在密闭