第2課時化學平衡狀態目標與素養：1.了解化學反應的可逆性。(變化觀念與平衡思想)2.通過化學平衡狀態的建立過程，知道化學平衡是一種動態平衡，理解并會判斷化學平衡狀態的標志。(變化觀念與平衡思想)一、可逆反應1定義：在同一條件下既能發生反應物轉變為生成物的正向反應，又能發生生成物轉變為反應物的逆向反應。2可逆反應的特征|鉛蓄電池的原理反應為PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，該反應是不是可逆反應？為什么？提示：不是。充、放電過程條件不同，也不是同時發生。二、化學平衡的建立1化學平衡的建立過程2化學平衡建立的濃度時間圖象和速率時間圖象微點撥：對于一個確定的可逆反應，如果其他條件一定，反應無論從反應物開始或從生成物開始，最后都能建立化學平衡狀態。三、化學平衡狀態1化學平衡狀態的概念化學平衡狀態是指在一定條件下的可逆反應中，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物中各成分的濃度保持不變的狀態。2化學平衡的特征1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)可逆反應不能進行到底，反應物的轉化率不能達到100%。()(2)化學平衡狀態是一定條件下可逆反應進行到最大限度的結果。()(3)平衡狀態是指反應已完成，不再發生反應。()(4)當反應物、生成物濃度均不發生變化時，可逆反應達到化學平衡狀態。()答案：(1)(2)(3)(4)2一定溫度下的恒容容器中，能標志某可逆反應A(g)2B(g) C(s)3D(g)已達平衡狀態的是()A混合氣體的壓強不隨時間變化而變化B氣體總物質的量不隨時間變化而變化C2v正(B)v逆(D)D混合氣體的密度保持不變D因為反應前后氣體的體積不變，所以氣體總物質的量、壓強始終不隨時間變化而變化，不能作為依據，A、B錯誤；當反應達到平衡時，v正(B)v逆(D)，C錯誤；因為容器的體積恒定，但是氣體的質量不守恒，所以只要反應未達到平衡，密度就變化，反應達到平衡時，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，發生反應：I2(g)H2(g)2HI(g)。(1)反應剛開始時，由于c(H2)_，c(I2)_，而c(HI)_，所以化學反應速率_最大，而_最小(為零)；(2)隨著反應的進行，反應混合物中各組分濃度的變化趨勢為c(H2)_，c(I2)_，而c(HI)_，從而化學反應速率v正_，而v逆_；(3)當反應進行到v正與v逆_時，此可逆反應就達到了平衡，若保持外界條件不變時，反應混合物中各組分的物質的量、物質的量濃度、質量分數、體積分數、反應物的轉化率和生成物的產率及各組分的分壓都將_。解析：由題意可知，反應剛開始時，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；隨著反應的進行，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v正v逆時即達平衡狀態，外界條件不變，則平衡不移動，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中各物質的濃度范圍的確定1可逆反應中各成分物質的濃度(物質的量)范圍分別假設反應物、生成物中某(投料)相對較少物質完全反應，濃度為0，其他物質剩余濃度為最小極限，另一方各成分濃度則為最大極限，每一種物質的濃度范圍在最大(小)極限之間。2可逆反應平衡狀態(1)化學平衡狀態是一定條件下可逆反應進行到最大限度的結果。(2)對于一個給定的可逆反應，如果其他條件一定，不論采取何種途徑(反應是從反應物開始或從生成物開始)，最后都能建立化學平衡狀態。(3)化學反應到達平衡狀態時，各組分的物質的量、濃度等均不變。【例1】在密閉容器中進行反應：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，當反應達到平衡時，各物質的濃度有可能是()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法判斷，假設反應正向或逆向進行到底，求出各物質濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。假設反應正向進行到底：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終態濃度(molL1) 0 0.2 0.4假設反應逆向進行到底：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終態濃度(molL1) 0.2 0.4 0平衡體系中各物質的濃度范圍為0c(X2)0.2 molL1,0.2 molL1c(Y2)0.4 molL1,0c(Z)0.4 molL1。 “一邊倒”法判斷可逆反應中物質的濃度取值(1)完全轉化到“”的右側，求出生成物的最大值，反應物的最小值，此時反應物可能為0，也可能不為0(如本題中Y2)。(2)完全轉化到“”的左側，求出反應物的最大值，生成物的最小值。(3)據(1)、(2)得出各物質的濃度的取值范圍進行討論。1在一定體積的密閉容器中進行反應：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)。已知反應過程中某一時刻N2、H2、NH3的濃度分別為0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1。當反應達到平衡時，可能存在的數據是()AN2為0.2 molL1，H2為0.6 molL1BN2為0.15 molL1CN2、H2均為0.18 molL1DNH3為0.4 molL1B反應為可逆反應，反應體系中任何一種物質的轉化率都小于100%，所以A、D錯誤；從題給量的關系知無論反應進行到什么程度，c(N2)c(H2)13，因此兩者不可能同時均為0.18 molL1。用“變化觀念與平衡思想”認識化學平衡1動態標志(正逆相等)v正v逆(1)同種物質：同一物質的生成速率等于消耗速率，如有m mol A消耗同時有m mol A生成。(2)不同物質：必須表明是“異向”的速率關系，且兩種物質的速率之比等于化學方程式中物質前的化學計量數之比。2靜態標志(變量不變)隨反應進行而改變的物理量保持不變時說明達到平衡狀態(1)各物質的質量、物質的量或濃度不變。(2)各物質的百分含量(質量分數、體積分數)不變。(3)體系的壓強(對化學方程式兩邊氣體體積不相等的反應)不變。(4)對于有有色物質參加的可逆反應，體系的顏色不變。例如：2NO2(g)2NO(g)O2(g)、2HI(g)H2(g)I2(g)等反應體系的顏色不變，則表明有色氣體NO2、I2的濃度不變，反應達到平衡。【例2】在一定溫度下，反應A2(g)B2(g)2AB(g)達到平衡狀態的標志是_。a單位時間內生成n mol A2的同時生成n mol ABb容器內的總壓強不隨時間變化c單位時間內生成2n mol AB的同時生成n mol B2d單位時間內生成n mol A2的同時生成n mol B2e容器內A2、B2、AB的物質的量之比是112時的狀態f容器中c(A2)c(B2)c(AB)時的狀態【解析】化學平衡狀態的根本標志是v正v逆，或平衡混合物中各組分的濃度或質量分數、體積分數等保持不變。只要具備上述兩點之一，便一定是平衡狀態；否則，不能確定為平衡狀態。a項，根據化學方程式中的化學計量數之比，可知生成n mol AB必消耗mol A2，即單位時間內生成mol A2的同時生成n mol AB，顯然反應未達到平衡狀態。b項，是從壓強方面來敘述的。由于此反應是反應前后氣體分子數不變的反應，達到平衡或未達到平衡時壓強都不隨時間變化，因此不能用壓強來說明反應是否達到平衡狀態。c項，由題意可知當單位時間內生成2n mol AB時，也就消耗了n mol A2和n mol B2，這樣同一時刻相同體積的容器中消耗的B2和生成的B2都是n mol，說明反應處于平衡狀態。d項，只知道單位時間生成n mol A2和n mol B2，卻不知道同時消耗多少A2和多少B2，故無法確定反應是否達到平衡。e、f兩項是以混合物成分的含量來敘述的。 由于達到化學平衡狀態時，反應混合物中各物質的濃度保持不變，并不是相等，也不是它們的物質的量之比一定等于其化學方程式中各物質的化學計量數之比，所以e、f兩項均不符合題意。【答案】c2在一定溫度下，將2 mol NO2氣體通入恒容密閉容器中，發生如下反應：2NO2(g)N2O4(g)。下列不能說明反應達到平衡的是()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，反應達到平衡狀態，A不符合題意；NO2的分解速率和N2O4的生成速率均為正反應速率，不能作為平衡標志，B符合題意；混合氣體的顏色不變，NO2的濃度不再發生變化，反應達到平衡狀態，C不符合題意；混合氣體中NO2百分含量不變，反應達到平衡狀態，D不符合題意。1下列有關可逆反應的說法不正確的是()A可逆反應分正反應和逆反應BH2I22HI與2HIH2I2是可逆反應C2H2O22H2O與2H2O2H2O2互為可逆反應D可逆反應中反應物的轉化率小于100%C可逆反應是指在同一條件下既能向正反應方向進行又能向逆反應方向進行的化學反應，反應中反應物的轉化率小于100%，A、B、D正確；C項兩個反應不是在同一條件下進行的。2在一定條件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下敘述錯誤的是()A開始反應時，正反應速率最大，逆反應速率為零B隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，最后減小為零C隨著反應的進行，逆反應速率逐漸增大，最后保持恒定D隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，最后與逆反應速率相等且都保持恒定B隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，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置于密閉容器中發生反應：NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)H41.8 kJmol1，下列能說明反應達到平衡狀態的是()A體系壓強保持不變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)的同時生成1 mol NO2(g)B由于該反應為前后氣體體積相等的反應，體系的壓強始終保持不變，故不能以壓強不變作為判斷反應是否達到平衡的條件，A錯誤；SO3與NO的體積比始終保持11，C錯誤；消耗SO3和生成NO2為同一方向的反應，D錯誤。414CO2與碳在高溫條件下發生反應：14CO2C2CO，達到平衡后，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當可逆反應達到平衡狀態時，反應并未停止，是一種動態平衡，所以14C在三種物質中都含有。5在一定條件下，可逆反應A2(g)B2(g)2C(g)達到平衡時，各物質的平衡濃度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應滿足的關系是_；(2)a的取值范圍是_。解