第三節化學平衡第1課時化學平衡狀態[目標要求]1.知道什么是可逆反應。2.知道化學平衡狀態的概念和特征。3.會判斷一個可逆反應是否處于化學平衡狀態。一、可逆反應1．概念在一定條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應。如：N2＋3H2高溫、高壓催化劑2NH3高溫、高壓催化劑2．特點(1)同一條件下，正反應和逆反應同時發生、同時存在。(2)反應不能進行到底，反應物不能實現完全轉化。(3)反應體系中，與化學反應有關的各種物質同存于同一反應體系。(4)反應達到限度時，反應仍在進行，沒有停止。二、化學平衡狀態1．含義在一定條件下，當正、逆兩個方向的反應速率相等時，反應體系中所有參加反應的物質的質量或濃度可以保持恒定。2．特征①逆：可逆反應②等：v正＝v逆③定：物質恒定④動：動態平衡，反應沒停止⑤變：條件變，平衡移動三、化學平衡狀態的判斷1．看v(正)與v(逆)是否相等。2．看體系中的各物質是否保持恒定。知識點一可逆反應1．在密閉容器中進行如下反應：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定條件下，當反應達到平衡時，各物質的濃度有可能是()A．Z為0.3mol·L－1B．X2為0.2mol·L－1C．Y2為0.4mol·L－1D．c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.55mol·L－1答案A解析可逆反應中，反應體系中各物質一定共存，如果B、C選項中的數據存在，則Z的濃度為0，這是不可能的，A選項符合題意；又因為該反應是總體積不變的反應，達到平衡時，不論X2、Y2、Z怎么變化，總物質的量不會改變，總濃度也不會改變，即：c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.6mol·L－1。知識點二根據v正＝v逆判斷平衡狀態2．在一定溫度下，反應A2(g)＋B2(g)2AB(g)達到平衡的標志是()A．單位時間內生成nmol的A2，同時生成nmol的ABB．容器內的總壓強不隨時間的變化而變化C．單位時間內生成2nmol的AB，同時生成nmol的B2D．單位時間內生成nmol的A2，同時生成nmol的B2答案C3．能夠說明一個可逆反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)已達到平衡狀態的是()A．1molH—H鍵斷裂的同時有1molH—I鍵形成B．1molH—H鍵斷裂的同時有2molH—I鍵形成C．1molI—I鍵斷裂的同時有2molHI鍵形成D．1molH—H鍵斷裂的同時有1molI—I鍵形成答案D解析斷裂反應物的化學鍵和形成生成物的化學鍵都表示正反應，斷裂生成物的化學鍵和形成反應物的化學鍵都表示逆反應，只要抓住反應方向相反和物質的生成和消耗量符合反應方程式，問題便可解決。知識點三根據物質不再增減判斷化學平衡狀態4．可逆反應2HI(g)H2(g)＋I2(g)在密閉容器中進行，下列能說明該反應已達到平衡狀態的是()A．容器內壓強不隨時間變化而變化B．混合氣體總分子數不隨時間變化而變化C．混合氣體的顏色不再改變D．c(H2)與c(I2)保持相等答案C解析該反應為體積不變的反應，總分子數不變、壓強不變不證明平衡已建立，H2、I2都是生成物且計量數相等，二者濃度相等也不能證明平衡已建立。5．在一定條件下，反應：2NO＋O2NO2在定容容器中發生，對該反應達到平衡的標志的描述中，錯誤的是()A．混合氣體的總分子數不再變化B．混合氣體的顏色不再變化C．容器的總壓強不再變化D．混合氣體的總質量不再變化答案D解析該反應為物質的量改變的反應，在定容容器中，建立平衡的過程會有壓強的改變、總分子數的改變、顏色的改變，一旦這些可變量不變了，則證明平衡建立了，而總質量在任何情況下都不發生變化。練基礎落實1．在一定條件下，使NO和O2在一密閉容器中進行反應，下列說法中不正確的是()A．反應開始時，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，最后為零C．隨著反應的進行，逆反應速率逐漸增大，最后不變D．隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，最后不變答案B解析平衡建立時，反應速率不為0。2．在密閉容器中，充入SO2和18O原子組成的氧氣，在一定條件下開始反應，在達到平衡后，18O存在于()A．只存在于氧氣中B．只存在于SO3中C．只存在于SO2和SO3中D．SO2、SO3、O2中都存在答案D解析該反應是可逆反應，正反應、逆反應同時存在；化學平衡是動態平衡，正反應發生時，18O存在于SO3中，逆反應發生時，SO3中的18O又可以轉化到SO2中。3．3molH2和1molN2放入密閉容器中，使用催化劑發生反應：N2＋3H22NH3，從反應開始到平衡過程中，不可能出現的是()A．2molNH3B．0.5molNH3C．0.9molN2D．H2和NH3物質的量相等答案A解析可逆反應不可能進行到底。當生成2molNH3時，N2和H2的物質的量均為0，這種情況不可能出現。4．可逆反應aA(g)＋bB(g)cC(g)的正、逆反應速率可用各反應物或生成物濃度的變化來表示。下列各關系式中能說明反應已達到平衡狀態的是()A．av正(A)＝bv正(B)B．bv正(A)＝av逆(B)C．av正(C)＝cv正(A)D．av正(A)＝bv逆(B)答案B解析化學平衡建立時，v正＝v逆，對于不同物質而言，要符合物質的反應速率之比等于化學計量數之比的要求。同時必須要使反應方向不同，A、C選項方向都是正反應；B選項方向相反且符合v正(A)∶v逆(B)＝a∶b，符合題意，D選項錯誤。5．在一定溫度下的定容密閉容器中，當物質的下列物理量不再發生變化時，表明反應A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已達到平衡狀態的是()A．混合氣體的密度B．混合氣體的總物質的量C．混合氣體的壓強D．混合氣體的總體積答案A解析反應體系中A是固體，隨反應的進行，氣體的總質量增加，因為ρ＝eq\f(m,V)，當體積不變時，密度逐漸變大，但達到平衡后，m不再變化，ρ也就不再變化，A選項符合題意。其它選項均不符合。如將A的狀態改為氣態，則選項變為B、C。練方法技巧認識平衡等效性的基本分析方法6．在一個體積恒定的密閉容器中，加入2molA和1molB發生反應：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，一定條件下達到平衡時，C的濃度為Wmol·L－1，若容器體積和溫度保持不變，按下列四種配比作為起始物質，達到平衡后，C的濃度仍為Wmol·L－1的是()A．4molA＋2molBB．3molC＋1molDC．2molA＋1molB＋3molC＋1molDD．1molA＋0.5molB＋3molC＋1molD答案B解析2molA和1molB如果完全反應，則一定能轉化成3molC和1molD，或者說3molC和1molD與2molA和1molB對于建立該平衡來說是等同的，量多、量少均不符合此條件。7．689K時，在1L密閉容器中進行的反應：H2(g)＋I2(g)2HI(g)達到平衡，圖甲表示當起始物為1mol·L－1H2和1mol·L－1I2時，容器內各物質的濃度c的變化與時間t的關系示意圖。(1)請在圖乙中畫出當起始物為2mol·L－1HI時，容器中各物質的濃度變化與時間的關系示意圖。(2)由圖中的事實說明化學平衡具有的特征是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)如下圖所示。(2)①動態平衡；②v(正)＝v(逆)≠0；③平衡時各組分濃度保持不變；④一定條件下平衡的建立與途徑無關練綜合拓展8．在200℃時，將amolH2(g)和bmolI2(g)充入到體積為VL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______大，而________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體系的總壓強(或各組分的分壓)都將________。答案(1)eq\f(a,V)mol·L－1eq\f(b,V)mol·L－10v正v逆(2)減小減小增大減小增大(3)相等保持不變9．有A、B、C三種氣體，若起始時取1molA與2molB發生反應