第三節化學平衡第1課時化學平衡狀態●課標要求描述化學平衡建立的過程。●課標解讀1.了解化學平衡過程的建立。2．把握可逆反應達化學平衡的標志。●教學地位化學平衡狀態的建立與推斷，這部分學問是其他課時的基礎，是解釋一些平衡現象的基礎。鑒于同學的基礎較差，本部分學問較難理解，所以在學習時將速度放慢一些。●新課導入建議煉鐵高爐尾氣之謎高爐煉鐵的主要反應是：2C(焦炭)＋O2(空氣)===2CO(放出熱量)，Fe2O3＋3CO△,2Fe＋3CO2。煉制1噸生鐵所需焦炭的實際用量遠高于依據化學方程式計算所需的量，且從高爐中出來的氣體中含有沒有利用的CO氣體，開頭，煉鐵工程師們認為是CO與鐵礦石接觸不充分之故，于是設法增加高爐的高度，然而高爐增高后，高爐尾氣中的CO比例竟沒有轉變，這是什么緣由呢？【提示】Fe2O3＋3CO△,2Fe＋3CO2是一個可逆反應，在此條件下已達到該反應的最大限度，即達到化學平衡狀態了。●教學流程設計課前預習支配：(1)看教材P25頁，完成【課前自主導學】中“學問1，可逆反應與不行逆反應”，并完成【思考溝通1】；(2)看教材P26頁，完成【課前自主導學】中“學問2，化學平衡狀態”，并完成【思考溝通2】。?步驟1：導入新課、并分析本課時的教材地位。?步驟2：建議對【思考溝通】多提問同學，使80%以上的同學能把握該內容，以利于下一步對該重點學問的探究。步驟5：在老師的指導下，同學自主完成【變式訓練1】和【當堂雙基達標】中的2、3兩題，驗證同學對探究1把握的狀況。?步驟4：老師通過【例1】和教材P25頁的講解，對“探究1”進行總結。?步驟3：師生互動完成“探究1，可逆反應”可利用【問題導思】所設置的問題，由淺入深地進行師生互動。步驟6：師生互動完成“探究2，化學平衡狀態的標志”，可利用【問題導思】所設置的問題由淺入深的進行師生互動。可利用【老師備課資源】為您供應的例題拓展同學思路。?步驟7：老師通過【例2】和教材P26頁的講解，對探究2進行總結。?步驟8：在老師指導下，同學自主完成【變式訓練2】和【當堂雙基達標】中的1、4兩題，驗證同學對探究2把握狀況。步驟9：先讓同學自主總結本課時學習的主要學問，然后對比【課堂小結】以明確把握已學的內容，并課下完成【課后知能檢測】。課標解讀重點難點1.了解可逆反應的概念。2.了解化學平衡的建立。3.理解化學平衡的特征。1.通過圖像分析化學平衡的建立過程。(重難點)2.把握可逆反應達化學平衡的標志。(重點)可逆反應與不行逆反應1.飽和溶液中的可逆過程在確定條件下的飽和溶液中，溶液中的固體溶質溶解和溶液中的溶質分子回到固體溶質表面的結晶過程始終進行，而且兩種過程的速率相等，于是飽和溶液中的濃度和固體溶質的質量都保持不變，由此可知，固體物質的溶解過程是可逆過程。可表示為固體溶質eq\o(,\s\up7(溶解),\s\do5(結晶))溶液中的溶質。2．可逆反應與不行逆反應(1)可逆反應在同一條件下，既能向正反應方向進行又能向逆反應方向進行的反應。(2)不行逆反應有些反應的逆反應進行程度太小因而可忽視，把幾乎完全進行的反應叫不行逆反應，用“===”號表示。例如：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)===BaSO4↓。1．以下幾個反應是否是可逆反應？為什么？(1)2H2＋O2eq\o(,\s\up7(點燃),\s\do5(通電))2H2O(2)6CO2＋6H2Oeq\o(,\s\up7(光合作用),\s\do5(氧化作用))6O2＋C6H12O6(3)H2＋I22HI【提示】(1)(2)不是可逆反應，由于條件不同。(3)是可逆反應。化學平衡狀態1.化學平衡的建立假如把某一可逆反應的反應物裝入密閉容器，其反應過程如下：過程開頭：v正最大，v逆為0進行中反應物濃度減小→v正漸漸減小生成物濃度增大→v逆漸漸增大平衡時：v正＝v逆，反應混合物中各組分的濃度不變以上過程可用下圖表示：2．概念：在確定條件下的可逆反應里，當正、逆兩個方向的反應速率相等，反應體系中全部參與反應的物質的質量或濃度保持恒定的狀態。3．特征逆——爭辯對象必需是可逆反應。動——化學平衡是動態平衡，即當反應達到平衡時，正反應和逆反應都仍在連續進行。等——正反應速率和逆反應速率相等，即同一物質的消耗速率和生成速率相等。定——在平衡體系中，各組成成分的含量保持不變。變——轉變影響平衡的條件，平衡可能會發生移動，達到新的平衡。2．(1)當一個可逆反應達到平衡時，各物質的濃度保持不變，這時反應停止了嗎？(2)達化學平衡的反應中，如何理解正逆反應速率相等？(以N2＋3H22NH3為例)【提示】(1)沒有停止，此時v正＝v逆≠0。(2)正、逆反應速率相等針對同一物質來說：如N2，正反應消耗N2的速率與逆反應生成N2的速率相等。可逆反應【問題導思】①如何推斷一個反應是否為可逆反應？【提示】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。②在一個可逆反應中，各物質轉化率有沒有可能達到100%?【提示】不能。科學爭辯表明，不少化學反應都具有可逆性，即正向反應(反應物―→生成物)和逆向反應(生成物―→反應物)都能同時進行。有些反應的可逆性很小，如Ag＋＋Cl－===AgCl↓，我們只是視作“不行逆”而已(AgCl在溶液中仍有極微量的電離：AgClAg＋＋Cl－)。1．可逆反應：在相同條件下，要用“”代替“===”作為連接反應物和生成物的符號，二氧化硫與水的反應是可逆反應，兩者反應的化學方程式應為SO2＋H2OH2SO3。2．可逆反應的特點：(1)向兩個相反的方向進行的兩個化學反應，在相同的條件下同時進行、共存。兩個化學反應構成了一個對立的統一體。(2)符號“”兩邊的物質互為反應物、生成物。(3)在反應體系中，與化學反應有關的各種物質共存，如亞硫酸溶液中有H2O、SO2和H2SO3等分子。3．常見的可逆反應：N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3,2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3，Cl2＋H2OHCl＋HClO，H2＋I2△,2HI，酯的水解等。在一密閉容器中進行反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1，當反應達到平衡時，可能存在的數據是()A．SO2為0.4mol·L－1，O2為0.2mol·L－1B．SO2為0.25mol·L－1C．SO2、SO3均為0.15mol·L－1D．SO3為0.4mol·L－1【解析】A項數據表明，題中0.2mol·L－1的SO3完全轉化成了SO2和O2，即平衡時，c(SO3)＝0，這是不行能的；B項可能；C項數據表明SO2、SO3的濃度都在原濃度基礎上削減了0.05mol·L－1，這也是不行能的；D項數據表明SO2完全轉化成了SO3，即平衡時，c(SO2)＝0，c(O2)＝0，這也是不行能的。【答案】B本題易把反應物或生成物全部轉化，忽視了可逆反應中反應物與生成物的轉化率不行能達到100%，而錯選其他答案。1．密閉容器中進行如下反應：X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)，X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.2mol/L、0.6mol/L，0.4mol·L－1，當達到平衡時，下列數據確定不正確的是()A．X2為0.4mol·L－1，Y2為1.2mol·L－1B．Y2為1.0mol·L－1C．X2為0.3mol·L－1，Z為0.2mol·L－1D．Z為1.0mol·L－1【解析】化學平衡爭辯的是可逆反應，解這類題時要擅長利用極值法：,X2(g),＋,3Y2(g),,2Z(g),起始濃度：,0.2mol/L,,0.6mol/L,,0.4mol/L,平衡濃度1：,0,,0,,0.8mol/L,平衡濃度2：,0.4mol/L,,1.2mol/L,,0)設反應正向進行徹底，則為平衡濃度1，設反應逆向進行徹底，則為平衡濃度2。依據可逆反應的含義知：0<c(X2)<0.4mol/L；0<c(Y2)<1.2mol/L；0<c(Z)<0.8mol/L。故A、D兩項中所列的數據確定不正確。【答案】AD【老師備課資源】下列反應屬于可逆反應的是()A．Cl2溶于水的反應B．NH3溶于水的反應C．可充電電池的反應，如H2O＋Zn＋Ag2Oeq\o(,\s\up7(充電),\s\do5(放電))Zn(OH)2＋2AgD．電解水生成H2和O2，點燃H2和O2的混合物生成水【解析】A項Cl2溶于水的反應是可逆反應，Cl2＋H2OHCl＋HClO，B項NH3溶于水的反應也是可逆反應，NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，C、D兩項均不是可逆反應，故選AB。【答案】AB化學平衡的標志【問題導思】①化學平衡的基本標志是什么？【提示】v正＝v逆與各組分的濃度保持不變。②若反應體系的總壓強不變，該可逆反應確定達平衡了嗎？【提示】不愿定，對前后氣體體積相等的反應，壓強不變不能作判據。③若反應體系的氣體密度不變，該可逆反應達平衡了嗎？【提示】不愿定，若可逆反應前后都是氣體，且體系容積不變不能作判據。1．直接推斷法(1)v正＝v逆>0(即同一物質的消耗速率與生成速率相等)。(2)各物質的濃度保持不變。2．間接推斷法(1)各物質的百分含量保持不變。(2)各物質的物質的量不隨時間的轉變而轉變。(3)各氣體的體積不隨時間的轉變而轉變。以反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)為例來說明：混合物體系中各成分的含量①各物質的物質的量、質量或物質的量分數、質量分數確定平衡②各氣體的體積或體積分數確定平衡③總體積、總壓強、總物質的量確定不愿定平衡正、逆反應速率的關系①在單位時間內消耗了mmolA，同時也生成了mmolA，即v正＝v逆平衡②在單位時間內消耗了nmolB的同時也消耗了pmolC，即v正＝v逆平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v正不愿定等于v逆(平衡與否該式都成立)不愿定平衡④在單位時間內生成了nmolB的同時消耗了qmolD，v正不愿定等于v逆不愿定平衡壓強①m＋n≠p＋q時，總壓強確定(其他條件確定)平衡②m＋n＝p＋q時，總壓強確定(其他條件確定)不愿定平衡混合氣體的平均相對分子質量(eq\x\to(M)r)①當m＋n≠p＋q時，eq\x\to(M)r確定平衡②當m＋n＝p＋q時，eq\x\to(M)r確定不愿定平衡溫度任何化學反應都伴隨著能量變化，當體系溫度確定時(其他條件不變)平衡氣體的密度(ρ)密度(ρ＝eq\f(m,V))確定不愿定平衡顏色反應體系內有色物質的顏色穩定不變平衡1．推斷可逆反應是否達平衡的間接判據還有很多，可把間接判據推至直接判據。2．表格中的“不愿定平衡”是指在現有條件下無法推斷反應是否達平衡。如想進一步推斷，必需供應其他附加條件。(2022·安慶高二月考)在確定條件下，反應：2NO＋O22NO2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()①混合氣體的總分子數不再變化②混合氣體的顏色不再變化③容器的總壓強不再變化④混合氣體的總質量不再變化⑤混合氣體的密度不再變化⑥單位時間內生成nmol的NO，同時消耗nmol的NO2⑦反應的溫度不再發生變化(絕熱條件)A．①②③⑦B．④⑤⑥C．①②④D．③⑦⑤⑥【解析】由于該反應前后都是氣體，故氣體的總質量不能作為達平衡的判據；混合氣體的密度始終不變，也不能做判據；不論什么時候，總是消耗nmolNO2，生成nmolNO，也不能作達平衡的判據。【答案】B快速推斷某可逆反應是否達平衡狀態的方法(1)正、逆反應速率：①若在方程式兩邊，都生成或都消耗且各自的量與化學計量數成正比。②若在方程式同側，一個生成，則另一個消耗且各自的量與化學計量數成正比。(2)①像H2(g)＋I2(g)2HI(g)，氣體化學計量數前后相等的反應，混合氣體的總物質的量，壓強、總體積密度不變不能作為達平衡的判據。②像A(s)＋2B(g)2C(g)，密度可作判據，但氣體總體積，氣體總物質的量，氣體總壓強仍不能作判據。2．確定溫度下，在固定容積的密閉容器中，可逆反應：mA(s)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，當m、n、p、q為任意正整數時，下列狀態：①體系的壓強不再發生變化，②體系的密度不再發生變化，③各組分的物質的量濃度不再轉變，④各組分的質量分數不再轉變，⑤反應速率vB∶vC∶vD＝n∶p∶q，其中，能說明反應已達到平衡的是()A．只有③④B．只有②③④C．只有①②③④D．①②③④⑤【解析】若n＝p＋q，則①不能作判據，而⑤任何時候反應速率之比都等于化學計量數之比，也不能作判據。【答案】B【老師備課資源】利用平均相對分子質量(eq\x\to(M)r)，推斷化學反應是否達到平衡狀態時，要明確eq\x\to(M)r的含義，即eq\x\to(M)r＝eq\f(m總,n總)，分析n(總)反應前后是否轉變，m(總)反應前后是否會發生變化。若反應前后始終兩者不變，則eq\x\to(M)r不變，無法推斷反應是否達到平衡，反之則能判定。在體積固定的密閉容器中，對于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0的反應，達到平衡的標志是________。A．生成NH3的速率與NH3的分解速率相等B．斷開一個NN鍵的同時有6個N—H鍵生成C．N2、H2、NH3百分含量不再變化D．總壓強不變E．N2、H2、NH3分子數之比為1∶3∶2的狀態F．N2、H2、NH3的濃度相等G．N2、H2不再起反應H．v(N2)＝eq\f(1,3)v(H2)I．混合氣體密度不變J．混合氣平均相對分子質量不變K．反應放出的熱量等于反應吸取的熱量【解析】推斷一個可逆反應是否達到平衡狀態，要從兩個方面來考慮，①v(正)＝v(逆)≠0，②混合物各成分濃度不變，只要符合其一，則達平衡狀態。B選項只知正反應速率，不知逆反應速率，無法推斷是否平衡；E、F也無法推斷是否平衡，因N2、H2、NH3分子數之比為1∶3∶2及濃度相等，不能說明各成分濃度不變；G選項違反了化學平衡的特征；H選項正反應速率、逆反應速率都滿足這種關系，不能說明v(正)＝v(逆)；氣體總質量不變，體積不變時密度始終不變，混合氣體密度不變不能說明是否達到了平衡狀態。A、K選項體現了v(正)＝v(逆)≠0，C、D、J體現了混合物中各成分濃度不變。【答案】ACDJK化學平衡←爭辯對象建立過程根本特征：v正＝v逆具體表現：各組分濃度(或質量)保持不變1．模型法是化學中把微觀問題宏觀化的最常見方法，對于2HBr(g)H2(g)＋Br2(g)反應，下列四個圖中可以表示該反應在確定條件下為可逆反應的是()【解析】可逆反應中反應物與生成物同時存在。【答案】C2．對于可逆反應2SO2＋O22SO3，在混合氣體中充入確定量的18O2，足夠長時間后，18O原子存在于()A．只