高中化学 人教版选修4 第二章第三节第1课时 可逆反应与化学平衡状态 教学设计、教案、学案
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教案课题:第三节化学平衡(一) 授课班级课时 1教学目的知识与技能1、理解化学平衡状态等基本概念。
2、理解化学平衡状态形成的条件、适用范围、特征。
过程与方法1、用化学平衡状态的特征判断可逆反应是否达到化学平衡状态,从而提高判断平衡状态、非平衡状态的能力。
2、利用化学平衡的动态特征,渗透对立统一的辩证唯物主义思想教育。
3、加强新知识的运用,找到新旧知识的连接处是掌握新知识的关键,培养学生严谨的学习态度和思维习惯。
情感态度价值观通过从日常生活、基本化学反应事实中归纳化学状态等,提高学生的归纳和总结能力;通过溶解平衡、化学平衡、可逆反应之间的联系,提高知识的总结归纳能力。
重点化学平衡的概念及特征难点化学平衡状态的判断知识结构与板书设计第三节化学平衡一、可逆反应与不可逆反应溶解平衡的建立开始时v(溶解)>v(结晶)平衡时v(溶解)=v(结晶)结论:溶解平衡是一种动态平衡二、化学平衡状态1、定义:指在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
教学过程教学步骤、内容教学方法【引入]】我们已经学过许多化学反应,有的能进行到底,有的不能进行到底。
请同学们思考并举例说明。
【讲解】化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题,但是在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应进行的快慢是不够的,因为我们既希望反应物尽可能快地转化为生成物,同时又希望反应物尽可能多地转化为生成物。
例如在合成氨工业中,除了需要考虑如何使N2和H2尽快地转变成NH3外,还需要考虑怎样才能使更多的N2和H2转变为NH3,后者所说的就是化学反应进行的程度问题——化学平衡。
【板书】第三节化学平衡【讲解】如果对于一个能顺利进行的、彻底的化学反应来说,由于反应物已全部转化为生成物,如酸与碱的中和反应就不存在什么反应限度的问题了,所以,化学平衡主要研究的是可逆反应的规律。
【板书】一、可逆反应与不可逆反应【思考】大家来考虑这样一个问题,我现在在一个盛水的水杯中加蔗糖,当加入一定量之后,凭大家的经验,你们觉得会怎么样呢?【回答】开始加进去的很快就溶解了,加到一定量之后就不溶了。
平衡(第一课时)一、预习目标:1可逆反应与不可逆反应2平衡的概念二、预习内容一可逆反应与不可逆反应1正反应:____________,逆反应:_____________2可逆反应:_________下,既能向______________又能向________方向进行。
3可逆反应的特征:“两同”是指①_________②__________二平衡平衡:在一定条件下的_____反应里,_______和_______相等,反应混合物中各组分的浓度________的状态,称为平衡状态,简称平衡。
它的建立与反应途径_______,从正反应或逆反应开始都可以建立平衡状态。
平衡的前提:______________________实质:_______________________标志:______________________________三、提出疑惑同们,通过你的自主习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中课内探究案一、习目标1解平衡状态等基本概念。
2了解平衡标志。
3了解平衡的影响因素。
二、重点和难点1重点:平衡状态的特征;2难点:是平衡状态判断和平衡的影响因素。
三、习过程(一)可逆反应与不可逆反应1正反应:,逆反应:2可逆反应:下,既能向又能向方向进行。
3可逆反应的特征:“两同”是指①②。
注意:可逆反应的重要特征是转率永远不可能达到100%,也就是反应一旦开始,那么,就不可能只存在反应物,或只存在生成物。
(二)平衡平衡:在一定条件下的反应里,和相等,反应混合物中各组分的浓度的状态,称为平衡状态,简称平衡。
它的建立与反应途径,从正反应或逆反应开始都可以建立平衡状态。
平衡的前提:实质:标志:。
练习:在密闭容器中充入SO2和由18O原子组成的氧气,在一定条件下开始反应,在达到平衡前,18O存在于()A、只存在于氧气中B、只存在于和SO3中、只存在于SO2和SO3中D、SO2、SO3、O2中都有可能存在。
练习:在一定条件下,某容器内充入N2和H2合成氨,以下叙述中错误的是( ) A、开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零。
化学平衡【第四课时】等效平衡一、等效平衡原理在一定条件(定温、定压或定温、定容)下,对于同一可逆应,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同,这样的平衡称为等效平衡。
即对于一个确定的可逆反应,化学平衡状态只与条件(T、c、p)有关,而与建立平衡的途径无关。
如,常温常压下,可逆反应:2SO2 + O2 2SO3① 2mol 1mol 0mol② 0mol 0mol 2mol③ 0.5mol 0.25mol 1.5mol①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正逆反应同时开始,由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①),因此三者为等效平衡二、等效平衡规律根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等),可将等效平衡问题分成三类:1 .在定温(T)定容(V)条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
即:定容,量相同。
(此种情况下又称等同平衡,即两平衡完全相同,此法又称极限法)。
例1.在一固定体积的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),达到平衡,c的浓度为w molL。
若维持容器体积和温度不变,下列四种配比作为起始物质,达平衡后,c的浓度仍为w molL的是A. 4 mol A +2 mol BB. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 molC+0.5 mol D∴n(H2)起始=(m+0.5x) mol n(I2)起始=(g+0.5x) mol又∵n(H2)起始:n(I2)起始=(m+0.5x): (g+0.5x)=1:2∴x=2(g-2m)设n(HI)平衡为ymol,则n(I2)起始: n(HI)平衡=2:a= (g+0.5x):y ∴y=(g-m)a解题规律:此条件下,只要换算到同一半边时,反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相等,则两平衡等效。
化学平衡(第一、二课时)一、教材分析本节课选自人教版选修四第二章第三节《化学平衡》,化学平衡是中学化学的重要理论之一,是中学化学中所涉及的溶解平衡、电离平衡、水解平衡等知识的核心,对很多知识的学习起着指导作用。
通过本节课的教学,不仅仅要帮助学生理解有关知识,更重要的是要帮助学生建立化学平衡的观点,以及化学平衡是相对的、当外界条件改变时平衡会发生移动等观点。
教材从溶解平衡的角度入手,帮助学生建立化学平衡的思想,又通过实验探究的方式,学习浓度、温度等条件对化学平衡的影响。
二、学情分析本节课的教学对象是高二的学生,学生在必修二中已经初步学习了化学反应限度的相关知识,并在本章的前两节学习了化学反应速率和影响化学反应速率的因素,这些知识都为本节课学习化学平衡奠定了基础。
化学平衡是化学反应原理的知识,理解起来比较抽象,高二的学生对化学原理的学习方法和理解程度还不够,因此在讲授过程中应训练学生思维的科学方法,并着力培养学生分析问题和解决问题的能力,使学生在应用化学理论解决一些简单的化工生产实际问题的同时,体会化学理论学习的重要性。
三、教学目标1.知识与技能(1)理解化学平衡状态建立的过程,认识化学平衡状态的特征,并能初步判断化学反应是否处于平衡状态。
(2)了解温度、浓度和压强对化学平衡的影响并能用勒夏特列原理解释。
2.过程与方法(1)经历可逆反应概念以及化学平衡概念的形成过程,体会科学的思维方法。
(2)通过实验探究温度、浓度对化学平衡的影响,体会利用实验探究、分析、解决问题的科学方法。
3.情感态度与价值观(1)尝试从过程的可逆性和化学平衡的角度观察和分析事物,树立辩证唯物主义的世界观。
四、教学重难点教学重点:化学平衡状态建立的过程。
勒夏特列原理的理解。
教学难点:化学平衡状态建立的过程。
勒夏特列原理的理解。
五、教法与学法教法:讲授法、实验探究法学法:比较法六、教学过程溶质的溶解速我们把这种状态叫我们学过的典型可逆反应有哪我们在一个密闭容器中放入氧在一定条件下让二者反反应经历了怎样的过程?最终会达【回答】开始时SO2和氧气的浓度最大,正反应的速率最大,SO3的浓度等于零,逆反应没有发生,反应逐渐进通过二氧化硫和氧气的反应,建立起可逆反应的平衡状态的概念。
第三节化学平衡
一、教材分析
化学平衡属于化学热力学范畴。
随着化学知识的不断积累和对实验现象的深入观察,自然会产生是不是所有的化学反应都能进行的完全(达到反应限度)这样的疑问。
本节课在学完了反应速率的影响因素的基础上,针对可逆反应分析化学反应限度,当化学反应的正反应速率和逆反应速率相等时,反应就达到该条件下的最大限度,即达到了化学平衡状态。
可逆反应是绝对的,化学平衡观点的建立可以更好的理解化学反应特点,所以化学平衡的概念是本节的重点,同时平衡状态的特征对影响平衡的因素的学习起到了非常重要的储备作用。
化学平衡状态的特征及判断是本节的重点也是难点。
二、教学设计思路
教学中本着温故知新的原则,从蔗糖溶解为例指出溶解的速率与结晶的速率相等时,处于溶解平衡状态,再以可逆反应为例说明正反应速率和逆反应速率相等时,就处于化学平衡状态。
通过对溶解平衡的理解和迁移帮助学生理解化学平衡状态的特征及判断依据。
这样采用探究式教学层层引导并通过图画等多媒体手段帮助学生联想和理解从而突破本节的难点,并为下节的影响平衡的因素做好铺垫。
浓度都对化学平衡有影响,
讨论、分析:前面学习过催化剂对正反应速率和逆反应速
率却是同样倍数的提高和降低。
结论:使用催化剂不影响化学平衡的移动。
反应类型条件改
变
改变条
瞬间
v正v
对任意加入催增大增大
板书设计
第二章化学反应速率和化学平衡。
化学平衡(一)巩固训练1、在一定温度下,可逆反应: A(气)+3B(气) 2C(气) 达到平衡的标志是()A.C的生成速率与C分解的速率相等B.单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的分子数比为1:3:22、在一定条件下,某容器中充入N2和H2合成NH3,以下说法中错误的是:A、开始时,正反应速率最大,逆反应速率为0。
B、随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后减小为0。
C、随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后保持恒定。
D、随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后与逆反应速率相等且都保持恒定3、在容器中充入SO2和只由18O原子组成的氧气(18O2),在一定条件下达到平衡时,18O存在于A、只存在于O2中。
B、只存在于O2和SO3中。
C、只存在于SO2和SO3中。
D、三种物质中都有。
4、在一定条件下,向2L密闭容器中充入3mol X(气)和1mol Y(气)发生如下反应:2X(g)+Y(g) 3Z(g)+2W(g),某一时刻达到平衡时,测出的下列各生成物浓度的数据中肯定错误的是:A、c(Z)=0.75mol/LB、c(Z)=1.20mol/LC、c(w)=0.80mol/LD、c(W)=1.00mol/L5、一定条件下,可逆反应A2(g)+B2(g) 2C(g),达到化学平衡状态,经测得平衡时,c(A2) =0.5mol/L,c(B2) = 0.1mol/L,c(C) = 1.6mol/L,若A2、B2、C的起始浓度分别用amol/L,bmol/L,cmol/L表示,请回答:⑴a、b应满足的关系是。
⑵a、b的取值范围是。
思维发散下列“平衡”与化学平衡有何异同?①数学中水池问题-进水出水平衡②物理中力的平衡③化学中饱和溶液溶解结晶平衡④生物中生态平衡板书计划化学平衡(一)一、可逆反应与不可逆反应1、可逆反应的定义2、可逆反应的特点3、溶解平衡由正反应开始:VV正V逆0 t1t2t3t二、化学平衡状态1、定义2、特征概括:定、等、动、变3、研究平衡的重要工具-- V-t图象4、研究平衡的意义: 研究和控制反应进行的程度原料(反应物)转化率产品(生成物)百分含量。
选修四第二章第三节平衡(1)一、教材分析平衡是人教版选修四的内容,这部分知识是本册其他章节的基础,是解释一些平衡现象的基础。
二、教目标1知识与技能①解平衡移动的涵义②解温度浓度、压强对平衡的影响;③掌握用图像表示平衡移动的方法,并会判断平衡移动的方向;2情感态度与价值观①通过本节“问题讨论”、“交流思考”、“实验探究”等栏目设计,激发生习兴趣,体验探究的艰辛和喜悦,使习变为知识的获取,文的欣赏。
②培养生尊重、严谨求、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的认识观点;三、教重点、难点1重点:温度、浓度、压强对平衡的影响。
2难点:平衡移动的原分析及应用四、情分析:鉴于生的基础较差,本部分知识较难解,所以在习时将速度放慢一些。
五、教方法1.实验法2.案导3.新授课教基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导案、布置预习六、课前准备1.生的习准备:2.教师的教准备:多媒体课件制作,,课内探究案,课后延伸拓展案。
七、课时安排:2课时八、教过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了生的预习情况并了解了生的疑惑,使教具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
教师首先提问:试判断以下在蔗糖溶解及达到溶解平衡的过程的说法正确的是:①蔗糖在开始溶解时,只有溶解没有结晶;②蔗糖在开始溶解时,既有溶解又有结晶,只是溶解的速率大于结晶的速率而已;③蔗糖在溶解过程中,溶解的速率大于结晶的速率,当达到饱和时,溶解与结晶就同时停止,就达到了溶解平衡;④蔗糖在溶解过程中,溶解的速率大于结晶的速率,当达到饱和时,溶解与结晶并没有停止,只是这时溶解的速率与结晶的速率相等而已,溶解平衡是一种动态平衡;⑤蔗糖达到溶解平衡时,如再在其中加入一块方形蔗糖,过一段时间,发现蔗糖的外形没有变;⑥蔗糖达到溶解平衡时,溶液中的蔗糖的浓度不再发生变;小结:溶解平衡的建立过程开始时: v(溶解)>v(结晶)平衡时:①v(溶解)=v(结晶)≠0②达到平衡时溶解与结晶未停止;③溶解平衡是一种动态平衡;④达到平衡时溶质的浓度保持不变;(三)合作探究、精讲点拨:一、平衡研究的对象1、平稀衡研究的对象是:可逆反应。
第三节化学平衡从容说课随着化学知识的不断积累和对实验现象的深入观察,学生可能会产生是不是所有的化学反应都能进行完全(达到反应的限度)这样的疑问。
教学中可本着温故知新的原则,从学生已有关于溶解的知识,从溶解平衡导入化学平衡。
从一个熟悉的内容出发引领学生进行思考,充分利用学生的“最近发展区”(“最近发展区”理论强调人的思维是有弹性、有潜力的,在不同的社会环境中具有伸缩性。
这样,对同一内容的学习,在不同时间多次进行,而且每次都是经过改组的,目的不同的,分别着眼于问题的不同侧面,就会使学生的认识逐步深入)。
通过对溶解平衡的理解和迁移,让学生建立起化学平衡是个动态平衡的概念。
再用颇具启发性的化学实验引导学生得出使化学平衡移动的条件,达到既激发学习兴趣又启发思维的目的。
为了加深学生对化学平衡的认识,教科书列举了H2(g)+I2(g)2HI反应中的相关数据,从定量角度给以深化,希望学生能够从变化的数据中找出规律,即化学平衡常数,并学会描述化学平衡的建立过程,知道化学平衡常数的涵义,能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。
对化学平衡的教学应重视实验,教师应精心准备实验,最好以边讲边实验的形式进行。
引导学生认真观察实验现象,启发学生充分讨论,一方面要提供建构理解所需的基础,同时又要留给学生广阔的建构空间,让他们针对具体情境采用适当的策略,师生共同归纳出平衡移动原理。
对于影响化学平衡的条件应重点讲解浓度对化学平衡的影响,启发学生运用浓度变化对化学反应速率的影响来解释浓度变化对化学平衡的影响,进而推及压强变化对化学平衡的影响;要通过实验引导学生得出总是吸热方向的反应速率对温度的变化最敏感,变化幅度最大,从而得出温度变化导致平衡移动的方向;要引导学生从化学平衡状态的定义(各组分的百分含量保持不变)来理解化学平衡常数,学会利用数据,从中分析总结规律。
对K而言,它只受温度影响,不受浓度影响,不必进一步推导说明。
建议采用如下模式进行教学:还可以设计提出下述思考题:1.反应物浓度的变化如何影响化学平衡?加以理论解释。
选修4第二章第三节化学平衡(第一课时)教学设计教学内容分析化学平衡属于化学反应原理的知识,是在学习了化学反应与能量、物质结构、元素周期律等知识的基础上学习的中学化学重要理论之一,有助于加深理解以前所学的元素化合物知识及化学反应,后续学习的电离平衡、水解平衡等,实际上是高一所学化学平衡的延续,还是后一章学习的基础,因此起到承上启下的作用。
本节课是化学平衡的第一课时,学生易出现的问题是化学平衡状态的判断。
这部分内容理论性、知识逻辑性强,题型广,学生很容易被表面现象蒙蔽,学生要学会透过现象看本质的方法,提高自身的科学素养。
教学目标知识与技能了解可逆反应与不可逆反应的概念;理解化学平衡状态的基本概念、会判断化学平衡状态;了解化学平衡常数过程与方法用化学平衡状态的特征判断可逆反应是否达到化学平衡状态,从而提高判断平衡状态的能力情感态度价值观培养学生透过现象看本质的科学态度与科学素养教学重点、难点化学平衡是化学基本理论的重要组成部分,而且是以后学习电离平衡,盐类水解平衡的基础。
因此,使学生建立化学平衡的观点剖析和化学平衡状态的判断、化学平衡常数是本节课的重点。
化学平衡状态的判断理论性强、内容枯燥,是本节课的难点。
教学设计时,利用不同层次的习题层层分解和讨论,在教师的帮助下增强认识结构,深化对化学平衡的理解。
学情分析必修阶段,学生对可逆反应、化学平衡已经有了初步认识,选修阶段充分利用学生的“最近发展区”,从学生已有的溶解结晶平衡入手,导入化学平衡的建立,深化判断可逆反应达平衡的判断方法,这样逐步深入的认识知识,容易启发学生的思维。
教学方式通过日常生活事例激发学生的兴趣,建立模型,引导启发学生分析、认识问题的本质并迁移知识,解决类似问题。
学生在《必修二》已经学习化学平衡状态的建立等相关问题,对《选修四》的化学平衡部分内容已经有了初步的认识。
本节课在复习旧知的基础上,讲了化学平衡常数的有关知识。
学生在复习化学平衡问题的时候还是有些陌生感。
第三节化学平衡第1课时化学平衡状态●课标要求描述化学平衡建立的过程。
●课标解读1.了解化学平衡过程的建立。
2.掌握可逆反应达化学平衡的标志。
●教学地位化学平衡状态的建立与判断,这部分知识是其他课时的基础,是解释一些平衡现象的基础。
鉴于学生的基础较差,本部分知识较难理解,所以在学习时将速度放慢一些。
●新课导入建议炼铁高炉尾气之谜高炉炼铁的主要反应是:2C(焦炭)+O2(空气)===2CO(放出热量),Fe2O3+3CO△,2Fe+3CO2。
炼制1吨生铁所需焦炭的实际用量远高于按照化学方程式计算所需的量,且从高炉中出来的气体中含有没有利用的CO气体,开始,炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故,于是设法增加高炉的高度,然而高炉增高后,高炉尾气中的CO比例竟没有改变,这是什么原因呢?【提示】Fe2O3+3CO△,2Fe+3CO2是一个可逆反应,在此条件下已达到该反应的最大限度,即达到化学平衡状态了。
●教学流程设计课前预习安排:(1)看教材P25页,完成【课前自主导学】中“知识1,可逆反应与不可逆反应”,并完成【思考交流1】;(2)看教材P26页,完成【课前自主导学】中“知识2,化学平衡状态”,并完成【思考交流2】。
⇒步骤1:导入新课、并分析本课时的教材地位。
⇒步骤2:建议对【思考交流】多提问学生,使80%以上的学生能掌握该内容,以利于下一步对该重点知识的探究。
步骤5:在老师的指导下,学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的2、3两题,验证学生对探究1掌握的情况。
⇐步骤4:教师通过【例1】和教材P25页的讲解,对“探究1”进行总结。
⇐步骤3:师生互动完成“探究1,可逆反应”可利用【问题导思】所设置的问题,由浅入深地进行师生互动。
步骤6:师生互动完成“探究2,化学平衡状态的标志”,可利用【问题导思】所设置的问题由浅入深的进行师生互动。
可利用【教师备课资源】为您提供的例题拓展学生思路。
⇒步骤7:教师通过【例2】和教材P26页的讲解,对探究2进行总结。
第三节化学平衡第1课时可逆反应与化学平衡状态1.了解化学反应的可逆性,了解可逆反应的概念、特点。
2.通过化学平衡状态的建立过程,知道化学平衡是一种动态平衡。
3.能根据化学平衡状态的特征,判断反应是否达到化学平衡状态。
可逆反应与不可逆反应1.可逆反应(1)概念:在相同条件下,既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
(2)表示方法:采用“”连接,把从左向右进行的反应称作正反应,把从右向左进行的反应称作逆反应。
(3)特点①双向性:可逆反应具有方向相反的两个反应,即正反应和逆反应;②双同性:正反应和逆反应在相同条件下同时进行;③共存性:反应物的转化率小于100%,反应物与生成物共存。
2.不可逆反应:有些反应的逆反应进行程度太小因而忽略,把这类反应叫不可逆反应,用“===”连接。
1.正误判断:正确的打“√”,错误的打“×”,并阐释错因或列举反例。
语句描述正误阐释错因或列举反例(1)Cl2与水的反应属于可逆反应(2)NH3和HCl生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和HCl互为可逆反应(3)可逆反应中反应物的转化率不能达到100%(2)×两反应发生的条件不相同(3)√2.为什么工业合成氨反应中,N2、H2和NH3同时存在?答案:因为在N2与H2化合生成NH3的同时,NH3也在发生分解反应,生成N2和H2,即该反应为可逆反应,故反应物和生成物同时存在。
1.下列反应不属于可逆反应的是()A.SO2溶于水生成H2SO3;H2SO3分解B.H2与I2化合成HI;HI分解C.SO2与O2化合成SO3;SO3分解D.电解水生成H2与O2;H2与O2点燃生成水解析:选D。
A项,SO2+H2O H2SO3;B项,H2+I22HI;C项,2SO2+O2催化剂△2SO3,上述三个反应,正、逆反应的反应条件相同,故都属于可逆反应。
D项,电解水生成H2与O2和H2与O2生成水的反应条件不同,故不属于可逆反应。
2.(2019·长沙高二质检)可逆反应N2+3H22NH3,在容积为10 L的密闭容器中进行,开始时加入2 mol N2和3 mol H2,达平衡时,NH3的浓度不可能达到() A.0.1 mol/L B.0.2 mol/LC.0.05 mol/L D.0.15 mol/L解析:选B。
2 mol N2和3 mol H2反应,假设反应能够进行到底,则2 mol N2与3 mol H2反应最多生成2 mol NH3,此时NH3浓度为0.2 mol/L,但由于该反应是可逆反应,不能进行到底,所以NH3的浓度达不到0.2 mol/L。
化学平衡状态1.化学平衡的建立在一定条件下,把1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中,在一定条件下发生反应N2+3H22NH3。
根据要求填表:反应物浓度v(正) 生成物浓度v(逆)开始时c(N2)最大c(H2)最大最大0 0进行中c(N2)减小c(H2)减小减小增大增大平衡时c(N2)不变c(H2)不变不变不变不变2.化学平衡状态在一定条件下的可逆反应中,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或浓度保持恒定的状态。
3.化学平衡的特征正误判断:正确的打“√”,错误的打“×”,并阐释错因或列举反例。
语句描述正误阐释错因或列举反例(1)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度地结果(2)反应达到化学平衡状态时,正、逆反应速率都为0(3)反应达到化学平衡状态时,反应混合物中各组分的浓度保持相等(4)气体的压强不变时,反应一定处于平衡状态(5)反应体系中气体的密度不变时,反应可能达到平衡状态答案:(1)√(2)×化学平衡是动态平衡,平衡状态时,正、逆反应速率相等但不为0(3)×各组分的浓度保持不变,但不一定相等(4)×不一定,如恒容密闭容器中发生H2(g)+I2(g)2HI(g)的反应,反应过程中气体压强始终不变(5)√训练一化学平衡状态的建立及特征1.对于可逆反应M+N Q达到平衡时,下列说法正确的是()A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.反应混合物各成分的百分比不再变化D.反应已经停止解析:选C。
可逆反应达到平衡时,平衡体系中各组成成分的百分比保持不变。
2SO3(g)中,充入由18O组成的氧2.在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)+O2(g)催化剂△气一段时间后,18O存在于()A.氧气中B.氧气和三氧化硫中C.氧气和二氧化硫中D.二氧化硫、氧气和三氧化硫中解析:选D。
化学平衡是动态平衡,加入的18O2会与SO2结合生成含18O的SO3,同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2,使得SO2和O2中也含有18O,因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。
训练二根据正、逆反应速率的关系判断化学平衡状态3.下列各关系中能说明反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是()A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)解析:选C。
如果v正与v逆之比等于化学计量数之比,则该反应达到平衡状态;而v正∶v′正或v逆∶v′逆等于化学计量数之比,则不能判断该反应是否达到平衡状态。
4.(2019·厦门高二月考)一定条件下,可逆反应2A(g)B(g)+3C(g),在下列四种状态中处于平衡状态的是()选项正反应速率逆反应速率A v(A)=2 mol/(L·min) v(B)=2 mol/(L·min)B v(A)=2 mol/(L·min) v(C)=2 mol/(L·min)C v(A)=1 mol/(L·min) v(B)=2 mol/(L·min)D v(A)=1 mol/(L·min) v(C)=1.5 mol/(L·min)解析:选D。
v(A)∶v(B)∶v(C)=2∶1∶3,根据平衡状态的判断依据v(正)=v(逆)知,D项中的反应达到平衡状态。
利用反应速率关系判断化学平衡状态的“两角度”(1)对于同一物质而言,该物质的生成速率等于它的消耗速率。
(2)对于不同物质而言,反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比,但必须是不同方向的反应速率。
训练三根据相关“量”判断化学平衡状态5.恒温恒压下,对于反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)达到平衡状态的标志是()A.v正(X2)=2v逆(XY)B.单位时间内生成2n mol XY的同时,生成n mol Y2C.容器内气体密度不随时间变化而变化D.X2、Y2、XY的浓度之比为2∶2∶1解析:选B。
A.达到平衡状态时,不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比,故应为2v正(X2)=v逆(XY),A错误;B.生成2n mol XY,表示正反应速率,生成n mol Y2,表示逆反应速率,且满足反应速率之比等于化学计量数之比,B正确;C.恒温恒压下,容器内气体密度始终保持不变,C错误;D.X2、Y2、XY的浓度之比为2∶2∶1,不能说明浓度不再随时间变化而变化,D错误。
6.在一定条件下,反应2NO+O22NO2在恒容容器中发生,对该反应达到平衡的标志的描述中,错误的是()A.混合气体的总分子数不再变化B.混合气体的颜色不再变化C.容器的总压强不再变化D.混合气体的总质量不再变化解析:选D。
该反应为反应前后气体物质的量改变的反应,在恒容容器中,建立平衡的过程会有压强、总分子数和颜色的改变,一旦这些可变量不变了,则证明反应达到平衡状态,而总质量在任何情况下都不发生变化。
判断反应是否达到化学平衡状态的“两标志”(1)间接标志:指所表述内容间接反映“等”和“定”的意义。
①反应物的转化率保持不变。
②平衡体系的颜色保持不变。
③绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。
(2)“特殊”标志:表述内容并不适用于所有反应,只适用于某些反应。
①体系中气体物质的总质量保持不变。
②体系中气体物质的总物质的量(或体积或分子个数)保持不变。
③体系中气体物质的平均相对分子质量保持不变。
④气体的总压强不再发生改变。
⑤体系中气体的密度不再发生改变。
以上五项中,对于Δn ≠0的可逆反应,除①外均能作为判断平衡的标志;但对于Δn =0的可逆反应,此五项均不能作为判断平衡的标志。
课后达标检测一、选择题1.在一定条件下,使SO 2和O 2在一密闭容器中进行反应,下列说法中不正确的是( ) A .随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后为零 B .随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变 C .随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变 D .反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零解析:选A 。
根据化学平衡的建立过程可知,反应从正反应方向开始,v 正最大,v 逆=0,最后达到平衡时,v 正=v 逆≠0。
2.下列关于化学平衡状态的理解正确的是( ) A .所有反应都存在平衡状态 B .反应物与生成物的浓度相等 C .正反应与逆反应停止进行 D .正反应和逆反应的速率相等 答案:D3.下列选项中的各组反应,互为可逆反应的是( ) A .2KHCO 3=====△K 2CO 3+H 2O +CO 2↑ K 2CO 3+H 2O +CO 2===2KHCO 3B .CO 2+H 2O===H 2CO 3 H 2CO 3===CO 2+H 2OC .NH 3+HCl===NH 4Cl NH 4Cl=====△NH 3+HCl D .2NaCl=====电解2Na +Cl 2↑ 2Na +Cl 2=====点燃2NaCl解析:选B 。
可逆反应是指同一条件下进行的反应,而选项A 、C 、D 中的两反应的反应条件不同,均不属于可逆反应。
4.下列说法中可以证明反应N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)已达到平衡状态的是( )A .1个N ≡N 键断裂的同时,有3个H —H 键形成B .1个N ≡N 键断裂的同时,有3个H —H 键断裂C .1个N ≡N 键断裂的同时,有3个N —H 键断裂D .1个N ≡N 键断裂的同时,有6个N —H 键形成解析:选A 。
N ≡N 键断裂、H —H 键断裂、N —H 键形成都代表正反应,B 、D 项不能判断反应是否达到平衡;N ≡N 键断裂代表正反应,N —H 键断裂、H —H 键形成都代表逆反应,而且正、逆反应速率之比等于化学计量数之比,A 项能证明该反应已达到平衡状态。
5.(2019·厦门高二月考)一定条件下,将NO 2与SO 2以体积比为1∶2置于密闭容器中,发生反应NO 2(g)+SO 2(g)SO 3(g)+NO(g) ΔH =-41.8 kJ/mol 。