山西省2016学年高二化学新人教版选修4 第2章 第3节第1课时可逆反应与化学平衡状态 学案完美版

第三节 化学平衡

第1课时 可逆反应与化学平衡状态

1.能够判断常见反应是否是可逆反应。 2.知道可逆反应建立化学平衡的过程

及化学平衡状态的特征、判断。

知识点一 可逆反应

阅读教材P25，思考并填空。 1．可逆反应

在同一条件下，既能向正反应方向进行又能向

概念—

逆反应方向进行的化学反应

?? ?

约定采用“

”表示，把从左向右的反应称作

表示正反应，从右向左的反应称作逆反应。例如：

— 方法SO2与H2O反应可表示为SO2＋H2OH2SO3?? ?

二向—正反应方向、逆反应方向

特征—二同—相同条件，同时进行

二不—任何物质浓度不为0，转化率≠100%

2．不可逆反应

有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略，把这类反应称作不可逆反应，用“===”号表示。例如：Ba2＋SO24===BaSO4↓。

＋

－

1．判断正误

(1)CO2与水的反应是不可逆反应。( )

(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能达到100%。( ) 答案：(1)× (2)× (3)×

2．下列各组两个反应互为可逆反应的是( ) ①H2＋Cl2=====2HCl与2HCl=====H2↑＋Cl2↑

②H2SO4(浓)＋2HBr===2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 ③2NO2===N2O4与N2O4===2NO2

④2SO2＋O2=====2SO3与2SO3=====2SO2＋O2 加热加热A．①② C．③④

B．②③ D．②④

催化剂

催化剂

点燃

△

解析：选C。可逆反应必须是在相同条件下同时向正、逆两个方向都能进行的反应，③④互为可逆反应。

可逆反应的特征

(1)双向性：可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应。 (2)双同性：正、逆反应在相同条件下是同时进行的。

(3)共存性：反应物和生成物共存于同一体系中，反应物的转化率小于100%。 (4)能量转化类型相反：若正反应放热，则逆反应吸热。

在密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)

0.1 mol·L1、0.3 mol·L

－

－1

－

2Z(g)，若X、Y、Z起始浓度分别为

和0.2 mol·L1，则平衡时各物质浓度可能是( )

A．X为0.2 mol·L1

－

B．Y为0.1 mol·L1

－

C．Z为0.4 mol·L1

－

D．Z为0.1 mol·L

－1

时，Y为0.4 mol·L1

－

[解析] 化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分是不能完全转化的。所以，平衡时各物质的浓度范围为0＜c(X)＜0.2 mol·L－1，0＜c(Y)＜0.6 mol·L－1，0＜c(Z)＜0.4 mol·L－

1

。而当c(Z)＝0.1 mol·L－1时，c(Y)＝0.45 mol·L－1。

[答案] B

解答本题的思维流程如下：

可逆反应的判断

1．下列有关可逆反应的说法不正确的是( )

A．可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应 B．2HI=====H2＋I2与H2＋I2=====2HI互为可逆反应

C．CaCO3=====CaO＋CO2↑与CaO＋CO2===CaCO3互为可逆反应 D．存在平衡的不一定是化学反应

解析：选C。CaCO3的分解与CaO和CO2反应的条件不同，二者不互为可逆反应，C错误；存在平衡的不一定是化学反应，如溶解平衡，D正确。

2．一定条件下，对于密闭容器中进行的可逆反应：N2＋3H2

2NH3，已知反应达平

△△

△

衡时N2、H2、NH3的物质的量浓度分别为0.2 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，则N2的起始浓度范围可能是多少？

解析：若反应从正向开始，则N2的最大浓度为(假设反应物转化率为100%)0.2 mol/L＋11

×0.2 mol/L＝0.3 mol/L，若反应从逆向开始，则N2的最小浓度为0.2 mol/L－×0.3 mol/L23＝0.1 mol/L，因可逆反应反应物的转化率小于100%，故N2起始浓度的范围为0.1 mol/L

答案：0.1 mol/L

知识点二 化学平衡状态

阅读教材P26，思考并填空。 1．化学平衡的建立

在一定条件下某固定容积的密闭容器中投入一可逆反应的反应物： 反应开始时—c(反应物)、v(正)最大，c(生成物)、v(逆)均为0

反应进行中—c(反应物)、v(正)均逐渐减小，c(生成物)、v(逆)均逐渐增大

达到平衡后—v(正)＝v(逆)，c(反应物)、c(生成物)均不再改变，但不一定相等或等于化学计量数之比

以上过程中v－t图像表示如下：

2．化学平衡状态

在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或浓度保持恒定的状态。

3．化学平衡的特征 —研究对象是可逆反应

|

正反应速率和逆反应速率相等，即同一物质的— 消耗速率和生成速率相等，即v正＝v逆

|

化学平衡是动态平衡，即当反应达到平衡时，正—

反应和逆反应都仍在进行，即v正＝v逆≠0

|

—在平衡体系中，各组成成分的含量保持不变

|

—改变影响平衡的条件，平衡会改变，达到新的平衡

1．判断正误

(1)3 mol H2和1 mol N2反应的最大限度是生成2 mol NH3。( ) (2)化学反应达到平衡时，反应体系中各物质的浓度相等。( )

(3)一定条件下的可逆反应，若有色物质的颜色不再变化，则反应处于平衡状态。( ) 答案：(1)× (2)× (3)√

2．一定温度下，可逆反应：A(g)＋3B(g)A．C生成的速率与C分解的速率相等

B．单位时间内生成n mol A，同时生成3n mol B C．A、B、C三物质的浓度的变化量之比为1∶3∶2 D．平衡时A、B、C三物质的分子数之比为1∶3∶2

解析：选A。A项，化学平衡状态的标志是正反应速率与逆反应速率相等，C的生成速率是正反应速率，C的分解速率是逆反应速率，正确；B项，生成n mol A和生成3n mol B

2C(g)达到平衡状态的标志是( )