（浙江專用版）2019_2020學年高中化學專題2化學反應速率與化學平衡第二單元第2課時化學平衡狀態(tài)學案.docx

化學平衡狀態(tài)核心素養(yǎng)發(fā)展目標1.變化觀念與平衡思想：從可逆反應化學平衡狀態(tài)的建立過程，認識化學平衡是一種動態(tài)平衡。2.證據(jù)推理與模型認知：熟知化學平衡狀態(tài)的特征，建立化學平衡狀態(tài)判斷方法的思維模型。一、可逆反應及其特征1可逆反應的概念在相同條件下，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。2表示方法可逆反應方程式常用“”連接，把從左向右進行的反應稱為正反應，把從右向左進行的反應稱為逆反應。3特點(1)同一條件下，正反應和逆反應同時發(fā)生、同時存在。(2)反應不能進行到底，反應物不能實現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化。(3)反應體系中，與化學反應有關(guān)的各種物質(zhì)共存于同一反應體系。(4)反應達到限度時，反應仍在進行，沒有停止。可逆反應的特征(1)雙向性：可逆反應分為方向相反的兩個反應正反應和逆反應。(2)雙同性：正、逆反應在相同條件下是同時進行的。(3)共存性：反應物和生成物共存于同一體系中，反應物的轉(zhuǎn)化率小于100%。(4)能量轉(zhuǎn)化類型相反：若正反應放熱，則逆反應吸熱。例1下列對可逆反應的說法正確的是()A既能向正反應方向進行又能向逆反應方向進行的反應叫做可逆反應B在可逆反應里正反應的速率是正值，逆反應的速率是負值C可逆反應不能完全進行，存在一定的限度D2H2O22H2O與2H2O2H2O2互為逆反應答案C解析可逆反應是指在同一條件下，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，A項錯誤；在可逆反應里正反應的速率、逆反應的速率都取正值，B項錯誤；可逆反應的特點是不能完全進行到底，存在一定的限度，C項正確；兩反應的反應條件不同，不互為逆反應，D項錯誤。例2(2018鄭州高二月考)可逆反應：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，充入由18O組成的氧氣一段時間后，18O存在下列物質(zhì)中的()A多余的氧氣中B生成的三氧化硫中C氧氣和二氧化硫中D二氧化硫、氧氣和三氧化硫中答案D解析18O2的加入定會與SO2結(jié)合生成含18O的SO3，同時含有18O的SO3又會分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3這三種物質(zhì)中。二、化學平衡狀態(tài)及其特征1化學平衡狀態(tài)的建立(1)在一定條件下，把1molN2和3molH2充入一密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應。根據(jù)要求填表：N23H22NH3反應物濃度v正生成物濃度v逆開始時c(N2)最大c(H2)最大最大00進行中c(N2)減小c(H2)減小減小增大增大平衡時c(N2)不變c(H2)不變不變不變不變(2)用速率時間(vt)圖像表示出以上過程：2化學平衡狀態(tài)的概念在一定條件下的可逆反應里，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(zhì)的質(zhì)量或濃度保持恒定的狀態(tài)，稱為化學平衡狀態(tài)，簡稱化學平衡。3化學平衡的特征化學平衡的特征可以概括為逆、等、動、定、變，即：(1)逆：研究的對象是可逆反應。(2)等：化學平衡的條件是v正和v逆相等。(3)動：化學平衡是一種動態(tài)平衡，此時反應并未停止。(4)定：當可逆反應達到平衡時，各組分的質(zhì)量(或濃度)為一定值。(5)變：若外界條件改變，平衡可能發(fā)生改變，并在新條件下建立新的平衡。例3判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)只有可逆反應才存在平衡狀態(tài)()(2)化學平衡狀態(tài)是一定條件下可逆反應進行到最大限度的結(jié)果()(3)化學反應達到化學平衡狀態(tài)時，正、逆反應的速率都為0()(4)化學反應達到化學平衡狀態(tài)時反應物和生成物的濃度相等()(5)化學反應達到化學平衡狀態(tài)時，反應混合物中各組分的濃度一定與化學方程式中對應物質(zhì)的化學計量數(shù)成比例()答案(1)(2)(3)(4) (5)三、化學平衡狀態(tài)判斷的兩個依據(jù)1正反應速率與逆反應速率相等，v正v逆(1)在一定溫度下，可逆反應A(g)3B(g)2C(g)達到平衡的標志是(填序號)。單位時間內(nèi)生成nmolA，同時生成3nmolB生成C的速率與C分解的速率相等3v正(A)v逆(B)單位時間內(nèi)生成nmolA，同時生成2nmolC(2)特別提示對同一物質(zhì)，該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率；對不同物質(zhì)，速率之比等于方程式中的化學計量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率。2反應混合物中各組分的百分含量保持不變(1)一定溫度下，在容積恒定的密閉容器中進行如下反應：A(s)2B(g)C(g)D(g)。當下列物理量不發(fā)生變化時，能表明該反應已達到平衡狀態(tài)的是(填序號)。混合氣體的總物質(zhì)的量B的物質(zhì)的量濃度容器內(nèi)氣體的壓強混合氣體的密度(2)特別提示若反應前后氣體體積不相等時，反應混合氣體的總物質(zhì)的量或壓強不再發(fā)生變化時，該反應已達到平衡狀態(tài)。若反應無固體或液體參加或生成時，反應混合氣體的總質(zhì)量或密度不變時，該反應不一定為平衡狀態(tài)。例4一定條件下，在體積為1L的密閉容器中，1molX和1molY進行反應：2X(g)Y(g)Z(g)，下列敘述能證明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是()AX的百分含量不再發(fā)生變化Bc(X)c(Y)c(Z)211C容器內(nèi)原子總數(shù)不再發(fā)生變化D同一時間內(nèi)消耗2nmolX的同時生成nmolZ答案A解析反應過程中原子個數(shù)守恒；消耗2nmolX與生成nmolZ是同一反應方向，不能說明反應已達平衡；濃度之比為211，不能說明濃度保持不變。例5(2018嘉興市第一中學期中)反應H2(g)I2(g)2HI(g)H0)。能判斷該分解反應已經(jīng)達到化學平衡的是()Av(NH3)2v(CO2)B密閉容器中NH3體積分數(shù)不變C反應吸收akJ熱量D密閉容器中混合氣體的密度不變答案D解析未體現(xiàn)正、逆反應速率的關(guān)系，故A錯誤；由于反應物為固體，密閉容器中氨氣的體積分數(shù)一直不變，不能判斷該分解反應已經(jīng)達到化學平衡，故B錯誤；該反應為可逆反應，反應吸收akJ熱量，只是說明分解的氨基甲酸銨的物質(zhì)的量為1mol，不能說明氨基甲酸銨的物質(zhì)的量是否變化，故C錯誤；密閉容器中混合氣體的密度不變，說明氣體質(zhì)量不變，正、逆反應速率相等，故D正確。13(2018浙江教育綠色評價聯(lián)盟聯(lián)考)已知：X(g)2Y(g)3Z(g)HakJmol1(a0)。下列說法正確的是()A達到化學平衡狀態(tài)時，Y的正反應速率和Z的逆反應速率相等B達到化學平衡狀態(tài)時，X、Y、Z的濃度之比為123C達到化學平衡狀態(tài)時，反應放出的總熱量一定小于akJD0.2molX和0.2molY充分反應生成Z的物質(zhì)的量一定小于0.3mol答案D解析由題意知，該反應是氣體分子數(shù)不變的放熱反應。達到化學平衡狀態(tài)時，Y的正反應速率和Z的逆反應速率不相等，3v(Y)2v(Z)，A不正確；達到化學平衡狀態(tài)時，X、Y、Z的濃度之比不一定是123，B不正確；不知道反應物的投料和反應物的轉(zhuǎn)化率是多少，無法判斷達到化學平衡狀態(tài)時反應放出的總熱量，C不正確；可逆反應的反應物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，D正確。14將2molSO2和1molO2充入體積為2L的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應：O2(g)2SO2(g)2SO3(g)。經(jīng)過10s達到平衡狀態(tài)，此時c(SO3)0.4molL1。(1)在達到平衡的過程中v(SO2)_。(2)有同學認為平衡是在一定條件下建立的，改變條件時平衡會發(fā)生變化，所以可以通過改變條件使SO3的平衡濃度變?yōu)?molL1，你認為這種說法正確嗎？_(填“正確”或“不正確”)。答案(1)0.04molL1s1(2)不正確解析(1)平衡時c(SO3)0.4 molL1，則轉(zhuǎn)化的c(SO2)0.4 molL1，v(SO2)0.04 molL1s1。(2)2SO2O22SO3是可逆反應，改變?nèi)魏螚l件都不可能使之進行到底，所以該說法不正確。15一定溫度下，在2L的恒容密閉容器內(nèi)發(fā)生的反應中M、N的物質(zhì)的量隨反應時間變化的曲線如圖所示。請回答下列問題：(1)該反應的化學方程式為_。(2)在t2時刻存在的等量關(guān)系是_，此時反應是否達到化學平衡狀態(tài)？_(填“是”或“否”)。(3)在t3時刻v正_(填“”“”或“”)v逆，理由是_。答案(1)2NM(2)n(M)n(N)否(3)M和N的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，所以反應已達到平衡狀態(tài)，故v正v逆解析(1)當N減少4mol時，M增加2mol，所以化學方程式為2NM。(2)t2時刻，n(M)n(N)4mol，t2時刻后，N物質(zhì)的量繼續(xù)減小，M物質(zhì)的量繼續(xù)增加，故仍未達到平衡。(3)t3時刻，M和N的物質(zhì)的量均不再發(fā)生變化，所以反應已達到平衡狀態(tài)。16一定溫度下，在10L密閉容器中加入5molSO2和3molO2，發(fā)生反應：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，10min時，反應達到平衡狀態(tài)，此時有3molSO2發(fā)生了反應。(1)反應生成了_molSO3，v(SO2)_。(2)平衡時SO3的濃度是_，SO2的轉(zhuǎn)化率是_。(3)平衡時容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量為_mol。(4)物質(zhì)的濃度不再改變標志著該反應已達平衡，下列還可以說明該反應已達平衡的是_(填序號)。體系內(nèi)壓強不再改變?nèi)萜鲀?nèi)氣體的密度不再改變混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變v正(SO3)2v逆(O2)n(SO3)n(O2)n(SO2)212答案(1)30.03molL1min1(2)0.3molL160%(3)6.5(4)解析(1)v(SO2)0.03molL1min1。(2)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始：5mol3mol0變化：3mol1.5mol3mol平衡：2mol1.5mol3mol則平衡時SO3的濃度為0.3molL1，SO2的轉(zhuǎn)化率為100%60%。平衡時混合氣體的總物質(zhì)的量