高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 2.3.1 化學(xué)平衡狀態(tài)課件 新人教版選修4.ppt

第三節(jié)化學(xué)平衡 第1課時化學(xué)平衡狀態(tài) 閱讀思考 自主檢測 任務(wù)一 認(rèn)真閱讀教材第25頁的內(nèi)容 思考回答下列問題 1 分析固體的溶解和溶液中溶質(zhì)分子回到固體溶質(zhì)表面兩個過程 說明什么是可逆反應(yīng) 提示相同條件下 既能向正反應(yīng)方向進行 又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng) 叫可逆反應(yīng) 2 可逆反應(yīng)有何特點 提示可逆反應(yīng)的反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化 反應(yīng)最終達到平衡 閱讀思考 自主檢測 任務(wù)二 認(rèn)真閱讀教材第26頁的內(nèi)容 思考回答下列問題 1 什么是化學(xué)平衡狀態(tài) 提示在一定條件下 當(dāng)正 逆兩個方向的反應(yīng)速率相等時 反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持恒定 這樣的狀態(tài)我們稱之為化學(xué)平衡狀態(tài) 2 化學(xué)平衡狀態(tài)有何特點 提示 1 構(gòu)成化學(xué)平衡體系的基本要求是 反應(yīng)物和所有產(chǎn)物均處于同一反應(yīng)體系中 反應(yīng)條件 如溫度 壓強等 保持不變 2 達到化學(xué)平衡狀態(tài)時 體系中所有反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量 或濃度 保持不變 但是這個體系中的反應(yīng)并沒有停止 只是正 逆反應(yīng)的速率相等 閱讀思考 自主檢測 1 分析各選項中的各組反應(yīng) 其中互為可逆反應(yīng)的是 答案 b 閱讀思考 自主檢測 2 在一定條件下 使no和o2在一密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng) 下列說法中不正確的是 a 反應(yīng)開始時 正反應(yīng)速率最大 逆反應(yīng)速率為零b 隨著反應(yīng)的進行 正反應(yīng)速率逐漸減小 最后為零c 隨著反應(yīng)的進行 逆反應(yīng)速率逐漸增大 最后不變d 隨著反應(yīng)的進行 正反應(yīng)速率逐漸減小 最后不變答案 b 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 探究問題在19世紀(jì)后期 人們發(fā)現(xiàn)煉鐵高爐排出的高爐氣中含有相當(dāng)量的co 有人認(rèn)為是co與鐵礦石的接觸時間不長所造成的 英國人耗巨資建成一個高大的煉鐵高爐 以增加co與鐵礦石的接觸時間 結(jié)果發(fā)現(xiàn)co的含量仍然沒有減少 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 1 分析英國人耗巨資建成了一個高大的煉鐵高爐 以增加co與鐵礦石的接觸時間 為什么co的含量仍然沒有減少 提示co與鐵礦石的反應(yīng)是一個可逆反應(yīng) 當(dāng)正 逆反應(yīng)速率相等時 反應(yīng)最終達到化學(xué)平衡狀態(tài) 所以無論接觸時間多長都不可能完全轉(zhuǎn)化 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 2 可逆反應(yīng)的平衡狀態(tài)是如何建立的 如何判斷一個可逆反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài) 提示反應(yīng)剛開始時 反應(yīng)物濃度最大 正反應(yīng)速率最大 生成物的濃度為0 逆反應(yīng)速率為0 反應(yīng)過程中 反應(yīng)物濃度逐漸減小 正反應(yīng)速率逐漸減小 生成物濃度逐漸增大 逆反應(yīng)速率逐漸增大 一定時間后 必然出現(xiàn)正反應(yīng)速率 逆反應(yīng)速率 此時 反應(yīng)體系中各組分的濃度保持不變 這樣的狀態(tài)我們稱之為化學(xué)平衡狀態(tài) 判斷可逆反應(yīng)是否達到平衡常常根據(jù)正反應(yīng)速率是否等于逆反應(yīng)速率 或各組分的濃度是否保持不變 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 知識點撥一 可逆反應(yīng)1 定義在同一條件下既可以向正反應(yīng)方向進行 同時又可以向逆反應(yīng)方向進行的化學(xué)反應(yīng) 2 特點 1 二同 相同條件下 正逆反應(yīng)同時進行 2 一小 反應(yīng)物與生成物同時存在 任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100 3 表示在方程式中用 表示 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 二 化學(xué)平衡狀態(tài)1 定義在一定條件下的可逆反應(yīng)中 正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等 反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài) 2 化學(xué)平衡的建立從正反應(yīng)開始建立從逆反應(yīng)開始建立 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 3 平衡特點 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 4 化學(xué)平衡的移動 1 定義 在一定條件下 可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài) 如果改變影響平衡的條件 如濃度 壓強 溫度等 化學(xué)平衡狀態(tài)被破壞 直至正 逆反應(yīng)速率再次相等 在新的條件下達到新的化學(xué)平衡狀態(tài) 這種現(xiàn)象稱作平衡狀態(tài)的移動 簡稱平衡移動 2 圖示表示 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 考向一可逆反應(yīng)特點的應(yīng)用 例題1 在密閉容器中進行反應(yīng) 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(dāng)反應(yīng)達到平衡時 各物質(zhì)的濃度有可能是 a z為0 3mol l 1b y2為0 4mol l 1c x2為0 2mol l 1d z為0 4mol l 1 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 解析 該題可利用 極值法 判斷 假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進行到底 求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值 從而確定它們的濃度范圍 起始濃度 mol l 1 0 10 30 2改變濃度 mol l 1 0 10 10 2終態(tài)濃度 mol l 1 00 20 4起始濃度 mol l 1 0 10 30 2改變濃度 mol l 1 0 10 10 2終態(tài)濃度 mol l 1 0 20 40平衡體系中各物質(zhì)的濃度取值范圍為x2 0 0 2 y2 0 2 0 4 z 0 0 4 答案 a 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 規(guī)律方法點撥可逆反應(yīng)的特點是所有參與反應(yīng)的物質(zhì)都不能完全轉(zhuǎn)化 利用可逆反應(yīng)的特點判斷物質(zhì)濃度的可能取值時 就是利用 極值法 先假設(shè)反應(yīng)向右完全進行 得到反應(yīng)物濃度的最小值和產(chǎn)物濃度的最大值 再假設(shè)反應(yīng)向左完全進行 得到產(chǎn)物濃度的最小值和反應(yīng)物濃度的最大值 在用 極值法 推斷時 還應(yīng)考慮有無反應(yīng)物剩余 剩余多少 這樣的極值點是不可能達到的 故可確定某些范圍或在范圍中選擇合適的量 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 成功體驗1在一個密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng) 2so2 g o2 g 2so3 g 反應(yīng)過程中某一時刻測得so2 o2 so3的濃度分別為 0 2mol l 1 0 2mol l 1 0 2mol l 1 當(dāng)反應(yīng)達到平衡時 可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是 a c so3 0 4mol l 1b c so2 c so3 0 15mol l 1c c so2 0 25mol l 1d c o2 0 1mol l 1 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 解析 2so2 g o2 g 2so3 g 反應(yīng)過程中某一時刻c so2 0 2mol l 1 c o2 0 2mol l 1 c so3 0 2mol l 1 若so2全部轉(zhuǎn)化為so3 c so3 0 2mol l 1 0 2mol l 1 0 4mol l 1 c o2 0 1mol l 1 由于是可逆反應(yīng) 無論是反應(yīng)物或生成物都不可能轉(zhuǎn)化完全 所以a d兩項錯誤 在某一時刻之后 無論平衡怎樣移動 都不會出現(xiàn)c so2 c so3 0 15mol l 1這種情形 so2與so3的濃度都比原來減小 這顯然違反了質(zhì)量守恒定律 c項正確 答案 c 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 考向二平衡狀態(tài)的判斷 例題2 在一定條件下能說明2no2 g n2o4 g 達到平衡狀態(tài)的是 溫度和體積一定 某一物質(zhì)的濃度不再變化時 溫度和體積一定 容器內(nèi)壓強不再變化時 條件一定 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化時 溫度和體積一定 混合氣體的顏色不再變化時 溫度和壓強一定 混合氣體的密度不再變化時 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 解析 中 只要有一種物質(zhì)的濃度變化必然會導(dǎo)致另外的物質(zhì)的濃度發(fā)生變化 因此只要有一種物質(zhì) 固體或純液體除外 濃度不變 其他物質(zhì)的濃度也不會變化 該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生改變的反應(yīng) 所以當(dāng)隨著反應(yīng)的進行壓強不變時 可以用來判斷反應(yīng)達到了平衡狀態(tài) 平衡混合物的平均相對分子質(zhì)量不變時 平均摩爾質(zhì)量不變 反應(yīng)體系的總質(zhì)量不變 n總也不變 即no2 n2o4的物質(zhì)的量也不再變化 可以用來判斷反應(yīng)達到了平衡狀態(tài) 反應(yīng)體系的顏色由no2的濃度決定 顏色不變意味著no2的濃度不變 是平衡狀態(tài)的標(biāo)志 溫度 壓強不變 氣體的總質(zhì)量不變 若密度不變意味著體積不再變化 即各組分的物質(zhì)的量不再變化 是平衡狀態(tài)的標(biāo)志 答案 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 規(guī)律方法點撥化學(xué)平衡狀態(tài)的判定 以恒容密閉容器中進行的反應(yīng)ma g nb g pc g qd g 為例 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 成功體驗2可逆反應(yīng)aa g bb g cc g 的正 逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示 下列各關(guān)系式中能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)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 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 成功體驗3一定溫度下的恒容密閉容器中 下列敘述不能作為可逆反應(yīng)a g 3b g 2c g 達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是 c的生成速率與c的消耗速率相等 單位時間內(nèi)生成amola 同時生成3amolb a b c的濃度不再變化 c的物質(zhì)的量不再變化 混合氣體的總壓強不再變化 混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化 單位時間消耗amola 同時生成3amolb a b c的分子數(shù)之比為1 3 2 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 解析 對平衡狀態(tài)的判斷 一定要根據(jù)實際反應(yīng)逐項分析 只有能反映同一物質(zhì)的v 正 v 逆 或者混合物中的某組分的濃度或百分含量保持不變 才能證明可逆反應(yīng)達到了平衡狀態(tài) 中 同一物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等 說明反應(yīng)已達到平衡 中 表示的是同一方向的反應(yīng)速率 不能說明反應(yīng)已達到平衡 中 各組分的濃度不再變化 說明反應(yīng)已達到平衡 中 c的物質(zhì)的量不再變化 也就是c的濃度不再變化 說明反應(yīng)已達到平衡 中 若反應(yīng)正向進行 混合氣體的總物質(zhì)的量減小 壓強減小 若反應(yīng)逆向進行 混合氣體的總物質(zhì)的量增大 壓強增大 混合氣體的總壓強不再變化 說明反應(yīng)正向進行的速率和逆向進行的速率相同 即反應(yīng)已達到平衡 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 中 由 中的分析可知 混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化 說明反應(yīng)已達到平衡 中 消耗a的量與生成b的量之比與它們在化學(xué)方程式中的計量數(shù)之比相等 也就是反應(yīng)正向進行和逆向進行的速率相等 說明反應(yīng)已達到平衡 中 a b c的分子數(shù)之比為1 3 2只是反應(yīng)進程中的某一時刻的狀態(tài) 不能說明反應(yīng)已達到平衡 答案 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 考向三化學(xué)平衡狀態(tài)的移動 例題3 已知反應(yīng)ma g nb g pc g hv 逆 說明平衡均向正反應(yīng)方向移動 答案 1 向正反應(yīng)方向移動 2 向正反應(yīng)方向移動 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 規(guī)律方法點撥化學(xué)平衡移動的特征和方向 1 化學(xué)平衡移動的特征 反應(yīng)速率 從原平衡時v 正 v 逆 到條件改變引起v 正 v 逆 再到新平衡時v 正 v 逆 該過程表明化學(xué)平衡發(fā)生了移動 混合物組成 各組分的含量從保持一定到條件改變時發(fā)生變化 最后在新條件下保持新的一定 同樣表明化學(xué)平衡發(fā)生了移動 2 化學(xué)平衡移動的方向 若外界條件改變 引起v 正 v 逆 此時正反應(yīng)速率大 化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動 若外界條件改變 引起v 正 v 逆 此時逆反應(yīng)速率大 化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動 若外界條件改變 引起v 正 v 逆 等倍數(shù)改變 則v 正 v 逆 化學(xué)平衡不發(fā)生移動 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 成功體驗4在容積恒定的密閉容器中進行反應(yīng)2no g o2 g 2no2 g h 0 該反應(yīng)的反應(yīng)速率 v 隨時間 t 變化的關(guān)系如圖所示 若t2 t4時刻只改變一個條件 下列說法不正確的是 a 在t1 t2時 no2的生成速率與o2的消耗速率相等 反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)b 在t2時 v 正 v 逆 條件改變破壞原平衡 使反應(yīng)正向進行 平衡向右移動c 在t0 t1時 v 正 v 逆 反應(yīng)正向進行 t1時建立平衡d 在t2 t4時 平衡的移動方向相同答案 a 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 1 對于可逆反應(yīng)2so2 o22so3 在混合氣體中充入一定量的18o2足夠長時間后 18o原子 a 只存在于o2中b 只存在于so3和o2中c 只存在于so2和o2中d 存在于so2 so3和o2中解析 so2和18o2反應(yīng)生成了s18o3 s18o3又分解生成s18o2 故平衡混合物中含18o的分子有s18o2 18o2 s18o3 可逆反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物共存 答案 d 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 2 在一定溫度下 向al密閉容器中加入1molx氣體和2moly氣體 發(fā)生如下反應(yīng) x g 2y g 2z g 此反應(yīng)達到化學(xué)平衡的標(biāo)志是 a 容器內(nèi)氣體密度不隨時間變化b 容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時間變化c 容器內(nèi)x y z的濃度之比為1 2 2d 單位時間消耗0 1molx同時生成0 2molz 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 解析 a項 該反應(yīng)過程中 氣體的質(zhì)量和體積均不發(fā)生變化 則氣體密度保持不變 b項恰恰表示了化學(xué)平衡時各組分的濃度不再變化的情況 判斷c項的正誤可假設(shè)開始投入2molx 4moly進行反應(yīng) 當(dāng)有1molx和2moly反應(yīng)生成2molz時 x y z的濃度之比為1 2 2 但并不一定是達到平衡時的狀態(tài) d項中消耗x與生成z均為正反應(yīng)速率 沒有表達正 逆反應(yīng)速率相等的關(guān)系 答案 b 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 3 一定條件下 下列方法能證明可逆反應(yīng) n2 g 3h2 g 2nh3 g 一定達到平衡狀態(tài)的是 單位時間內(nèi)消耗nmoln2的同時生成2nmolnh3 三個h h鍵斷裂的同時有六個n h鍵斷裂 n2與nh3的體積分?jǐn)?shù)相等 v n2 v h2 v nh3 1 3 2 c n2 c h2 c nh3 1 3 2 溫度和體積一定時 n2的濃度不再變化 混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化 v正 n2 v逆 nh3 重點難點探究 重要考向探究 隨堂檢測 解析 解題時注意化學(xué)平衡的實質(zhì)是正 逆反應(yīng)速率相