化学平衡状态的标志和判断学习教案

《化学平衡状态的标志和判断学习教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学平衡状态的标志和判断学习教案（43页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、会计学1化学平衡状态的标志和判断化学平衡状态的标志和判断第一页，编辑于星期一：六点 二十分。一、教学目的：一、教学目的：1、了解化学反应的可逆性，理解化、了解化学反应的可逆性，理解化学平衡的涵义。学平衡的涵义。2、掌握达到平衡的标志。、掌握达到平衡的标志。3、学会判断化学反应是否达到平衡。、学会判断化学反应是否达到平衡。第1页/共43页第二页，编辑于星期一：六点 二十分。化学平衡化学平衡 一、概念：在一定条件下的可逆反应一、概念：在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等，反应里，正反应和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态

2、。态叫化学平衡状态。第2页/共43页第三页，编辑于星期一：六点 二十分。二、达到平衡的标志：二、达到平衡的标志：1、逆：化学平衡研究的对象是可逆反应，可、逆：化学平衡研究的对象是可逆反应，可逆反应不能进行到底，即反应过程中反应物逆反应不能进行到底，即反应过程中反应物（生成物）不能全部转化为生成物（反应物）。（生成物）不能全部转化为生成物（反应物）。 第3页/共43页第四页，编辑于星期一：六点 二十分。例例 .将2molS02和2molO2放入一个容器中，在一定的条件下反应到达平衡状态，此时，容器存在的各物质的量中，下列可能存在的是（）A0molS02B2molS03C1mol02D1molSO

3、3第4页/共43页第五页，编辑于星期一：六点 二十分。2、“动动”达到平衡时，达到平衡时，V正正=V逆逆0，即化，即化学平衡是动态平衡，正反应和逆反应仍学平衡是动态平衡，正反应和逆反应仍在继续进行。在继续进行。第5页/共43页第六页，编辑于星期一：六点 二十分。例达到化学平衡的条件是（）A逆反应停止进行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第6页/共43页第七页，编辑于星期一：六点 二十分。3、等、等V正正=V逆逆 它的具体含义有两个方面它的具体含义有两个方面（1）用同一种物质来表示反应速率时，）用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等

4、。即单该物质的生成速率与消耗速率相等。即单位时间内生成与消耗某反应物（生成物）位时间内生成与消耗某反应物（生成物）的量相等。的量相等。（2）用不同种物）用不同种物质来表示反应速质来表示反应速率时速率不一定率时速率不一定相等但必须符合相等但必须符合两方面两方面（i）表示两个不同的）表示两个不同的方向。方向。（ii）速率之比）速率之比=浓度的浓度的变化量之比变化量之比=物质的量物质的量的变化量之比的变化量之比=化学方化学方程式中相应的化学计程式中相应的化学计量数之比。量数之比。第7页/共43页第八页，编辑于星期一：六点 二十分。例：下列说法中，可以证明反应例：下列说法中，可以证明反应N2+3H22

5、NH3已达到平衡状态的是（已达到平衡状态的是（ ）A 1个个NN键断裂的同时，有键断裂的同时，有3个个H-H键形成键形成B 1个个NN键断裂的同时，有键断裂的同时，有3个个H-H键断裂键断裂C 1个个NN键断裂的同时，有键断裂的同时，有6个个N-H键断裂键断裂D 1个个NN键断裂的同时，有键断裂的同时，有6个个N-H键形成键形成第8页/共43页第九页，编辑于星期一：六点 二十分。 分析：分析：A、NN断裂代表正反应速率，断裂代表正反应速率，H-H键形成代表逆反应速率，且比值为键形成代表逆反应速率，且比值为1：2，正确。正确。B、NN断裂，断裂，H-H断裂都只代表逆反应速率，断裂都只代表逆反应速

6、率，错误。错误。C、N-H键断裂代表逆反应速率，键断裂代表逆反应速率，NN断裂断裂代表正反应速率，且代表正反应速率，且N2:NH3=1:2，正确正确D、表示反应速率的方向一致，、表示反应速率的方向一致，错误。错误。答案：答案：A、C第9页/共43页第十页，编辑于星期一：六点 二十分。第10页/共43页第十一页，编辑于星期一：六点 二十分。 4、定：因为、定：因为V正正=V逆逆0，所以同一瞬间，所以同一瞬间，同一物质的生成量等于消耗量。总的结果是混同一物质的生成量等于消耗量。总的结果是混合体系中各组成成分的物质的量、质量，物质合体系中各组成成分的物质的量、质量，物质的量浓度，各成分的百分含量（体

7、积分数、质的量浓度，各成分的百分含量（体积分数、质量分数），转化率，等不随时间变化而变化。量分数），转化率，等不随时间变化而变化。或在反应过程中，某一直在变化的物理量（如或在反应过程中，某一直在变化的物理量（如M、p、T等）等）某一时刻保持不变即达到了平衡。有气体参某一时刻保持不变即达到了平衡。有气体参与的可逆反应：与的可逆反应：（1）从反应混合气体的平均相对分子质量）从反应混合气体的平均相对分子质量M考考虑虑总总nmM 第11页/共43页第十二页，编辑于星期一：六点 二十分。（I）若各物质均为气体）若各物质均为气体对于非等体反应，如对于非等体反应，如2SO2+O2 2SO3，M一一定可做为平

8、衡标志。定可做为平衡标志。对于等体反应，对于等体反应，H2+Cl2=2HCl，M一定不能做一定不能做为平衡标志。为平衡标志。（II）若有非气体参与，无论等体非等体）若有非气体参与，无论等体非等体反应，如反应，如C(s)+O2(g) CO2(g)，CO2(g)+C(s) 2CO(g)，M一定可标志达到平一定可标志达到平衡。衡。第12页/共43页第十三页，编辑于星期一：六点 二十分。可逆反应可逆反应 2NO22NO+O2在密闭容器中反应，在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是：（达到平衡状态的标志是：（ ） 单位时间内生成单位时间内生成n molO2的同时生成的同时生成2n molNO2 单位时间

9、内生成单位时间内生成n molO2 的同时，生成的同时，生成2n mol NO 用用NO2、NO、O2 的物质的量浓度变化表示的反应速的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为率的比为2 : 2 : 1的状态的状态 混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A. B. C. D. 第13页/共43页第十四页，编辑于星期一：六点 二十分。了平衡状态nD若给平衡体系升高温度，则正反应速率瞬间减小，逆反应速率瞬间增大第14页/共43页第十五页，编辑于

10、星期一：六点 二十分。vm（2）从气体密度考虑）从气体密度考虑（I）当反应前后各成分均为气体时）当反应前后各成分均为气体时恒容：恒容：总为恒值，不能做平衡标志。总为恒值，不能做平衡标志。恒压：等体反应，恒压：等体反应，总为恒值，不能作总为恒值，不能作 平衡标志。平衡标志。 非等体反应，非等体反应，为一定值时，可做为为一定值时，可做为平衡标志。平衡标志。第15页/共43页第十六页，编辑于星期一：六点 二十分。可逆反应 2NO22NO+O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是：（）单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2单位时间内生成nmolO2的同时，生成2nmolNO用NO2、N

11、O、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.B.C.D.第16页/共43页第十七页，编辑于星期一：六点 二十分。第17页/共43页第十八页，编辑于星期一：六点 二十分。（II）当有非气体物质参与时）当有非气体物质参与时恒容：恒容：为一定值时，可作平衡标志。为一定值时，可作平衡标志。恒压：恒压：为一定值时，可作平衡标志。为一定值时，可作平衡标志。第18页/共43页第十九页，编辑于星期一：六点 二十分。在固定体积的密闭容器中发生可逆反应A（s）+B（g）C(g)+D（g），判断当混

12、合气体的密度不再改变时，说明已达到化学平衡状态？第19页/共43页第二十页，编辑于星期一：六点 二十分。（3）从体系）从体系内部压强考虑：内部压强考虑：因为恒容、恒因为恒容、恒温条件下，温条件下，n(g)越大则压越大则压强强p就越大，就越大，则无论各成份则无论各成份是否均为气体，是否均为气体，只需考虑只需考虑n(g)。当当n(g)=0，即等体反应，即等体反应则则p为恒值，不能作平衡标为恒值，不能作平衡标志。志。n(g)0，则当，则当p一定时，一定时，可做平衡标志。可做平衡标志。第20页/共43页第二十一页，编辑于星期一：六点 二十分。在一定温度下，反应：2A（s）+2B（g） C（g）+D（g

13、）在恒容容器中进行，不能说明该反应已经达到平衡的是（）在一定温度下，反应：2A（s）+2B（g） C（g）+D（g）在恒容容器中进行，不能说明该反应已经达到平衡的是（） A容器内的压强不随时间而变化B混合气体的密度不再随时间而变化CA的质量不再改变D平衡混合气体的平均相对分子质量不再改变第21页/共43页第二十二页，编辑于星期一：六点 二十分。（4）从体系颜色变化角度进行判断。第22页/共43页第二十三页，编辑于星期一：六点 二十分。可逆反应2NO22NO+O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是：（）单位时间内生成nmolO2的同时生2nmolNO2单位时间内生成nmolO2的同时，生成2

14、nmolNO用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的第23页/共43页第二十四页，编辑于星期一：六点 二十分。练习练习1：可逆反应。：可逆反应。2HI(g) H2(g)+I2(g)在密在密闭容器中进行，当下列闭容器中进行，当下列4项中不随时间变化项中不随时间变化时，才能说明反应已达平衡的是（时，才能说明反应已达平衡的是（ ）A 容器内压强容器内压强 B 平均相对分子质量平均相对分子质量C 各组分浓度各组分浓度 D 混合气体颜色混合气体颜色第24页/共43页第二十五页，编

15、辑于星期一：六点 二十分。 分析：该反应是一个气体体积不变的反应，在分析：该反应是一个气体体积不变的反应，在任何情况下，混合气体的质量、物质的量，平均相任何情况下，混合气体的质量、物质的量，平均相对分子质量保持不变，在恒容下，气体的密度保持对分子质量保持不变，在恒容下，气体的密度保持不变；在恒温、恒容下，气体压强很难不变。反应不变；在恒温、恒容下，气体压强很难不变。反应混合物中只有混合物中只有I2(g)有颜色，混合气体的颜色不变，有颜色，混合气体的颜色不变，说明说明I2(g)的浓度不变，反应达到平衡。的浓度不变，反应达到平衡。答案：答案：C D注意：对于反应前后气体体积不变的反应，通注意：对于

16、反应前后气体体积不变的反应，通常不能用物质的量、容器的压强，气体的密度常不能用物质的量、容器的压强，气体的密度平均相对分子质量等是否变化作为判断平衡状平均相对分子质量等是否变化作为判断平衡状态的标志。态的标志。第25页/共43页第二十六页，编辑于星期一：六点 二十分。 练习练习2：在一定条件下，反应：在一定条件下，反应2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)达到平衡状态的达到平衡状态的标志是（标志是（ ）A 单位时间内生成单位时间内生成2n molA，同时生成，同时生成n molDB 容器内的压强不随时间而变化容器内的压强不随时间而变化C 单位时间内生成单位时间内生成n molB，同时消耗

17、，同时消耗1.5n molCD 容器内混合气体密度不随时间而变化容器内混合气体密度不随时间而变化第26页/共43页第二十七页，编辑于星期一：六点 二十分。 分析：分析：A：生成：生成A指逆反应方向，生成指逆反应方向，生成D指正反应方向指正反应方向 符合化学计量数比，符合化学计量数比，A正确。正确。B：由于此反应为等摩反应，压强始终不变，：由于此反应为等摩反应，压强始终不变，所以此反应压强不能做为平衡的标志。所以此反应压强不能做为平衡的标志。C：生成：生成B的方向指逆反应方向，消耗的方向指逆反应方向，消耗C的方的方向也指逆反应方向，方向一致，向也指逆反应方向，方向一致，C错误。错误。D：由于此反

18、应物质皆为气体，且又是等摩：由于此反应物质皆为气体，且又是等摩反应，所以密度始终不变，此反应密度不能反应，所以密度始终不变，此反应密度不能做为平衡的标志。做为平衡的标志。答案：答案：A12DACC第27页/共43页第二十八页，编辑于星期一：六点 二十分。 练习练习3：在一定条件下，化学反应在一定条件下，化学反应N2+3H2 2NH3达达到平衡，下列说法正确的是（到平衡，下列说法正确的是（ ）A 容器内平均相对分子质量不随时间变化容器内平均相对分子质量不随时间变化B N2、H2、NH3的浓度之比为的浓度之比为1:3:2C N2减少的速率和减少的速率和NH3减少的速率之比为减少的速率之比为1:2D

19、 气体体积为初始体积的气体体积为初始体积的21第28页/共43页第二十九页，编辑于星期一：六点 二十分。分析：由于分析：由于M= 而此反应又为非等摩反而此反应又为非等摩反应，应，M不随时间变化相当于不随时间变化相当于C固定，固定，M可做为平衡的标志，可做为平衡的标志，A正确。正确。B、由于物质的浓度变化量之比、由于物质的浓度变化量之比=化学方程化学方程式计量比，所以若式计量比，所以若N2、H2、NH3以以1:3:2的比的比例投料，则任何状况下例投料，则任何状况下N2:H2:NH3的浓度比的浓度比都等于都等于1:3:2。总总nm第29页/共43页第三十页，编辑于星期一：六点 二十分。C、N2的减

20、少指正反应，的减少指正反应，NH3的减少指逆反的减少指逆反应，应， C正确。正确。D、由于此反应体积减少的量恰好为原来初始、由于此反应体积减少的量恰好为原来初始体积的一半，所以任何状况下气体体积都为初体积的一半，所以任何状况下气体体积都为初始体积的始体积的 D错误。错误。答案为答案为A、C2132NHNVV21第30页/共43页第三十一页，编辑于星期一：六点 二十分。练习练习4：在一定条件下，反应：在一定条件下，反应2NO+O2 2NO2达到平衡的标志（达到平衡的标志（ ）A NO、O2、NO2分子数目比是分子数目比是2:1:2B 反应混合物中各组成物质的浓度相等反应混合物中各组成物质的浓度相

21、等C 混合气体的颜色不再发生变化混合气体的颜色不再发生变化D 混合气体的平均相对分子质量不变混合气体的平均相对分子质量不变第31页/共43页第三十二页，编辑于星期一：六点 二十分。 分析：若起始投料分析：若起始投料NO:O2:NO2=2:1:2，任何状态下任何状态下NO、O2、NO2分子数目之比都为分子数目之比都为2:1:2 A错误。错误。B、平衡的标志是浓度固定，而不是浓度、平衡的标志是浓度固定，而不是浓度相等，所以相等，所以B错误。错误。C、混合气体的颜色是由、混合气体的颜色是由NO2的浓度决定，的浓度决定，颜色不再发生变化，说明颜色不再发生变化，说明NO2的浓度固定，的浓度固定，C正确。

22、正确。D、由于体系中物质皆为气体，且该反应为非、由于体系中物质皆为气体，且该反应为非等摩反应，所以平均分子量可以做为平衡标志，等摩反应，所以平均分子量可以做为平衡标志，D正确。正确。 答案：答案：C、D第32页/共43页第三十三页，编辑于星期一：六点 二十分。练习练习5：在：在2NO2 N2O4的可逆反应中，下列状态的可逆反应中，下列状态属平衡状态的是（属平衡状态的是（ ）A V正正=V逆逆0时的状态时的状态B NO2全部转变成全部转变成N2O4的状态的状态C NO2=N2O4的状态的状态D N2O4不再分解的状态不再分解的状态E 混合物中，混合物中，NO2的百分含量不再改变的状态的百分含量不

23、再改变的状态F NO2的分子数与的分子数与N2O4分子数的比值为分子数的比值为2:1的状态的状态G 体系的颜色不再发生变化的状态体系的颜色不再发生变化的状态第33页/共43页第三十四页，编辑于星期一：六点 二十分。 分析：化学反应达到平衡时，分析：化学反应达到平衡时，V正正=V逆逆，但反应仍在进行，反应速率不为零，故但反应仍在进行，反应速率不为零，故A正确。正确。平衡时，各组分的百分含量保持不变，但平衡时，各组分的百分含量保持不变，但并不一定存在并不一定存在NO2等于等于N2O4，或二者分，或二者分子数之比为子数之比为2:1的情况，所以的情况，所以C、F错误，错误，E正正确。确。由于该反应是可

24、逆反应，反应不能进行到由于该反应是可逆反应，反应不能进行到底，达平衡时，存在着反应物与生成物共底，达平衡时，存在着反应物与生成物共存的体系。故存的体系。故B错误。错误。第34页/共43页第三十五页，编辑于星期一：六点 二十分。对于对于2NO2 N2O4这个具体的反应而言，这个具体的反应而言，由于由于NO2呈棕色而呈棕色而N2O4无色，达平衡时各无色，达平衡时各组分的百分含量保持不变，体系的颜色也组分的百分含量保持不变，体系的颜色也就不再改变。就不再改变。答案：答案：A、E、G第35页/共43页第三十六页，编辑于星期一：六点 二十分。 5、变：改变影响化学平衡的条件，平、变：改变影响化学平衡的条

25、件，平衡就被破坏，正逆反应速率不再相等，平衡衡就被破坏，正逆反应速率不再相等，平衡发生移动，直至建立新的平衡。发生移动，直至建立新的平衡。第36页/共43页第三十七页，编辑于星期一：六点 二十分。二、等效平衡二、等效平衡1、对于同一可逆反应，当外界条件不变时，、对于同一可逆反应，当外界条件不变时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始都可建立同一平衡状态。都可建立同一平衡状态。2、等效平衡类型、等效平衡类型（1）恒温恒容时非等摩反应，物料相当。如）恒温恒容时非等摩反应，物料相当。如2SO2+O2 2SO2，恒容时，充入，恒容时，充入2molSO2、1mol

26、O2和充入和充入2molSO3时等效。时等效。第37页/共43页第三十八页，编辑于星期一：六点 二十分。 练习：在一定温度下，把练习：在一定温度下，把2mol SO2和和1mol O2通入一个一定容积的密闭容器里，发通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：生如下反应：2SO2+O2 2SO3，当此反，当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态，现在该容器中维持温度不化学平衡状态，现在该容器中维持温度不就，令就，令a、b、c分别代表初始加入的分别代表初始加入的SO2、O2和和SO3的物质的量（的物质的量（mol）。如）。如a、b、c取取不同的数

27、值，它们必须满足一定的相互关系，不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同，体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同，请填写下列空白：请填写下列空白：催化催化剂剂第38页/共43页第三十九页，编辑于星期一：六点 二十分。（1）若）若a=0，b=0，则，则c= _ 。（2）若）若a=0.5，则，则b= _和和c= _。（3）a、b、c必须满足的一般条件是（请用两必须满足的一般条件是（请用两个方程式表示，其中一个只含个方程式表示，其中一个只含a，c另一个只含另一个只含b，c_ _。解题思路：有

28、关气体的物质的量不论取何值，都把解题思路：有关气体的物质的量不论取何值，都把它转化成最初给定气体的物质的量，若其值与题干它转化成最初给定气体的物质的量，若其值与题干给出的量相同，则符合题意。给出的量相同，则符合题意。第39页/共43页第四十页，编辑于星期一：六点 二十分。 根据恒容非等摩反应，物料相当根据恒容非等摩反应，物料相当C=2。 a=0.5mol与最初给定的物质的量与最初给定的物质的量2mol差差1.5mol，因为，因为SO2和和SO3的化学计量数相等：的化学计量数相等：C=1.5mol。又。又O2与与SO3的化学计量数之比为的化学计量数之比为1:2，b+ =1 b=0.25mol。把

29、把a、b、c转化为最初给定的物量的量，即转化为最初给定的物量的量，即C0，则，则SO2、O2分别为分别为2mol、1mol即等效，即等效，也就是说必须符合也就是说必须符合a+c=2 b+ =1。答案答案：（：（1）c=2 （2）b=0.25 c=1.5 （3）a+c=2 2b+c=22c2c第40页/共43页第四十一页，编辑于星期一：六点 二十分。（2）恒温恒容时的等摩反应，恒温恒压时）恒温恒容时的等摩反应，恒温恒压时的等摩与非等摩反应。由于这三种情况改变的等摩与非等摩反应。由于这三种情况改变浓度，平衡不移动，符合物料比即可。浓度，平衡不移动，符合物料比即可。如如VL带活塞的容器，保持带活塞的

30、容器，保持t和和1标准大气标准大气压，分别投入压，分别投入2mol N2和和5mol H2，4mol N2和和10mol H2建立平衡时，两容器中建立平衡时，两容器中NH3质量分质量分数相等。数相等。第41页/共43页第四十二页，编辑于星期一：六点 二十分。 点评：同学们可以在理解的基础上记点评：同学们可以在理解的基础上记住以下住以下“等效平衡等效平衡”规律：在定温，定容规律：在定温，定容条件下，只改变起始时加入物质的物质的条件下，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量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成化学方程式同一半边的物质的物质的量成化学方程式同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则平衡等效。与原平衡相同，则平衡等效。 在定温、定压下，改变起始时加入物在定温、定压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成质的物质的量，只要按化学计量数换算成化学方程式同一半边的物质的量之比与原化学方程式同一半边的物质的量之比与原平衡相同，到达平衡后与原平衡等效。平衡相同，到达平衡后与原平衡等效。第42页/共43页第四十三页，编辑于星期一：六点 二十分。