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第六章 化学反应与能量
第二节 化学反应速率与限度
第4课时 化学平衡状态的判断
1、阅读课本47页,掌握化学平衡状态的特征及标志;
2、阅读学案【知识清单】,掌握化学平衡状态的判断。
【学习目标】
【重难点】
化学平衡状态的判断
化学平衡状态的判断方法
一、直接判断:v正 = v逆
对于反应 N2+3H2 2NH3来说
v正(N2) : v正(H2):v正(NH3) = 1:3:2
v逆(N2) : v逆(H2):v逆(NH3) = 1:3:2
任意时刻成立
不可以用来判断反应达平衡
同种物质;消耗速率 = 生成速率
(2)不同物质;(速率之比 = 计量数之比)
(同侧异说)
(异侧同说)
练习1、可逆反应:N2+3H2 2NH3下列能说明反应达到平衡状态的( )
C. 每消耗 1mol N2的同时消耗 3mol H2
D. 每消耗 1mol N2的同时生成 3mol H2
E. 每消耗 1mol N2的同时消耗 2mol NH3
BDEG
F.一个 断裂的同时,有六个 N-H 键形成
N
N
N
N
G.一个 断裂的同时,有三个 H-H 键形成
化学平衡状态的判断方法
二、间接判断(变量不变,平衡出现)
思考:
还存在哪些情况,可以根据变量不变,判断反应达到平衡
各组成成分:
质量、质量分数、物质的量、物质的量分数、气体的体积、
气体体积分数、物质的量浓度、分子数、反应物的转化率、
产物的产率
若保持不变时,达到平衡状态
后5分钟
前8分钟
1. 在一个化学反应中,“变量”有哪些?
2.化学反应平衡状态的间接判断依据有哪些?
阅读课本47页,回答问题
完成导学提纲的深入学习和迁移应用;
存在的疑问写在【我有问题要问】
判断正误
(1)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等,是指同一物质的消耗速率和生成速率相等,若用不同物质表示时,反应速率不一定相等 ( )
(2)可逆反应达到平衡状态时,各反应物、生成物的浓度相等( )
(3)在一定条件下,一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应所能达到的最大限度 ( )
(4)化学反应在一定条件下建立平衡状态时,化学反应将会停止
( )
×
×
√
√
预设展
2、在体积不变的密闭容器中发生反应
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列叙述表示该反应处于化学平衡状态的是( )
A、N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
B、混合气体的密度不随时间变化
C、当有1 mol N≡N断裂时,有6 mol N—H断裂
D、单位时间内生成2a mol NH3,同时消耗a mol N2
C
判断平衡标志的物理量的特征:
变化 不变
二、间接判断:变量不变,平衡出现
A、各组成成分的质量、质量分数、物质的量、物质的量分数、气体的体积及体积分数、物质的量浓度、分子数、反应物的转化率、产物的产率保持不变时为平衡状态。
B、反应体系中的总物质的量、总体积、压强、平均相对分子质量、平均摩尔质量、混合气体的密度、颜色、温度等保持不变时,要根据具体情况判断是否为平衡状态。
评
m + n ≠ p + q, n ≠ 0,n变化, M变化,当不变时
评
以实例: mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
压强
不一定平衡
m + n ≠ p + q, n ≠ 0,PV= nRT,P变化,当不变时
平衡
体积
m + n = p + q
m + n ≠ p + q
m + n = p + q, n=0,PV= nRT,P一直不变
(反应前后有气体体积变化,
恒压反应时,若体积不再变化)
平衡
(若体积不再变化)
不一定平衡
平均相对分子质量
m + n = p + q, n=0,n一直不变,M不变
不一定平衡
平衡
评
以实例: mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
特例: A(g) + B(g) 2C(g) + D(s)
M = m/n,有固体参与,气体m会发生变化,
而气体n一直不变,当M不变时,
气体平均相对分子质量
平衡
气体密度
恒温恒体,ρ = m/V,m守恒且V一直不变
不一定平衡
恒温恒压
m + n ≠ p + q, n ≠ 0,V变化,当不变时
m + n = p + q, n=0,V一直不变
PV= nRT
平衡
不一定平衡
评
平衡
平衡
温度
温度T为变量,当不变时
颜色
有色气体物质参与反应,若颜色不变时
练习2、在一恒容密闭容器中,发生反应:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)下列说法能够证明上述反应已达平衡状态的是: 。
①各物质的物质的量浓度不再改变
②SO2 、O2、SO3的浓度之比为2:1:2
③ SO2的转化率不再改变
④ SO3的体积分数不再改变
⑤混合物的总质量不再改变
①③④
×
√
√
√
×
⑥混合气体的密度不再改变
⑦混合物的颜色不再改变
⑧混合物的平均摩尔质量不再改变
⑨绝热容器中反应体系的温度不再改变
⑩恒温容器中混合气体的压强一定
⑧⑨⑩
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)下列说法能够证明上述反应已达平衡状态的是: 。
×
√
√
√
×
其他特别的反应类型:
A(g)+B(s) C(g)
其他有颜色变化的反应:
I2(g) + H2(g) 2HI(g)
(紫色)
以下情况可作为反应达到平衡的标志的是
①反应混合物中各气体的体积分数
②混合气体的颜色不再改变
③混合气体的密度不再改变
④混合气体的压强不再改变
反应1:
反应2:
练习3、在两个恒容密闭容器中进行如下两个反应
反应1:
2NO(g) + O2(g)
2NO2(g)
(NO2红棕色)
反应2:
H2(g) + I2(g)
2HI(g)
(I2紫色)
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
①②④⑤
①②
(1)直接判断依据
(2)间接判断依据
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例
类型 判断依据 平衡状态
混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡
②各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡
结
化学平衡状态的判断依据
正、逆反应速率的关系 ①在单位时间内消耗了m mol A同时生成m mol A,即v正=v逆 平衡
②在单位时间内消耗了n mol B同时生成p mol C,则v正不一定等于v逆 不一定
③在单位时间内生成n mol B,同时消耗q mol D,因二者变化均表示v逆,所以v正不一定等于v逆 不一定
温度 体系温度一定(其他不变) 平衡
颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡
1、将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧,
这样处理的目的是( )
①使煤充分燃烧,提高煤的利用率 ②减少SO2的产生,避免造成“酸雨” ③减少有毒的CO产生,避免污染空气 ④减少CO2的产生,避免“温室效应”
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
煤块粉碎是为了提高煤的利用率;脱硫是为了减少SO2的产生;过量空气是为了减少CO的产生。
检
A
2、一定条件下的可逆反应:
2NO2(红棕色) 2NO(无色)+O2(无色),在恒压密闭容器中充入NO2,达到化学平衡状态的标志是( )
A、反应停止了
B、NO的正反应速率与O2的逆反应速率相等
C、c(NO)∶c(O2)=2∶1
D、气体的颜色不再变化
D