一、教材分析
本节课是在学习完影响化学反应速率的基础上,针对可逆反应分析化学反应限度,当化学反应中正逆反应速率相等,说明反应达到该条件下的最大限度,即达到化学平衡状态,可逆反应是绝对的,化学平衡观点的建立可以更好理解化学反应的特点,因此化学平衡的概念是本节的重点,同时平衡状态的特征对影响平衡的因素的学习起到了非常重要的储备作用。化学平衡状态的特征及判断是本节的重点也是难点。
二、教学目标:
1.知识与技能
(1)理解化学平衡状态等基本年概念;
(2)理解化学平衡状态形成的条件、使用范围、特征。
2.过程与方法
(1)引导学生理解化学平衡的概念,从而并归纳出反应达到平衡时所具有的特征;
(2)通过适当的练习让学生用已归纳的平衡特征来判断一定条件下,一个可逆反应进行到某种程度时是否达到平衡。
3.情感态度与价值观
提高学生的归纳和总结能力,通过化学平衡、可逆反应之间的联系,提高知识的总结归纳能力。
三、教学重难点
教学重点
化学平衡的概念及特征
教学难点
化学平衡状态的判断
四、教学过程
预习探究(学生用)
一、可逆反应与不可逆反应
1.可逆反应
(1)概念:在一定条件下,既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应。
(2)表示方法:约定采用(符号)表示,把从左向右的反应称作正反应,从右向左的反应称作逆反应。
(3)特征:可逆反应发生的条件是相同条件,反应不能进行到底,反应物不能实现完全转化,反应体系中,与化学反应有关的各种物质共存。化学反应的可逆性非常普遍
二、化学平衡状态
1.化学平衡的建立
如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器,其反应过程如下:
(1)反应开始时:v(正)最大 ,v(逆)为0 。
(2)反应进行时:反应物浓度减小 ―→v(正)逐渐 变小 ;生成物浓度由零逐渐增大―→v(逆)从 0 开始逐渐 增大 。
请画出一定条件下的可逆反应中,正、逆反应速率随时间变化的示意图
答案是
2.概念
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 ,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。构成化学平衡体系的基本要求是:反应物和所有产物均处于同一反应体系中,反应条件(如温度、压强等)保持不变
3.特征
研究对象必须是
可逆
反应。
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继续进行。
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。
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
发生移动
,达到新的平衡。
互动课堂
(一)情景激思(教师用)
【引入】工业上不仅要提高化学反应进行的速率,还要尽可能利用最少的原料得到最多的产品,这就涉及到化学反应限度的问题,即化学平衡,今天我们一起学习化学平衡。
【教师强调】本节课主要内容是化学平衡状态的特征和化学平衡状态的判断
【板书】化学平衡
【问题1】大家来考虑这样一个问题,我现在在一个盛水的水杯中加蔗糖,当加入一定量之后,凭大家的经验,你们觉得会怎么样呢?建立溶解平衡体系。
【学生阅读并回答】
【教师总结】
开始时v(溶解)>v(结晶)
平衡时v(溶解)=v(结晶)?
结论:溶解平衡是一种动态平衡
【问题2】根据必修二所学内容,回忆什么是可逆过程?下列反应哪些是可逆过程:、2SO2+O22SO3。
【学生阅读课本并回答】
【教师总结】在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应;第一个不属于可逆反应,第二个属于可逆反应。
【问题3】根据化学平衡状态的定义,如何判断一个可逆反应达到化学平衡呢?
【学生思考并回答】
【教师总结】达到化学平衡的标志:
正逆反应速率相等和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志
(1)直接标志:
①物质的量浓度保持不变;②用一种物质的化学反应速率:正逆反应速率相等。即
V正=V逆;用不同物质的化学反应速率,要求反应方向一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比。
(2)间接标志:总物质的量、密度、温度、气体的平均摩尔质量、颜色等。
【板书】化学平衡状态
1、定义
2、化学平衡状态的特征
3、判断是否达到平衡状态的标志
【自主练习】判断正误
(1)可逆反应不等同于可逆过程,可逆过程包括物理变化和化学变化,而可逆反应属于化学变化
(√)
(2)当一个可逆反应达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等,且都等于0
(×,化学平衡是动态平衡,且反应速率不等于0)
(3)当某反应达到限度时,反应物和生成物的浓度一定相等
(×,根据化学平衡状态的定义,是组分的浓度不再改变,而不是反应物和生成物的浓度相等)
(4)对2SO2+O22SO2,在一定条件下,2v正(SO2)=v逆(O2),说明反应达到平衡
(×,应是v正(SO2)=2v逆(O2))
(5)对于H2+I2(g)
2HI(g),当气体的颜色不再改变,说明反应达到平衡
(√)
[教师点拨]学习知识时,不要只简单掌握知识,应该要记住知识的内涵和延伸。
五、教学反思
对化学平衡这节课,从教学目标的达成来看,我觉得基本完成了教学任务。而且多媒体资源的辅助性和必要性在这节课上得到了体现。特别是通过例题和练习巩固难点时,学生做题的兴趣很高,讲解时有恍然大悟的表情,说明很有收获,提高了学生的自学能力。
相等
V正
时间
速率
V逆1.以下是几位同学在学习了化学反应速率和化学平衡理论以后发表的一些看法,其中不正确的是(
)
A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B.化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品
C.化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率
D.化学平衡理论是研究怎样使原料尽可能多地转化为产品
【答案】C
【解析】A、化学反应速率表示化学反应进行的快慢程度,即化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品,故A说法正确;B、化学平衡理论,研究化学平衡的移动,可指导怎样使用有限的原料多出产品,故B说法正确;C、化学反应速率只表示反应的快慢,转化率是化学平衡理论研究的对象,故C说法错误;D、根据B选项的分析,故D说法正确。
2.哈伯因发明用氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖.现向一密闭容器中充入1mol
N2和3mol
H2,在一定条件下使该反应发生N2+3H2 2NH3.下列说法正确的是
A.一定条件下达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1:3:2
B.达到化学平衡时,N2完全转化为NH3
C.达到化学平衡时,正反应和逆反应速率相等,且都为零
D.单位时间内消耗a
mol
N2同时消耗2amol
NH3,说明该反应已达到平衡状态
【答案】D
3.恒温下,在体积恒定的密闭容器中发生可逆反应:2SO2
(g)+
O2(g)
2SO3(g),下列不能用来判断该反应达到平衡状态的是
A.容器中压强不再变化
B.SO2的体积分数不再变化
C.容器中混合物的密度不再变化
D.容器中各物质的浓度不再变化
【答案】C
【解析】A、反应物和生成物中气体的计量数之和不相等,容器中压强不变,证明达到了平衡状态,选项A错误;B、反应前后气体的体积有变化,二氧化硫的体积分数不变,说明达到了平衡状态,选项B错误;C、体积恒定,而参加反应的物质都为气体,气体质量始终不变,密度始终不变,不能用来判断该反应达到平衡状态,选项C正确;D、容器中各组分浓度不再变化,正逆反应速率相等,达到了平衡状态,选项D错误。答案选C。
4.下列关于化学反应的限度的叙述中,正确的是
A.任何化学反应的限度都相同
B.可以通过改变温度控制化学反应的限度
C.可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度
D.当一个化学反应在一定条件下达到最大限度时,反应速率也最大
【答案】B
5.反应2SO2+O22SO3达到平衡后,向反应容器中充入18O2。一段时间后,18O可能存在于(
)
A.生成的SO3中
B.O2和SO3中
C.剩余的SO2中
D.O2、SO2和SO3中
【答案】D
【解析】反应过程中化学键断裂,存在原子有S原子、16O原子、18O原子,原子重新组合生成物质,二氧化硫、氧气在催化剂、加热的条件下,生成三氧化硫;而三氧化硫在同样的条件下可分解为二氧化硫和氧气,所以18O2中的18O通过化合反应存在于SO3中,SO3
中的18O通过分解反应会存在于SO2中,最终SO3、SO2、O2中都含有18O。答案选D。
6.可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在密闭容器中进行,一段时间后测得c(N2)=1.5
mol/L,c(H2)=0.6
mol/L,c(NH3)=1.5
mol/L,则此反应达到平衡后,下列数据可能正确的是
A.c(N2)=2.25
mol/L
B.c(NH3)=1.9
mol/L
C.c(H2)=0.3
mol/L
D.c
(N2)=1.3mol/L
【答案】C
【解析】因为反应是可逆的,转化率达不到100%,若氨气向逆方向转化,应有c(N2)<1.5
mol/L+×1.5
mol/L=2.25
mol/L,c(H2)<0.6
mol/L+×1.5
mol/L=1.1
mol/L;若氮气和氢气向正方向转化,氮气过量,应有c(N2)>1.5
mol/L-×0.6
mol/L=1.3
mol/L,c(NH3)<
1.5
mol/L+×0.6
mol/L=1.9
mol/L;故1.3
mol/L
2.25
mol/L,01.1
mol/L,01.9
mol/L;则符合以上范围的只有C选项,答案选C。
7.一定条件下,在体积为V
L的密闭容器中发生化学反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),可判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是
A.v生成(CH3OH)=v消耗(CO)
B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.CO、H2、CH3OH的浓度比为1:2:1
【答案】C
8.一定温度下,反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是
A
.N2,H2的和NH3的质量分数不再改变
B.c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2
C
.N2和H2的物质的量之和NH3的物质的量的2倍
D.单位时间内每增加1molN2,同时增加3molH2
【答案】A
【解析】A、N2,H2的和NH3的质量分数不再改变说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,A正确;B、c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2不能说明正逆反应速率相等,不一定处于平衡状态,B错误;C、N2和H2的物质的量之和是NH3的物质的量的2倍不能说明正逆反应速率相等,不一定处于平衡状态,C错误;D、单位时间内每增加1molN2,根据方程式可知必然同时增加3molH2,不一定处于平衡状态,D错误,答案选A。
9.如图是可逆反应X2+3Y22Z2在反应过程中的反应速率)(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是
A.t1时,只有正反应方向
B.T1时,反应到达限度
C.t2-
t3,反应不再发生
D.t2-
t3,各物质的浓度不再发生变化
【答案】D
10.一定温度下的定容容器中,当下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应
A(g)+B(g)
2C(g)+D(s)已达到平衡状态的是
①混合气体的压强
②混合气体的密度
③B的物质的量浓度
④混合气体总物质的量
⑤混合气体的平均相对分子质量
⑥混合气体的总质量
⑦混合气体的总体积
A.②③⑤⑥
B.①②③⑤⑥
C.①②③⑤⑦
D.②③④⑤
【答案】A
【解析】①该反应为反应前后气体分子数不变的反应,故压强始终不变,故压强不变不能说明已达平衡,错误。②⑥反应中D为固体,当气体总质量不变时也即气体密度不变(容积一定),可以说明反应已达平衡,正确。③当B的浓度不变时,可以说明反应已达平衡,正确。
④该反应前后气体分子数不变,所以气体的总的物质的量也始终不变,故气体的总的物质的量不变不能说明已达平衡,错误。⑤反应前后气体的物质的量不变,混合气体的相对分子质量不变,说明混合气体的总质量不变,又因为D为固体,故可以说明反应已达平衡,正确。⑦因为是一个定容的容器,所以气体的总体积始终不变,不能作为判断平衡的标志,错误。所以只有②③⑤⑥
正确,答案选A。正确答案为A
11.研究NO2、SO2
、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔH=-196.6
kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
ΔH=-113.0
kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=
kJ·mol-1。
(2)
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是
。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1
mol
SO3的同时生成1
molNO2
【答案】﹙1﹚—41.8﹙2﹚b
【解析】(1)①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
ΔH=-113.0
kJ·mol-1
;②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6
kJ·mol-1;
根据盖斯定律,NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=②×-①×=-196.6×+113.0×=—41.8kJ·mol-1;(2)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)反应前后气体物质的量不变;体系压强是恒量,压强保持不变不一定平衡;混合气体颜色保持不变,即NO2浓度不变,一定平衡;SO3和NO的体积比一直是1:1,SO3和NO的体积比保持不变,不一定平衡;每消耗1
mol
SO3的同时生成1
molNO2,反应方向相同,不一定平衡。
12.当一个_________反应进行到正反应速率与逆反应速率_____时,反应物和生成物的_________不再改变,就达到了平衡状态。对于一定条件下的反应2SO2+O2=2SO3,当有2
mol
SO3生成同时也有
____mol_______生成时,则反应达到了平衡状态。
【答案】可逆;
相等;
浓度;
2;
SO2(测试时间:30分钟
满分
100分)
姓名:
班级:
得分:
一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)
1.在一定条件下,对于密闭容器中进行的可逆反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)。下列说法不正确的是
A.改变反应条件可以改变该反应的限度
B.达到平衡后,SO3、SO2、O2在密闭容器中共存
C.达到平衡后,反应停止,正、逆反应速率都等于零
D.增大压强,正逆反应速率均增大
【答案】C
【解析】A.可逆反应的限度都是在一定条件下的,改变条件可以改变反应的限度,A正确;B.只要可逆反应开始进行,则反应物和生成物就同时存在,B正确;C.在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),达到动态平衡,反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,故C错误;D.增大压强,反应速率增大,包括正、逆反应速率,故D正确;答案为C。
2.在恒温时,向1L固定容积的容器中充入0.1mol
NO2,发生反应2NO2(g)N2O4(g),下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是
A.V(NO2)=2V(N2O4)
B.容器内的压强不变时
C.容器中c(NO2)=c(N2O4)时
D.容器中气体的总质量保持不变时
【答案】B
3.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4mol/L、0.2mol/L、0.4mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是
A.SO2为 0.8mol/L,O2为0.4mol/L
B.SO2为0.5mol/L
C.SO3为0.8mol/L
D.SO2、SO3一定均为0.3mol/L
【答案】B
4.在密闭容器中进行如下反应:X2(g)+Y2(g)
2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是(
)
A.X2为0.2mol/L
B.Y2为0.2mol/L
C.Z为0.3mol/L
D.Z为0.45mol/L
【答案】C
【解析】由于反应是可逆反应,所以平衡时物质的浓度不可能为0。如果X2为0.2mol/L,则需要消耗0.2mol/L的Z,显然是不可能的,选项A错误;如果Y2为0.2mol/L,则需要消耗0.1mol/L的X2,则X2变为0,显然是不可能的,选项B错误;Z为0.3mol/L时,X2为0.05mol/L,
Y2为0.25mol/L,选项C正确;如果X2为0时,Z最大只能达到0.4mol/L,显然是不可能的,选项D错误。答案选C。
5.一定温度下,某一密闭恒容的容器内可逆反应:N2
(g)
+
3H2(g)
2NH3(g),
达到平衡状态的标志是
(
)
A.氮气、氢气不再化合,氨气不再分解
B.生成2mol
氨气的同时,反应了3mol
H2
C.容器内混合气体的压强不随时间而变化
D.氮气、氢气、氨气的浓度之比为1:3:2
【答案】C
【解析】A、平衡是动态过程,是正反应与逆反应的平衡,不可能氮气、氢气不再化合,氨气不再分解,选项A错误;B、生成2mol
氨气的同时,反应了3mol
H2,都是指正反应方向,不足说明反应正逆反应速率的关系,选项B错误;C、反应前后气体的化学计量数之和不等,故容器总压强不随时间改变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,选项C正确;D、氮气、氢气、氨气的浓度之比为1:3:2,不能说明各物质的含量保持不变,也就不能作为判据使用,选项D错误。答案选C。
6.反应
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
在恒温恒容密闭容器中进行,下列可作为判断其达到平衡状态的标志的是(
)
①SO2
和
SO3
的浓度相等
②SO2
的质量分数保持不变
③容器中气体的压强保持不变
④SO3
的生成速率与
SO2
的消耗速率相等
⑤容器中混合气体的密度保持不变⑥容器中气体的平均摩尔质量保
持不变
⑦2v
正(SO2)=v
逆(O2)
⑧单位时间内生成
n
mol
O2
的同时消耗
2n
mol
SO3
A.①②④⑤
B.②③⑦⑧
C.②③⑤⑥
D.②③⑥
【答案】D
7.一定温度下,对于可逆反应N2(g)
+3H2(g)
2NH3(g)(正反应放热)的下列叙述,不能说明反应已达化学平衡状态的是(
)
A.恒容容器内混合气体的密度不再变化
B.NH3的生成速率与H2的生成速率之比为2:3
C.恒压容器内混合气体的总物质的量不再变化
D.单位时间内断裂a
mol
N三N键,同时断裂6amol
N-H键
【答案】A
【解析】A、组分都是气体,则气体质量不变,容器是恒容状态,因此气体体积不变,因此密度不变不能说明反应达到平衡,故A说法错误;B、用不同物质的反应速率,表示达到平衡,要求反应方向是一正一逆,
且反应速率之比等于化学计量数之比,生成NH3反应向正反应方向进行,生成H2反应向逆反应方向进行,两者速率之比等于2:3,能说明反应达到平衡,故B说法正确;C、
反应前后气体系数之和不相等,因此当混合气体总物质的量不变时,说明反应达到平衡,故C说法正确;D、断裂amol氮氮三键,说明反应向正反应方向进行,断裂6amolN-H,说明反应向逆反应方向进行,且等于它们的系数之比,能说明达到平衡,故D说法正确。
8.对于以下反应:A(s)+3B(g)
2C(g)+D(g),在一定温度、压强下,在体积可变的某容器中,当下列物理量不再发生变化时就可确定一定达到平衡状态的是
A.混合气体的密度不随时间变化而变化
B.3v正(B)=v逆(D)
C.混合气体的压强保持不变
D.B、C、D的分子数之比为3:2:1
【答案】A
9.一定温度下,在—定体积的密闭容器中,下列叙述能作为可逆反应A(S)+2B(g)
C(g)
+D
(g)达到平衡状态标志的是
A.混合气题的平均分子量不再变化
B.单位时间内消耗2a
mol
B,同时生成amol
C
C.2v正(B)=v逆(C)
D.混合气体的总压强不再变化
【答案】A
【解析】A.该反应的反应前后,气体质量减少,气体的物质的量不变,所以混合气体的平均分子质量减少,当混合气体的平均分子质量不变时,正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,故A正确;B.单位时间内消耗2a
mol
B,同时生成amol
C,均为正反应速率,无法判断是否为平衡状态,故B错误;C.2v正(B)=v逆(C),与化学计量数不对应成比例,但无法判断是否为平衡状态,故C错误;D.该反应的反应前后气体计量数之和不变,所以无论该反应是否达到平衡状态,容器内气体的压强始终不变,所以不能据此判断反应是否达到平衡状态,故D错误;故选A。
10.某温度下反应N2O4(g)
2NO2(g)(正反应为吸热反应),在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是(
)
①加压时(体积变小),将使正反应速率增大②保持体积不变,加入少许NO2,将使正反应速率减小;③保持体积不变,加入少许N2O4,再达到平衡时颜色变深;④保持体积不变,升高温度,再达平衡时颜色变深
⑤升高温度,正反应速率减小,平衡逆向移动
A.①④⑤
B.③④⑤
C.①③④
D.①②③④⑤
【答案】C
二、非选择题(本题包括2小题,共40分)
11.t℃时,将
2molSO2
和
1molO2
通入体积为
2L
的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
,△H=-196.6kJ/mol.2min
时反应达到化学平衡,此时测得反应物O2
还剩余
0.8mol,请填写下列空白:
(1)从反应开始到达化学平衡,生成
SO3
的平均反应速率为__________
;平衡时,SO2
转化率为
_____________
(2)下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是
__________
A.容器内压强不再发生变化
B.SO2
的体积分数不再发生变化
C.容器内气体原子总数不再发生变化
D.相同时间内消耗
2nmolSO2
的同时消耗
nmolO2
E.相同时间内消耗
2nmolSO2
的同时生成
nmolO2
F.混合气体密度不再变化
(3)以下操作会引起化学反应速率变快的是__________
A.向容器中通入O2
B.扩大容器的体积
C.使用正催化剂
D.升高温度
E.向容器中通入氦气。
【答案】
0.1mol.L-1.min-1
20%
ABE
ACD
【解析】(1)还剩余0.8
mo1氧气可知:反应消耗0.4mol
SO2和0.2mol
O2,生成0.4mol
SO3,三氧化硫的反应速率为v(SO3)=
==0.1mol L-1 min-1,SO2转化率=
×100%=20%,故答案为:0.1mol L-1 min-1;20%;
(2)A.容器内压强不再发生变化,该反应两边气体体积不相等,反应过程中压强是变量,压强不变,该反应达到了平衡状态,故A正确;B.SO2的体积分数不再发生变化,表明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故B正确;C.容器内气体原子总数不再发生变化,根据原子守恒,原子总数始终不变,所以原子总数不能作为判断平衡状态的依据,故C错误;D.相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2,都是指的是正反应方向,因此不能作为判断平衡状态的依据,故D错误;E.相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2,相同时间内消耗2n
mol
SO2等效于消耗n
mol
O2,同时生成n
mol
O2,正反应速率等于逆反应速率,故E正确;F.容器内气体密度不再发生变化,容器容积不变,气体的总质量不变,所以气体的密度始终不变,因此密度不能作为判断平衡状态的依据,故F错误;故答案:ABE;
12.硫酸的消费量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志。在硫酸的生产中,最关键的一步反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
(1)一定条件下,SO2与O2反应10min后,若SO2和SO3的物质的量浓度分别为1mol/L和3mol/L,则SO2起始物质的量浓度为____________________;10min内生成SO3的平均反应速率v(SO3)为____。
(2)下列关于该反应的说法正确的是_________(填选项字母)。
A.增加O2的浓度能加快反应速率
B.降低体系温度能加快反应速率
C.使用催化剂能加快反应速率
D.一定条件下达到反应限度时SO2全部转化为SO3
(3)在反应过程中,若某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1
mol/L、0.2mol/L。当反应达到平衡时,可能存在的数据是___________(填选项字母)。
A.O2为0.2mol/L
B.SO2为0.25mol/L
C.SO3为0.4mol/L
D.SO2
、SO3均为0.15mol/L
(4)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101KPa时:
2
SO2(g)+
O2(g) 2SO3(g)△H1=-197kJ mol-1;
H2O(g)═H2O(l)△H2=-44kJ mol-1;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)═2H2SO4(l)△H3=-545kJ mol-1
则SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)的热化学方程式是____________________。
(5)工业制硫酸,用过量的氨水对SO2进行尾气处理,该反应的离子方程式为__________。
【答案】
4mol/L
0.3mol/(L·min)
AC
B(
SO2(g)+H2O(l)=H2SO4(l)
△H=-130
KJ·mol-1
SO2+2NH3·H2O=2NH4++SO42-+H2O
【解析】(1)一定条件下,SO2与O2反应10min后,若SO2和SO3的物质的量浓度分别为1mol/L和3mol/L,【学习目标】
1.了解化学反应的可逆性,了解可逆反应的概念、特点。
2、了解化学平衡建立的过程
【教学重点】
化学平衡的概念及特征
【教学难点】
化学平衡状态的判断
【自主学习】
一、可逆反应与不可逆反应
1.可逆反应
(1)概念:在 下,既能向 方向进行同时又能向 方向进行的反应。
(2)表示方法:约定采用? (符号)表示,把从左向右的反应称作 ,从右向左的反应称作 。
(3)特征:可逆反应发生的条件 ,反应 进行到底,反应物 实现完全转化,反应体系中,与化学反应有关的各种物质 。化学反应的可逆性非常普遍
二、化学平衡状态
1.化学平衡的建立
如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器,其反应过程如下:
(1)反应开始时:v(正)
,v(逆)为 。
(2)反应进行时:反应物浓度 ―→v(正)逐渐 ;生成物浓度由零逐渐增大―→v(逆)从 开始逐渐 。
请画出一定条件下的可逆反应中,正、逆反应速率随时间变化的示意图
2.概念
在一定条件下的可逆反应里,当正、逆两个方向的反应速率 ,反应体系中所有参加反应的物质的 或 保持恒定的状态。
构成化学平衡体系的基本要求是:反应物和所有产物均处于同一反应体系中,反应条件(如温度、压强等)保持不变
3.特征
研究对象必须是
反应。
化学平衡是
平衡,即当反应达到平衡时,
正反应和逆反应都仍在继续进行。
正反应速率和逆反应速率
,即同一物质的消耗速率和
生成速率相等。
在平衡体系中,各组成成分的含量保持
。
改变影响平衡的条件,平衡会
,达到新的平衡。
合作探究
【问题1】大家来考虑这样一个问题,我现在在一个盛水的水杯中加蔗糖,当加入一定量之后,凭大家的经验,你们觉得会怎么样呢?建立溶解平衡体系。
【问题2】根据必修二所学内容,回忆什么是可逆过程?下列反应哪些是可逆过程:、2SO2+O22SO3。
【问题3】根据化学平衡状态的定义,如何判断一个可逆反应达到化学平衡呢?
【自主练习】判断正误
(1)可逆反应不等同于可逆过程,可逆过程包括物理变化和化学变化,而可逆反应属于化学变化
(2)当一个可逆反应达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等,且都等于0
(3)当某反应达到限度时,反应物和生成物的浓度一定相等
(4)对2SO2+O22SO2,在一定条件下,2v正(SO2)=v逆(O2),说明反应达到平衡
(5)对于H2+I2(g)
2HI(g),当气体的颜色不再改变,说明反应达到平衡
1.在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气)
2C(气)达到平衡的标志是 ( )
A.C的生成速率与C分解的速率相等
B.单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB
C.单位时间生成B的速率,与生成C的速率相等
(数值)
D.单位时间生成nmolA,同时生成2nmolC
2.下列说法可以证明反应N2+3H2
2NH3
已达平衡状态的是(
)
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂
C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成
3.下列说法中可以充分说明反应:
P(气)+Q(气)
R(气)+S(气)
,
在恒温下已达平衡状态的是( )
A.P、Q、R、S的浓度不再变化
B
.P、Q、R、S的分子数比为1:1:1:1
C.反应容器内P、Q、R、S共存
D.反应容器内总物质的量不随时间而变化
4.在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:
A(固)+3B(气)
2C(气)+D(气)已达平衡状态的是(其中只有B气体有颜色)
(
)
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.气体的平均分子量
D.气体的颜色
5.在固定体积的的密闭容器中发生反应:2NO2
2NO
+
O2,该反应达到平衡的标志是:
(1)混合气体的颜色不再改变
(
)
(2)混合气体的平均相对分子质量不变
(
)
(3)混合气体的密度不变
(
)
(4)混合气体的压强不变
(
)
(5)单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成2nmolO2
(
)
(6)
O2气体的物质的量浓度不变
(
)
6.在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)+2D(固)达到平衡的标志是(
)
①C的生成
速率与C的分解速率相等
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③A、B、C的浓度不再变化
④A、B、C的分压强不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦单位时间内消耗amolA,同时生成
3amolB
⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
A.②⑧
B.②⑤⑧
C.①③④⑦
D.②⑤⑥⑧
自主学习
一、1.(1)一定条件
正反应
逆反应;(2)
正反应
逆反应;(3)相同条件
不能
不能
共存;二、1.(1)最大
0;(2)减小
变小
0
增大;;
2.相等
质量
浓度;3.可逆
动态
相等
不变
发生变化。
合作探究
【问题1】
开始时v(溶解)>v(结晶)
平衡时v(溶解)=v(结晶)?
结论:溶解平衡是一种动态平衡
【问题2】在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应;第一个不属于可逆反应,第二个属于可逆反应。
【问题3】到化学平衡的标志:
正逆反应速率相等和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志
(1)直接标志:
①物质的量浓度保持不变;②用一种物质的化学反应速率:正逆反应速率相等。即
V正=V逆;用不同物质的化学反应速率,要求反应方向一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比。
⑵、间接标志:总物质的量、密度、温度、气体的平均摩尔质量、颜色等。
【自主练习】
√×××√
【随堂检测】1、AD
2、AC
3、A
4、BCD
5、√√×√×√
6、A
相等
V正
时间
速率
V逆