化学第一单元 化学反应速率教学设计

化学平衡

课时1 化学平衡的建立与化学平衡状态

学习目标

1．了解化学反应的可逆性以及可逆反应的概念；

2．理解化学平衡状态的建立；

3．掌握化学平衡状态的特征。

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________方向进行又能向________方向进行的化学反应。

(2)表示方法：

用“______”表示，把从左向右的反应称作____________，从右向左的反应称作____________。例如：SO2与H2O反应可表示为____________________________________。

(3)特征：

①正逆反应发生的条件________________；

②反应体系中，反应物和生成物______________；

③反应物转化率不能达到______________。

2．可逆反应与不可逆反应的比较

思考1：SO2和18O2按一定比例混合，通入500℃、101kPa、含催化剂的密闭容器中，反应达到最大程度后，抽取容器中的气体，经同位素示踪法检测，结果可检测到SO18O、S18O2、O18O、18O2、SO218O、SO18O2、S18O3，即SO2、O2、SO3、SO3都含有18O。

Q1：为什么 SO2分子中含有18O？

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

3.典型例题

例1下列关于可逆反应正确的是 （    ）

A.氢气与氧气点燃可化合成水，水电解可生成氢气和氧气，因此氢气与氧气的反应是可逆反应。

B. 在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又有分解。

C. 合成氨的反应，在现有技术条件下，其转化率总是达到百分百。

D. 碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，因此这二个反应是可逆反应。

例2在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)          2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，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．Z为0.3mol·L－1    B．Y2为0.4mol·L－1   C．X2为0.2mol·L－1  D．Z为0.4mol·L－1

二、化学平衡状态

1．化学平衡状态的建立

在一定条件下，某温度和压强下的密闭容器中，2SO2 (g)+ O2 (g) 2SO3 (g) ，随反应进行，SO2、O2和SO3的浓度随时间变化如下表所示：

根据浓度变化，讨论正逆反应速率变化：开始只有反应物，没有生成物，此时SO2和O2的浓度最大，因而，      ____最大；而SO3起始浓度为零，因而_       _____。随着反应的进行，反应物浓度不断     ____，生成物浓度不断     ____，v(正)越来     ____，v(逆)越来     ___       _，反应进行到某一时刻，     ____，这时就达到了化学平衡。

请画出化学平衡状态的建立的速率—时间图： 

2.化学平衡状态定义：是指在一定条件下的      _反应里，正反应和逆反应的速率      _，反应混合物中各组分的浓度      _的状态。

3．化学平衡状态的特征

化学平衡状态具有“逆”“等”“动”“定”“变”的特征。

(1)逆：化学平衡研究的对象是__________。

(2)等：正反应速率和逆反应速率________。

(3)动：化学平衡从表面上或宏观上看好像停止了，但从本质上看反应并未停止，只不过正反应速率与逆反应速率相等罢了。

(4)定：在平衡混合物中，各组成成分的百分含量__________，不再随时间的改变而改变。

(5)变：化学平衡是在一定条件下建立的暂时平衡，若影响化学平衡的外界条件改变，化学平衡状态可能会发生________。

4. 化学平衡状态的主要标志：

①微观等速标志：________________；

②宏观恒浓标志：____________  __。

5.典型例题

例3.在一定温度下，可逆反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）达到平衡的标志是（     ）

A．NH3的生成速率与N2分解速率相等  B．生成nmol N2的同时生成3nmol H2

C．N2、H2、NH3的浓度比为1:3:2      D．1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂

例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)（其中只有B气体有颜色）已达平衡状态的是 (    )

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

【课下作业】

1．模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法。对于2HBr(g)      H2(g)＋Br2(g)反应，下列四个图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是(　　)

2．可逆反应N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已经达到平衡状态的是（      ）

A．3V正(N2)=V正(H2)  B．V正(N2)=V逆(NH3) C．2V正(H2)=3V逆(NH3)  D．V正(N2)=3V逆(H2)

3.一定温度下，可逆反应2NO2(g) 2NO(g) + O2(g)在体积固定的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是                      。

①       单位时间内消耗n mol O2 ，同时生成2n molNO2

②单位时间内生成n molNO ，同时生成n molNO2

③用NO2、NO、 O2浓度变化的表示的反应速率的比为2 ：2 ：1

④NO的体积分数不随时间变化   ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥ NO2的转化率不随时间变化     ⑦混合气体的压强不再改变  ⑧容器内气体密度不随时间变化 ⑨混合气体的平均分子量不变