1、专题6 化学反应与能量变化第一单元 化学反应速率与反应限度第3课时掌握化学平衡状态的判定方法。重难点学习目标一定温度下, 将1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应: N2(g)+3H2(g) 2 NH3 (g)一段时间后， N2、H2和 NH3的浓度都不再发生变化，请问该反应停止了吗？此时反应具有什么特点？没有停止，只是达到了该反应的化学平衡状态。此时v(正)= v(逆) 0，各物质的浓度不再改变，处于一个动态平衡状态。判断平衡根本依据判断平衡直接依据 请同学们交流讨论在反应 N2(g)+3H2(g) 2 NH3 (g)中下列哪些表述可以说明反应的v(正)= v(逆) ？思
2、考讨论 v正(N2) = v逆(N2) v正(N2) = 2v逆(NH3)单位时间内消耗1mol 氮气，同时消耗3mol氢气单位时间内消耗1mol 氮气，同时生成3mol氢气那么，用实验的方法验证反应是可逆反应的关键是什么呢？你还能想出哪些表述说明反应的v(正)= v(逆) ？ v正(N2)：v逆(NH3)=2：1成果展示 N2(g)+3H2(g) 2 NH3 (g) v(正)= v(逆) 单位时间内，消耗1 mol N2 同时 生成 1 mol N2v(正)v(逆)v正(N2) = v逆(N2)消耗3 mol H2生成2mol NH3生成3 mol H2消耗2mol NH3v正(H2) =
3、v逆(H2)v正(NH3) = v逆(NH3)同种物质正逆反应速率相等 成果展示 N2(g)+3H2(g) 2 NH3 (g) v(正)= v(逆) 单位时间内，消耗1 mol N2 同时 生成 1 mol N2生成3 mol H2v正(N2) = v逆(N2)3v逆(N2)= v逆(H2)3v正(N2) = v逆(H2)消耗2mol NH3v(正)v(逆)2v逆(N2)= v逆(NH3)2v正(N2) = v逆(H2)消耗3 mol H23v正(N2)= v正(H2)3v逆(N2) = v正(H2)生成2mol NH32v正(N2)= v正(NH3)2v逆(N2) = v正(NH3) 不同物
4、质正逆反应速率成比例，且方向相反化学平衡状态的判断依据1. 根本依据同一物质：v(正)= v(逆)v正(SO2) = v逆(SO2) v正(O2) = v逆(O2) v正(SO3) = v逆(SO3) 不同物质：速率大小符合化学计量数之比，方向相反用不同物质速率表示已达平衡状态2 v正(O2) = v逆(SO2) 2 v正(O2) = v逆(SO3) v正(SO2) = v逆(SO3) v(正)= v(逆)2SO2+O2 2SO3催化剂用同一物质速率表示已达平衡状态在一定温度下, 可逆反应A(g)+3B (g) 2C (g)达到平衡状态的标志有( )学以致用2 v正(C) = 3 v逆(B)单
5、位时间内，消耗a mol A的同时生成 3a mol B单位时间内，生成a mol A的同时生成 2a mol C v正(A) = v逆(A) 2 v正(A) = v正(C) 解题关键：包含正逆两个方向，同种物质速率相等，不同物质速率成比例。 请同学们交流讨论恒容条件下，下列哪些说法可以说明反应中 N2(g)+3H2(g) 2 NH3 (g)各物质的浓度 一定( )思考讨论 H2质量不变 N2、H2、 NH3的浓度相等 NH3的体积分数不变容器内总压强不变 N2的物质的量不变 成果展示恒容条件下，N2(g)+3H2(g) 2 NH3 (g) N2、H2、 NH3的浓度相等 NH3的体积分数不变
6、容器内总压强不变 该反应前后气体分子数改变，所以恒容条件下总压强是变量。当总压强不变，一定是各物质的浓度一定了，故正确。只有当NH3的物质的量和气体的总物质的量都一定时， NH3的体积分数才不变，故正确。浓度相等、成比例均不代表不变，故错误。化学平衡状态的判断依据2.直接依据：各组分的浓度不再改变1.根本依据：v(正)= v(逆) 引申为：各组分的物质的量、质量、百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)等不再改变。注意：1.各组分的量不变，反应达到平衡状态，并非是总量不变。 2.反应体系的总压强、总体积、总物质的量不变，不一定平衡。该反应前后气体分子数发生了变化，即反应过程中总压强始终在变
7、化，当总压强不变了，反应即达到了化学平衡状态。变量不变即为平衡思考讨论 请同学们交流讨论恒容条件下，下列两个反应总压强不变能否说明反应已经 达到平衡状态。 N2(g)+3H2(g) 2 NH3 (g) H2(g)+I2(g) 2 HI (g)该反应前后气体分子数不变，即反应过程中总压强始终是定值，所以总压强不变，不能说明反应达到了化学平衡状态。学以致用 1.恒温恒容条件下, 可逆反应 I2(g)+H2(g) 2 HI(g) 达到平衡状态的标志有( )H2的浓度不再改变HI的物质的量分数不再改变 混合气体的总物质的量不再改变n(I2)： n(H2)： n(HI)=1:1:2 容器内的总压强不再改
8、变c(I2)= c (H2)= c (HI)HI的体积分数不再改变解题关键：各组分的浓度、百分含量等不变可以表示平衡，故正确；各物质的浓度和物质的量成比例和相等都不一定不变，故错误；该反应前后气体分子数不变，总物质的量和总压强不变，故错误。 恒温恒容条件下, 可逆反应 I2(g)+H2(g) 2 HI(g) 体系的颜色不变能否判断反应达到平衡状态？I2 (g)为紫黑色，体系颜色不变说明I2 (g)的浓度不变了，可以判断反应达到平衡状态。思考讨论化学平衡状态的判断依据2.直接依据：各组分的浓度不再改变1.根本依据：v(正)= v(逆) 3.间接依据：颜色、温度、混合气体密度( )、 混合气体平均
9、摩尔质量( )等。 遵循原则 变量不变 即为平衡m总v总=m总n总M=一定温度下,在密闭容器中发生反应：混合气体的密度不变能否标志反应达到平衡状态？思考讨论A(?)+2B (g) 3C (g)m总v总=当A为气体时 密闭容器，v总为定值m总为定值为定值不能标志平衡m总v总=当A为非气体时 密闭容器，v总为定值m总为变量为变量变量不变即为平衡 若条件改为恒压条件(容器体积可变)下呢？A(?)+2B (g) 3C (g)成果展示m总v总=恒压条件下，当A为气体时 反应前气体分子数相等，v总为定值m总为定值为定值不能标志平衡m总v总=恒压条件下，当A为非气体时 反应前气体分子数不等v总为变量m总为变
10、量为变量变量不变即为平衡 混合气体的密度不变，反应不一定平衡。一定温度下,在密闭容器中发生反应：混合气体的平均摩尔质量不变能否标志反应达到平衡状态？思考讨论A(?)+2B (g) 3C (g)m总n总M=当A为气体时 反应前气体分子数相等，n总为定值m总为定值M为定值不能标志平衡m总n总M=当A为非气体时 反应前气体分子数不等，n总为变量m总为变量M为变量变量不变即为平衡 混合气体的平均摩尔质量不变，反应不一定平衡。 1.恒温恒压条件下, 不能表示可逆反应 2NO2(g) N2O4(g) 达到平衡状态的标志有( )A.反应体系的颜色不再改变B.容器内的总压强不再改变BC.混合气体的密度不再改变
11、D.混合气体的平均摩尔质量不再改变学以致用解题关键：用容器内的总压强、混合气体的密度、以及混合气体的平均摩尔质量作为标志判断反应是否平衡，遵循变量不变即为平衡的原则，故本题选B。 2.恒温恒容条件下, 可以表示可逆反应 2NO2(g) N2O4(g) 达到平衡状态的标志有( )A.反应体系的温度不再改变B.容器内的总压强不再改变BDC.混合气体的密度不再改变D.混合气体的平均相对分子质量不再改变学以致用解题关键：用容器内的总压强、混合气体的密度、以及混合气体的平均相对分子质量(数值上等于混合气体的平均相对摩尔质量)作为标志判断反应是否平衡，遵循变量不变即为平衡的原则，故本题选BD。1.一定温度
12、下,不能证明反应达到平衡状态的标志是( ) B. m v正(A) = p v逆(C)A. v正(P) = v逆(P) BDD. q v逆(P) = n v逆(D)C. p v正(A) = m v逆(C)p v正(A) = m v逆(C)q v正(P) = n v逆(D)速率依据：同一种物质正逆反应速率相等，不同物质正逆反应速率成比例。2.一定温度下,能证明反应达到平衡状态的标志是( ) A. 单位时间内，生成n mol A的同时消耗 n mol AB. 单位时间内，生成m mol A的同时消耗 n mol PC. 单位时间内，生成m mol A的同时生成 n mol PD. 单位时间内，消耗m
13、 mol A的同时生成 q mol D逆向正向逆向正向逆向逆向正向正向 AB物质变化依据：包含正逆两个过程，且同一种物质生成和消耗的量相等， 不同物质变化量成比例。A.1个NN键断裂的同时，有3个H-H键形成 B.1个NN键断裂的同时，有3个H-H键断裂D.1个NN键形成的同时，有6个N-H键断裂 C.1个NN键形成的同时，有2个N-H键生成 3.下列哪种说法可以证明反应： N2+3H2 2NH3 已达到 化学平衡状态( )A逆向正向正向正向逆向逆向逆向正向6化学键依据：包含正逆两个过程，且注意每个分子中的化学键个数。4. 一定温度下,在一密闭容器中发生反应： 下列物理量一定能证明反应达到平衡
14、状态的标志是( )A. 总压强不变B.总物质的量不变C. 温度不变D.A的体积分数不变 D恒容条件下若m+n=p+q总压强、总物质的量为定值若m+np+q总压强、总物质的量为变量不一定不一定 地球表面有大气层覆盖，离地面12km以上的高空有一臭氧层(实际上是臭氧的浓度高些)，臭氧层可以将90%的紫外辐射转化为热量使地面生命免受伤害，是地球生命的保护屏障。这其中的奥妙就在于臭氧层里存在着以下动态平衡的缘故： O2+O O3 在太阳辐射的条件下，氧分子被分裂为两个氧原子，异常活泼的氧原子便和氧分子结合成臭氧(此为正反应)。然后，在紫外线的作用下，臭氧转化为氧气，并放出热量(此为逆反应) 。这一反应被看做臭氧能吸收紫外线。在臭氧层中，O3 、 O2和O处于动态平衡，构成地球免受紫外线杀伤的天然屏障。大气臭氧层中的化学平衡化学反应速率与反应限度第3课时判断化学平衡状态的依据根本依据直接依据间接依据v(正)= v(逆) 各组分的浓度(或m、n、x%等)同一物质不同物质变量不变即为平衡作业： 月 日敬请各位老师提出宝贵意见！
