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成才之路 化学,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修,化学反应速率和化学平衡,第二章,第三节 化学平衡,第二章,第1课时 化学平衡状态,新知导学,相同条件,正反应,逆反应,正反应,逆反应,相同,不能,不能,共存,几乎完全进行,=,最大,零,减小,变小,零,增大,v(正)v(逆),不再发生变化,以上过程可用下图表示：,相等,质量,浓度,5化学平衡特征,可逆,动态,相等,不变,发生移动,1很久以前，人们发现高炉炼铁时总有一部分CO没有被充分利用，就设想利用增加烟筒高度的方法来解决这个问题，但是没有成功，你知道为什么吗？,自主探究,提示：因为可逆反应中反应物的转化率达不到100%，所以1 mol N2和3 mol H2不能完全反应，故放出的热量小于92.3 kJ。,3达到化学平衡状态时，各组分的浓度不再变化，浓度相等吗？各组分的百分含量也不再变化吗？ 提示：浓度不再变化，不代表浓度相等，但百分含量不再变化。,可逆反应,教材点拨,下列关于可逆反应的说法中正确的是( ) A可逆反应就是既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应 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，三氧化硫又分解生成二氧化硫和氧气，因此该反应是可逆反应 C对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到100% 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，因此这两个反应是可逆反应,典例透析,【解析】 可逆反应是指在相同条件下，能同时向正、逆反应方向进行的反应。可逆反应强调两点：相同条件和同时双向进行，B正确；A项中没有说明相同条件和同时进行；C项，由于是可逆反应，所以其反应物的转化率不可能达到100%；D项中的两组反应，由于反应条件不同，不能称为可逆反应，错误。 【答案】 B,变式训练,解析：假设反应由正反应方向开始进行，由于Y2(g)过量，则完全转化时，Z(g)的浓度为0.4 molL1；假设反应由逆反应方向开始进行，则完全转化时，X2(g)、Y2(g)的浓度分别为0.2 molL1、0.4 molL1。由题意知，该反应为可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，生成物也不可能完全转化为反应物，故A项正确，B、C项错误；又该反应是总体积不变的反应，反应达到平衡时，不论X2、Y2、Z怎么变化，总物质的量不会改变，物质的总浓度也不会改变，即c(X2)c(Y2)c(Z)0.6 molL1，D项错误。 答案：A,1化学平衡研究的对象是可逆反应。 2可逆反应达到平衡时的特征 (1)等：同一物质的正逆反应速率相等。(不同物质不一定相等) (2)动：动态平衡v(正)v(逆)0 (3)定：各组分含量保持一定。 (4)变：外界条件改变，平衡状态发生改变。,化学平衡状态,教材点拨,3化学平衡状态的判断 (1)v(正)v(逆)0 同一物质：正、逆反应速率相同。 不同物质：反应速率的方向相反、大小符合化学计量数之比。 误区：反应速率之比等于化学计量数之比()； 解释：只要反应进行，该关系就成立。 同一物质的消耗速度与生成速度相等,温馨提示：可逆反应达到平衡状态时有两个核心判断依据： (1)正反应速率和逆反应速率相等。 (2)反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。 依据其他有关的量判断可逆反应是否达到平衡状态时，最终都要回归到这两个核心依据上来。,(2015湖北五校联考)在某容积不变的密闭容器内，注满NO2和N2O4的混合气体，298 K时发生反应：,典例透析,【解析】 假设反应由正反应方向开始进行，由于在密闭容器中进行反应，所以由质量守恒定律可知，此反应是否达到平衡质量均不变化。此项不可作为平衡的判断依据；两种物质中只有NO2为红棕色，因此，如果没有达到平衡，则NO2的浓度在改变，从外观看，则是颜色一直在改变，此项可作为平衡的一个判断依据；平均摩尔质量等于混合气体总质量除以气体总物质的量，该反应的物质的量两边不相等，如果达到了平衡状态，平均摩尔质量应不变，否则，若平衡正向移动，则平均摩尔质量变大，逆向移动则变小，此项可作为平衡的一个判断依据；,密度由总体积和总质量决定，由于容器的体积不变。反应物与生成物的总质量也不变，所以密度不变，此项不可作为平衡的判断的依据；热量可以作为平衡的一个判断依据。 【答案】 B,变式训练,解析：在恒容条件，此反应为前后气体体积相等的反应，在达到平衡状态前后体系的压强不变，不能作为平衡状态的判断标志；容积固定，因为此反应有固体参与，气体密度不变说明气体总质量不变，说明此反应达到平衡状态，可作为平衡状态的判断标志；C(g)的浓度不变说明生成C(g)和消耗C(g)的量相等，说明反应达到平衡状态，能作为平衡状态的判断标志；反应达到平衡状态，A、C、D三种气体浓度不变，并非等于化学计量数之比，,不能作为平衡状态的判断标志；单位时间内生成C，同时生成D都是正反应方向，故不能作为平衡状态的判断标志；单位时间内生成n mol D，同时生成2n mol A，说明反应同时向正、逆反应方向进行，生成D和A又符合化学计量数之比，能作为平衡状态的判断标志。由以上分析知C项正确。 答案：C,解析：反应开始时，反应物浓度最大，正反应速率最大，生成物浓度为零，逆反应速率为零，A正确；随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，但可逆反应不能进行到底，故反应速率不能为零，B错误，C正确；可逆反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，D错误。 答案：BD,解析：因为此反应是可逆反应，在一定条件下可同时向正、逆反应方向进行，向正反应方向进行时使SO3中含18O，向逆反应方向(含有18O的SO3分解)就可能使SO2中含有18O，所以D正确。 答案：D,答案：BC,解析：催化剂不能提高产率，但能缩短生产周期，提高生产效率，A项正确；可逆反应中哪种物质也不可能100%全部转化，B项正确；达到平衡时，SO2和SO3的浓度不变，但不一定相等，C项不正确；提高O2的浓度，平衡向右进行，SO2的转化率提高，D项正确。 答案：C,(1)根据图中数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为_，反应达到平衡时c(H2)_。 (2)判断该反应达到平衡的依据是_(填序号)。 CO减少的速率和CO2减少的速率相等 CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化 该条件下正、逆反应速率都为零 答案：(1)0.003 molL1min1 0.03 molL1 (2),法国科学家勒夏特列简介 勒夏特列是一位精力旺盛的法国科学家，他研究过水泥的煅烧和凝固、陶器和玻璃器皿的退火、磨蚀剂的制造以及燃料、玻璃和炸药的发展等问题。从他研究的内容也可看出他对科学和工业之间的关系特别感兴趣。此外，他对乙炔进行了研究，并发明了氧炔焰发生器，迄今还用于金属的切割和焊接。勒夏特列对水泥、陶瓷和玻璃的化学原理很感兴趣，也为防止矿井爆炸而研究过火焰的物化原理。这就使得他要去研究热和热的测量。,1877年他提出用热电偶测量高温。它是由两根金属丝组成的，一根是铂，另一根是铂铑合金，两端用导线相接，一端受热时，即有一微弱电流通过导线，电流强度与温度成正比。他还利用热体会发射光线的原理发明了一种测量高温的光学高温计。这种热电偶和光学高温计可顺利地测定3 000以上的高温。,勒夏特列在1888年宣布了一条遐迩闻名的定律，那就是勒夏特列原理。勒夏特列原理的应用可以使某些工业生产过程的转化率达到或接近理论值，同时也可以避免一些并无实效的方案(如高炉加高的方案)，其应用非常广泛。这个原理可以表达为：“把平衡状态的某一因素加以改变之后，将使平衡状态向抵消原来因素改变的效果的方向移动。”换句话说，如果把一个处于平衡状态的体系置于一个压力会增加的环境中，这个体系就会尽量缩小体积，重新达到平衡。由于这个缘故，这时压力就不会增加得像本来应该增加的那样多。又例如，如果把这个体系置于一个会正常增加温度的环境里，这个体系就会发生某种变化，额外吸收一部分热量。因此，温度的升高也不会像预计的那样大。,勒夏特列原理因可预测特定变化条件下化学反应的方向，所以有助于化学工业的合理化安排和指导化学家们最大限度地减少浪费，生产所希望的产品。例如哈伯借助于这个原理设计出他的从大气氮中生产氨的反应，这是个关系到战争与和平的重大发明，也是勒夏特列本人差不多比哈伯早二十年就曾预料过的发明。,
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