高中化学 人教版选修4 第二章第三节第1课时 可逆反应与化学平衡状态 教学设计、教案、学案

第三节化学平衡第1课时可逆反应与化学平衡状态1．了解化学反应的可逆性，了解可逆反应的概念、特点。

2.通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡。

3．能根据化学平衡状态的特征，判断反应是否达到化学平衡状态。

可逆反应与不可逆反应1．可逆反应(1)概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的化学反应。

(2)表示方法：采用“”连接，把从左向右进行的反应称作正反应，把从右向左进行的反应称作逆反应。

(3)特点①双向性：可逆反应具有方向相反的两个反应，即正反应和逆反应；②双同性：正反应和逆反应在相同条件下同时进行；③共存性：反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存。

2．不可逆反应：有些反应的逆反应进行程度太小因而忽略，把这类反应叫不可逆反应，用“===”连接。

1．正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。

语句描述正误阐释错因或列举反例(1)Cl2与水的反应属于可逆反应(2)NH3和HCl生成NH4Cl与NH4Cl分解生成NH3和HCl互为可逆反应(3)可逆反应中反应物的转化率不能达到100%(2)×两反应发生的条件不相同(3)√2．为什么工业合成氨反应中，N2、H2和NH3同时存在？答案：因为在N2与H2化合生成NH3的同时，NH3也在发生分解反应，生成N2和H2，即该反应为可逆反应，故反应物和生成物同时存在。

1．下列反应不属于可逆反应的是()A．SO2溶于水生成H2SO3；H2SO3分解B．H2与I2化合成HI；HI分解C．SO2与O2化合成SO3；SO3分解D．电解水生成H2与O2；H2与O2点燃生成水解析：选D。

A项，SO2＋H2O H2SO3；B项，H2＋I22HI；C项，2SO2＋O2催化剂△2SO3，上述三个反应，正、逆反应的反应条件相同，故都属于可逆反应。

D项，电解水生成H2与O2和H2与O2生成水的反应条件不同，故不属于可逆反应。

2．(2019·长沙高二质检)可逆反应N2＋3H22NH3，在容积为10 L的密闭容器中进行，开始时加入2 mol N2和3 mol H2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到() A．0.1 mol/L B．0.2 mol/LC．0.05 mol/L D．0.15 mol/L解析：选B。

2 mol N2和3 mol H2反应，假设反应能够进行到底，则2 mol N2与3 mol H2反应最多生成2 mol NH3，此时NH3浓度为0.2 mol/L，但由于该反应是可逆反应，不能进行到底，所以NH3的浓度达不到0.2 mol/L。

化学平衡状态1．化学平衡的建立在一定条件下，把1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中，在一定条件下发生反应N2＋3H22NH3。

根据要求填表：反应物浓度v(正) 生成物浓度v(逆)开始时c(N2)最大c(H2)最大最大0 0进行中c(N2)减小c(H2)减小减小增大增大平衡时c(N2)不变c(H2)不变不变不变不变2．化学平衡状态在一定条件下的可逆反应中，当正、逆两个方向的反应速率相等时，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。

3．化学平衡的特征正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。

语句描述正误阐释错因或列举反例(1)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度地结果(2)反应达到化学平衡状态时，正、逆反应速率都为0(3)反应达到化学平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持相等(4)气体的压强不变时，反应一定处于平衡状态(5)反应体系中气体的密度不变时，反应可能达到平衡状态答案：(1)√(2)×化学平衡是动态平衡，平衡状态时，正、逆反应速率相等但不为0(3)×各组分的浓度保持不变，但不一定相等(4)×不一定，如恒容密闭容器中发生H2(g)＋I2(g)2HI(g)的反应，反应过程中气体压强始终不变(5)√训练一化学平衡状态的建立及特征1．对于可逆反应M＋N Q达到平衡时，下列说法正确的是()A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等B．M、N全部变成了QC．反应混合物各成分的百分比不再变化D．反应已经停止解析：选C。

可逆反应达到平衡时，平衡体系中各组成成分的百分比保持不变。

2SO3(g)中，充入由18O组成的氧2．在已达到平衡的可逆反应2SO2(g)＋O2(g)催化剂△气一段时间后，18O存在于()A．氧气中B．氧气和三氧化硫中C．氧气和二氧化硫中D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中解析：选D。

化学平衡是动态平衡，加入的18O2会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含有18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使得SO2和O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。

训练二根据正、逆反应速率的关系判断化学平衡状态3．下列各关系中能说明反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是()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)解析：选C。

如果v正与v逆之比等于化学计量数之比，则该反应达到平衡状态；而v正∶v′正或v逆∶v′逆等于化学计量数之比，则不能判断该反应是否达到平衡状态。

4．(2019·厦门高二月考)一定条件下，可逆反应2A(g)B(g)＋3C(g)，在下列四种状态中处于平衡状态的是()选项正反应速率逆反应速率A v(A)＝2 mol/(L·min) v(B)＝2 mol/(L·min)B v(A)＝2 mol/(L·min) v(C)＝2 mol/(L·min)C v(A)＝1 mol/(L·min) v(B)＝2 mol/(L·min)D v(A)＝1 mol/(L·min) v(C)＝1.5 mol/(L·min)解析：选D。

v(A)∶v(B)∶v(C)＝2∶1∶3，根据平衡状态的判断依据v(正)＝v(逆)知，D项中的反应达到平衡状态。

利用反应速率关系判断化学平衡状态的“两角度”(1)对于同一物质而言，该物质的生成速率等于它的消耗速率。

(2)对于不同物质而言，反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的反应速率。

训练三根据相关“量”判断化学平衡状态5．恒温恒压下，对于反应X2(g)＋Y2(g)2XY(g)达到平衡状态的标志是()A．v正(X2)＝2v逆(XY)B．单位时间内生成2n mol XY的同时，生成n mol Y2C．容器内气体密度不随时间变化而变化D．X2、Y2、XY的浓度之比为2∶2∶1解析：选B。

A.达到平衡状态时，不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比，故应为2v正(X2)＝v逆(XY)，A错误；B.生成2n mol XY，表示正反应速率，生成n mol Y2，表示逆反应速率，且满足反应速率之比等于化学计量数之比，B正确；C.恒温恒压下，容器内气体密度始终保持不变，C错误；D.X2、Y2、XY的浓度之比为2∶2∶1，不能说明浓度不再随时间变化而变化，D错误。

6．在一定条件下，反应2NO＋O22NO2在恒容容器中发生，对该反应达到平衡的标志的描述中，错误的是()A．混合气体的总分子数不再变化B．混合气体的颜色不再变化C．容器的总压强不再变化D．混合气体的总质量不再变化解析：选D。

该反应为反应前后气体物质的量改变的反应，在恒容容器中，建立平衡的过程会有压强、总分子数和颜色的改变，一旦这些可变量不变了，则证明反应达到平衡状态，而总质量在任何情况下都不发生变化。

判断反应是否达到化学平衡状态的“两标志”(1)间接标志：指所表述内容间接反映“等”和“定”的意义。

①反应物的转化率保持不变。

②平衡体系的颜色保持不变。

③绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。

(2)“特殊”标志：表述内容并不适用于所有反应，只适用于某些反应。

①体系中气体物质的总质量保持不变。

②体系中气体物质的总物质的量(或体积或分子个数)保持不变。

③体系中气体物质的平均相对分子质量保持不变。

④气体的总压强不再发生改变。

⑤体系中气体的密度不再发生改变。

以上五项中，对于Δn ≠0的可逆反应，除①外均能作为判断平衡的标志；但对于Δn ＝0的可逆反应，此五项均不能作为判断平衡的标志。

课后达标检测一、选择题1．在一定条件下，使SO 2和O 2在一密闭容器中进行反应，下列说法中不正确的是( ) A ．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零 B ．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后不变 C ．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变 D ．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零解析：选A 。

根据化学平衡的建立过程可知，反应从正反应方向开始，v 正最大，v 逆＝0，最后达到平衡时，v 正＝v 逆≠0。

2．下列关于化学平衡状态的理解正确的是( ) A ．所有反应都存在平衡状态 B ．反应物与生成物的浓度相等 C ．正反应与逆反应停止进行 D ．正反应和逆反应的速率相等 答案：D3．下列选项中的各组反应，互为可逆反应的是( ) A ．2KHCO 3=====△K 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑ K 2CO 3＋H 2O ＋CO 2===2KHCO 3B ．CO 2＋H 2O===H 2CO 3 H 2CO 3===CO 2＋H 2OC ．NH 3＋HCl===NH 4Cl NH 4Cl=====△NH 3＋HCl D ．2NaCl=====电解2Na ＋Cl 2↑ 2Na ＋Cl 2=====点燃2NaCl解析：选B 。

可逆反应是指同一条件下进行的反应，而选项A 、C 、D 中的两反应的反应条件不同，均不属于可逆反应。

4．下列说法中可以证明反应N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)已达到平衡状态的是( )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3个N —H 键断裂D ．1个N ≡N 键断裂的同时，有6个N —H 键形成解析：选A 。

N ≡N 键断裂、H —H 键断裂、N —H 键形成都代表正反应，B 、D 项不能判断反应是否达到平衡；N ≡N 键断裂代表正反应，N —H 键断裂、H —H 键形成都代表逆反应，而且正、逆反应速率之比等于化学计量数之比，A 项能证明该反应已达到平衡状态。

5．(2019·厦门高二月考)一定条件下，将NO 2与SO 2以体积比为1∶2置于密闭容器中，发生反应NO 2(g)＋SO 2(g)SO 3(g)＋NO(g) ΔH ＝－41.8 kJ/mol 。