化学平衡状态的标志及判断导学案之令狐文艳创作.docx
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化学平衡状态的标志及判断导学案之令狐文艳创作
化学平衡状态的标志及判断
令狐文艳
导学案
【学习目标】
1、理解化学平衡的概念及特征；
2、掌握化学平衡状态的判断方法。
【学习过程】
【问题探究一】课本P46你知道吗？
一、可逆反应
1、概念：
在同一条件下，既能向方向进行，同时又能向方向进行的反应。
2、表示：
用可逆符合“”表示
3、特征：
相同，正逆反应进行，且不能进行到底。
一段时间后一定到达状态
【判断】下列说法正确的是
1、氢气与氧气点燃生成水，水在电解时生成氢气与氧气，2H2+O2=2H2O是可逆反应吗？
2、硫酸铜晶体加热变成白色粉末，冷却又变成蓝色，所以无水硫酸铜结合结晶水的反应是可逆反应吗？
二、化学平衡状态的建立
若把一可逆反应的反应物装入密闭容器中，其反应情况如下
①反应开始时：
正反应速率，逆反应速率，且等于。
②反应进行时：
反应物的浓度逐渐，正反应速率逐渐，
生成物的浓度逐渐，逆反应速率逐渐，
反应达到平衡时：
正反应速率逆反应速率，反应物和生成物的浓度不再变化。
三、化学平衡状态
1、定义：
在的反应中，正反应速率逆反应速率，
反应混合物中各组分的保持的状态。
2、特征：
逆：
等：
定：
动：
变：
3、标志：
（一）直接标志
（1）速率方面（本质特征）
①同一种物质：
②不同的物质：
【跟踪练习】
1.可逆反应N2＋3H2
2NH3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）
2（变式—双项）.下列说法中，可以表明反应N2+3H2
2NH3已达到平衡状态的是
A．1molN≡N键断裂的同时,有3molH—H键形成
B．1molN≡N键断裂的同时,有3molH—H键断裂
C．1molN≡N键断裂的同时,有6molN—H键形成
D．1molN≡N键断裂的同时,有6molN—H键断裂
（2）各成分含量保持不变（宏观标志）：
①②③④
【跟踪练习】
3.在一定条件下，对于密闭容器中进行的反应：
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），下列说法能充分说明该反应已达到化学平衡状态的是（）
A.正、逆反应速率都等于零B.SO2、O2、SO3的浓度相等
C.SO2、O2、SO3在容器中共存D.SO2、O2、SO3的浓度均不再变化
4.一定温度下，可逆反应3X（g）+Y（g）
2Z（g）达到限度的标志是（）
A.单位时间内生成3nmolX，同时消耗nmolYB.X、Y、Z的浓度相等
C.X的生成速率与Z的生成速率相等D.X、Y、Z的分子个数比为3：
1：
2
（二）间接标志
（3）压强
[探讨]恒容下，当压强不变时，能说明下列反应达到平衡状态的是（）
①A（g）+B（g）2C（g）②A（g）+B（g）3C（g）
③A（s）+B（g）2C（g）④A（s）+B（s）2C（s）
[思考]压强问题从哪个角度考虑？
[小结]对于mA（g）+nB（g）
pC（g）+qD（g）的可逆反应，当m+n≠p+q时
即：
反应前后气体分子数的反应，压强时，反应达到。
【跟踪练习】
5、2014惠二模（节选）恒容下，能说明下列反应达到平衡状态的是（）
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H20（g）
A、每消耗1molCO2的同时生成1molCH3OH
B、CO2、H2、CH3OH、H20的物质的量比为1:
3:
1:
1
C、容器中气体的压强不再改变D、容器中气体的密度不再改变
6.在恒温、恒容下，当反应容器内总压强不随时间变化时，下列可逆反应一定达到平衡的
A、A（气）＋B（气）
C（气）B、A（气）＋2B（气）
3C（气）
C、A（气）＋B（气）
C（气）＋D（气）D、以上都达到平衡
7.能够充分说明在恒温下的密闭容器中反应：
2SO2＋O2
2SO3，已经达到平衡的标志是
A、容器中SO2、O2、SO3共存
B、容器中SO2和SO3的浓度相同
C、容器中SO2、O2、SO3的物质的量为2：
1：
2
D、容器中压强不随时间的变化而改变
（4）密度
[探讨]恒容下，当混合气体密度不变时，能说明下列反应达到平衡状态的是（）
①A（g）+B（g）2C（g）②A（g）+B（g）3C（g）
③A（s）+B（g）2C（g）④A（s）+B（s）2C（g
[思考]密度问题从哪几个角度考虑？
[小结]密度问题：
①利用公式ρ＝ ,看反应前后是否发生变化
②看是否有物质。
若有则一定达到平衡（√），若无则不一定（×）
以上两点具备任何一点均可。
【跟踪练习】
8、在容积不变的密闭容器中，可逆反应4A（s）＋5B（g）3C（g）＋2D（g）
ΔH＜0，达到化学平衡状态的标志是（ ）。
A．气体密度不再发生变化B．容器内总压强不再改变
C．A的物质的量浓度不再改变D．单位时间内消耗4nmolA，同时消耗5nmolB
[思考]
1、若反应为：
4A（g）＋5B（g）3C（g）＋2D（g）选
2、若反应为：
4A（g）＋5B（g）3C（g）＋6D（g）选
3、若D中同时消耗4nmolA改为同时消耗3nmolC呢？
（）
（5）气体平均摩尔质量
[探讨]恒容下，当混合气体平均摩尔质量不变时，能说明下列反应达到平衡状态的是（）
①A（g）+B（g）2C（g）②A（g）+B（g）3C（g）
③A（s）+2B（g）2C（g）④A（s）+B（s）2C（g）
[思考]摩尔质量问题从哪个角度考虑？
[小结]摩尔质量问题：
①利用公式M（混）＝m（混）/n（混），看反应前后m（混）或n（混）是否发生变化
②若全是气体物质，且反应前后气体分子数不等的反应，M（混）不变，则平衡。
（6）颜色：
有颜色变化的反应，颜色，反应达到状态。
如：
2HI（g）
I2（g）+H2（g）；2NO2（g）
2NO（g）+O2（g）等
（7）温度：
任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时肯定是平衡状态。
【随堂检测】
1、（2013届广州市高三模拟）在一定温度下向aL密闭容器中加入1molNO2（g）生2NO2（g）N2O4（g）,此反应达到平衡的标志的是
A、v正（NO2）=v逆（N2O4）
B、容器的总压强不再随时间而变化
C、容器中气体的颜色不再变化
D、NO2、N2O4的分子数之比之为2:
1
E、单位时间内生成1molN2O4的同时生成2molNO2
F、混合气体的密度不再随时间而变化G、NO2的浓度不再随时间而变化
2、写列条件的可逆反应已达化学平衡的是（ ），
（1）各物质的浓度相等；
（2）各物质的浓度之比等于系数之比；
（3）恒容条件下，各物质的浓度不再变化；
（4）各物质的含量相等；
（5）各物质的含量保持不变；
（6）各反应物的转化率不再变化；
（7）恒T、V条件下，N2+3H2 = 2NH3中，气体的密度不再变化；
（8）恒T、V条件下，C（s）+H2O（g） = CO+H2中，气体的密度不再变化；
（9）恒T、V条件下，N2+3H2 = 2NH3中，混合气体的压强不再变化；
（10）恒T、V条件下，H2+I2（g） = 2HI中，混合气体的压强不再变化；
（11）恒T、V条件下，N2+3H2 = 2NH3中，气体的平均分子量不再变化；
（12）恒T、V条件下，H2+I2（g） = 2HI中，气体的平均分子量不再变化；
（13）恒V条件下，H2+I2（g） = 2HI中，混合气体的颜色不再变化；
（14）反应体系的温度不再变化；
小结---归纳
判断一个可逆反应是否达到平衡状态的方法
1、速率：
2、含量：
3、压强：
从“不等”到“等”平衡（）
4、密度：
巧记
5、摩尔质量
6、颜色：
从“变”到“不变”平衡（）
7、温度：
化学平衡状态的标志及判断
[课后练习]
1、（2012上海高考）一定条件下，在密闭恒容的容器中，发生反应：
3SiCl4（g）+2N2（g）+6H2（g）Si3N4（s）+12HCl（g）△H<0,能表示该反应达到平衡状态的是（填字母）
a.3v逆（N2）=v正（H2）b.v正（HCl）=4v正（SiCl4）
c.混合气体密度保持不变d.c（N2）:
c（H2）:
c（HCl）=1:
3:
6
2、对于可逆反应2HI（g）
I2（g）+H2（g），下列叙述能够说明已达到平衡状态的是
A．各物质的量的浓度比2:
1:
1
B．容器内的总压不随时间变化
C．断裂2molH－I键的同时生成1molI－I键
D．混合气体的颜色不再变化时
3、在恒容密闭容器中，不能作为反应2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）达到平衡的标志是：
A．混合气体的分子数之比为2:
1:
2
B．混合气体的压强不再发生变化
C．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
D．混合气体的密度不再发生变化
4、在一定温度下的密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，表明反应
A（s）+2B（g）
C（g）+D（g）已达到平衡的是
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量
5.在恒温下的密闭容器中，有可逆反应2NO（g）+O2（g）
2NO2（g）；ΔΗ<0，不能说明已达到平衡状态的是
A．正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等
B．反应器中压强不随时间变化而变化
C．混合气体颜色深浅保持不变
D．混合气体平均分子量保持不变
6.在一定温度下，反应A2（g）+B2（g）
2AB（g）达到平衡的标志是
A．单位时间生成的nmol的A2同时生成nmol的AB
B．容器内的总压强不随时间变化
C．单位时间生成2nmol的AB同时生成nmol的B2
D．单位时间生成nmol的A2同时生成nmol的B2
7.（双项）下列叙述表示可逆反应N2+3H2
2NH3一定处于平衡状态的是
A．N2、H2、NH3的百分含量相等
B．单位时间，消耗amolN2的同时消耗3amolH2
C．单位时间，消耗amolN2的同时生成3amolH2
D．反应若在定容的密器中进行，温度一定时，压强不随时间改变
8.对于固定体积的密闭容器中进行的气体反应可以说明
A（g）+B（g）
C（g）+D（g）在恒温下已达到平衡的是
A．反应容器的压强不随时间而变化
B．A气体和B气体的生成速率相等
C．A、B、C三种气体的生成速率相等
D．反应混合气体的密度不随时间而变化
9.在2NO2（红棕色）
N2O4（无色）的可逆反应中，下列状态说明达到平衡标志的是
A．c（N2O4）=c（NO2）的状态
B．N2O4处于不再分解的状态
C．NO2的分子数与N2O4分子数比为2∶1的状态
D．体系的颜色不再发生改变的状态
10、（双项）可逆反应H2（气）+I2（气）=2HI（气）达到平衡时的标志是（）
A、混合气体的密度恒定不变B.混合气体的颜色不再改变
C.H2、I2、HI的浓度相等D.I2在混合气体中体积分数不再改变
11、在一定的温度下，固定容器中发生可逆反应A（g）+3B（g）
2C（g）达到平衡的标志是
A、C的生成速率与C的分解速率相等
B.、单位时间生成nmolA，同时生成3nmolB
C、A、B、C的物质的量浓度保持不变
D、A、B、C的分子数之比为1：
3：
2
E、容器中气体的密度保持不变
F、混合气体的平均摩尔质量保持不变
G、容器中气体的总压强保持不变
12、可逆反应∶2NO2
2NO+O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是：
（）
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时，生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:
2:
1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥B.②③⑤C.①③④D.①②③④⑤⑥
13、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.反应容器内压强不随时间变化
B.P和S的生成速率相等
C.反应容器内P、Q、R、S四者共存
D.反应容器内总物质的量不随时间而变化
14.（双项）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（s）+3B（g）
2C（g）+D（g）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.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量
15、下列方法中可以证明2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）已达平衡状态的是__________｡
①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI;
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂;
③百分组成ω（HI）=ω（I2）;
④反应速率v（H2）=v（I2）=v（HI）/2时;
⑤c（HI）:
c（H2）:
c（I2）=2:
1:
1时;
⑥温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化;
⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化;
⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化;
⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化;
⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化｡
16.在一定温度下，可逆反应A（g）+3B（g）
2C（g）达到平衡的标志是（ ）
A.C的生成速率与C的分解速率相等
B.单位时间生成nmolA，同时生成3nmolB
C.单位时间生成nmolA，同时消耗2nmolC
D.A、B、C的分子数比为1:
3:
2
17.在一定温度下,可逆反应A2（气）+B2（气）
2AB（气），达到平衡的标志是
A.容器的总压强不随时间而变化
B.单位时间内有nmolA2生成的同时有nmolB2生成
C.单位时间内有nmolB2发生反应的同时有2nmolAB分解
D.容器内的密度不随时间而变化
18.一定条件下，aL密闭容器中加入1molN2和3molH2发生N2+3H2
2NH3的反应,下列叙述中能说明该反应已达到化学平衡状态的是（ ）。
A.v（N2正）=2v（NH3正）
B.3v（H2正）=v（N2逆）
C.单位时间内有0.3molH2消耗的同时，生成0.2molNH3
D.单位时间内有1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂
19.下列反应aA（g）+bB（g）
mC（g）+nD（g）在密闭容器中进行，表示其已达到平衡状态的叙述中正确的是（ ）。
A.平衡时的压强与反应起始的压强之比为m+n/a+b
B.用物质A表示的反应速度与物质C表示的反应速度之比为a/m
C.物质B的浓度不随时间而改变
D.各物质的浓度相等
20.密闭容器中，可逆反应H2（g）+I2（g）
2HI（g）达到平衡时的标志是（ ）。
A、混合气体密度恒定不变 B、混合气体的颜色不再改变
C、H2、I2、HI的浓度相等 D、混合气体中压强不变
21、对于可逆反应：
N2+3H2 = 2NH3，下列说法可达平衡的是（ ），并说明理由：
（1）N2的消耗速率与N2生成速率相等；
（2）N2消耗速率等于NH3的消耗速率；
（3）H2消耗速率等于N2消耗速率的3倍；
（4）N2消耗速率等于NH3的消耗速率的1/2；
（5）H2消耗速率等于N2生成速率的3倍；
（6）单位时间内，拆开1molN≡N,同时拆开3molH－H；
（7）单位时间内，拆开1molN≡N,同时拆开3molN－H；
（8）单位时间内，拆开1molN≡N,同时拆开6molN－H；
（9）单位时间内，拆开1molN≡N,同时生成3molH－H；
（10）单位时间内，减少的反应物分子是减少的的生成物分子的2倍。
22、（2009年上海高考化学卷25题第
（2）小题<节选>）：
铁和铝是两种重要的金属，他们的单质及化合物有着各自的性质。
（1）在一定温度下，氧化铁可与一氧化碳发生下列反应：
Fe2O3（s）＋3CO（g）2Fe（s）＋3CO2（g）
（2）请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达平衡状态：
① ②
附表------总结
化学反应
mA（g）+nB（g）
pC（g）+qD（g）
是否平衡
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或物质的质量分数一定
平衡
②各物质的质量或质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应速率之间的关系
①在单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA，
即v（正）＝v（逆）
平衡
②在单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC，
即v（正）＝v（逆）
平衡
③v（Ａ）:
v（B）:
v（C）:
v（D）＝m:
n:
p:
q，
v（正）不一定等于v（逆）
不一定平衡
④在单位时间内生成了nmolB，同时也消耗了qmolD，
即叙述的都是v（逆）
不一定平衡
压强
①其它条件一定、总压强一定，且m+n≠p+q
平衡
②其它条件一定、总压强一定，且m+n＝p+q
不一定平衡
混合气体的平均相对分子质量
①平均相对分子质量一定，且m+n≠p+q
平衡
②平均相对分子质量一定，且m+n＝p+q
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时
平衡
气体的密度
密度一定
不一定平衡
颜色
反应体系内有色物质的颜色稳定不变
平衡
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