第三节化学平衡。
第一课时化学平衡状态。
1．可逆反应“两特点”：
1)正、逆两个反应是同一条件下同时进行的；
2)正、逆反应中反应物、生成物共存，反应物转化率小于100%。
2．化学平衡“五特征”：逆、等、定、动、变。
3．平衡状态判断“两依据”：
1)根本依据：v(正)＝v(逆)；
2)直接依据：各组分的浓度保持不变。
自学教材·填要点]
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反应。
2)表示方法：
采用“ ”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应。
3)实例：n2＋3h22nh3；
2so2＋o22so3；
cl2＋h2o hcl＋hclo。
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。
师生互动·解疑难]
可逆反应的特征。
1)双向性：可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应。
2)双同性：正逆反应在相同条件下是同时进行的。
3)共存性：反应物和生成物共存于同一体系中，反应物的转化率小于100%。
4)能量转化类型相反；若正反应放热，则逆反应吸热。
1．判断正误(正确打“√”错误打“×”
1)可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应。(
2)cl2与水的反应是不可逆反应。(
3)nh3和hcl生成nh4cl与nh4cl分解生成nh3和hcl互为可逆反应。(
4)可逆反应中反应物的转化率能达到100%。(
答案：(1)√ 2)× 3)× 4)×
自学教材·填要点]
1．化学平衡的建立。
在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：
以上过程可用下图表示：
2．化学平衡状态。
一定条件下，可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应混合物中各种物质的浓度或质量保持不变的状态。
3．化学平衡状态的特征。
师生互动·解疑难]
1)化学平衡状态是一定条件下的可逆反应进行到最大限度的结果。
2)对于一个既定的可逆反应，如果其他条件一定，不论采取何种途径(反应是从反应物开始或从生成物开始)，最后都能建立化学平衡状态。
3)化学平衡状态不会因时间变化而变化。
4)可逆反应达到化学平衡状态的根本原因是v(正)＝v(逆)，正是由于各物质的消耗速率与生成速率相等，才会有反应混合物中各组分的浓度保持不变。
2．已知 kpa下：
2so2 ＋ o2 2so3 状态。
起始浓度(mol/l) 2 1 0 t0
1 min浓度(mol/l) 1.9 0.95 0.1 t1
30 min浓度(mol/l) 0.12 0.06 1.88 t2
40 min浓度(mol/l) 0.12 0.06 1.88 t3
讨论以下问题：
1)t1时逆反应发生了吗？
2)与t1相比，t2时v(正)如何变化？v(逆)如何变化？
3)以上四个状态，哪个已达到平衡状态？
解析：(1)该反应的逆反应即指so3分解生成so2和o2的反应，因为t1时c(so3)≠0，所以逆反应已经发生了。
2)t2与t1相比，c(so2)、c(o2)在减小，c(so3)在增大，所以v(正)减小、v(逆)增大。
3)t2、t3已达到平衡状态，因为反应体系中各物质浓度保持恒定。
答案：(1)逆反应已经发生了。
2)v(正)减小，v(逆)增大。
3)t2、t3已达平衡。
主题1：当可逆反应：2so2(g)＋o2(g) 2so3(g)进行到一定程度后，向体系中充入一定量的18o2，一段时间后，18o可能存在于哪些物质中？
主题2：一定温度下，密闭容器中进行的可逆反应：a(s)＋2b(g) c(g)＋d(g)的哪些物理量不再改变时，表明该反应处于平衡状态？
例1] 下列各组两个反应互为可逆反应的是( )
2h2＋o22h2o与2h2o2h2↑＋o2↑
h2so4(浓)＋2hbr===2h2o＋br2＋so2↑与br2＋so2＋2h2o===2hbr＋h2so4
2no2===n2o4与n2o4===2no2
2so2＋o22so3与2so32so2＋o2
ab．②③cd．②④
解析] 可逆反应必须是在同一条件下，同时向正、逆反应方向进行的反应，①中的反应条件不同，②中h2so4的浓度不同，性质不同。
答案] c判断一个反应是否是可逆反应的关键是反应必须在同一条件下进行，且反应物、生成物共存于同一体系中。如反应①尽管表面看是可逆反应，但反应条件不同，不具备可逆反应的特征。
1．在一定量的密闭容器中进行反应：n2(g)＋3h2(g) 2nh3(g)。已知反应过程中某一时刻n2、h2、nh3的浓度分别为0.
1 mol/l、0.3 mol/l、0.2 mol/l。
当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )
a．n2为0.2 mol/l，h2为0.6 mol/l
b．n2为0.15 mol/l
c．n2、h2均为0.18 mol/l
d．nh3为0.4 mol/l
解析：反应为可逆反应，反应体系中任何一种物质的转化率都小于100%，所以a、d错误；从题给量的关系知无论反应进行到什么程度，c(n2)∶c(h2)＝1∶3，因此两者不可能同时均为0.18 mol/l。
答案：b例2] (2011·山东高考)一定条件下，将no2与so2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应：no2(g)＋so2(g) so3(g)＋no(g) δh＝－41.
8 kj/mol，下列能说明反应达到平衡状态的是( )
a．体系压强保持不变。
b．混合气体颜色保持不变。
c．so3和no的体积比保持不变。
d．每消耗1 mol so3的同时生成1 mol no2
解析] 由于该反应为前后气体体积相等的反应，体系的压强始终保持不变，故不能以压强不变作为判断反应是否达到平衡，a错误。so3与no的体积比始终保持1∶1，c错误；消耗so3和生成no2为同一方向的反应，d错误。
答案] b判断可逆反应是否达到平衡状态的方法。
可逆反应达到化学平衡状态时有两个主要的特征：一是正反应速率和逆反应速率相等；二是反应混合物中各组分的百分含量保持不变。这两个特征就是判断可逆反应是否达到化学平衡状态的核心依据。
1)根本标志：v正＝v逆≠0：
有两层含义：对于同一物质而言，该物质的生成速率等于它的消耗速率；对于不同的物质而言，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。
2)直接标志：“定”，即反应混合物中各组分的含量保持不变。
3)间接标志：指所表述的内容并非直接而是间接反映“等”和“定”的意义。
反应物的转化率保持不变。
产物的产率保持不变。
平衡体系的颜色保持不变。
绝热的恒容反应体系中的温度保持不变。
某化学键的破坏速率和生成速率相等。
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