《2017-2018学年高中化学第2章化学键化学反应与能量第2节化学反应的快慢和限度第2课时化学反应的限度同步备课学案鲁科版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中化学第2章化学键化学反应与能量第2节化学反应的快慢和限度第2课时化学反应的限度同步备课学案鲁科版必修2（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 2 2 课时课时 化学反应的限度化学反应的限度目标导航 1.了解化学反应的可逆性，知道可逆反应的特征。2.了解化学平衡的概念和特征，能够判断平衡状态，知道条件改变时化学平衡会发生移动。3.认识化学反应的进行是有一定限度的。一、化学反应的限度化学平衡状态1可逆反应(1)概念：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。(2)特点：一定条件下，反应物不能全部转化成生成物，反应只能进行到一定限度。(3)表示：在可逆反应的化学方程式中，用“”号代替“=”号。2化学平衡状态(1)化学平衡状态的建立对于可逆反应 2SO2O22SO3，在一定温度下，将 2 mol SO2(g)和 1 m
2、ol O2(g)催化剂通入一定体积的密闭容器中。其化学反应速率与时间关系如图所示。反应开始时：v正最大，v逆为 0，原因是反应物浓度最大，生成物浓度为 0。反应过程中：v正逐渐减小，v逆逐渐增大，原因是反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大。反应达到平衡时(t1后)：v正v逆，反应物和生成物的浓度不再改变。(2)化学平衡状态的概念在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率与逆反应速率相等，这种状态称为化学平衡状态。(3)化学平衡状态的特征逆：只有可逆反应才能在一定条件下建立化学平衡状态。等：反应达到平衡时，v正v逆。动：化学平衡状态是一种
3、动态平衡。达到平衡状态时，正反应和逆反应都依然在进行。定：条件一定时，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变。变：外界条件发生改变时，原平衡状态被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡状态。2【议一议】1在密闭容器中充入 2 mol SO2和 1 mol O2，在一定条件下发生反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，当充分反应后，最终容器中能否得到 2 mol SO3?催化剂答案 不能，因为可逆反应不能进行彻底。2在密闭容器中进行反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，当 SO2、O2、SO3的浓度催化剂之比为 212 时能否说明该反应达到化学平衡状态？答案 不能，因为不能说明各组分的浓
4、度一定不变。也不能说明该反应的正、逆反应速率相等。二、化学平衡移动1实验探究温度改变对化学平衡的影响2NO2N2O4(正反应方向为放热反应)受温度的影响(1)现象温度改变混合气体颜色c(NO2)升温(浸入热水)变深增加降温(浸入冷水)变浅减小(2)结论当其他条件不变时，升高反应体系的温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低反应体系的温度，化学平衡向放热反应方向移动。2化学平衡移动的含义对一个化学平衡状态改变条件时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡，即发生化学平衡移动。3影响化学平衡移动的因素影响因素有温度、反应物浓度、压强等。【议一议】升高温度，化学平衡一定向正反应方向移动
5、吗？答案 不一定，若正反应是吸热反应，则升高温度，化学平衡向正反应方向移动；若正反应为放热反应，则升高温度，化学平衡向逆反应方向移动。一、可逆反应的特点1正反应和逆反应发生条件相同。2正、逆反应同时存在，同时进行。3反应不能进行彻底，各反应物和生成物同时存在。4能量转化互逆。若正反应吸收能量，则逆反应释放能量。3【例 1】 可逆反应 2SO2O22SO3，若用 2 mol SO2和 1 mol 18O2在一定条件下，经足够长的时间反应。下列情况可能出现的是( )A18O 原子完全存在于 SO3中B18O 原子存在于 O2、SO2、SO3中C生成 2 mol SO3DSO2、SO3均为 1.5
6、mol解析 可逆反应在相同条件下，可以向正、逆两个反应方向进行，反应体系中各物质同时存在，由于三种物质均含有氧元素，故O 原子可能存在于三种物质中；C 项，该反18 8应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，错误；D 项，根据硫元素质量守恒：n(SO2)n(SO3)2 mol。答案 B【解题反思】 在相同的条件下，可逆反应的正、逆反应同时进行，且不能完全转化。变式训练 1 在密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。已知反应过催化剂程中某一时刻 SO2、O2、SO3的浓度分别为 0.2 molL1、0.1 molL1、0.2 molL1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是
7、 ( )ASO2为 0.4 molL1，O2为 0.2 molL1BSO2为 0.25 molL1CSO2、SO3均为 0.15 molL1DSO3为 0.4 molL1答案 B解析 该反应为可逆反应，当 SO2和 O2完全转化为 SO3时，c(SO2)c(O2)0，c(SO3)0.4 molL1；当 SO3完全转化为 SO2和 O2时，c(SO3)0，c(SO2)0.4 molL1，c(O2)0.2 molL1。根据可逆反应的特点：可逆反应不可能进行到底，故平衡时，0c(SO2)0.4 molL1，0c(SO3)0.4 molL1,0c(O2)0.2 molL1，且c(SO2)c(SO3)0
8、.4 molL1，只有 B 项符合题意。【方法规律】 常采用极端假设法解释化学平衡中有关量的问题。二、化学平衡状态的判断方法1根据正、逆反应速率相等(1)同一物质：同一种物质的生成速率消耗速率，即v正(A)v逆(A)。(2)不同物质：不同方向的化学反应速率之比化学计量数之比，即v正(A)v逆(B)A、B 的化学计量数比。2根据各组分浓度不变(1)各组分质量、物质的量、分子个数、物质的量浓度不变；对于有颜色变化的可逆反4应，颜色不再改变；反应物的转化率不再变化。(2)各组分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数不变。(3)反应前后气体化学计量数改变的反应：气体的总物质的量、恒温恒容条件下气体的
9、总压强不变。(4)恒温恒容条件下，有气体参加且物质状态反应前后改变的反应：混合气体的密度不变。(5)恒温恒压条件下，反应前后全是气体且气体化学计量数改变的反应：混合气体的密度不变。(6)恒容绝热条件下：反应混合物的密度不变。【关键提醒】 如下情况不能说明可逆反应达到化学平衡状态：(1)对于反应前后气体化学计量数相等的反应，气体总物质的量不变或气体总压强不变。(2)全部由气体参加和生成的反应，恒容时气体密度不变。(3)各组分的浓度相等或成某一比例。(4)不指明v正或v逆，或指明v正或v逆，但用不同物质表示时的比例关系不符合化学计量数之比。(5)反应物和生成物全部是气体，且反应前后气体化学计量数不
10、变的反应，平均相对分子质量不变。【例 2】 在恒温恒容条件下，下列叙述不是可逆反应 A(g)3B(g)2C(g)达到平衡的特征的是( )C 的生成速率与 C 的分解速率相等 单位时间内生成n mol A，同时生成 3n mol B 单位时间生成n mol A，同时生成 2n mol C v正(A)v正(B) 混合1 3气体的总压强不再变化 混合气体的物质的量不再变化A、B、C 的浓度不再变化 A、B、C 的分子个数比为 132ABCD解析 化学平衡的标志之一是正反应速率与逆反应速率相等。C 的生成速率是正反应速率，C 的分解速率是逆反应速率，能说明达到平衡；生成n mol A，同时生成 3n
11、mol B 均表示逆反应，不能说明达到平衡；生成n mol A 为逆反应，生成 2n mol C 即消耗n mol A，能说明达到平衡；没有逆反应速率，不能说明达到平衡；本反应是一个气体总物质的量改变、混合气体的总压强改变、A、B、C 浓度改变的反应，它们不变时能说明可逆反应到达平衡状态；分子个数比不能说明 A、B、C 的浓度是否不变，不能说明达到平衡。5答案 A【方法规律】 (1)对化学平衡状态的判断，从不同角度出发可以得到多种判断依据，如物质的量、浓度、压强、体积分数、温度、密度、颜色等，但最终都体现v正v逆，M各组分浓度保持不变。(2)“变” “不变”判断法：某一物理量在从开始到平衡的过
12、程是“变化”的，而达平衡后则“不变” ，则此物理量是判断平衡状态的标志。变式训练 2 (1)下列方法可以证明 H2(g)I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是_(填序号)。c(H2)c(I2)c(HI)c(H2)c(I2)c(HI)112c(H2)、c(I2)、c(HI)不再改变反应速率v(H2)v(I2)v(HI)1 2单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol I2一个 HH 键断裂的同时有两个 HI 键断裂恒温恒容时，混合气体的颜色不再变化恒温恒容时，混合气体的压强不再变化温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化时(2)在上
13、述的说法中能说明 2NO2N2O4达到平衡状态的是_(填序号)。答案 (1) (2)解析 (1)、分别是化学平衡建立过程中的某一种特定状态，不一定是平衡状态；c(H2)、c(I2)、c(HI)不再改变是平衡状态；没有指明v正和v逆，不能说明v正(H2)v逆(H2)，不能说明反应达到平衡状态；是指v逆(H2)v正(HI)，说明 2v逆(H2)v正(H2)，不能说明反应达到平衡状态；指v正(H2)v正(I2)，不能说明反应达到平衡状态；指 2v正(H2)v逆(HI)，即v正(H2)v逆(H2)；颜色不再发生变化，说明 I2的浓度不变，能说明反应达到平衡状态；反应在反应前后气体的总物质的量不变，即在
14、反应的任何一个阶段，容器内压强不发生改变，不能说明反应达到平衡状态；因为反应前后气体的体积不变，气体的质量不变，所以混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡状态。(2)化学反应前后气体体积发生改变，因此在反应未达到平衡状态时，混合气体的密度、容器内压强等都会发生改变，当反应处于平衡状态时，这些量都不再改变，此时c(NO2)恒定，颜色不再变化。因此、都能说明反应达到平衡状态。61下列关于化学反应限度的叙述错误的是( )A不同的化学反应，限度可能不同B可以通过改变温度来控制化学反应的限度C可以通过延长化学反应的时间来改变反应的限度D当一个化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应速率相等答案 C解
15、析 反应限度主要取决于反应的本身；温度可使化学平衡移动；延长时间不可以改变反应的限度；达平衡时，v正v逆0。2下列不属于可逆反应的是( )APbPbO22H2SO42PbSO42H2O放电充电BN23H22NH3高温、高压催化剂CCl2H2OHClHClOD2NO2(g)N2O4(g)答案 A解析 可逆反应要求是在同一条件下既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应，选项 A 中逆反应需要在外加电源的情况下进行，与正反应条件不同，是在不同条件下进行的反应，故不是可逆反应。3对可逆反应 4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，下列叙述正确的是( )A达到化学平衡时，4v正(O2)5v逆(NO)B若单位时间内生成x mol NO 的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态C达到化学平衡后，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D平衡后，再充入 NH3，由于其他物质浓度不变，反应速度虽增大，平衡不会发生移动答案 A解析 根据不同物质表示同一反应时的速率关系，可知v逆(O2)v逆(NO)，代入 A 中4 5表
