化学反应限度.docx

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1、第2课时化学反应的限度发 展 目 标体 系 构 建1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。2.初步学会根据反应速率判断化学反应所能达到的限度及化学反应限度的建立。一、化学反应的限度1可逆反应(1)概念：在同一条件下，既能向 方向进行，又能向 方向进行的化学反应。(2)特征：反应不能 ，或者在一定条件下反应物与生成物同时存在。在书写化学方程式时，可逆反应用符号“”表示。常温下，在 molL1醋酸水溶液中，大约只有1%的醋酸分子电离成H和CH3COO，绝大多数仍以CH3COOH的形式存在，所以醋酸是一种弱酸。请用电离方程式表示上述过程，并用文字解释其特征。提示CH3COOH

2、CH3COOH。该过程是一个可逆过程。2(1)实验验证：已知KSCN溶液遇Fe3变为红色，该反应可以用于溶液中Fe3的检验。常温下FeCl3溶液和KI溶液能发生反应：2Fe32I=2Fe2I2。实验步骤实验现象实验结论向5 mL mol/L KI溶液中加入1 mL mol/L FeCl3溶液并振荡溶液由无色变成黄褐色有 生成向充分反应后的溶液中加入2 mL苯，振荡后静置液体分层，下层呈浅绿色，上层呈紫红色Fe3被还原成 ，I被氧化成I2取下层溶液，滴加KSCN溶液溶液呈 色下层溶液中含有 (2)反应实质：由实验可知，反应物Fe3(I过量条件下)不能完全转化为生成物(Fe2)，即Fe3与I发生的

3、反应是有一定限度的；Fe3与I发生反应的离子方程式为 。把1 mol N2和3 mol H2充入密闭容器中充分反应，最终可以生成2 mol NH3吗提示不能；因为该反应为可逆反应，反应不能进行到底，故不能生成2 mol NH3。二、化学平衡状态1化学平衡的建立对于可逆反应2Fe32I2Fe2I2，其化学反应速率与时间的关系如图所示。反应开始时，正反应速率最大，原因是 ；逆反应速率为 ，原因是 ；反应进行中，正反应速率的变化是 ，原因是 ；逆反应速率的变化是 ，原因是 ；反应一段时间(t1)后，正反应速率和逆反应速率的关系是 ，反应物的浓度 ，生成物的浓度 。在一定条件下，在固定体积的密闭容器中

4、加入一定物质的量的SO2、和O2气体，两者发生反应生成SO3气体。请描述从反应开始至平衡状态时各物质浓度的变化和正、逆反应速率的变化。提示反应开始时，SO2和O2气体浓度最大，正反应速率最大；SO3气体浓度为0，逆反应速率为0。反应进行中，SO2和O2气体浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小；SO3气体浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大。反应一段时间后，正反应速率和逆反应速率大小相等，各物质浓度不再改变。2化学平衡状态(1)化学平衡状态的概念：如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时， 与 相等，反应物的 与生成物的 不再发生改变，达到一种表面“静止”的状态，称为“化

5、学平衡状态”，简称化学平衡。(2)化学平衡状态的特征3影响化学反应的限度的因素(1)决定因素：化学反应的限度首先取决于反应物的化学性质。不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同，反应物的最大转化率不同。(2)外界因素：化学反应的限度受 、 、 等条件的影响。改变其中的一个条件，可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。在一定条件下，一个可逆反应进行到最大限度，也就是达到化学平衡状态，这时正、逆反应都停止了吗提示可逆反应达到化学平衡状态，反应并没有停止，正、逆反应仍在进行，只是正、逆反应速率相等。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)通过改变反应条件，可逆反应中反应物的转化率可达到10

6、0%。( )(2)SO2和O2的反应可写为2SO2O22SO3。( )(3)CaOCO2=CaCO3和CaCO3CaOCO2属于可逆反应。( )(4)化学反应达到最大限度时，正、逆反应速率相等。( )2一定温度下，可逆反应A(g)3B(g)2C(g)未达到平衡的是()AC的生成速率与C的分解速率相等B单位时间生成n mol A同时消耗4n mol BCA、B、C的浓度不再变化DC的百分含量达到最大值 3当可逆反应：2SO2O22SO3达到平衡后，通入18O2，再次达到平衡时，18O存在于_。 化学平衡状态的标志(素养养成宏观辨识与微观探析)德国化学家哈伯,18681934)从1902年开始研究

7、由氮气和氢气直接合成氨。于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究。于1909年改进了合成方法，氨的产率达到8%。这是工业普遍采用的直接合成法。合成氨的反应式为：N23H22NH3，假设该反应在体积不变的密闭容器中发生反应，分析思考下列问题：问题1容器内混合气体的密度不随时间变化时，该反应是否达到平衡状态提示因容器的体积不变，而混合气体的总质量不改变，则无论平衡与否，混合气体的密度均不变，不能判断反应是否达到平衡状态。问题2根据上面问题分析哪些物理量能够作为合成氨反应达到平衡的标志提示压强、浓度等随着反应进行而变化的物理量，如果不再变化，则说明反应已经达到平衡状态。问题3单位时

8、间内生成2a mol NH3，同时消耗a mol N2时，该反应是否达到平衡状态提示两反应速率均表示正反应速率，反应进行的任何阶段均成比例，不能判断反应是否达到平衡状态。1直接标志“正逆相等”(1)v正v逆同一种物质的生成速率等于消耗速率；在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比；在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。(2)各组分的浓度保持一定各组分的浓度不随时间的改变而改变；各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。2间接标志“变量不变”(1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的

9、反应)。(2)对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。(3)全是气体参加的且反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。(4)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。1下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是()AH2(g)Br2(g)2HBr(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变B2NO2(g)N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变CCaCO3(s)CO2(g) CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变DN2(g)3H2(g) 2NH3(g)，反应体系

10、中H2与N2的物质的量之比保持13 2可逆反应：2NO22NOO2在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是()单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2表示的反应速率的之比为221的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态ABCD全部 利用“变量”与“不变量”来判断化学平衡状态(1)选变量选定反应中“变量”，即随反应进行而变化的量，当变量不再变化时，反应已达平衡。(2)常见的变量气体的颜色；对于气体体积有

11、变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。(3)在利用M、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。利用“三段式法”对化学反应速率、化学平衡进行简单计算(素养养成证据推理与模型认知)解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时，一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设其他条件和定律列方程求解。如：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始/molab00转化/molmxnx px qx平衡/molam

12、xbnx px qx(1)关于反应物转化率的计算A的转化率100%(计算式中A的量可以指反应物的物质的量、质量、浓度、体积等)。(2)关于某组分的体积分数的计算A的体积分数100%。微点拨：(1)转化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。(2)这里a、b可指物质的量、浓度、体积等。(3)对反应物：平衡时的量起始的量转化的量；对生成物：平衡时的量起始的量转化的量。3在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于()A5%B10%C15%D20% 4在一定温度下，发生反应：N2(g)3H2(g)2N

13、H3(g)，起始时，充入的N2和H2的物质的量分别是 mol和 mol，平衡时生成NH3的物质的量是 mol。已知容器的容积为 L，试求：(1)H2的转化率是_。(2)平衡时混合气体中N2的体积分数约为_(小数点后保留一位小数)。 1下列关于化学平衡状态的叙述错误的是()A正、逆反应速率相等(不等于0)B反应混合物各种物质的物质的量不再改变C正、逆反应停止不再进行D外界条件改变，反应会在新的条件下达到新的平衡 2在5 mL molL1 KI溶液中滴加56滴 molL1 FeCl3溶液后，再进行下列实验，其中可证明FeCl3溶液和KI溶液的反应是可逆反应的实验是()A再滴加AgNO3溶液，观察是

14、否有AgI沉淀产生B加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色C加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加AgNO3溶液，观察是否有AgCl沉淀产生D加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加KSCN溶液，观察是否出现红色 3在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X2(g)Y2(g)2XY(g)已达到平衡的是()A容器内的总压强不随时间变化B容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化CXY气体的物质的量分数不变DX2和Y2的消耗速率相等 4X、Y、Z三种气体，取X和Y按11的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生反应：X(g)2Y(g)2Z(g)，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为32，则Y的转化率最接近于()A33%B40%C50%D66% 5在某一容积为5 L的密闭容器内，加入 mol的CO和 mol的H2O(g)，在催化剂存在的条件下高温加热，发生反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示：(1)根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为_；反应平衡时c(H2)_。(2)判断该反应达到平衡的依据是_(填序号)。CO减小的化学反应速率和CO2减小的化学反应速率相等CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化正、逆反应速率都为零