【创新设计】2014-2015学年高中化学 第1-3章（课件+试题）（打包48套）鲁科版必修2
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【创新设计】2014-2015学年高中化学 第1-3章（课件+试题）（打包48套）鲁科版必修2,创新,立异,设计,学年,高中化学,课件,试题,打包,48,鲁科,必修
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第 2课时 化学反应的限度 在 条件下 向正 、 反两个方向进行的反应称为可逆反应 。 2 可逆反应的特点 对可逆反应来说 ， 在一定条件下 ， 反应物 全部转化成产物 ， 反应只能进行到 。 笃学一 可逆反应 相同 同时 不可能 一定程度 3 可逆反应的书写 在可逆反应的化学方程式中 ， 用 “ ” 号代替“ ” 号 。 = (1)当反应开始时 ， 2的浓度 ， 因此 ， 反应生成 ；而 ， 因此 ，2的逆反应速率为 (如下图所示 )。 (2)随着反应的进行 ， 反应物 2的浓度逐渐 ， 因此 ， 正反应速率逐渐 ；生成物 ，因此 ， 逆反应速率逐渐 (如下图所示 )。 笃学二 化学反应的限度 化学平衡状态 最大 最大 零 减小 减小 增大 增大 (3)如果外界条件不发生变化 ， 可逆 反应进行到一定程度时 ， 正反应速 率和逆反应速率相等 ， 反应物和生 成物的 不再随时间的延长而 发生变化 ， 反应好像 “ 停滞 ” 了 。 实际上 ， 这时正反应和逆反应都依然在 ， 只是在同一瞬 间 ， 正反应生成的三氧化硫的物质的量与逆反应消耗的三氧 化硫的物质的量 而已 。 此时 ， 可逆反应达到 _ (如图所示 )。 浓度 进行 相等 平衡状态 2 化学平衡状态的含义 在一定条件下的 进行到一定程度时 ， 反应物和生成物的浓度 ， 正反应速率与逆反应速率 ， 这种状态称为化学平衡状态 。 3 化学平衡的特征 (1)逆：只有 反应才能在一定条件下建立化学平衡状态 。 (2)动：化学平衡是一种 平衡 。 可逆反应 不再随时间的延长而发生变化 相等 可逆 动态 (3)等：反应达到平衡时 ， v(正 ) v(逆 )。 (4)定：条件一定时 ， 反应混合物的含量 。 (5)变：当 改变时 ， 平衡一般要发生 。 (6)无：建立平衡与途径 。 即在相同的条件下 ， 一个可 逆反应 ， 不论是从正反应方向开始 ， 还是从逆反应方向开 始 ， 或者从两个反应方向同时开始 ， 都可建立同一平衡状 态 。 保持不变 外界条件 改变 无关 (1)降温：浸入冷水中的烧瓶里的气体混合物颜色变 ，这是因为温度降低后原平衡状态被 ， 在新的条件下达到 ， 导致二氧化氮浓度 ， 四氧化二氮浓度 。 笃学三 化学平衡移动 1. 探究温度对化学平衡的影响 实验探究可逆反应2N O 2 N 2 O 4 ( 正反应方向为放热反应 ) 受温度的影响 浅 破坏 新的平衡状态 减小 增加 (2)升温：浸入热水中的烧瓶里的气体混合物颜色 ，这是因为温度升高后原平衡状态被破坏 ， 在新的条件下达到 ， 导致二氧化氮浓度 ， 四氧化二氮浓度 。 (3)结论：当其他条件不变时 ， 升高反应体系的温度 ， 平衡向 反应方向移动；降低反应体系的温度 ， 平衡向 反应方向移动 。 2 化学平衡移动的含义 当条件改变时 ， 原来的化学平衡将被 ， 并在新的条件下建立 ， 即发生化学平衡移动 。 变深 新的平衡状态 增加减小 吸热 放热 破坏 新的化学平衡 3 影响化学平衡的因素 (1)温度对化学平衡的影响 当其他条件不变时 ， 升高反应体系的温度 ， 平衡向 反应方向移动；降低反应体系的温度 ， 平衡向 反应方向移动 。 (2)浓度对化学平衡的影响 在其他条件不变的情况下 ， 增大反应物浓度或减小生成物浓度 ， 平衡向 方向移动；反之 ， 则向逆反应方向移动 。 吸热 正反应 放热 (3)压强对化学平衡的影响 在其他条件不变的情况下 ， 增大压强会使化学平衡向着 的方向移动；减小压强 ， 会使平衡向着 的方向移动 。 气体体积缩小 气体体积增大 【慎思 1 】 对于可逆反应 N 2 3H 2 2N H 3 ，用不同的物 质来表示该反应的速率时， v 正 v 逆 的含义具体意义是 什么？ 提示 在该平衡体系中 ， 涉及三种物质 ， 从正 、 逆反应两方面讲 ， 应当有六个反应速率值 ， 即 和生成速率 (， 和生成速率 (以及和消耗速率 (， 具体意义有两点 ， 一是同一物质的 不同物质的 与计量数之比成正比才是真正意义的 反应达平衡状态 。 如对于合成氨的反应 ， 如果 v(耗 v(耗并不是真正意义的正 、 逆反应速率相等 ， 应该有 2v(耗 v(耗 才是真正意义的 此时反应达平衡状态 。 【 慎思 2】 某一可逆反应 ， 一定条件下达到了平衡 ， 若化学反应速率改变 ， 平衡一定发生移动吗 ？ 若平衡发生移动 ， 化学反应速率一定改变吗 ？ 提示 不一定 ， 如反应前后气体体积不变的反应增大压强或使用催化剂 ， 速率发生变化 ， 但平衡不移动 。 一定 ， 化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变 ， 使v(正 )v(逆 )才发生移动的 。 【 慎思 3】 可逆反应在一定条件下总会达到化学平衡 ， 这里的 “ 一定条件 ” 指什么条件 ？ 提示 通常包括一定的温度 、 浓度 、 压强等 。 【 慎思 4】 对于反应 g) 如果起始加入的 2O(g)分别为 二者的浓度比为 1 2， 反应进行时 ， 二者的消耗速率相等吗 ？ 达到平衡时 ， 二者的浓度比还是 1 2吗 ？ 提示 二者无论以何种比例加入 ， 消耗速率始终是相等的 ，达到平衡时 ， 二者的浓度比不会是 1 2。 【 慎思 5】 升高温度 ， 化学平衡会向着吸热反应的方向移动 ，此时放热反应方向的反应速率会减小吗 ？ 提示 不会 。 升高温度 ， 增大 ， 但二者增大的程度不同 ， 前者增大的程度大于后者 ， 故 再相等 。 原平衡被破坏 ， 向着吸热反应方向移动 ，直至建立新的平衡 。 降温则相反 。 给出某一可逆反应 ， 判断是否已达平衡状态 ， 关键是紧紧围绕着 “ 等 ” 与 “ 定 ” 这两个基本特征来判断 。 1 根据 “ 等 ” 这个基本特征来判断化学平衡状态 (1)正逆反应的描述 应指明正 、 逆反应速率： 同一物质的消耗与生成； 反应物与生成物的消耗与生成 。 要点一 |化学平衡状态的判断 (2)速率相等 同一物质的反应速率相等； 不同物质的反应速率与对应 化学方程式中各物质的系数成正比 。 (3)其他说法 同一物质化学键的断裂与化学键形成的量相等； 不同反 应物间的化学键断裂与化学键形成的量与该化学方程式中各 物质的系数成正比 。 2 根据 “ 定 ” 这个基本特征来判断化学平衡状态 “ 定 ” 是指条件一定时反应混合物的含量 “ 保持不变 ” ，并非是 “ 相等 ” 或 “ 成比例 ” 。 (1)一定条件下 ， 反应物的转化率最大或产物的产率最大的状态 。 (2)对于有颜色变化的可逆反应 ， 颜色不再改变的状态 。 (3)对于反应前后气体体积改变的可逆反应 ， 化学平衡状态的判断依据还有：反应混合物的平均相对分子质量不再变化的状态；反应混合物的密度不再变化的状态；反应混合物的压强不再变化的状态 。 【例 1 】 (1) 下列方法可以证明 2 g) H2(g) I2(g) 已 达平衡状态的是 _( 填序号 ) 。 单位时间内生成 n m 2的同时生成 n m I ； 一个 H H 键断裂的同时有两个 H I 键断裂； 百分组成 w ( w (时； 反应速率 v ( v (12v (H I ) 时； c (H I ) c ( c ( 2 1 1 时； 温度和体积一定，某一生成物浓度不再变化时； 温度和体积一定，容器内压强不再变化时； 条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化时； 温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化时； 温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化时。 ( 2) 在上述 的说法中能说明 2N _( 填序号 ) 。 解析 本题考查如何判断一个可逆反应是否达到平衡状态 ， 解题的关键是掌握化学平衡状态的标志 。 观察第 (1)题反应的 特征可知：此反应在反应前后气体的体积不发生变化 ， 即在 反应的任何一个阶段 ， 容器内压强不发生改变 。 气体的总质 量不变 、 总的物质的量不变 ， 因此混合气体的密度 、 平均相 对分子质量均不发生改变 。 观察第 (2)题反应的特征：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 气体的平均相对分子质量 、 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(定 ， 颜色不再变化 。 答案 (1) (2) 化学平衡状态的最根本特征是正 、 逆反应速率相等 ， 但在题 目中有多种表述方法 。 在解题时 ， 应具体问题具体分析 ， 并 明确题目的叙述是表示正反应速率还是逆反应速率等 。 【体验 1 】 恒温、恒容的条件下对于 g) 3g) 2N g) H 0 的反应，达到化学平衡状态的标志为 ( ) 。 A 断开一个 的同时有 6 个 N H 键生成 B 混合气体的密度不变 C 混合气体的平均相对分子质量不变 D 3 2 的状态 答案 C 解析 断开 生成 N H 键均为正反应，因此 A 不能作为平衡状态的标志；根据公式 应过程中混合气体的质量 m 不变，恒温恒容条件下反应，则气体体积 V 始终不变，则密度 始终不变，因此 B 不能作为平衡状态的标志；相对分子质 量可根据公式 M 于 m 不变，而反应过程中气体的物质的量 n 减小，只有达到平衡时 n 才不再减少， M 不再改变，因此 C 可作为平衡状态的标志。 某可逆反应达到平衡时 ， 当改变外界条件引起化学反应速率 发生相对的改变时 ， 化学平衡就会被破坏 ， 平衡发生移动 。 影响平衡移动的因素有温度 、 浓度 、 压强等 ， 但改变压强是 通过改变反应体系的体积来实现的 。 分析化学平衡移动的一 般思路： 要点二 |化学平衡发生移动的判断 说明： 增加固体或纯液体的量 ， 由于浓度不变 ， 所以化学平衡不移动 。 通常指的加压就是通过缩小体系的容积达到的 ， 而减压就是增大体系的容积达到的 。 压强对固体和液体的浓度无影响 ， 若平衡体系中无气体 ， 则压强变化不能改变反应速率 ， 平衡不移动 。 加入催化剂 ， 因催化剂使正 、 逆速率同等程度地加快 ， 故不能使平衡发生移动 。 但能缩短达到平衡的时间 。 【例 2 】 g) C O(g) g) 正反应为吸热反应， 当反应达到平衡时，有下列措施： 升温； 恒容通入稀有气体； 增加 浓度； 减压； 加催化剂； 恒压通入稀有气体。其中能提高 转化率是参与反应的物质的物质的量与该物质初始时的物质的量之比 ) ( ) 。 A B C D 解析 该题考查外界条件对化学平衡的影响 。 因 的反应为正向气体物质的量增加的吸热反应 ， 故升温 、 减压 均可使平衡右移 ， 提高 大 衡左移 ， 可降低 催化剂 、 恒容通入稀有 气体对平衡移动无影响 ， 不改变 压通入 稀有气体 ， 必将引起容器体积增大 ， 相当于减压 ， 平衡右 移 ， 提高 答案 B 若为恒容容器 ， 通入稀有气体 ， 由于容器的体积不变 ， 各组 分的浓度保持不变 ， 故反应速率不变 ， 平衡也不移动；若为 恒压容器 ， 通入稀有气体 ， 容器的体积膨胀 ， 对于反应体系 则相当于减压 ， 平衡移动 。 【体验 2 】 有一处于平衡状态的反应 X(s) 3Y(g) 2Z (g) H 0 。为了使平衡向生成 Z 的方向移动，应采取的措施是 ( ) 。 升高温度； 降低温度； 增大压强； 减小压强； 加入催化剂； 及时分离出 Z 。 A B C D 解析 解这类题目 ， 关键是分析反应的特点 ， 依此进行判 断 。 对于题目中的反应 ， 正反应方向是体积减小 、 放热的反 应 。 由此 ， 要使平衡向生成 可采取降低温 度 、 增大压强和及时分离出 答案 C 要点三 |化学平衡常用的计算方法 三段式法 a A b B c C d D 起始 /m o l n 始 (A) n 始 (B ) n 始 (C) n 始 (D) 变化 /m o l n (A) n (B) n (C) n ( D) 平衡 /m o l n 平 (A) n 平 (B) n 平 (C) n 平 (D) 计算中主要的定量关系： 1 n (A) n (B) n (C) n (D) a b c d 2 平衡量 反应物起始量变化量 生成物起始量变化量 3 各组分的体积分数 ( ) ( A) n 平 A n 平 A n 平 B n 平 C n 平 D 100 % 4 转化率 ( ) (A ) n A n 始 A 100 % 【例 3 】 把 6 A 气体和 5 m 气体混合放入 4 L 密闭 容器中，在一定条件下发生反应： 3 A(g) B (g) 2C(g ) x D (g) ，经 5 mi n 达到平衡，此时生成 C 为 2 ，测定 D 的平均反应速率为 0.1 L 1 m 1，下列说法错误的是 ( ) 。 A x 2 B B 的转化率为 20% C 平衡时 A 的浓度为 L 1D 恒温达到平衡时容器内的压强为开始的 7 5 % 解析 因 n ( D) v ( D) V t 0.1 m L 1 m 1 4 L 5 m 2 m n ( C) n ( D) 2 m 2 m 2 x ，故 x 2 。 3A ( g) B(g) 2C ( g) 2D ( g) 起始 /m 6 5 0 0 变化 /m 3 1 2 2 平衡 /m 3 4 2 2 答案 D 所以， B 的转化率：1 m m 1 00% 20 % 平衡时 A 的浓度为：3 m m L 1平衡时容器内的压强为开始的：p 平 p 始 n 平 n 始 3 m 4 m 2 m 2 m m 5 m 1 1 。 【体验 3 】 一定温度下，反应 2 g) O2(g)催化剂2g) ， 达 到 平 衡 时 ， n (S n ( n (2 3 4 。缩小体积，反应再次达到平衡时， n ( 0.8 n ( 1.4 mo l ，此时 ( ) 。 A 0.4 B 0.6 m C 0.8 D 1.2 m 解析 2 (g ) O 2 (g ) 2 (g) 起始 ( 2 x 3 x 4 x 转化 ( y 平衡 ( 2 x y 3 x x y 答案 A 3 x y /2 x y x m ， y m 所以 2 x y m 。 规律探究十 化学平衡的图像 【 知识支持 】 1 化学平衡图像的主要特点 通过多种图像对化学反应速率和化学平衡的有关知识 、 规律进行分析考查 。 题目往往灵活性强 ， 迷惑性大 ， 涉及内容多 ， 要求高 ， 特别对知识综合应用能力和分析能力的考查 。 2 化学平衡图像题的解析思路： (1)看图像 。 一看轴 ， 即纵横
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