(一)化学反应的限度.ppt

学案2 化学反应的限度,目标大浏览,知识与技能目标 认识可逆反应有一定限度，知道可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态。 过程与方法目标 通过作图认识可逆反应的特点。 情感、态度与价值观 使学生认识研究化学反应不仅要研究化学反应速率，还要研究化学反应的限度。,要点大思考,1.在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，_不再变化的状态，称为化学平衡。 注意：化学平衡的研究对象必须是_。 2.化学平衡的特征 动：化学反应已达化学平衡状态时，反应_，实际上正反应与逆反应始终在进行，且_等于_，所以化学平衡是一种_。 等：化学平衡建立的条件是_和_相等，即v正=v逆0。这是可逆反应达到平衡的重要标志。 定：当一定条件下，可逆反应一旦达到平衡（可逆反应进行到最大程度）状态时，在平衡体系的混合物中，各组成成分的含量（即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数等）保持_即不随时间的改变而改变），这是判断体系是否处于平衡状态的重要依据。 变：化学平衡状态是有条件的、暂时的、相对的，_影响平衡的条件，原来的平衡即被_，平衡会发生移动，同时建立新的平衡。,反应物和生成物浓度,可逆反应,仍在进行,正反应速率,逆反应速率,动态平衡,正反应速率,逆反应速率,不变,改变,破坏,学点大清仓,交流研讨,学点1 可逆反应,问题1：2H2+O2 2H2O，2H2O 2H2+O2是否是可逆反应？,不是可逆反应。可逆反应两同一不同，即在同一条件下，同时向两个不同的方向 进行。,归纳总结,1.可逆反应：_称为可逆反应。可逆反应不能进行到底，反应物、产物共存。 2.不可逆反应：_的反应。可看成正、逆反应的趋势差别很大，反应“一边倒”。 正、逆反应是相对的： N2+3H2 2NH3 2NH3 N2+3H2,在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应,在同一条件下，不能同时向两个方向进行,提示： （1）可逆反应不能进行到底，如在一密闭容器中充入1 mol N2、3 mol H2，在一定条件下反应生成的NH3物质的量小于2 mol。 （2）理解可逆反应时注意同一条件和同时向两个方向进行。 （3）化学反应都有一定的可逆性，只是可逆的程度不同。 （4）正逆反应不是在同一条件下进行的反应，不是可逆反应，如 （5）常见的可逆反应：SO2+H2O H2SO3，N2+3H2 2NH3， 2SO2+O2 2SO3, CO2+H2O H2CO3。,2H2O 2H2+O2。,学点2 化学平衡,交流研讨,问题2：如何正确理解化学平衡状态？,要正确理解化学平衡，首先要认识可逆反应。在同一条件下同时向正反两个方向进行的反应为可逆反应。例N2+3H2 2NH3，在同一条件下，N2既有其消耗的一方面，也有其生成的一方面，消耗的速率称之为正反应速率，生成的速率称之为逆反应速率，设开始只加入N2和H2，当反应开始时，N2和H2的浓度最大，因此它们反应生成NH3的正反应速率最大；而NH3的起始浓度为0，则它们反应生成N2和H2的逆反应速率也为0。随着反应进行，反应物N2和H2的浓度逐渐减小，正反应速率就逐渐减小；生成物NH3的浓度逐渐增大，逆反应的速率就逐渐增大。当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等。此时，化学反应进行到最大程度。,我们可以用这个可逆反应中的正反应速率和逆反应速率的变化构建下列图象,因此化学平衡状态是在一定条件下反应程度最大的状态，此时正、逆反应速率相等， 并不是反应停止了，而是一个动态平衡，此时各组分的含量保持不变。需特别指出 的是，平衡的建立是在一定条件下建立的，若条件变化了，平衡的状态还存在吗？ 这个问题必须从改变条件后能否导致正、逆反应速率的变化及变化程度，即：,v正=v逆（旧平衡）,改变条件,v正=v逆（不移动）,v正v逆(正向移动),v正v逆(逆向移动)。,一定要把握住改变条件后v正和v逆是如何改变的。,问题3：外界条件改变，如何改变正、逆反应速率？,现以N2+3H2 2NH3为例，说明浓度、压强、温度、催化剂对正逆反应速率 的影响。,增大反应物浓度瞬时速率是: v正突然增大,而v逆不变,增大压强瞬时速率是: v正、v逆均增大，但v正增得更大,升高温度瞬时速率是: v正、v逆均增大,但v逆增得更大,使用催化剂， 同等程度改变正、逆反应速率。,归纳总结,1.化学平衡状态 化学平衡状态是指_ _的状态。,在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，,反应混合物中各组分的浓度保持不变,注意：只有可逆反应才能建立化学平衡状态。,2.化学平衡状态的建立 在_曲线上表达出化学平衡状态的建立，作图时要注意3点：起点、趋势、平衡点。,v-t,注意：化学平衡状态，可以从反应物一边开始， 也可以从产物的一边建立，且控制条件可以建 立等效平衡状态。,3.化学平衡状态特征 （1）_：正逆反应速率相等，即同一物质的消耗速率与生成速率相等。,注意：不同物质的反应速率不一定相等。,等,（2）_：化学平衡从表面上、宏观上看好像反应停止了，但从本质上、微观上反应并未停止，只不过正反应速率与逆反应速率相等罢了，即v正=v逆0，所以化学平衡是一种动态平衡。 （3）_：在平衡混合物中，各组成成分的含量保持一定，不再随时间的改变而改变。 （4）_：化学平衡是在一定条件下暂时的平衡。若影响化学平衡的外界条件改变，化学平衡就会发生移动。,4.化学平衡状态的标志 （1）从速率角度 v正=v逆0。 不同物质的正逆反应速率比等于化学计量数比时，反应达平衡。如 2SO2+O2 2SO3，若生成SO2的速率和生成SO3的速率相等，则表明反应达平衡。 （2）从量的角度 任何一组分的各项量不变时，如浓度、物质的量、含量不变时反应达平衡。 对于反应前后气体分子数相等的反应，压强或物质的量不变时不能说明反应达平衡。 当反应前后气体分子数不等的反应，物质的量和压强不变时可以说明达平衡。 当反应体系中有固体时，密度不变时可以说明反应达平衡，若反应前后均为气体，密度不能作为标志。,动,定,变,题型一 可逆反应特点 【例1】在一定条件下，将A、B、C三种物质各1 mol通入一个密闭容器中发生反应：2A+B 2C，达到平衡时，B的物质的量可能是 ( ) A.1.5 mol B.0.8 mol C.0.5 mol D.0,B,【解析】2A+B 2C，n(A)：n(B)：n(C)=1 mol，若正向反应，A最多转化1 mol 时，B最少为0.5 mol，若逆向反应，C最多反应1 mol，B最多生成0.5 mol，因此 B物质的量范围为0.51 mol，B项正确。,1.在温度、容器体积不变的条件下，起始时，c(X2)=0.1 molL-1,c(Y2)=0.3 molL-1，c(Z)=0.2 molL-1，发生可逆反应：X2(g)+3Y2(g) 2Z(g)，达到平衡时各物质的浓度可能正确的是 ( ) A.c(X2)=0.15 molL-1、c(Y2)=0.45 molL-1 B.c(X2)=0.2 molL-1、c(Y2)=0.6 molL-1 C.c(X2)=0.24 molL-1、c(Z)=0.24 molL-1 D.c(X2)=0.15 molL-1、c(Z)=0.15 molL-1,A,对应训练,【解析】 X2（g）+3Y2（g） 2Z（g） 若c(X2)=0.15 molL-1，生成X2为0.05 molL-1，Z转化0.1 molL-1， 生成Y为0.15 molL-1，A项正确。 若c(X2)=0.2 molL-1，生成X2为0.1 molL-1，Z转化0.2 molL-1，由于反应可逆，不正确。 若c(X2)=0.24 molL-1，生成X2为0.14 molL-1，Z转化0.28 molL-1，不可能；若c(X2)=0.15 molL-1，Z转化0.1 molL-1，余下Z为0.1 molL-1，因此B、C、D均错。,题型二 平衡标志 【例2】一定温度下，某一密闭恒容的容器内的可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡状态的标志是 ( ) A.C的生成速率与C的分解速率相等 B.容器内混合气体的密度不随时间而变化 C.单位时间生成n mol A，同时生成3n mol B D.A、B、C的分子数之比为1:3:2,A,【解析】选项A中，C的生成速率与分解速率分别就是该反应中C的正、逆反应速率，由于相等，说明该反应已达到化学平衡；容器中气体的总质量不变，容器的容积不变，无论是否达到平衡，混合气体的密度不会改变，因此B中所述，不是化学平衡状态；对于该可逆反应，不论是否平衡，只要生成n mol A的同时必然生成3n mol B，它们仅表明了该反应的逆反应速率，因此选项C不能判断是否达到化学平衡状态；而选项D并不能说明反应混合物中A、B、C浓度不变，也无法判断该反应是否达到化学平衡状态。,2.对于可逆反应2HI(g) I2(g)+H2(g)。下列叙述能够说明已达平衡状态的是 ( ) A.各物质的物质的量浓度比为2：1：1 B.压强保持不变的状态 C.断裂2 mol HI键的同时生成1 mol II键 D.混合气体的颜色不再变化时,对应训练,D,【解析】该反应前后气体物质的量不变，反应过程中压强不变，因此压强不是平衡标志；由于反应2 mol HI一定生成1 mol I2，C项也不能作为平衡标志；混合气体的颜色不变说明I2的浓度未变，可以说明反应达到平衡状态。各物质的量浓度比为2:1:1，只是一个特殊状态，反应不一定达平衡。,题型三 平衡特点 【例3】对处于化学平衡的体系，以化学平衡与化学反应速率的关系可知 ( ) A.化学反应速率变化时，化学平衡一定发生移动 B.化学平衡发生移动时，化学反应速率一定变化 C.正反应进行的程度大，正反应速率一定大 D.使用催化剂化学反应速率变化，但平衡不移动,B、D,【解析】改变速率，平衡不一定移动，但平衡移动，速率一定变化，平衡正向移 动，正反应速率不一定变大，只有B、D项正确。,3.对于可逆反应M+NQ达到平衡时，下列说法正确的是 ( ) A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等 B.M、N全部变成了Q C.反应混合物各成分的百分比组成不再变化 D.反应已经停止,C,【解析】化学平衡状态是动态平衡，v 正=v逆0，但各组分的含量不发生变化， 各物质的浓度不一定相等。,题型四 平衡计算 【例4】将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应： NH4I（s） NH3（g）+HI（g）2HI（g） H2(g)+I2(g)。当反应达到平衡时，c(H2)=0.5 molL-1，c(HI)=4 molL-1，则NH3的物质的量浓度为 ( ) A.3.5 molL-1 B.4 molL-1 C.4.5 molL-1 D.5 molL-1,D,【解析】固体NH4I在密闭容器中的反应存在两个相关联的化学平衡和。中c(NH3)平应与c(HI)平相等。因为HI要发生的反应，所以中c(HI)平应与中c(HI)始相等，并设为A。 2HI H2 + I2 起始浓度(molL-1) A 0 0 变化浓度(molL-1) (1) 0.5 平衡浓度(molL-1) 4 0.5 a.c(H2)平=c（H2）始+c（H2）变=0+0.5=0.5 molL-1 b.c(HI)变=2c(H2)变=20.5=1 molL-1 c.A=c(HI)始=c（HI）变+c（HI）平=1+4=5 molL-1 A即为中c（HI）平。故c（NH3）平=c（HI）平=5 molL-1。,4.在2 L容器内，放入0.4 mol A和0.6 mol B在一定温度下，压强为p，放入催化剂 （体积忽略）发生反应