高中化学 （课标点击+预习导学+典例精析+课堂导练）第2章 第2节 第2课时 化学反应的限度同步辅导与检测课件 鲁科版必修2.ppt

第2节化学反应的快慢和限度第2课时化学反应的限度 1 知道可逆反应的特征 2 了解化学反应的进行有一定限度 了解化学平衡的特征 3 了解化学平衡的移动 4 掌握平衡的判断 知识清单 1 概念在 条件下同时 的反应称为可逆反应 2 特点 1 同时向 进行 2 在一定条件下反应物 为产物 反应只能进行到一定程度 1 相同向正反两个方向进行2 1 正反两个方向 2 不可能全部转化 可逆反应 3 化学反应方程式的书写书写可逆反应的化学方程式时 用 代替 如氮气与氢气合成氨气反应的化学方程式为 应用思考 h2和o2在燃烧的条件下可以生成h2o h2o在电解的条件下可以生成h2和o2 这两个过程是可逆反应吗 提示 根据可逆反应的特征可知 这两个反应不是同时进行的 条件不一样 所以不是可逆反应 3 n2 3h2 2nh3 综合拓展 可逆反应的特点 1 可逆反应是正反应和逆反应的对立统一体 正反应和逆反应方向相反 正反应的生成物也即逆反应的反应物 且共存于同一体系中 你中有我 我中有你 为了突出这一特点 在可逆反应的化学方程式中 用 代替 2 正 逆反应发生的条件相同 在不同条件下发生的方向相反的反应不是可逆反应 如2h2 o2h2o和2h2o2h2 o2 不是可逆反应 3 正 逆反应同时进行 即进行的时间是相同的 如果对反应体系施加影响反应速率的措施 正反应和逆反应的速率都会受到影响 4 可逆反应的能量转化也是可逆的 如果正反应是放热反应 则逆反应是吸热反应 特别提示 事实上 相当多的化学反应都是可逆反应 只不过有的逆反应较弱 有的逆反应较强 尝试应用 1 下列反应体系中 不属于可逆反应的是 a cl2溶解于水b 氨气溶解于水c 工业合成氨d 水电解生成h2和o2与h2在o2在燃烧生成h2o 解析 本题四个反应均为中学中常见的反应 a b c三个反应均为可逆反应 d中两个反应条件不一致 故不是可逆反应 答案 d 解析 本题考查了可逆反应的判断 可逆反应应符合同时反应 条件一致 所以属于可逆反应只有答案c 答案 c 知识清单 化学平衡 1 概念在 可逆反应进行到一定程度时 反应物和生成物的浓度 正反应速率和逆反应速率 这种状态称为化学平衡状态 简称化学平衡 达到化学平衡时 正 逆反应仍在继续进行 因此化学平衡是一种 一定条件下不再随着时间的延长而发生变化相等动态平衡 2 化学平衡的移动 1 实验 将装有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的烧瓶分别浸入冷水和热水中 观察到的现象分别是 浸到冷水中时 浸到热水中时 该实验说明了 1 混合物颜色变浅混合物颜色变深温度改变后原平衡状态被破坏 2 破坏新的化学平衡 3 温度反应物浓度压强 应用思考 一定条件下 一个可逆反应进行到最大限度就是达到化学平衡状态 这时反应就停止了吗 提示 不对 这时反应还发生着 只不过消耗的和生成的量相同 它们的量不再变化而已 从外观看好像不反应了 但实际是动态平衡 综合拓展 化学平衡的特征及平衡状态的判断1 化学平衡状态的基本特征 1 等 是指反应达到化学平衡状态时 v 正 v 逆 2 动 是指反应在平衡状态时 v 正 v 逆 0 正 逆反应都在进行 只不过速率相等 是动态平衡 3 定 是指反应达到平衡时 平衡混合物中各组成成分的物质的量浓度 百分含量等不再随时间的改变而改变 保持一个定值 4 变 是指化学平衡状态是有条件的 条件改变 平衡可能会被破坏 然后在新的条件下建立起新的平衡 即化学平衡是可以改变的 2 化学平衡的判断可逆反应达到平衡时 v 正 v 逆 0是化学平衡状态的本质特征 也是判断可逆反应是否达到平衡状态的根本依据 为此可有如下判断方法 特别提示 利用v 正 v 逆 判断平衡状态时注意 1 反应速率必须是一正 一逆 不能都是v 正 或都是v 逆 2 相等 是指用物质表示的速率之比等于它们在方程式中对应的化学计量数之比 尝试应用 1 双选题 在一定条件下可逆反应a 气 3b 气 2c 气 达到平衡的标志是 a c生成的速率与c分解的速率相等b 单位时间生成nmola 同时生成3nmolbc a b c浓度不再变化d a b c的分子数之比为1 3 2 解析 化学平衡是指在一定的条件下 可逆反应中正逆反应速率相等 反应混合物各组成成分百分含量不再改变时 反应所处的状态 a中 同一物质的生成速率和分解速率即表示为正 逆反应速率a正确 c中 a b c浓度不变即其百分含量不变 如反应前后体积不变的气相反应例外 该选项也正确 而b中的说法符合反应中的任何时刻的情况 d是反应的一种特定情况 分子数比等于化学计量数比与正逆反应速率是否相等没有必然联系 不一定是平衡状态 答案 ac 2 下列方法中可以证明一定达到平衡状态的是 单位时间内生成nmolh2的同时生成nmolhi 一个h h键断裂的同时有两个h i键断裂 hi的体积分数与i2的体积分数相等 反应速率v h2 v i2 v hi v hi v h2 v i2 2 1 1 温度和体积一定时 某一生成物的浓度不再变化 温度和体积一定时 容器内压强不再变化 条件一定 混合气体的平均相对分子质量不再变化 温度和体积一定时 混合气体的颜色不再变化 温度和压强一定时 混合气体的密度不再变化 解析 注意化学平衡状态的实质是正 逆反应速率相等 要仔细分析各项叙述中的反应速率 中正 逆反应速率不相等 是相同的 都指的是单向反应速率 故均不正确 平衡时 各物质的浓度或百分含量保持不变 并不一定相等 故 不正确 该反应前后气体分子数不变 故压强 相对分子质量 气体密度均不随反应的进行而改变 均不正确 各气体中只有i2有颜色 反应进行时 随i2的浓度改变 颜色会发生改变 颜色不再改变时 说明已达平衡 故 正确 答案 化学平衡状态的判断 双选题 在一定温度下 向al密闭容器中加入1molx气体和2moly气体 发生反应 x g 2y g 2z g 此反应达到平衡状态的标志是 a 容器内压强不随时间变化b 容器内各物质的浓度不随时间变化c 容器内x y z的浓度之比为1 2 2d 单位时间消耗0 1molx的同时生成0 2molz 解析 该反应反应前后气体体积不等 容器体积固定 压强不随时间变化 说明气体总量不再改变 各物质浓度固定 即a b均能说明反应达到平衡状态 答案 ab名师点睛 化学平衡状态的判断依据 从不同的角度出发可以得到许多判断依据 如 物质的量 浓度 体积 体积分数 压强 平均相对分子质量 温度 密度 颜色等等 但同学们一定要记住 无论从哪个角度 最终必须落在以下两点上 正 逆反应速率相等 各组分的浓度保持不变 变式训练 1 双选题 在一定温度下 可逆反应x g 3y g 2z g 达到平衡的标志是 a z的生成速率与z的分解速率相等b 单位时间生成amolx 同时生成3amolyc x y z的浓度不再发生变化d x y z的分子数之比为1 3 2 解析 a中z的分解速率即为逆反应速率 z的生成速率为正反应速率 两者相等 一定已达平衡 b中生成x和y均为逆反应速率 c符合平衡条件 d中不一定平衡 平衡时x y z的分子数之比也不一定为1 3 2 答案 ac 化学平衡的有关计算 一定温度下 反应2so2 o22so3达到平衡时 n so2 n o2 n so3 2 3 4 缩小体积 反应再次达到平衡时 n o2 0 8mol n so3 1 4mol 此时so2的物质的量应是 a 0 4molb 0 6molc 0 8mold 1 2mol 解析 2so2 g o2 g 2so3 g 起始 mol 2x3x4x转化 mol yy 2y平衡 mol 2x y3x y 24x y解得 x 0 3mol y 0 2所以2x y 0 4mol答案 a 名师点睛 化学反应速率和化学平衡的有关计算中一般用 三段式 法求解 所谓 三段式 即把化学反应中各组分按起始量 转化量 平衡量三段依次列出 再根据题中条件建立数学等式 对于反应物 转化浓度 起始浓度 平衡浓度 对于生成物来说 转化浓度 终平衡浓度 起始浓度 三个量 中 只有转化浓度按方程式中的系数比反应 起始浓度和终了浓度则是任意的 化学反应中的有关图像问题 某温度时 在2l容器中 x y z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示 1 由图中数据分析 该反应的化学方程式为 2 反应开始至2min z的平均反应速率为 3 判断 第10min时 反应是否达到平衡 第10min时 z的生成速率比z的消耗速率 填 大 小 或 相等 解析 本题借助于图像考查对化学反应速率 化学平衡的理解和应用 1 写反应的化学方程式 关键是确定反应物 生成物以及方程式中x y z三种物质的化学计量数 一般反应物物质的量随反应的进行不断减小 生成物物质的量随反应的进行不断增加 由图可知 x y为反应物 z为生成物 结合图示x y z三种物质物质的量的变化量即可求出它们的化学计量数 从而写出正确的化学方程式 n x n y n z 1 2 0 41 1 0 0 21 1 58 0 1 1 2 故该反应化学计量数之比为1 1 2 2 z物质在2min内的平均反应速率 可通过先求出z物质的物质的量浓度的变化量 再根据反应速率的计算式 c t 求解 3 因为反应开始后的某个时刻 各物质的物质的量都不再改变 说明该反应是可逆反应 并且在该时刻建立了化学平衡 即至少在第10分钟之前 反应尚未达到平衡 第10分钟时 各物质的物质的量不变 达到平衡状态 v 正 v 逆 答案 1 x y 2z 2 0 395mol l 1 s 1 3 是相等 名师点睛 图像是一种表达事物的符号 分析图像及其变化特点 可以得到事物变化的实质和规律 关于反应速率和反应限度的判断 可以借助于图像 先从曲线的变化趋势确定反应物和生成物 物质的量减少的是反应物 增加的是生成物 再据相同时间内物质的量变化之比求得化学方程式中相应的化学计量数之比 最后看是否是某个时刻以后 各物质的物质的量是否都不变 即反应物和生成物的n t曲线是否都平行了来确定是否为可逆反应 解答此类题时 要看清图像 理清概念 把握规律 注意单位 变式训练 2 2012年连云港高一检测 如图表示800 时a b c三种气体物质的浓度随时间变化的情况 t是到达平衡状态的时间 试回答 1 该反应的反应物是 2 该反应的化学反应方程式为 3 若达到平衡状态的时间是2分钟 a物质的平均反应速率为 解析 从图中看a的浓度随反应进行不断减小至不变 b c的浓度不断增大至不变 所以a为反应物 b c为生成物 2分钟达到平衡时 a的浓度减小 c a 2 0mol l 1 1 2mol l 1 0 8mol l 1 b c浓度增大分别为1 2mol l 1 0 4mol l 1 方程式中a b c化学计量数之比为2 3 1 所以反应的化学方程式为2a3b c 2分钟内v a 0 8mol l 1 2min 0 4mol l 1 min 1 答案 1 a 2 3a3b c 3 0 4mol l 1 min 1 1 双选题 下列关于化学反应限度的说法中正确的是 a 当一个可逆反应达到平衡状态时 就是这个反应在该条件下所能达到的限度b 当一个可逆反应进行到平衡状态时 那么这个反应的正向反应速率和逆向反应速率相等c 平衡状态是一种静止的状态 因为反应物和生成物的浓度已经不再改变d 化学反应的限度不可以通过改变条件而改变 解析 当一个可逆反应的正向反应速率和逆向反应速率相等 该反应已达到平衡状态 反之 当一个可逆反应进行到平衡状态时 那么这个反应的正向反应速率和逆向反应速率相等 所以b正确 当一个可逆反应进行到平衡状态时 那么这个反应的正向反应速率和逆向反应速率相等 从表面上看 反应物不再被消耗 生成物也不再增加 反应物达到了最大转化率 生成物达到最大产率 这就是这个反应在该条件下所能达到的限度 所以a正确 化学平