高中化学 第2章 第2节 化学反应的限度课件 鲁科版必修2.ppt

2 化学反应的限度 1 可逆反应 从右向左进行 根据课本p43图226所示 so2和o2反应生成so3的反应方程式表示为 在反应体系中存在的分 子有 so2 o2 so3 可逆反应 在 条件下同时向 进 行的反应 相同 正 反两个方向 从左向右进行 在可逆反应的化学方程式中 用 代替 通常把 的反应叫正反应 把 的反应叫逆反应 试写出常见的可逆反应方程式 等 由此可知 判断是否是可逆反应必须在 下 能同时向 和 两个方向进行 nh3 h2o nh3 h2o 相同条件 正 反 在反应2so2 o2 2so3的反应过程中 反应物浓度 正反应速率 生成物浓度不断 逆反应速率不断 最终在时间t时反应物浓度不再 生成物浓度不再 正反应速率和逆反应速率 不断减小 不断减小 增大 增大 减小 增大 相等 上述反应中 正反应速率和逆反应速率相等时反应是否停 止 答案 反应没有停止 因为正反应速率和逆反应速率相等时 so2和o2继续转化为so3 同时so3继续转化为so2和o2 即正反应和逆反应还在进行 因此反应并没有停止 2 化学平衡在一定条件下 反应进行到一定程度时 反应物和生成物的浓度不再发生 正反应速率和逆反应速率 反应混合物中各组分的质量分数保持不变的状态称为化学平衡状态 简称化学平衡 当可逆反应达到化学平衡时 无论是正反应还是逆反应 都在继续进行着 因而化学平衡是一种 平衡 可逆 变化 相等 动态 3 化学平衡的移动 1 实验 教材p44 观察 思考 的实验中 对于 2no2n2o4 的反应体系 可观察到浸入冷水中的烧瓶里的气体混合物颜色 这是因为温度降低后原平衡被破坏 在新的条件下达到 导致二氧化氮浓度 四氧化二氮浓度 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 可见化学平衡是在一定条件下建立的 同一可逆反应条件不同平衡状态不同 即条件改变 原平衡被破坏 化学平衡发生移动 变浅 平衡状态 减小 增加 变深 增加 减小 2 化学平衡移动 化学平衡只有在一定的条件下才能保持平衡 如果一个可逆反应达到平衡状态以后 反应条件 如 等 改变了 平衡混合物里各组成物的质量分数也就随之改变而达到新的平衡状态 这叫化学平衡的移动 平衡状态 不平衡状态 新平衡状态 v 正 v 逆 v 正 v 逆 v 正 v 逆 压强 温度 浓度 1 可逆反应的特点 1 可逆性可逆反应是正反应和逆反应的对立统一体 正反应和逆反 应的反应方向相反 在可逆反应的化学方程式中 用 代替 反的反应不是可逆反应 如2h2 o2 2h2o和 2h2o 2h2 o2 不是可逆反应 2 同条件 正 逆反应发生的条件相同 在不同条件下发生的方向相 点燃 电解 3 同时性 正反应和逆反应是两个完全相反的不同的化学反应 但它 们同时存在 不可分离 4 能量类型的转化互逆 如果正反应是放热 或吸热 反应 则逆反应就是吸热 或放 热 反应 且吸收和放出的热量相等 5 普遍性 大部分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 2 化学平衡 1 化学平衡 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 正反应速率和逆反应速率相等 这种状态称为化学平衡状态 简称化学平衡 2 化学平衡状态的特征 化学平衡的特征可概括为 逆 等 动 定 变 逆 化学平衡研究的对象是可逆反应 等 v 正 v 逆 0 这是可逆反应达到平衡状态的重要 标志 动 化学平衡达到平衡状态时 反应并没有停止 实际上正反应和逆反应始终在进行 且正反应速率等于逆反应速率 所以化学平衡是一种动态平衡 定 外界条件一定 各组成的百分含量 即物质的量 物质的量浓度 质量分数 不再改变 这是判断体系是否处于平衡状态的重要依据 变 外界条件改变 平衡被破坏 平衡会发生移动而建立 新的平衡 化学平衡只有在一定的条件下才能保持平衡 如果一个可逆反应达到平衡状态以后 反应条件 如浓度 压强 温度等 改变了 平衡混合物里各成分的质量分数也就随之改变而达到新的平衡状态 因而化学平衡是动态平衡 3 化学平衡的移动及影响因素 1 化学平衡的移动的含义 一个处于平衡状态的可逆反应 如果改变影响平衡的条件 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 像这样 可逆反应从一个化学平衡状态到另一个化学平衡状态 叫做化学平衡的移动 2 填写下表 总结影响化学平衡的因素 3 正 逆反应速率的变化与化学平衡移动的关系 化学平衡的实质是v 正 v 逆 化学平衡移动的实质是 v 正 v 逆 v 正 v 逆 v 正 v 逆 由此可知 化学平衡的移动与正 逆反应速率的变化有着 必然的联系 具体情况如下表 例1 在已达到平衡的可逆反应2so2 g o2 g 2so3 g 中 充入由18o组成的氧气一段时间后 18o存在于下 列物质中的 d a 多余的氧气中c 氧气和二氧化硫中 b 生成的三氧化硫中d 二氧化硫 氧气和三氧化硫中 解析 化学平衡是动态平衡 18o2的加入定会与so2结合生成含18o的so3 同时含18o的so3又会分解得到so2和o2 使so2 o2中也含有18o 因此18o存在于so2 o2 so3这三种物质中 可逆反应是既向正反应方向进行 同时又向逆反应方向进行 反应物和产物中的同一元素的原子可以进行互相转化 可逆反应不能进行到底 有一定的限度 一段时间后都会达到化学平衡 例2 2011广东揭阳检测 一定温度下在容积恒定的密闭容 器中 进行如下可逆反应 a s 2b g c g d g 下列 叙述能表明该反应已达到平衡状态的是 a 混合气体的密度不再变化时 容器内气体的压强不再 变化时 混合气体的总物质的量不再变化时 b物质的量 浓度不再变化时 当v正 c v逆 d 时 当v正 b 2v逆 c a b c d 只有 解析 由于a是固体 混合气体的密度不再发生变化 说明混合气体总质量保持不变 反应达到化学平衡 由于该可逆反应反应前后气体分子总数保持不变 压强不变无法判断反应是否处于化学平衡 同 也无法判断 可以判断该反应处于化学平衡态 v正 v逆表明该可逆反应达到化学平衡态 例3 对于反应a g 3b g 2c g d g 正反应放热 有如右图所示的变化 请分析引起平衡移动的因素可能是什么 并说明理由 解析 由于v 正 v 逆 均有不同程度的增大 引起平衡移动的因素可能是a 升高温度 b 增大压强 根据反应方程式 正反应是体积减小的放热反应 则升高温度平衡向逆反应方向移动 与图示相符 增大压强平衡向正反应方向移动 与图示不相符 故此题中引起平衡移动的因素是升高温度 答案 引起平衡移动的因素是升高温度 正反应是体积减小的放热反应 则升高温度平衡向逆反应方向移动 例4 一定条件下 向一带活塞的密闭容器中充入2molso2 和1molo2 发生下列反应 2so2 g o2 g 2so3 g 达 到平衡后改变下述条件 so3气体平衡浓度不改变的是 a 保持温度和容器体积不变 充入1molso2 g b 保持温度和容器内压强不变 充入1molso3 g c 保持温度和容器内压强不变 充入1molo2 g d 保持温度和容器内压强不变 充入1molar g 答案 b 解析 a项体积不变 充入so2即增加反应物浓度 平衡向右移动 so3的浓度增大 b项压强不变 充入so3时 虽然平衡向左移动 但由于开始加入的so2与o2的物质的量之比为2 1 达新平衡时 其平衡状态与原平衡相同 所以so3的浓度也与原来相等 c项压强不变 充入o2时 一方面平衡向右移动so3的量增加 另一方面气体体积增大使物质的浓度减小 我们可以用极限法来思考 当加入无限多的o2时 so3的浓度应趋于零 即so3的浓度应是逐渐减小的 d项压强不变 充入ar气 相当于扩大容器体积 平衡向左移动 so3的量减少 so3的浓度也减少 1 在一定温度不同压强 p1 p2 下 可逆反应2x g 2y g z g 中 生成物z在反应混合物中的体积分数 与反应时间 t 的关系有以下图示 正确的是 b 2 2011广东梅州检测 双选 已知n2 g 3h2 g 2nh3 g 现向一密闭容器中充入1moln2和3molh2 在高温 高压和催化剂存在条件下发生反应 下列有关说法正确的是 ad a 在反应开始后的任何时刻 3v n2 v h2 b 达到化学平衡状态时 正反应和逆反应的速率都为0c 达到化学平衡状态时 容器中n2 h2和nh3的物质的量之比为1 3 2d 达到化学平衡状态时 n2 h2和nh3的物质的量浓度不再变化 b a 2a 3bc 3a b 2c2c b a 3bd a b 2cc 3 在密闭容器中进行可逆反应 a与b反应生成c 其反应速率分别用v a v b v c mol l 1 s 1 表示 且v a v b v c 之间有以下关系 v b 3v a 3v c 2v b 则此反应可表示为 内容特点 在学生认识了化学反应中的物质变化和能量变化的实质后 引入化学反应进行的快慢和限度 使学生从化学反应快慢和限度这一全新的视角 继续认识化学反应 化学反应的快慢和限度是认识化学反应的一个必不可少的维度 是解决 如何更好地利用化学反应 这一问题的重要依据 化学反应速率和化学平衡分别属于化学动力学和化学热力学的范畴 但本节的目的是让学生认识化学反应有快慢之分 建立化学平衡的观点 知道化学平衡状态是相对的 可以随外 界条件的改变而改变 影响化学反应速率的因素和化学平衡的建立是本节重点 另外 本节通过探究活动使学生在获得化学知识的同时发展能力 体会化学理论学习对生产实践的重要指导作用 本节的知识框架为 教学指要 化学反应的快慢和限度是认识化学反应的两个视角 研究化学反应的速率和限度对于优化化工生产工艺具有重要的指导意义 教师在进行本节内容教学时可以以工业制硫酸生产条件的优化为背景展开 使学生认识到理论学习的重要性 在探究化学反应的快慢时可利用 活动 探究 通过分析 讨论 设计 实验的程序完成探究任务 要充分注意引导学生进行组内讨论和组间讨论 在引入 化学反应的限