高中化学 专题2 第2单元 第2节 化学反应的限度课件 苏教版选修4.ppt

2 什么是化学平衡状态 化学平衡状态有哪些特点 知识点回顾 1 可逆反应有何特点 1 有两方向的速率 2 有一定反应限度 产物与反应物共存 3 大多数反应均有可逆性 1 逆 表示最大的反应限度 2 等 同一种物质表示的正逆速率相等 3 定 各物质的含量不变 4 动 5 变 外界条件变 原有平衡被破坏 1 下列两个反应 2h2o2h2 o2 2h2 o22h2o互为可逆反应吗 提示 不是 可逆反应是在相同条件下同时向正 逆两个方向进行的反应 以上两个反应虽然在形式上相反 但是反应条件不同 所以不是可逆反应 2 为什么在实验室中很难得到纯净的no2气体 提示 由于no2与n2o4之间存在如下转化关系 2no2n2o4 故通常情况下no2气体中也会存在少量n2o4 故实验室中很难得到纯净的no2气体 3 如何验证某一化学反应是有限度的 请简要分析你的思路 提示 可以在某一反应物相对过量的前提条件下 检验另一种反应物和某种生成物都存在 从而证明化学反应没有进行彻底 即化学反应有一定的可逆性和反应限度 54 5 54 6 54 45 54 33 同一温度 书写规范 与起始浓度大小无关 与温度有关 与平衡建立的过程无关 不写单位 均指平衡浓度 固体 纯液体 水溶液中的水 不列入 注意反应的方向及计量数 计算时用三段式 在一定温度时 当一个可逆反应达到平衡状态时 生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值 符号k 一 化学平衡常数 1 概念 2 表达式 3 意义 表示反应限度 k越大 反应程度大 转化率大 4 应用 1 判断反应进行的程度 2 判断是否达平衡 3 判断焓变的正负 4 计算平衡浓度及平衡转化率 二 平衡转化率 2表达式 ma g nb g pc g qd g 3意义 表示该条件最大反应限度 1概念 转化量与总量的比值 1 已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率 注 温度一定时 对于一个化学反应 平衡常数虽然一定 但不同的反应物的平衡转化率可能不同 不能脱离具体的反应物谈平衡转化率 练习 在某温度下 将h2 g 和i2 g 各0 1mol混合物充入10l的密闭容器中 充分反应达到平衡时 测得 h2 0 0080mol l 求 1 反应的平衡常数 2 其它条件不变 充入的h2 g 和i2 g 各0 2mol 求达平衡时各物质的平衡浓度 2 已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数 3 知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 将根据b c组数据计算各物质的平衡浓度和平衡转化率 分析结果 得出什么结论 典例1 2molh2和3moli2蒸气在持续加热的条件下使它们充分反应 反应前后hi的物质的量是a 4molb 小于4molc 6mold 大于6mol 思路点拨 解答本题时 要注意以下两点 1 可逆反应不可能进行到底 2 利用 极端假设法 求出范围 自主解答 选b 在一定条件下 h2与i2的化合反应是一个可逆反应 h2 g i2 g 2hi g 反应物中碘蒸气是过量的 若2molh2都完全反应 则可以生成4molhi 但是氢气的转化率不可能为100 所以hi小于4mol 典例2 一定条件下反应2ab g a2 g b2 g 达到平衡状态的标志是a 单位时间内生成nmola2 同时消耗2nmolabb 容器内 3种气体ab a2 b2共存c ab的消耗速率等于a2的消耗速率d 容器中各组分的体积分数不随时间变化 思路点拨 平衡时v 正 v 逆 各物质百分含量不变 自主解答 选d 不论该反应是否达到平衡状态 a项和b项中的情况都有可能存在 c项ab的消耗速率等于a2的消耗速率的2倍 才能表明该反应到达平衡状态 d项 容器中各组分体积分数保持不变 表明v 正 v 逆 反应到达平衡状态 知识点一 可逆反应1 下列反应不属于可逆反应的是 a so2溶于水b cl2溶于水c 电解水生成h2和o2 点燃h2和o2的混合物生成水d 3fe 4h2o g fe3o4 4h2和4h2 fe3o43fe 4h2o g 解析 选c 2h2o2h2 o2 与2h2 o22h2o反应的条件不同 不属于可逆反应 2 14co2与碳在高温条件下发生反应 14co2 c2co 达到平衡后 平衡混合物中含14c的粒子有 a 14co2b 14co2 14coc 14co2 14co 14cd 14co 解析 选c 14co2与c反应生成14co的同时 逆反应14co的分解 生成14c和14co2 也在进行 故平衡时混合物中含14c的粒子有 14co2 14co 14c 知识点二 化学平衡状态3 对化学反应限度的叙述 错误的是 a 化学反应的限度不可改变b 反应达到限度时 正逆反应速率相等c 化学反应的限度与时间的长短无关d 任何可逆反应都有一定的限度 解析 选a 化学平衡状态是可逆反应进行的最大限度 化学平衡的建立与途径无关 即在外界条件不变的情况下 可逆反应无论是从正反应开始 还是从逆反应开始或从中间状态开始 都可以建立同一个化学平衡 在不同的过程中 所用的时间可能不同 所以化学反应的限度与时间的长短无关 外界条件改变 化学平衡可能会发生移动 即化学反应的限度发生了改变 a选项错误 4 可以充分说明反应p g q g r g s g 在恒温下已达到平衡的是 a 反应容器内的压强不随时间改变b 反应容器内p q r s四者共存c p的生成速率和s的生成速率相等d 反应容器内气体的总物质的量不随时间变化 解析 选c 该反应是反应前后气体体积不变的反应 体系中气体总物质的量和压强不随时间而改变 故a d不能作为反应是否达平衡的标准 因为是可逆反应 反应物和生成物一定共存 b项错 p的生成速率和s的生成速率相等 说明v 正 v 逆 反应达平衡 5 在200 将amolh2 g 和bmoli2 g 充入到体积为vl的密闭容器中 发生反应 i2 g h2 g 2hi g 1 反应刚开始时 由于c h2 c i2 而c hi 所以化学反应速率 最大 而 最小 为零 2 随着反应的进行 反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c h2 c i2 而c hi 从而化学反应速率v 正 而v 逆 3 当反应进行到v 正 与v 逆 时 此可逆反应就达到了平衡 若保持外界条件不变时 反应混合物中各组分的物质的量 物质的量浓度 质量分数 体积分数 反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强 或各组分的分压 都将 解析 由题意可知 反应刚开始时 c h2 和c i2 最大 分别为mol l mol l 而c hi 为0 故v 正 最大 v 逆 0 随着反应的进行 h2和i2不断消耗 其浓度逐渐减小 故v 正 减小 而hi的浓度逐渐增大 v 逆 增大 当v 正 v 逆 时即达平衡状态 外界条件不变 则平衡不移动 题中各种量都将保持不变 答案 1 mol lmol l0v 正 v 逆 2 减小减小增大减小增大 3 相等保持不变 一 选择题 本题包括5小题 每小题4分 共20分 1 双选 下列对可逆反应的认识正确的是 a so2 br2 2h2o h2so4 2hbr与2hbr h2so4 浓 br2 so2 2h2o互为可逆反应b 既能向正反应方向进行 又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应c 在同一条件下 同时向正 逆两个方向进行的反应叫可逆反应d 在一定条件下so2被氧化成so3的反应是可逆反应 解析 选c d 可逆反应是指相同条件下既能向正反应方向进行 同时又能向逆反应方向进行的反应 a中两个反应中h2so4浓度不同 b中没强调 同一条件下 a b均错 so2氧化成so3的反应是一个典型的可逆反应 故c d正确 2 模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法 对于2hbr g h2 g br2 g 的反应 下列四幅图中可以表示该反应在一定条件下达到平衡状态的是 解析 选c 反应在一定条件下达到平衡状态时 平衡体系中应该同时存在三种微粒hbr h2 br2 3 在一定温度下的密闭容器中 当下列哪些物理量不再发生变化时 表明下述反应 a s 2b g c g d g 已达到平衡状态 混合气体的压强 混合气体的密度 b的物质的量浓度 气体的总物质的量 混合气体的平均相对分子质量 物质c的百分含量 各气体的物质的量a b c d 解析 选a a s 2b g c g d g 是反应前后气体体积相等的反应 不管是否平衡 混合气体的压强始终不变 气体的总物质的量也不变 不是判断是否达到平衡的标志 4 a和b在溶液中进行如下的可逆反应 a bab 反应开始时溶液中只有a和b 反应过程中a b ab的物质的量浓度随时间变化的曲线图正确的是 解析 选d 因为反应开始时溶液中只有a和b 所以该反应的反应物是a和b 随着反应的进行 它们的浓度逐渐减小 ab是生成物 随着反应的进行 它的浓度逐渐增大 当到某一时刻时 它们同时达到平衡 浓度不再变化 a和b选项反应物和生成物不对 c选项反应没有同时达到平衡 5 已知汽车尾气无害化处理反应为2no g 2co g n2 g 2co2 g h 0下列说法不正确的是 a 升高温度可使该反应的逆反应速率降低b 反应达平衡后 co的反应速率保持不变c 使用高效催化剂可有效提高正 逆反应速率d 单位时间内消耗co和n2的物质的量之比为2 1时 反应达到平衡 解析 选a 此反应的正反应是放热反应 升高温度 正 逆反应速率都增大 但平衡逆移 故a错 加入催化剂 能同等程度地提高正 逆反应速率 故c正确 平衡时 各成分的反应速率保持不变 但不为0 故b正确 消耗co为v 正 消耗n2为v 逆 当单位时间内消耗co和n2的物质的量之比为2 1时 均换算为co的反应速率 得v 正 v 逆 达平衡 故d正确 二 非选择题 本题包括1小题 共10分 6 将2molso2和1molo2充入体积为2l的密闭容器中 在一定条件下发生反应o2 g 2so2 g 2so3 g 经过10s达到平衡状态 此时c so3 0 4mol l 1 1 在达到平衡的过程中v so2 2 画出反应过程中用o2表示的正 逆反应速率随时间的变化图像 3 画出so2浓度随时间的变化图像 4 有同学认为平衡是在一定条件下成立的 改变条件时平衡会发生变化 所以可以通过改变条件使so3的平衡浓度变为1mol l 1 你认为这种说法正确吗 填 正确 或 不正确 解析 1 平衡时n so3 0 4mol l 1 2l 0 8mol2so2 o22so3起始 mol210变化 mol0 80 40 8平衡 mol1 20 60 8则v so2 0 04mol l 1 s 1 2 反应速率受物质浓度的影响 起始时反应物浓度最大 正反应速率最大 生成物浓度为零 逆反应速率为零 随着反应的进行 反应物浓度逐渐减小 生成物浓度逐渐增加 正反应速率逐渐减小 逆反应速率逐渐增加 达到平衡时正 逆反应速率相等 3 反应物浓度随着反应的进行逐渐减小 达到平衡时保持不变 c so2 始 1mol l 1c so2 平衡 0 6mol l 1 4 可逆反应的特点是反应进行不彻底 与反应有关的各种物质共存 若平衡时c so3 1mol l 1 则反应物o2和so2应完全转化 这不符合可逆反应特点 答案 1 0 04mol l 1 s 1 4 不正确 1 5分 下列说法中错误的是 a 可逆反应在一定条件下可建立化学平衡状态b 处于化学平衡状态的可逆反应 v 正 v 逆 0c 可逆反应建立平衡状态时 与反应起始方向无关d 一定温度下 可逆反应达到平衡时 其反应物和生成物的总量相等 解析 选d 可逆反应达到平衡时 反应物和生成物的浓度及物质的量分数保持不变 2 5分 双选 在一定温度下 某容积不变的密闭容器中 建立下列化学平衡 c s h2o g co g h2 g 不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是 a 体系的压强不再发生变化b v正 co v逆 h2o c 生成nmolco的同时生成nmolh2d 1molh h键断裂的同时生成2molh o键 解析 选c d 体系的压强不再发生变化 即意味着体系中气体的总物质的量不再发生变化 故a项说明已达到化学平衡状态 很明显b项中v 正 v 逆 说明已达到化学平衡状态 不论反应是否达到化学平衡 生成nmolco的同时都会生成nmolh2 故c项不能说明已达到化学平衡状态 d项中的叙述不能说明v 正 v 逆 即不能说明已达到化学平衡状态 3 10分 将2molh2o和2molco置于1l容器中 在一定条件下 加热至高温 发生如下可逆反应 2h2o g 2h2 o22co o22co2 1 容器内气体密度不发生变化时 能不能说明反应已达到平衡状态 为什么 2 当上述系统达到平衡时 欲求其混合气体的平衡组成 则至少还需要知道两种气体的平衡浓度 但这两种气体不能同时是什么 写出它们的分子式 3 若平衡时o2和co2的物质的量分别为n o2 平 amol n co2 平 bmol 试求n h2o 平 用含a b的代数式表示 解析 1 不能 反应过程中 容器体积不变 气体质量不变 密度也就不发生变化 无论平衡还是不平衡 气体密度始终不变 2 因为h2o g 与h2的