高中化学 2.1.2 化学反应的限度 苏教版必修2

1、目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,1,2,1.可逆反应 (1)定义:在相同条件下,既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应。 (2)在可逆反应的化学方程式中,用“ ”连接反应物和生成物。 (3)可逆反应的特点:在可逆反应中,反应物不能完全转化为生成物,即可逆反应有一定的限度,预习交流1 我们知道2H2+O22H2O,同时又知道2H2O2H2+O2,那这两个反应是否是可逆反应呢?为什么? 答案:不是可逆反应,因为水的生成和分解不是在同一条件下同时进行的,目标导航,预习导引,1,2,2.化学平衡 (1)化学平衡的建立 可逆反应在一定条件下进行到一定程度时,正反应

2、速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,反应达到化学平衡状态。 (2)化学平衡的特点 “动”:化学平衡是一种动态平衡。 “定”:在化学平衡状态下化学反应仍在进行,但反应混合物的组成保持不变。 “变”:当反应条件改变时,原化学平衡状态一般被破坏,一段时间后会达到新的平衡状态。 预习交流2 可逆反应达到平衡时各物质浓度都相等吗? 答案:不一定。达到平衡时各物质的浓度保持不变,但不一定相等,问题导学,当堂检测,一,二,问题导学,当堂检测,一,二,问题导学,当堂检测,一,二,例1下列对可逆反应的认识错误的是(,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

3、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:理解可逆反应的概念应把握两点:(1)二同(同等条件,同时进行);(2)反应进行不彻底。 答案:B 温馨提示:判断是否是可逆反应,需要关注两个前提:一是同一条件,二是同时存在反应物和生成物,问题导学,当堂检测,一,二,迁移训练1在已达到平衡的可逆反应2SO2+O22SO3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() A.多余的氧气中 B.生成的三氧化硫中 C.氧气和二氧化硫中 D.二氧化硫、氧气和三氧化硫中 解析:充入由18O组成的氧气后,18O2与SO2反应生成SO

4、3,所以SO3中混有18O;混有18O的SO3分解,生成的SO2中也可能混有18O。 答案:D,问题导学,当堂检测,一,二,问题导学,当堂检测,一,二,3.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化学反应速率的措施,正反应和逆反应的速率均会受到影响。 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,问题导学,当堂检测,一,二,二、探究化学平衡状态 活动与探究 1.对于可逆反应mA(g)nB(g)+pC(g)在一定条件下达到平衡状态,下列哪几个可以作为判断依据。 (1)A的生成速率和分解速率相等 (2)单位时间生成n mol B和p mol C

5、的同时,生成m mol A (3)A、B、C的物质的量不再改变 (4)A、B、C的浓度不再改变 (5)A、B、C的质量分数不再改变 答案:(1)(2)(3)(4)(5,问题导学,当堂检测,一,二,2.如何判断可逆反应已达到平衡状态了呢? 答案:微观上判断:v(正)=v(逆)。v(正)=v(逆)是指指定某物质(反应物或生成物)的消耗速率与生成速率相等。 宏观上判断:各物质的浓度保持不变,各物质的质量分数不变,问题导学,当堂检测,一,二,解析:正反应速率和逆反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比,可逆反应达到化学平衡状态。 答案:D,问题导学,当堂检测,一,二,误区警示:不论反应是否达到平衡状态

6、,处于同一反应方向,不同物质化学反应速率的比值均等于对应的化学计量数之比。只说v(A)=2v(B),则不能说明反应达到平衡状态,问题导学,当堂检测,一,二,迁移训练2一定条件下,在体积为10 L的密闭容器中,2 mol X和2 mol Y进行如下反应:2X(g)+Y(g)Z(g),经2 min后达到平衡状态,生成0.6 mol Z。下列说法正确的是() A.以X浓度变化表示的反应速率为0.06 mol(Lmin)-1 B.平衡时,X与Z的浓度比为34 C.平衡时,X的转化率为30% D.起始状态和平衡时容器内的气体压强比为21,问题导学,当堂检测,一,二,问题导学,当堂检测,一,二,化学平衡状

7、态 1.定义 在一定条件下的可逆反应中,当正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡,问题导学,当堂检测,一,二,2.化学平衡的建立 (1)Ot1:v(正)v(逆) (2)t1:v(正)=v(逆,问题导学,当堂检测,一,二,3.化学平衡的特征 逆:建立化学平衡的反应是可逆反应。 等:平衡时,v(正)=v(逆)。 动:化学平衡是一个动态平衡,v(正)=v(逆)0。 定:达到平衡状态时,外界条件一定,反应速率一定,混合物中各组分的浓度一定,混合物中各组分的质量分数一定。 变:当外界条件改变时,平衡一般要发生改变,4.化学平衡状态的判断 (1

8、)达到化学平衡状态的“本质标志” 达到化学平衡状态的本质标志是:正反应速率等于逆反应速率,但不等于零,v(正)=v(逆)是针对同一反应物或同一生成物而言。例如,对于某一反应物来说,正反应消耗掉该反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率,该反应就达到平衡状态,问题导学,当堂检测,一,二,2)达到化学平衡状态的“等价标志” 可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生变化。 体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变。 对同一物质而言,单位时间内该物质所代表的正反应的转化浓度和所代表的逆反应的转化浓度相等的状态。 对不同的物质而言,若一种物质所代表的正反应速率和另一种物质所代表的逆反应速

9、率的比值等于它们在化学方程式中的化学计量数之比,标志着反应已达平衡状态。 对于有颜色的物质参加或生成的可逆反应,颜色不随时间发生变化,则达平衡,问题导学,当堂检测,一,二,3)达到化学平衡状态的“特殊标志” 反应体系中总压强不再随时间变化而变化的状态,就是化学平衡状态。此规律适用于气体反应中反应物与生成物的物质的量不相等的反应。不适用于像H2(g)+I2(g)2HI(g)这一类反应。 反应体系中混合气体的平均相对分子质量不再发生变化的状态,就是化学平衡状态。此规律适用于反应前后气体分子数不相等且无固、液态物质参加或生成的可逆反应。如果是反应前后气体分子数不变的可逆反应不管是否达到化学平衡状态,

10、混合气体的平均相对分子质量始终不发生变化,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,1.下列关于化学反应的速率和限度的说法不正确的是() A.化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 B.影响化学反应速率的条件有温度、催化剂、浓度等 C.化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度相等时的状态 D.决定反应速率的主要因素是反应物的性质 解析:化学平衡状态的标志是正反应速率和逆反应速率相等、反应物和生成物浓度不再发生变化时的状态,浓度相等并不意味着浓度不再发生变化。 答案:C,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,2.CO和H2在一定条件下可以合成乙醇:2CO(g)+4H2(g) C

11、H3CH2OH(g)+H2O(g),下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是() A.CO全部转化为乙醇 B.正反应和逆反应的化学反应速率均为零 C.CO和H2以12的物质的量之比反应生成乙醇 D.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化 解析:可逆反应的最大限度即达到化学平衡,对于可逆反应,反应不能进行到底,所以A项不正确;化学平衡为动态平衡,正、逆反应速率相等且不为零,B项不正确;C项不能说明正、逆反应速率相等,不正确。 答案:D,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,4.100 时,将0.1 mol N2O4置于1 L密闭的烧瓶中,然后将烧瓶放入100 的恒温槽中,烧瓶内的气体逐渐变为红棕色:N2O4(g) 2NO2(g)。下列结论不能说明上述反应在该条件下已经达到平衡状态的是() 烧瓶内气体的颜色不再加深N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比为12NO2的生成速率与NO2的消耗速率相等NO2的物质的量浓度不变烧瓶内气体的质量不再变化烧瓶内气体的压强不再变化烧瓶内气体的密度不再变化烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化 A.B. C.D,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,解析:颜色不再加深,则NO2的浓度不变,达到平衡状态;N2O4的消耗与NO2的生成都描述正反应方向,不能判断达到平衡状态;根据质量守恒,烧瓶内气