6.1.2 化学反应的限度-高一《化学》同步课堂（苏教版2019必修第二册）

第一节化学反应速率与反应限度

课时2

化学反应限度

专题六

化学反应与能量变化授课人：学习目标1．了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。2．初步学会根据反应速率判断化学反应所能达到的限度及化学反应限度的建立，发展证据推理与模型认知的素养。回顾氯气与水的反应溶解的Cl2只有一部分与水发生了化学反应。氯水呈浅绿色Cl2＋H2O

⇌

HCl＋HClO有一些反应不能完全进行到底，反应物与生成物共存，反应只能进行到一定的限度。这就是该反应在这个条件下所能达到的限度。一、化学反应的限度条件改变，化学反应的限度是可能被可改变的；同一可逆反应在不同条件(如温度、浓度、压强等)下，其反应的限度不同。化学反应限度：是在给定的条件下，化学反应所能达到或完成的最大程度。决定了反应物在该条件下的最大转化率一、化学反应的限度可逆反应定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，还能向逆反应方向进行的化学反应。特征：两同、双向反应物与生成物共存，反应物不能完全转化为生成物。反应存在限度符号表征：不用“=”，用“⇌”。一、化学反应的限度如：N2＋3H2⇌2NH31、如何证明一个反应是可逆反应？思考2、光合作用和呼吸作用属于可逆反应吗？证明反应后的气体中同时存在氮气和氢气不属于，反应条件不同典例解析例1．下列不属于可逆反应的是(

)A．氯气与水反应生成盐酸与次氯酸B．N2与H2在一定条件下可以生成NH3，同时NH3又可分解为N2和H2C．电解水生成H2和O2，H2和O2转化为H2OD．SO2溶于水和H2SO3分解C二、化学平衡状态N2＋3H22NH3v正(N2):N2的消耗速率；v正(H2):H2的消耗速率；v正(NH3):NH3的生成速率；正反应方向速率为v正v逆(NH3):NH3的消耗速率；v逆(N2):N2的生成速率；v逆(H2):H2的生成速率；逆反应方向速率为v逆化学反应速率数量关系：v正(N2):v正(H2):v正(NH3)=1：3：2数量关系：v逆(N2):v逆(H2):v逆(NH3)=1：3：2二、化学平衡状态

浓度速率变化v正、v逆关系开始

反应物浓度

v正

v正

v逆

生成物浓度

v逆

变化

反应物浓度

v正

v正

v逆

生成物浓度

v逆

平衡

反应物浓度

v正

v正

v逆

生成物浓度

v逆

在一定条件下向反应容器中加入N2和H2，发生反应N2＋3H22NH3最大最大为0为0＞减小增大不变不变减小增大不变不变＞＝二、化学平衡状态化学平衡状态不平衡状态各物质的浓度保持不变0~t1：v(正)>v(逆)t1：v(正)=v(逆)二、化学平衡状态定义：如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当

反应进行到一定程度时，

与

相等，反应物的浓度与生成物的浓度都

，达到一种表面静止的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。正反应速率逆反应速率不再改变标志反应混合物中各组分的浓度保持不变实质v正(B)=v逆(B)≠0适用可逆反应可逆一、化学反应的限度化学平衡状态的特征一、化学反应的限度1、可逆反应达到化学平衡状态，就是反应停止了？思考2、可逆反应达到化学平衡状态时，各物质的浓度一定相等吗？各物质的浓度一定成比例？平衡时，反应并没有停止，正、逆反应仍在进行，只是正、逆反应速率相等。平衡时，反应混合物各组分的浓度是相对自身保持一定，各组分的含量保持不变，彼此的浓度不一定相等或成比例。一、化学反应的限度化学平衡具有丰富的思想内涵。化学反应达到平衡，宏观上表现为“静止”状态；反应物和生成物其实仍在不断进行更新，只是同一物质生成和消耗的量相等，即正、逆反应速率相等，但不为零，表现出化学平衡的动态性。这说明事物的表象与本质之间有时存在较大差异，停留于事物的表面容易得出片面乃至错误的结论。化学平衡观念一、化学反应的限度只有探索事物本质，才能对事物具有更为深刻、全面的认识。从反应物与生成物变化的角度看，正反应消耗反应物，积累生成物；逆反应积累反应物，消耗生成物。正、逆反应相互削弱，又共处于同一化学平衡体系中，对立而又统一。从化学平衡的角度看，正、逆反应的对立统一关系使化学反应具有一定的限度，在一定条件下达成平衡。但这种平衡又是暂时的、相对的，温度、压强等条件的改变会打破化学平衡，而达到新的平衡。这说明改变外界条件能促进事物的进一步发展。化学平衡观念一、化学反应的限度1．直接标志——“正逆相等”（以合成氨为例）(1)v正＝v逆①同一种物质的生成速率等于消耗速率；②在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比；③在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。v正(N2)=v逆(N2)v正(N2)：v逆(H2)=1：3v正(N2)：v逆(NH3)=1：2化学平衡状态的判断依据一、化学反应的限度(2)各组分的浓度保持一定①各组分的浓度不随时间的改变而改变；②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。C(N2)不变体系中N2的质量分数、物质的量分数、体积分数不变一、化学反应的限度2．间接标志——“变量不变”(1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。(2)对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。合成氨的反应体系压强不变Cl2＋H2O

⇌

HCl＋HClO氯水颜色不变(3)全是气体参加的且反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。(4)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。1molH-H键的同时有1molH-H键形成一、化学反应的限度201molN≡N键断裂的同时，有H-H键形成1molN≡N键断裂的同时，有

N-H键断裂对不同物质而言，如何用化学键的断裂和形成比较？思考3mol6mol一、化学反应的限度典例解析例2．可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(

)①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A．①④⑥⑦

B．②③⑤⑦C．①③④⑤ D．全部A三、化学平衡相关计算

mA(g)＋nB(g)

⇌

pC(g)＋qD(g)c始/mol·L－1

a

b

0

0c转/mol·L－1

mx

nx

px

qxct/mol·L－1

a－mx

b－nx

px

qx三段思维法①对反应物：c(转化)＝c(起始)－c(某时刻)=∆c(反应物)②对生成物：c(转化)＝c(某时刻)－c(起始)=∆c(生成物)∆c对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。

＝∆c(A)：∆c(B)：∆c(C)：∆c(D)

＝∆n(A)：∆n(B)：∆n(C)：∆n(D)

mA(g)+nB(g)

⇌

pC(g)＋qD(g)

v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝

m∶n∶p∶q三、化学平衡相关计算三、化学平衡相关计算(1)起始量、变化量、一段时间后的量三者物理量及单位要统一，都是物质的量或物质的量浓度，否则无法计算。(2)起始量、变化量、一段时间后的量中，只有不同物质的变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，不同物质的起始量或一段时间后的量之间没有必然的关系，不能列比例计算。三、化学平衡相关计算运用“三段式”法解题时的注意事项化学反应速率和反应限度图像分析方法看面，弄清楚横、纵坐标所表示的含义看点，弄清楚曲线上点的含义，特别是曲线上的转折点、交点、最高点、最低点等12345看量的变化，弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化，还是转化率的变化看辅助线，作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等看线，弄清楚线的走向和变化趋势一、看图像三、化学平衡相关计算分析方法三、做判断利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。二、想规律如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系，各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时，外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。三、化学平衡相关计算典例解析C例4在温度和容积不变的密闭容器中，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物