2024-2025学年新教材高中化学第2章化学键化学反应规律第3节第2课时化学反应的限度教案鲁科版必修第二册

PAGE8-第2课时化学反应的限度发展目标体系构建1.相识可逆反应是有肯定限度的，可以调控的。2.基于变更观念和平衡思想理解化学平衡状态，学会推断平衡状态。3.能依据化学反应速率及化学平衡的影响因素分析限制化学反应的条件，培育“科学看法与社会责任”的学科素养。一、化学反应的限度——化学平衡状态1．可逆反应(1)定义：在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应。(2)表示方法：书写可逆反应的化学方程式时不用“=”而用“”。(3)特点①正向反应和逆向反应同时进行。②正向反应和逆向反应的条件相同。③在肯定条件下，反应物不能全部转化为生成物。微点拨：对于一个确定的可逆反应A＋B3C，向右进行的方向为反应的正方向，向左进行的方向为反应的逆方向。2．化学平衡状态(1)化学平衡状态的建立对于可逆反应：2SO2＋O2eq\o(,\s\up10(催化剂),\s\do10(△))2SO3，在肯定温度下，将2molSO2(g)和1molO2(g)通入肯定体积的密闭容器中。其化学反应速率与时间关系如图所示。①反应起先时：v(正)最大，v(逆)为0，缘由是反应物浓度最大，生成物浓度为0。②反应过程中：v(正)渐渐减小，v(逆)渐渐增大，缘由是反应物浓度渐渐减小，生成物浓度渐渐增大。③反应达到平衡时(t1后)：v(正)＝v(逆)，反应物和生成物的浓度不再变更。(2)化学平衡状态的概念在肯定条件下可逆反应进行到肯定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变更，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。化学反应进行一段时间后，各组分的浓度相等或正好等于化学计量数之比时，化学反应是否达到平衡？提示：化学反应达到平衡时各组分浓度不变，但不肯定相等，也不肯定等于化学计量数之比。二、化学平衡状态的变更1．试验探究温度变更对化学平衡的影响2NO2N2O4(正反应方向为放热反应)受温度的影响(1)现象温度变更混合气体颜色c(NO2)升温(浸入热水)变深增加降温(浸入冷水)变浅减小(2)结论①当其他条件不变时，上升反应体系的温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低反应体系的温度，化学平衡向放热反应方向移动。②同一可逆反应在不同条件下将建立起不同的化学平衡状态。2．影响化学平衡移动的因素影响因素有浓度、温度、压强等。1．推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)不同的化学反应，限度可能不同。 ()(2)可以通过变更温度来限制化学反应的限度。 ()(3)可以通过延长化学反应的时间来变更反应的限度。 ()(4)反应条件变更后，若正、逆反应速率仍旧相等，则化学平衡发生移动。 ()[答案](1)√(2)√(3)×(4)√2．哈伯因独创了由氮气和氢气合成氨的方法而获得1918年的诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1molN2和3molH2，在肯定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是()A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3B．达到化学平衡时，N2、H2、NH3的物质的量浓度肯定相等C．达到化学平衡时，N2、H2、NH3的物质的量浓度不再变更D．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零C[合成氨反应为可逆反应，是不能进行彻底的反应，A错；可逆反应在肯定条件下达到平衡状态，化学平衡状态是一种动态平衡，平衡时反应仍在进行，只是正、逆反应速率相等，D错；反应达到化学平衡时，各物质的浓度不再发生变更，但不肯定相等，B错，C对。]3．反应2SO2＋O2eq\o(,\s\up10(催化剂这),\s\do10(△))2SO3达到平衡状态后，下列说法正确的是()A．三氧化硫的生成速率与分解速率相等B．二氧化硫、氧气、三氧化硫的分子数之比是2∶1∶2C．二氧化硫与氧气不再化合生成三氧化硫D．降低温度，原化学平衡状态未被破坏A[可逆反应达到平衡状态以后正、逆反应速率相等，则三氧化硫的生成速率与分解速率相等，A项正确；平衡时二氧化硫、氧气、三氧化硫的分子数之比不肯定是2∶1∶2，还与物质的初始浓度以及转化率有关系，B项错误；可逆反应达到平衡状态以后正、逆反应速率相等，但不为0，平衡时二氧化硫与氧气仍旧反应生成三氧化硫，C项错误；降低温度，原化学平衡状态被破坏，D项错误。]化学平衡状态的特征(素养养成——变更观念与平衡思想)下图是可逆反应X2＋3Y22Z2在反应过程中反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。(1)t1时反应是否达到平衡状态？t2时正、逆反应速率的关系是怎样的？提示：(1)t1时，反应未达平衡状态，正反应速率大于逆反应速率，t2时，反应已经达到平衡状态，此时v(正)＝v(逆)。(2)t2～t3时间段反应是否停止了？各物质的浓度还发生变更吗？提示：t2～t3时反应已经处于平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，正、逆反应仍在进行，各物质的浓度不再随时间的变更而变更。【例1】肯定条件下，在体积肯定的密闭容器中加入1molN2和3molH2发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1(此式表示1molN2和3molH2完全反应放出的热量是92kJ)。下列有关说法正确的是()A．向容器中再加入N2，可以加快反应速率B．达到化学平衡时，反应放出热量92kJC．达到化学平衡时，正、逆反应速率都为0D．单位时间内生成1molN2，同时生成3molH2，说明该反应达到化学平衡状态A[向容器中再加入N2，N2的浓度增大，反应速率加快，A正确；该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以达到化学平衡时，反应放出的热量小于92kJ，B错误；化学平衡为动态平衡，化学反应达到平衡时反应仍旧在进行，因此正、逆反应速率都不为0，C错误；单位时间内生成1molN2，同时生成3molH2，表示的都是反应逆向进行，因此不能说明该反应达到化学平衡状态，D错误。]1．下列关于化学平衡的说法中，不正确的是()A．当可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率都为零B．当可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应速率肯定相等C．当可逆反应达到化学平衡后，变更某些条件可以使平衡破坏D．当可逆反应达到平衡时，尽管正、逆反应都还在进行，但各物质的浓度保持不变A[可逆反应达到平衡时，v(正)＝v(逆)≠0。]2．在密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up10(催化剂),\s\do10(△))2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是()A．SO2为0.4mol·L－1，O2为0.2mol·L－1B．SO2为0.25mol·L－1C．SO2、SO3均为0.15mol·L－1D．SO3为0.4mol·L－1B[该反应为可逆反应，当SO2和O2完全转化为SO3时，c(SO2)＝c(O2)＝0，c(SO3)＝0.4mol·L－1；当SO3完全转化为SO2和O2时，c(SO3)＝0，c(SO2)＝0.4mol·L－1，c(O2)＝0.2mol·L－1。依据可逆反应的特点：可逆反应不行能进行究竟，故平衡时，0<c(SO2)<0.4mol·L－1，0<c(SO3)<0.4mol·L－1，0<c(O2)<0.2mol·L－1，反应物、生成物的浓度不行能同时减小，应一个增大一个减小，C错误；只有B项符合题意。]化学平衡状态的判定反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)混合体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的量分数肯定平衡各物质的质量或质量分数肯定平衡总压强或总物质的量肯定不肯定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA平衡在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC平衡v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不肯定平衡在单位时间内消耗了pmolC同时消耗了qmolD[只有v(逆)]不肯定平衡压强m＋n＝p＋q时，总压强恒定不肯定平衡m＋n≠p＋q时，总压强恒定平衡混合气体平均相对分子质量若m＋n≠p＋q，混合气体平均相对分子质量恒定平衡若m＋n＝p＋q，混合气体平均相对分子质量恒定不肯定平衡温度当体系温度肯定时平衡体系的密度密度肯定不肯定平衡其他如体系颜色不再变更等平衡【例2】密闭容器中进行反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，推断反应是否达到平衡的依据为()A．压强不随时间变更B．气体的密度不随时间变更C．c(A)不随时间变更D．单位时间里生成C(g)和D(g)的物质的量相等C[由于反应物和生成物均为气态，且反应前后气体的物质的量不变，故气体的压强和密度在反应过程中始终保持不变，A、B不能作为反应达到平衡的标记。C(g)、D(g)均为生成物，反应的任何时刻，生成的C(g)、D(g)的物质的量总是相等，D项错误。当c(A)不变时，说明单位时间内生成的A与消耗的A的量相等，即反应处于平衡状态。][借题发挥](1)当A、B、C、D的浓度之比为1∶1∶1∶1时，能否说明该反应达到化学平衡？(2)当容器中混合气体平均相对分子质量肯定时，能否说明该反应达到化学平衡？[答案](1)不能，因为不能说明各组分的浓度肯定不变。也不能说明该反应的正、逆反应速率相等。(2)不能，因为该反应m总、n总都不变，所以混合气体平均相对分子质量不变。化学平衡状态的“变”与“不变”推断法某一物理量在从起先到平衡的过程是“变更”的，而达平衡后则“不变”，则此物理量是推断平衡状态的标记。反应过程中始终不变的物理量，不能作为推断平衡状态的标记。1．在肯定温度下的密闭容器中，可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的标记是()A．N2、H2、NH3在容器中共存B．混合气体的总物质的量不再发生变更C．单位时间内生成nmolN2，同时生成3nmolH2D．单位时间内消耗nmolN2，同时消耗nmolNH3B[反应一旦起先，无论反应是否达到平衡状态，N2、H2、NH3均在容器中共存，A错误；该反应是反应前后气体分子数不相等的反应，若混合气体的总物质的量不再发生变更，说明反应处于平衡状态，B正确；单位时间内生成nmolN2，同时生成3nmolH2，都表示反应逆向进行，不能推断反应是否处于平衡状态，C错误；单位时间内消耗nmolN2的同时必定会产生2nmolNH3，现消耗nmolNH3，说明反应正向进行，未达到平衡状态，D错误。]2．对于反应2HI(g)H2(g)＋I2(g，紫色)，下列叙述能够说明已达到平衡状态的是()A．混合气体的质量不再变更B．温度和容积肯定时，容器内压强不再变更C．1molH—H键断裂的同时有2molH—I键断裂D．各物质的物质的量浓度之比为2∶1∶1C[依据反应可知，反应物、生成物全部为气体，结合质量守恒定律可知，气体的质量在反应前后不发生变更，无法推断是否达到平衡状态，故A错误；该反应是反应前后气体分子数相等的反应，反应过程中压强始终不变，所以容器内压强不再变更，无法推断是否达到平衡状态，故B错误；1molH—H键断裂表示逆反应，2molH—I键断裂表示正反应，且正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；由于反应起始各物质的量没有给出，因此平衡状态时各物质的物质的量浓度之比不确定，即各物质的物质的量浓度之比为2∶1∶1，不能证明反应达到平衡状态，故D错误。]1．下列反应中，不属于可逆反应的是()A．2NO2=N2O4与N2O4=2NO2B．H2＋I2eq\o(=,\s\up10(△))2HI与2HIeq\o(=,\s\up10(△))H2＋I2C．CO2＋H2O=H2CO3与H2CO3=CO2↑＋H2OD．CaO＋CO2=CaCO3与CaCO3eq\o(=,\s\up10(高温))CaO＋CO2↑D[可逆反应是指在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。CaO＋CO2=CaCO3与CaCO3eq\o(=,\s\up10(高温))CaO＋CO2↑在不同条件下进行，所以不属于可逆反应，D项正确。]2．下列有关化学反应限度的说法不正确的是()A．任何可逆反应都有肯定的限度B．化学反应的限度是可以变更的C．化学反应的限度与反应进行时间的长短有关D．化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等C[可逆反应不能进行究竟，在肯定条件下，当正、逆反应速率相等时，达到反应限度，所以任何可逆反应都有肯定的限度，故A正确；当外界条件发生变更时，反应限度可能发生变更，故B正确；无论时间多长，可逆反应都不行能完全转化，反应限度与时间的长短无关，但达到反应限度须要肯定时间，二者不能混淆，故C错误；对于可逆反应，当正、逆反应速率相等时，反应达到限度，故D正确。]3．500℃时，将2molN2和2.25molH2充入体积为10L的恒容密闭容器中，反应达到平衡时，NH3的浓度不行能是()A．0.1mol·L－1 B．0.12mol·L－1C．0.05mol·L－1 D．0.16mol·L－1D[由题意知，该反应中N2过量。假设2.25molH2完全参加反应，则生成NH3的浓度为0.15mol·L－1，由于该反应是可逆反应，H2不行能完全转化生成NH3，故平衡时NH3的浓度小于0.15mol·L－1。]4．可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在容积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标记是()A．单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNOB．用NO2、NO、O2的物质的量浓度变更表示的反应速率之比为2∶2∶