化学反应的限度课件2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册_第1页
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第六章化学反应与能量第二节化学反应的速率与限度6.2.2化学反应的限度学习目标1、能判断一个反应是否为可逆反应,了解可逆反应的特点。2、理解化学平衡状态的特征及标志,知道改变条件化学平衡会发生改变。3、了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。思考:在化学反应中,反应物是按照化学方程式中的系数比进行反应的,在实际生产中,反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢?

①2H2+O2=2H2O

已知:2mol1mol②2SO2+O22SO3

已知:2mol1mol

2mol?<2mol?可逆反应中反应物不能全部转化为生成物,存在化学反应限度。一定条件问题导学一、可逆反应1、定义: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。2、特点:双向性双同性共存性指可逆反应分为方向相反的两个反应:

.正反应逆反应指正、逆反应是在

进行的.同一条件同时指反应物与生成物

,反应物的转化率<100%共存N2+3H22NH3催化剂高温高压2SO2+O22SO3催化剂高温Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2放电充电2H2OH2↑+O2↑电解点燃√×√×14CO2、14C、14CO2.14CO2+CCO,达到化学平衡后,平衡混合物中含14C的粒子有

。1.以下几个反应是否是可逆反应?为什么?总结归纳①H2与I2

H2+I2⇌2HI②SO2与O2的催化氧化

2SO2+O2⇌2SO3(条件:催化剂、高温高压)③工业合成氨气N2+3H2⇌2NH3(条件:催化剂、高温高压)④NO2的二聚反应

2NO2⇌N2O4⑤PCl3与Cl2

PCl3+Cl2⇌PCl5⑥CO2

、Cl2、SO2与H2OCO2+H2O⇌H2CO3SO2+H2O⇌H2SO3Cl2+H2O⇌HCl+HClO⑦弱电解质得电离与水解⑧氨水中的系列平衡

NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌NH4++OH-常见的可逆反应二、化学平衡的建立某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O22SO3时间(min)/浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9思考:反应刚开始时和一段时间后,浓度、速率有什么特点?开始时,c(SO2)、c(O2)最大,c(SO3)=0反应进行,反应物浓度减小,生成物浓度增大v正减小,v逆增大一段时间后,反应物、生成物浓度不变v正=v逆

≠0?v正

>0,v逆

=0(1)开始反应速率v(正)v(逆)t1时间(t)0c(SO2)、c(O2)最大,

c(SO3)=02SO2+O2

2SO3

v(正)最大,v(逆)=0反应速率v(正)v(逆)t1时间(t)0v(正)v(逆)反应速率t1时间(t)0(3)平衡(2)变化v(正)减小,v(逆)增大v(逆)≠0,v(正)>v(逆)

v(正)=v(逆)

≠0c(SO2)、c(O2

)减小,c(SO3)增大2SO2+O2

2SO3

c(SO2)、c(O2

)不变,c(SO3)不变2SO2+O22SO3催化剂△反应物浓度最大,生成物浓度为0反应物浓度不变,生成物浓度不变反应物浓度减小,生成物浓度增大v(正)v(逆)v正=v逆(化学平衡状态)时间反应速率3.化学平衡状态(1)化学平衡状态的概念

在一定条件下,一个可逆反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等时,反应物浓度和生成物浓度不再改变,达到一种表面静止的状态。t1(1)

0-t1:v(正)____v(逆)(2)

t1以后:v(正)____v(逆)>=一、化学反应限度2、化学平衡状态的特征逆定动等变化学平衡状态研究的对象是可逆反应达到化学平衡状态后,各组分浓度不再改变,不随时间变化而变化达到化学平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等化学平衡是一种表面静止状态,反应并未停止,是一种动态平衡外界条件改变时,原平衡状态将被打破,再在新条件下建立新的平衡标志:“等”“定”3.化学反应的限度(2)对化学反应限度的理解(1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大程度,即该反应进行的限度。①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下转化为生成物的最大转化率。②同一可逆反应,不同条件下,化学反应的限度不同,即改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。1、对于可逆反应M+NQ达到平衡时,下列说法正确的是()A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.反应物和生成物的浓度都保持不变D.反应已经停止C2.可逆反应达到平衡的重要特征()A.反应停止了B.正、逆反应速率都为零C.反应物和生成物的浓度相等D.正、逆反应的速率相等D直接标志速率v(正)=v(逆)浓度不再改变4、化学平衡状态的判断方法1:一正一逆,符合比例方法2:变量不变,平衡出现一、化学反应限度①速率:V正(A)=V逆(A)≠0同一物质:

V生成(A)=V消耗(A)1.直接标志4、化学平衡状态的判断不同物质:

①表示两个不同的方向(一正一逆)

②V正(A):V逆(B)=化学计量数之比方法1:一正一逆,符合比例⑤单位时间内有2molSO2生成,同时有_____O2

______2mol2mol1mol2mol生成消耗生成标志一:V正(A)=V逆(A)≠0①单位时间内有2molSO2消耗,同时有2molSO2生成;②单位时间内有2molSO3生成,同时有_____SO3消耗;③单位时间内有2molSO2生成,同时有_______SO3______;④单位时间内有1molO2生成,同时有____SO3______;2SO2+O22SO3催化剂△同一物质不同物质直接依据:相同物质看正逆、不同物质成比例N2+3H22NH31molN≡N键断裂的同时,有6molN-H键断裂1molN≡N键断裂的同时,有6molN-H键形成N2的消耗速率与N2的生成速率

N2的消耗速率与NH3的

速率之比等于———H2的生成速率与NH3的

速率之比等于———相等消耗1:23:2生成达到平衡的标志是:v(H2):

v(N2)=3:1可否判断反应达平衡?不可以!!!因为任何时刻速率比都等于系数比【练1】一定条件下,反应A2(g)+B2(g)

2AB(g)达到平衡的标志是()A.单位时间内生成nmolA2同时生成nmolABB.单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2C.单位时间内生成nmolA2

同时生成nmolB2D.单位时间内生成nmolA2

同时消耗nmolB2BD习题精练随堂演练一定条件下,可逆反应

,下列能表示反应达到化学平衡状态的是:(1)单位时间内,消耗3molH2,同时消耗2molNH3(2)单位时间内,生成1molN2,同时生成3molH2(3)1molN≡N键断裂的同时有2molN-H键断裂(4)一个N≡N键断裂的同时有三个H-H键形成(5)v正(N2)=3v逆(H2)(6)2v正(H2)=3v逆(NH3)(1)(4)(6)浓度不变标志:各组分的含量保持不变(注意不是相等,也不是成一定的比例)各组分浓度c

不再改变各组分物质的量n不再改变各组分质量m

不再改变各组分百分含量不再改变,如质量分数w、体积分数注意:是各组分,不是总组分4、化学平衡状态的判断温度:绝热的恒容反应体系中温度保持不变,说明已达平衡颜色:针对有颜色变化的反应,若颜色保持不变,可认为已达平衡③反应体系中的总物质的量、总体积、总压强、平均摩尔质量、混合气体的密度、颜色等保持不变时,要根据具体情况判断是否为平衡状态。方法2:变量不变,平衡出现4、化学平衡状态的判断分析该变量是“恒量”还是“变量”恒量:随反应的进行永远不变,则不能作为判断平衡的依据变量:随反应的进行而改变当其”不变”,则为平衡状态这些都不是某一种物质的数据,而是所有气体的整体量。对于这三个量,若反应为等体反应,不能作为判断依据,若反应为非等体反应,则根据变量不变原则可以作为判断依据。气体的总物质的量n、体积V、压强P,要具体分析:A(g)+B(g)2C(g)A(g)+B(g)C(g)气体的总物质的量

n恒温恒容时的压强

P减少(变化)不变不变减少(变化)不变减少(变化)恒温恒压时的体积

V等体反应非等体反应结论:过程量恒容时,凡是有固体参与的气体反应,其总质量会发生改变,那么其气体密度都会变,此时ρ是变量,可以作为判断依据。2.恒温恒容时,气体的密度ρ不再变化时,要具体分析ρ=m总v找固体不会变气体质量增加,ρ是变量,可以作为判断依据。对于反应:A(s)+B(g)C(g)mA+mB=mC

(质量守恒)找固体,若方程式中有固体,则气体总质量会变化对于反应:A(g)+B(g)C(g)质量守恒,气体质量不变,ρ是不变量,不能作为判断依据。找固体看气体系数3.混合气体的平均摩尔质量M,不再变化时,要具体分析M=m总n总分子、分母只要有一个是变量,M即可作为判断平衡的依据A(g)+B(g)

2C(g)A(g)+B(g)C(g)A(s)+B(g)C(g)m总n总M不变不变不变不变变变变变不变等体反应缩体反应有固体参加的等体反应1.在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是(

)(其中只有B气体有颜色)A.混合气体的压强

B.混合气体的密度C.气体的平均分子量

D.气体的颜色BCDM=M总n总P1P2=n1n2ρ=mV有固体参加的等体反应当堂检测归纳总结化学平衡状态的判断依据1.在一恒容密闭容器中,发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇋

2SO3(g),下列说法能够证明上述反应已达平衡状态的是:

①各物质的物质的量浓度不再改变②SO2、O2、SO3的浓度之比为2:1:2③SO2的转化率不再改变

④SO3的体积分数不再改变⑤混合物的总质量不再改变⑥混合气体的密度不再改变⑦混合物的颜色不再改变⑧混合物的平均摩尔质量不再改变⑨绝热容器中反应体系的温

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