鲁科版化学必修二课件：2.2.2化学反应的限度.ppt

1、合作探究 自主预习 第 2 课时 化学反应的限度 合作探究 自主预习 目标导航 预习导引 1.知道可逆反应的特征。 2.了解化学反应的进行有一定的限度,了解化 学平衡的特征。 3.了解化学平衡的移动。 1.通过化学平衡状态的建立,理解化学平衡的 概念及化学平衡的特征。 2.了解平衡移动的影响因素,能知道温度、浓 度、压强的变化如何对化学平衡产生影响。 合作探究 自主预习 目标导航 预习导引 1 2 1.可逆反应 (1)定义 在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应。 (2)特点 一定条件下,反应有一定的限度,反应物不能全部转化成产物。 (3)化学反应方程式的书写 书写可逆反应的化学方程式时,

2、用“ ”号代替“ ”号,如氮气与氢气合成 氨反应的化学方程式为N2+3H2 2NH3。 预习交流预习交流1 H2和O2点燃生成H2O,H2O在直流电的作用下生成H2和O2,二者是可逆反应吗? 答案:不是;因为二者的反应条件不同。 合作探究 自主预习 目标导航 预习导引 1 2 2.化学平衡 (1)定义 在一定条件下可逆反应进行到一定程度时,反应物和生成物的浓度不再随时间 的延长而发生变化,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,简 称化学平衡。达到化学平衡时,正、逆反应仍在继续进行,因此化学平衡是一种动 态平衡。 (2)化学平衡的移动 已达化学平衡的可逆反应,当条件改变时,原来的

3、化学平衡被破坏,并在新的条 件下建立起新的平衡的过程。 (3)化学平衡移动的影响因素 影响化学平衡移动的因素有:温度、反应物浓度、压强等。 合作探究 自主预习 目标导航 预习导引 1 2 预习交流预习交流2 可逆反应达到化学平衡时,反应就停止了。你同意该观点吗? 答案:不同意。可逆反应达到平衡状态时,反应仍在进行,只不过在此条件下正 反应速率和逆反应速率相等,但不为零。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 一、化学平衡状态的建立及特征 活动与探究 完成下列问题,体会化学平衡: 以可逆反应2SO2+O2 2SO3为例:一定温度时,向密闭容器中充入一定量 的SO2和O2。 (1)在反应

4、2SO2+O2 2SO3的反应过程中,反应物浓度不断 ,正反应速率 不断 ;生成物浓度不断 ,逆反应速率不断 。最终在t时刻,反应物和生 成物浓度不再发生 ,此时,正反应速率和逆反应速率 ,即达到平衡状态。 (2)请你画出v正(SO2)、v逆(SO2)随时间变化的图像。 答案:(1)减小 减小 增大 增大 变化 相等 (2) 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 迁移与应用 例1在一定温度下,向a L恒容密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体,发生 如下反应:X(g)+2Y(g) 2Z(g)。此反应达到平衡状态的标志是( ) A.容器内混合气体的密度不随时间变化 B.容

5、器内各物质的浓度不随时间变化 C.容器内X、Y、Z的浓度之比为122 D.单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z 思路点拨:解答本题要注意以下三点: (1)达到平衡时,v(正)=v(逆)。 (2)达到平衡时,各物质浓度不再变化。 (3)平衡浓度与化学方程式中的化学计量数无关。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 解析:各反应物质均为气体,反应过程中混合气体的总质量一定,体积一定,因此 密度为定值,与反应是否达平衡状态无关,A错;B项恰恰表示了当达到化学平衡时 的情况:各组成成分的浓度不再变化,B对;C项假设开始投入2 mol X、4 mol Y进行 反应,当有1

6、mol X和2 mol Y反应生成2 mol Z时,X、Y、Z的浓度之比为122, 但并不一定是达到平衡时的状态,C错;D项中消耗X与生成Z的反应均为正反应,没 有表达正、逆反应速率的关系,D错。 答案:B 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 迁移训练1用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提 高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如 下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g)。一定条件下,在密闭恒容的 容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是( ) A.v逆(N2)=3v正(H2) B.v

7、正(HCl)=4v正(SiCl4) C.混合气体密度保持不变 D.c(N2)c(H2)c(HCl)=136 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 解析:利用化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知,A项应为3v逆 (N2)=v正(H2),才表示v(正)=v(逆),故A错误;B项均表示正反应速率,无论反应是否处 于平衡状态,都成立,B错误;混合气体密度不变,说明体系中混合气体质量不变,若 未达到平衡,则混合气体质量改变,所以C项表示达到平衡状态;D项表示的浓度关 系与是否平衡无关,错误。 答案:C 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 1.化学平衡的特征 (1)“逆”:

8、可逆反应。 (2)“动”:达平衡状态时,可逆反应并未停止,因此化学平衡是动态平衡。 (3)“等”:平衡状态时,正、逆反应速率相等。 (4)“定”:平衡时,反应体系中各成分的含量(浓度或物质的量分数或气体的体积 分数)保持恒定。 (5)“变”:改变条件,化学平衡状态发生改变。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 2.化学平衡状态的判断依据 (1)直接依据 v(正)=v(逆)0: 同一种物质的生成速率等于消耗速率; 在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数 之比; 在化学方程式两边的不同物质生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。 各组分的浓度保持一定: 各组

9、分的浓度不随时间的改变而改变; 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。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 (2)间接依据 反应体系中总压强或气体总物质的量不随时间变化(适用于反应前后气体体 积不等的反应)。 对于反应混合物中存在有颜色的物质的可逆反应,若体系颜色不再变化,则反 应达到平衡状态。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 特别注意:(1)从不同角度出发可以得到许多判断平衡状态的依据,如物质的量、 浓度、体积、体积分数、压强、平均相对分子质量、温度、密度、颜色等。但 无论从哪个角度,最终必须落实到以下两点:正、逆反应速率相等;各组分的 浓

10、度保持不变。(2)根据气体密度不变判断是否平衡时(在体积恒定的容器中),首 先看反应体系中是否全为气体,如果全为气体,则气体密度不变时不一定达到平衡; 如果不全为气体,如对于A(s)+2B(g) C(g)+D(g),气体密度不变时则一定达到 平衡。(3)利用v(正)=v(逆)判断平衡状态时注意两点:一是反应速率必须是一正一 逆,不能都是v(正)或都是v(逆),二是“相等”是指用物质表示的速率之比等于它们在 方程式中对应的化学计量数之比。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 二、化学平衡的移动及温度的影响 活动与探究 请你认真观察演示实验,记录实验现象。分析实验现象得出结论。 实验原

11、理 2NO2(g)N2O4(g) 反应放热 (红棕色) (无色) 实验步骤 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 实验现象 热水中混合气体颜色较常温下的深,冰水中混合气 体颜色较常温下的浅 实验结论 混合气体受热颜色变深,说明 NO2浓度增大,即平衡 向吸热反应方向移动;混合气体被冷却颜色变浅,说 明 NO2浓度减小,即平衡向放热反应方向移动 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 迁移与应用 例2对处于化学平衡的体系,从化学平衡与化学反应速率的关系可知( ) A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动 B.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化 C.正反应进行的程度大,

12、正反应速率一定大 D.只有在催化剂存在下,才会发生化学反应速率变化而化学平衡不移动的情况 思路点拨:解答本题时注意以下两点:(1)化学反应速率的变化不一定能引起平 衡的改变;(2)化学平衡发生移动时,化学反应速率一定会发生变化。 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 解析:使用催化剂时,正、逆速率同等程度增大,平衡并不移动,A错误;化学平衡 移动的过程就是由v(正)=v(逆)变为v(正)v(逆),再转化为v(正)=v(逆)的过程,B正 确;反应进行的程度和反应速率无必然联系,故反应进行的程度大,正反应速率不 一定大,C错误;对于类似H2(g)+I2(g) 2HI(g)的反应,其他条件

13、不变,缩小体积 时,H2(g)、I2(g)、HI(g)的浓度同等程度增大,正、逆速率同等程度增大,故平衡不 移动,D错误。 答案:B 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 一 二 迁移训练2如图所示将实验装置连接好,然后向左边烧杯的水中投入一定量的 CaO固体,则此烧杯中气体的红棕色变 ,向右边烧杯的水中投入一定量的 硝酸铵固体,则此烧杯气体的红棕色变 。 解析:投入一定量的CaO固体,CaO与水反应放热,溶液温度会升高。投入一定量 的硝酸铵固体,NH4NO3溶解吸热,溶液温度会降低。该反应正向放热,逆向吸热,结 合平衡移动原理可以解决问题。 答案:深 浅 合作探究 自主预习 问题导学 即时

14、检测 一 二 1.影响化学平衡的因素温度对化学平衡的影响 在其他条件不变的情况下,温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动; 温度降低,会使化学平衡向着放热反应的方向移动。 2.正、逆反应速率的变化与化学平衡移动的关系 条件变化后的 v(正)与 v(逆)的关系 化学平衡移动的方向 v(正)=v(逆)v(正)v(逆)v(正)=v(逆) 正反应方向 v(正)=v(逆)v(正)v(逆)v(正)=v(逆) 逆反应方向 v(正)=v(逆)v(正)=v(逆)v(正)=v(逆) 不移动 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 1.下列各组反应中,属于可逆反应的一组是( ) 解析:

15、可逆反应是指在相同的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。A、B、D各项中的两个反应,反应条件不同,不属于可逆反应。 答案:C A.2H2O2H2+O2,2H2+O22H2O B.NH3+HClNH4Cl,NH4ClNH3+HCl C.H2+I22HI,2HIH2+I2 D.2Ag+Br22AgBr,2AgBr2Ag+Br2 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 2.下列关于化学平衡状态的说法中正确的是( ) A.改变外界条件不能改变化学反应的平衡状态 B.当可逆反应在一定条件下达到反应限度时即达到了化学平衡状态 C.当可逆反应达到平衡状态时,该反

16、应立刻停止不再进行 D.当可逆反应达到化学平衡状态时,反应物和生成物的浓度一定相等 解析:化学平衡是一定条件下的平衡,当条件改变时,平衡就会被破坏,即平衡就会 发生移动,直至达到新条件下的新平衡,则A错;化学平衡状态是可逆反应所能进行 到的最大限度,反过来说,如果一个可逆反应在一定条件下进行到了最大限度,该可 逆反应也就达到了化学平衡状态,则B正确;可逆反应达到了化学平衡状态时,反应 并没有真正停止,而是v(正)=v(逆)0的动态平衡,则C错;当可逆反应达到化学平衡 状态时,反应混合物中各组分浓度保持不变,并不一定相等,则D错。 答案:B 合作探究 自主预习 问题导学 即时检测 1 2 3 4

17、 5 6 3.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向 一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下使该反应发生,有关说法正确 的是( ) A.达到化学平衡时,N2将完全转化为NH3 B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等 C.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化 D.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零 解析:合成氨反应是一个可逆反应,该反应不能进行到底。化学平衡是一种动态平 衡,达到化学平衡状态有两个标志:各组分的浓度不再发生变化;正反应和逆 反应的速率相等,但是都不等于零。 答案:C 合作

18、探究 自主预习 问题导学 即时检测 1 2 3 4 5 6 4.在一定温度下体积固定的容器中,可以充分说明可逆反应A(g)+3B(g) 3C(g)+D(g)达到平衡状态的是( ) A.反应器内压强不随时间变化而变化 B.反应器内A、B、C、D物质的量比为1331 C.生成A的速率和生成D的速率相等 D.生成1 mol A同时有3 mol C被消耗 解析:由于该反应前后气体的分子数不变,因而反应过程中反应器内压强不会随时 间变化而变化,A项错误;达平衡状态时,体系中各物质的含量一定,但随着外界条件 不同,比例不确定,B项错误;生成A的速率代表v(逆),生成D的速率代表v(正),且二者 化学计量数

19、相等,因而C项正确;生成1 mol A必然消耗3 mol C,D项错误。 答案:C 合作探究 自主预习 1 2 3 4 5 6 问题导学 即时检测 5.H2(g)+I2(g) 2HI(g)已经达到平衡状态的标志是 (填序号)。 c(H2)=c(I2)=c(HI) c(H2)c(I2)c(HI)=112 c(H2)、c(I2)、c(HI)不再随时间而改变 单位时间内生成n mol H2的同时生成2n mol HI 单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol I2 反应速率v(H2)=v(I2)= v(HI) 一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂 温度和体积一定时,容器内压强不再变化 温度

20、和体积一定时,混合气体的颜色不再变化 温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化 1 2 合作探究 自主预习 1 2 3 4 5 6 问题导学 即时检测 解析:化学反应建立平衡时,各组分的浓度不变,但不一定存在相等或满足其他定 量关系,故不正确,正确;体现v(正)=v(逆),正确;未体现v(正)=v(逆),不正 确;反应速率始终是v(H2)=v(I2)= v(HI),不正确;体现v(正)=v(逆),正确;反 应前后气体物质的量相等,压强始终相等,不正确;颜色不变化,说明c(I2)不变,正 确;温度、压强不变时,体积也不变,混合气体密度是常数,不正确。故应选 。 答案: 1 2 合作探究 自主预习

21、 1 2 3 4 5 6 问题导学 即时检测 6.某温度时,在2 L密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如 右图所示。根据图中数据分析: (1)该反应的化学方程式: ; (2)反应开始至2 min末,X的反应速率为 mol L-1 min-1; (3)3 min后图中曲线所表示的含义是 。 解析:(1)分析本题图像可知,3 min后X、Y、Z三种物质的物质的量n不随时间变化 而变化,所以此时反应达到了平衡状态。3 min内,X物质的量的变化为0.6 mol-0 mol=0.6 mol;Y物质的量的变化为0.8 mol-0.6 mol=0.2 mol;Z物质的量的变化为1.6 mol-1.2 mol=0.4 mol,X、Y、Z三者的物质的量的变化比为312,因此反应方程 式为Y+2Z3X。(2)反应开始至2 min末:v(X)= =0.1 mol L-1 min-1。 答案:(1)Y+2Z 3X (2)0.1 (3)反应达到了平衡状态 0.4mol-0mol 2 L 2min