2.1.2 化学反应的限度.ppt

1、-1- 第2 2课时 化学反应的限度 -2- 第2课时 化学反应的限度 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 SUITANG LIANXI 随堂练习 情境导入情境导入 课程目标课程目标 1.理解可逆反应的概念。 2.认识可逆反应在一定条件下有一定的限 度,即能达到化学平衡状态。 3.理解化学平衡的特征,知道当反应条件改 变时,原化学平衡状态会被破坏。 -3- 第2课时 化学反应的限度 JICHU ZHISHI 基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 SUITANG LIANXI 随堂练习 一 二 一、可逆反应 1.定义

2、: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“”号。 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。 自主思考1.我们知道2H2+O22H2O,同时又知道2H2O 2H2+O2,这两个反应是否是可逆反应呢?为什么? 提示: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。 -4- 第2课时 化学反应的限度 JICHU ZHISHI 基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 SUITANG LIANXI 随堂练习 一 二 二、化学平衡 1.化

3、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 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,原化学平衡状态被破坏,一段时间后会达到新的平衡状态。 自主思考2.既然反应物和生成物的浓度都不再变化,因 而 v(正)=v(逆)=0。这种说法对吗?为什么? 提示:这种说法不正确。可逆反应在一定条件下达到平衡状态,正反应 和逆反应仍在进行,只是正、逆反应速率相等。 -5- 第2课时 化学反应的限度 ZHON

4、GDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 探究一 可逆反应的特点 问题导引 1.验证 2Fe3+2I-2Fe2+I2是可逆反应 实验 现象 结论 FeCl3溶液与过量 KI 溶液反应 在的溶液中加入 CCl4,振荡、静置、观察 取的上层溶液,滴加 KSCN 溶液,观察 提示:溶液颜色由棕黄色变为褐色 Fe3+与 I-发生反应 溶液分层,下层为紫红色 反应中有 I2生成 溶液变血红色 溶液中有剩余的 Fe3+ -6- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首

5、页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 2.以上实验说明 2Fe3+2I-2Fe2+I2具有什么特点? 提示:2Fe3+2I-2Fe2+I2为可逆反应,反应不能进行彻底。 -7- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 名师精讲 可逆反应的特点 1.正反应和逆反应是两个方向完全相反的不同的化学反应,它们同时 存在,不可分离。 例如:某容器内有 SO2和 O2合成 SO3的化学反应,那么也一 定

6、有 SO3分解为 SO2和 O2的化学反应。 2.正反应和逆反应发生的条件相同。例如:SO2和 O2合成 SO3与 SO3 分解为 SO2和 O2的条件都是催化剂、加热。如果对反应体系施加影响化 学反应速率的措施,正反应速率和逆反应速率都会受到影响。 例如升高或者 降低温度,增大或者减小压强,2SO2+O22SO3或 2SO32SO2+O2的反 应速率都会发生相应的变化。 3.反应物和生成物同时存在。 -8- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 【例题

7、 1】 对于可逆反应 2SO2+O22SO3,在混合气体中充入一 定量 18O 2,足够长的时间后, 18O 原子( ) A.只存在于 O2中 B.只存在于 SO3和 O2中 C.只存在于 SO2和 O2中 D.存在于 SO2、SO3和 O2中 解析:可逆反应中反应物和生成物共存。 答案:D 方法技巧可逆反应在一定条件下不能完全转化,化 学反应有一定的限度。 -9- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 变式训练 1在高温、 高压和催化剂存在的条件下,把

8、3 mol氢气和1 mol氮气置于密闭容器中反应能够得到2 mol氨气吗?为什 么? 答案:不能,因为 N2+3H22NH3是一个典型的可逆反应,反应不能进 行到底。 -10- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 探究二 化学平衡状态的判断 问题导引 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 的

9、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 的百分含量不再改变 提示:(1)(2)(3)(4)(5) -11- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 2.如何判断可逆反应已达到平衡状态了呢? 提示: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 物质的百分含量不变。 -12- 第2课

10、时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 名师精讲 化学平衡状态 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。 前提(适用范围):可逆反应 实质:(正) = (逆) 0 外在标志:反应混合物中各组分的浓度保持不变 -13- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI

11、随堂练习 探究一 探究二 探究三 2.化学平衡的建立 (1)0t1:v(正)v(逆) (2)t1:v(正)=v(逆) -14- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 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,混合物中各组分的百分含量一定。 变:当外界条件改变时,平衡一般要发生改变。

12、 同:不论从正反应开始还是从逆反应开始,在相同的反应条件下,能达到 相同的平衡状态。 -15- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 4.归纳:化学平衡状态的判断 (1)对同一物质而言:v(正)=v(逆),则达平衡。 (2)体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、 物质的量分数或质量分 数保持不变,则达平衡。 (3)反应前后气体物质的量改变(不同)的可逆反应,恒容时总压强保持 不变、恒压时总体积不变或总物质的量不变、 平均相对分子质量不变,则达 平衡。但对

13、于反应前后气体物质的量不变(相同)的反应则不一定达平衡。 (4)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。 (5)对同一物质而言,在同一时间内断裂某化学键的物质的量与形成该 化学键的物质的量相等,则达平衡。 -16- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 【例题 2】 可逆反应 2NO22NO+O2在体积不变的密闭容器中反 应,达到平衡状态的标志是( ) 单位时间内生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO 单位时

14、间内生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO2 用 NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为 2 2 1 的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 A. B. C. D. -17- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 解析:解答本题的关键是根据所给条件判断出 v(正)=v(逆)。 中生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO,都是正反应速率,不能作为判断依据;中生 成 n mol O2为正

15、反应速率,同时生成 2n mol NO2为逆反应速率,且符合化学 计量数之比,正确;不能作为判断依据;中 NO2为红棕色气体,颜色不再 发生变化,说明其浓度不再发生变化,说明反应平衡了;中该体系混合气体 的密度为一恒定的数值,所以不能作为判断达到平衡的标志。 答案:B -18- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 规律方法对于可逆反应,正反应速率与逆反应速率 相等,反应混合物中各组分的含量保持不变的状态为化学平衡状 态;v(正)=v(逆)是化学平衡的前

16、提和本质,各组分的含量保持不变是 v(正)=v(逆)的结果。 -19- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 变式训练 2在恒温、 恒容条件下,不能标志 H2(g)+I2(g) 2HI(g)达化学平衡的是( ) A.单位时间内消耗 a mol H2同时消耗 2a mol HI B.容器内的总压强不随时间变化 C.容器内 H2、I2不再减少, HI 不再增加 D.单位时间内每生成 a mol HI, 同时有 aNA个 HI 分子分解 解析:化学反应:H2(

17、g)+I2(g)2HI(g),反应前后化学计量数之和不变, 即反应前后气体的物质的量不变,不管反应是否达到平衡,容器内的总压强 始终不随时间变化。 答案:B -20- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 探究三 化学平衡的移动 问题导引 1.实验: 温度改变时,反应 2NO2N2O4的化学平衡状态会改变吗? (红棕色) (无色) 实验方法: -21- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISH

18、I 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 提示:冷水中,温度降低平衡被破坏,新的条件下达到新的平衡,NO2浓 度减小,N2O4浓度增大,颜色变浅。 热水中,温度升高平衡被破坏,在新的平衡条件下 NO2浓度增大,N2O4 浓度减小,颜色加深。 2.温度对化学平衡是如何影响的? 提示:升高温度,平衡向吸热反应的方向移动;降低温度,平衡向放热反 应的方向移动。 -22- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 名师精讲 1.化

19、学平衡的移动 v(正)v(逆)平衡向正反应方向移动 v(正)=v(逆)平衡不移动 v(正)v(逆)平衡向逆反应方向移动 定义:可逆反应中,旧化学平衡被破坏,在新条件下新化学平衡的建立过 程叫做化学平衡的移动。 -23- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 2.改变反应条件时平衡移动的方向 改变反应条件 平衡移动 浓度 增大反应物浓度 向减小反应物浓度的方向移动 减小反应物浓度 向增大反应物浓度的方向移动 压强 增大压强 向气体体积缩小的方向移动 减小压

20、强 向气体体积增大的方向移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 使用催化剂 不移动 (使用催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,即正、逆反应速率仍 然相等,所以催化剂对化学平衡无影响,但可加快反应速率,缩短达到平衡所 用的时间。) -24- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 3.化学反应速率与化学平衡的关系 (1)化学反应速率与化学平衡的比较。 化学反应速率 化学平衡 概念 单位时间内反应物或生成物浓 度的变化量 条件

21、一定;可逆反 应;v(正)=v(逆)0;各物质 的浓度一定 本质 物理量 反应状态 研究对象 反应的快慢 反应的限度 研究范围 所有化学反应 可逆反应 特点 单位不同,速率数值不同,用不同 物质表示其值可能不同 动、等、定、变 影响因素 浓度、温度、压强、催化剂等 浓度、温度、压强 -25- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 (2)化学反应速率对化学平衡的影响。 化学平衡的实质是 v(正)=v(逆),化学平衡移动的实质是旧 v(正)=v(逆) v(正

22、)v(逆)新 v(正)=v(逆)。 条件变化后 v(正)与 v(逆)的关系 对平衡影响 新 v(正)=v(逆) 不移动 新 v(正)v(逆) 移动 -26- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 特别提醒(1)化学反应速率与化学平衡是两个不同的 概念。反应速率快的,有的反应程度大,如中和反应,也有的反应程度小的, 如 NH4Cl 的水解;反应速率慢的,有的反应程度大,如煤、 石油的形成,也有的 反应程度小,如氮气和氢气合成氨气的反应。 (2)平衡移动的本

23、质是不同程度地改变了 v(正)和 v(逆),故化学反应速 率改变,化学平衡不一定移动,但化学平衡发生了移动,则化学反应速率一定 改变。 -27- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 【例题 3】 2014 年 5 月 14 日,湘潭 30 吨工业硫酸发生泄漏,消防人员 经过近 10 小时的救援,硫酸全部安全转移,危险得到解除。2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述中正确的是( ) A.催化剂 V2O5不改变该反应的逆反

24、应速率 B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大 C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间 D.在 t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是 c1、c2,则时间间隔 t1t2内,SO3(g) 生成的平均速率为 v=c2-c1 t2-t1 -28- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 解析:加入催化剂同时改变正、逆反应速率,A 项错误;若是恒容条件, 增加不参与反应的气体而使反应体系的压强增大,由于浓度不变,反应速率 就不变,B 项错误;降

25、低温度使反应速率降低,将延长反应达到平衡的时间,C 项错误;根据计算平均速率的定义公式可得 D 项正确。 答案:D 规律方法外界条件对正、逆反应速率的影响具有一 致性。 -29- 第2课时 化学反应的限度 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究三 变式训练 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,有关说法中正确的是( ) A.达到化学平衡时, N2将完全转化为 NH

26、3 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 N2+3H22NH3是一个可逆反应,反应不可 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 -30- 第2课时 化学反应的限度 SUITANG LIANXI 随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 1 2 3 4 5 1.对化学反应限度

27、的叙述中,错误的是( ) A.任何可逆反应都有一定的限度 B.化学反应达到限度时,正逆反应速率相等 C.化学反应的限度与时间的长短无关 D.化学反应的限度是不可改变的 解析:在一定条件下,任何可逆反应达到正逆反应速率相等时,即达到 化学反应限度化学平衡状态,当条件改变时,化学平衡状态也会发生改 变。 答案:D -31- 第2课时 化学反应的限度 SUITANG LIANXI 随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 1 2 3 4 5 2.(双选)在密闭的容器中进行反应:X2(g)+3Y2(g)2Z(g),若 X2、Y2、Z 的 起始浓

28、度分别为 0.1 mol L-1、0.3 mol L-1、0.2 mol L-1,当反应达到平衡后, 各物质浓度可能是( ) A.X2为 0.2 mol L-1 B.Y2为 0.4 mol L-1 C.Z 为 0.3 mol L-1 D.Y2为 0.6 mol L-1 解析:可逆反应的特点是反应不能进行到底。 若在假设的前提下反应正向转 化进行到底,Z 的浓度是 0.4 mol L-1;若在假设的前提下反应逆向转化进行 到底,X2的浓度是 0.2 mol L-1,Y2的浓度是 0.6 mol L-1。 而可逆反应的特征是 反应不能进行到底,故 A、D 不正确。 答案:BC -32- 第2课时

29、化学反应的限度 SUITANG LIANXI 随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 1 2 3 4 5 3.(双选)下列各反应过程是可逆反应的是( ) A.H2+O2H2O B.HCl+NaOHNaCl+H2O C.NH3+H2ONH3 H2O D.Cl2+H2OHCl+HClO 解析:理解可逆反应必须注意两个“同”,即“同一条件下”,“同时进行”。 答案:CD -33- 第2课时 化学反应的限度 SUITANG LIANXI 随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 1 2

30、 3 4 5 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 1 2 NO2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. -34- 第2课时 化学反应的限度 SUITANG LIA

31、NXI 随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 1 2 3 4 5 解析:平衡的标志是各组分的百分含量保持不变或任一物质的正、 逆反应速 率相等。颜色不再加深,则 NO2的浓度不变;反应向正反应方向进行 时,N2O4的消耗速率与 NO2的生成速率之比为 1 2;根据质量守恒,烧瓶内 气体的质量不论是否达到平衡,都不会变化;烧瓶内气体的压强与气体的 总物质的量有关,只有平衡时,气体的总物质的量不变,压强才不变;密度 等于气体质量除以体积,烧瓶内气体的总质量始终不变,烧瓶内气体的体积 也始终不变,所以烧瓶内气体的密度始终不变;气体平均相对

32、分子质量等 于气体总质量除以气体的总物质的量,气体总质量始终不变,只有气体的总 物质的量不变,平均相对分子质量才不再变化。 答案:A -35- 第2课时 化学反应的限度 SUITANG LIANXI 随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 1 2 3 4 5 5.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 的曲线如图所示。由图中数据分析: (1)该反应的化学方程式为 ; (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 。 -3

33、6- 第2课时 化学反应的限度 SUITANG LIANXI 随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 1 2 3 4 5 解析:(1)分析本题图像可知,反应开始到 3 min 时 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。 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,三者物质的量的变化之 比为 0.6 mol 0.2 mol 0.4 mol=3 1 2,因此反应的化学方程式为 Y+2Z3X。 (2)反应开始至 2 min 末:v(X)=0.4mol-0mol 2min2 L =0.1 mol L-1 min-1。 答案:(1)Y+2Z3X (2)0.1 (3)反应达到了平衡状态