【师说】2016-2017学年高中化学 2.1.2 化学反应的限度课件 苏教版必修2

题型二 化学平衡状态的判断 (双选)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空 容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下 使其达到分解平衡：NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)。 可以判断该分解反应已经达到平衡的是( ) A．2v(NH3)＝v(CO2) B．密闭容器中总压强不变 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中氨气的体积分数不变
【解析】 当可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应速率相等， 但并未停止，此时反应体系中各成分的浓度不再改变(但不一定相 等)，当外界条件发生改变时，平衡可能被破坏，B正确，C、D错 误；可逆反应中，反应物的转化率达不到100%，A错误。 【答案】 B
3 新课堂· 互动探究 探究点 可逆反应及化学反应的限度 1．可逆反应的特点——“二同一不完全” (1)“二同”——可逆反应中正、逆两个反应是在“同”一条件 下“同时”进行的。 点燃 2H2O与2H2O===== 电解 2H2↑＋O2↑； 反例：①2H2＋O2===== 高温 CaO＋CO2↑与CaO＋CO2===CaCO3。 ②CaCO3===== (2)“一不完全”——可逆反应中反应物不能“完全转化”，反 应物与生成物共存。 举例：1 mol Cl2与足量H2O反应时转移电子数小于NA(NA为阿伏 加德罗常数)
你问我答 慎思1 对于可逆反应N2＋3H2 NH3，用不同的物质来表示该 反应的速率时，v正＝v逆的含义具体意义是什么？
【答案】 在该平衡体系中，涉及三种物质，从正、逆反应两方 面讲，应当有六个反应速率值，即N2的消耗速率(v正)和生成速率(v 逆)，H2的消耗速率(v正)和生成速率(v逆)以及NH3的生成速率(v正)和消耗 速率(v逆)，v正＝v逆的具体意义有两点，一是同一物质的v正＝v逆，不同 物质的v正、v逆应与计量数之比成正比才是真正意义的v正＝v逆，反应达 平衡状态。如对于合成氨的反应，如果v(N2)消耗＝v(NH3)消耗并不是真 正意义的正、逆反应速率相等，应该有2v(N2)消耗＝v(NH3)消耗才是真正 意义的v正＝v逆，此时反应达平衡状态。
二、化学反应的限度 1．化学平衡的建立 在高温、高压、催化剂存在下，一定量的N2和H2充入一密闭容器 中发生反应：N2＋3H2 (1)分析： 2NH3。
(2)图示：
2．化学平衡的概念 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变化的状态。 3．化学平衡状态的“五字特征”
慎思2 可逆反应在一定条件下总会达到化学平衡，这里的“一 定条件”指什么条件？
【答案】 通常包括一定的温度、浓度、压强等。
4 新热点· 题型清单 题型一 可逆反应的特点 在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)， －1 已知反应过程中某一时刻 SO2、O2 和 SO3 浓度分别为 0.2 mol· L 、0.1 mol· L－1、0.2 mol· L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是( ) －1 －1 A．SO2 为 0.4 mol· L 、O2 为 0.2 mol· L B．SO2 为 0.25 mol· L－1 －1 C．SO3 为 0.4 mol· L D．SO2、SO3 均为 0.15 mol· L－1
体验1 对于可逆反应2SO2＋O2 入一定量18O2，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
2SO3，在混合气体中充 )
【解析】 可逆反应的特点，正、逆反应同时进行，反应物与生 成物共存。 【答案】 D
【答案】 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
2．下列关于可逆反应的化学平衡的说法中，正确的是( ) A．当达到化学平衡时，反应物已完全转化为生成物 B．化学平衡是一定条件下的平衡，当条件改变时，平衡可能会 遭到破坏 C．当达到化学平衡时，反应混合物中各成分的浓度相等 D．当达到化学平衡时，正逆反应均已停止
(3)其他依据： ①m＋n≠p＋q 时，总压强一定(其他 平衡 条件一定) 压强 ②m＋n＝p＋q 时，总压强一定(其他 不一定平 条件一定) 衡 ①m＋n≠p＋q 时， Mr 一定 平衡 混合气体的平均相对 不一定平 分子质量( Mr ) ②m＋n＝p＋q 时， Mr 一定 衡 任何化学反应都伴随着能量变化，在 温度 其他条件不变的条件下，体系温度一 平衡 定时 不一定平 体系的密度 密度一定 衡
1 新情境· 激趣引航
在以前的学习中，我们所接触的化学反应进行得一般都很完全， 如镁条燃烧后只剩下白色的氧化镁，金属钠与水反应后最终得到澄清 的溶液„„那么，是不是所有的化学反应都能进行得很完全呢？
炼制 1 t 生铁所需焦炭的实际用量， 远高于按照化学方程式计算所 需的量，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有被利用的 CO 气体。开 始，炼铁工程师们认为是 CO 与铁矿石接触不充分之故，于是设法增 加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中的 CO 的比例竟然没有改变。这成了炼铁技术中的科学悬念。有关人士一直 在研究其中的原因，直到 19 世纪下半叶，法国科学家勒夏特列经过深 入的研究，这一谜底才得以揭开。你知道这是为什么吗？
(2)FeCl3或KI反应： 实验操作 溶液变褐 液体分层 溶液变为 实验现象 色 红色 上层清液 离子方程 3 中含 Fe ＋ 式：2Fe3 I2易溶于 ＋ ，说明 － 实验结论 ＋2I CCl4等有 ①中反应 ===I2＋ 机溶剂中 3＋ Fe 未完 2＋ 2Fe 全反应
2.可逆反应 (1)正反应和逆反应： 正反应 生成物。 反应物 逆反应 (2)可逆反应的含义 在同一条件下，既可以向正反应方向进行，又可以向逆反应方向 进行的反应。
2 新知识· 预习探索 设计一 想一想 目标定位 1．理解可逆反应，认识可逆反应有一定的限度。 2．知道可逆反应在一定条件下能够达到平衡状态。 3．掌握化学平衡状态的特征和判断方法。
设计二 填一填 新知预习 一、可逆反应 1．实验探究 (1)Cl2 与 H2O 的反应： 离子反应方程式：Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO。 ①溶液中的“三分子四离子”： “三分子”——H2O、Cl2、HClO； ＋ － － － “四离子”——H 、Cl 、ClO 、OH 。 ②反应特点： Cl2 和 H2O 发生反应不能(填“能”或“不能”)进行到底。
【答案】 A
4．在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下叙述中 错误的是( ) A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零 B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后正反应速率减 小为零 C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定 D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率 相等且都保持恒定
( (
设计三 做一做 思维辨析 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)CO2＋H2O H2CO3与H2CO3 CO2＋H2O互为可逆反应。 ) (2)可逆反应中一种反应物过量时，另一反应物可完全转化。 ) (3)可逆反应应用“ ”表示。( ) (4)可逆反应中先进行正反应再进行逆反应。( )
【解析】 当正反应速率等于逆反应速率时，可逆反应达到平衡 状态。根据化学方程式中NH3和H2的计量关系，可以看出正反应在单 位时间内有3 mol H2发生化合反应，必定同时生成2 mol NH3，故有2v 正(H2)＝3v正(NH3)。这时逆反应如果同时有2 mol NH3发生分解反应， NH3的物质的量就相当于没有变化，好像“表面上静止”达到平衡状 态。所以当2v正(H2)＝3v逆(NH3)时，NH3的正、逆反应速率相等，说明 反应已达到平衡状态，C正确；不能用同一方向的速率证明反应达到 平衡，A错误；B、D比值关系错误。 【答案】 C
【解析】 假设 SO2、O2 完全转化为 SO3，则 c(SO2)＝c(O2)＝0， c(SO3)＝0.4 mol· L－1；假设 SO3 完全转化为 SO2 和 O2，则 c(SO2)＝0.4 mol· L－1，c(O2)＝0.2 mol· L－1，c(SO3)＝0，而可逆反应的特点是反应不 能进行到底，故 A、C 错误，B 正确；又因为反应物 SO2 和生成物 SO3 不可能同时减小，故 D 错误。 【答案】 B
【题后悟道】 利用压强 p、密度 ρ、相对分子质量 M 等判断化 学平衡时要“三看” (1)一看外界条件容器的体积是固定的还是可变的； (2)二看反应中是否全为气体物质，即气体的质量是否守恒； (3)三看反应前后气体的体积是否变化。
体验2 可逆反应N2＋3H2 2NH3的正、逆反应速率可 用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已 达到平衡状态的是( ) A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3) C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
5 新思维· 创新演练 知识点一 化学反应限度 1．对化学反应限度的叙述，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
【答案】 D
2．以下几位同学在学习了化学反应速率和化学平衡理论以后发 表的一些看法，其中不正确的是( ) A．化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品 B．化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品 C．化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率 D．正确利用化学反应速率和化学平衡理论可提高化工生产的综 合经济效益
【解析】 A项，不能表示正逆反应速率相等；B项，反应正向 进行则压强增大，总压强不变时，说明反应已达平衡状态；C项，恒 m气 容，混合气体的密度ρ＝ V ，反应正向进行时，m(气)增大，V(容 器)不变，气体的密度增大，因此密度不变，说明m(气)不变，反应达 到平衡；D项，反应物是固体，NH3的体积分数始终为2/3。 【答A(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)为 例) (1)根本依据——v(正)＝v(逆)：