高中化学课件必修二《第三章 第二节 化学反应的限度》 31页

化学反应的速率和限度 第 2 课时 行动，让梦想触手可及， 坚持，让自己与众不同。 学科网 自学科学史话：炼铁高炉尾气之谜 总结什么是 可逆反应 Fe 2 O 3 +3CO 3CO 2 +2Fe 是可逆反应，无论再什么条件下 CO 都不能反应完全。 学科网 什么叫做可逆反应？ 在 同一条件下 , 既向正反应方向进行 , 同时 又向逆反应方向进行的反应 . 这些反应能称为可逆反应？ 二次电池的充电和放电 H 2 + I 2 2HI 正反应 逆反应 例如： 典型的可逆反应有 : N 2 +3H 2 2NH 3 2SO 2 +O 2 2SO 3 H 2 (g)+I 2 (g) 2 H Ｉ (g) 2NO 2 N 2 O 4 红棕色 无色 无色 紫红色 可逆反应的特征 ① 正反应和逆反应发生的 条件相同 ； ②反应物、生成物 共同存在 ； ③可逆反应有一定的 限度 , 不能进行到底。 典例剖析 1 、在密闭容器中进行如下反应： X 2 (g)+Y 2 (g) 2Z(g) 。已知 X 2 、 Y 2 、 Z 的起始浓度分别为 0.1mol/L 、 0.2mol/L 、 0.2mol/L ，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是 ( ) A 、 Z 为 0.3mol/L B 、 Y 2 为 0.3mol/L C 、 X 2 为 0.2mol/L D 、 Z 为 0.4mol/L 学科网 （ 1 ）开始时 c(N 2 ) 、 c( H 2 ) 大， c(N H 3 ) =0 开始阶段有什么特征？ 只有正反应， v ( 逆 )=0 v ( 正 )> v ( 逆 ) 在一固定容积的密闭容器里，加 1molN 2 和 3mol H 2 ( 合适催化剂 ) ，能发生什么反应？ N 2 + 3 H 2 2NH 3 （ 2 ）一段时间后 c(N 2 ) 、 c( H 2 ) 逐渐减小 ， v ( 正 ) 逐渐减小 c(N H 3 ) 逐渐增大， v ( 逆 ) 逐渐增大。 （ 3 ）反应进行到一定程度时， v ( 正 )= v ( 逆 ) ，各种物质的浓度不再变化。 可逆反应中，逆反应速率随时间变化的示意图。 反应速率 t ( 时间 ) 正 反 应 速 率 逆 反 应 速 率 正逆反应速率相等 由于 v ( 正 )= v ( 逆 ) ≠ 0 ，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化 . 从外表上看，反应好象“停止”。 可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的 化学平衡状态 。 2 、当可逆反应 2SO 2 +O 2 2SO 3 达到平衡后，通入 18 O 2 ，再次达到平衡时， 18 O 存在于（ ） A. SO 3 ， O 2            B. SO 2 ， SO 3                C. SO 2 ， SO 3 ， O 2         D.  SO 2 ， O 2    1 、定义： 一、化学平衡状态 化学平衡状态，就是指在一定条件下的 ， 反应里， 相等，反应混 合物中 不变的状态。 可逆 正反应速率和逆反应速率 各组分的浓度保持 化学平衡状态是给定条件下，化学反应所能达到的或完成的最大程度，即该反应的限度。化学反应限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。 2 、化学平衡的 特点 (1) 动： 动态平衡（正逆反应仍在进行） (2) 等： υ （正） =υ （逆）≠ 0 (3) 定： 各组分含量一定，体积一定时，浓度一定 (4) 变： 条件改变时，化学平衡状态会发生改变 从 本质 上进行判断 —— 看 v( 正 ) 是否等于 v( 逆 ) 从平衡的一些 特征 进行判断 —— 看各组分浓度、质量分数 压强、密度等是否再发生变化 化学平衡状态的判断方法 练习：在一定温度下 , 可逆反应 N 2 + 3H 2 2NH 3 达到平衡状态的标志是（　 ） 化学平衡状态的判断依据 利用 V 正 =V 逆 进行判断 A. 单位时间内 消耗 n molN 2 ，同时 生成 了 n molN 2 B 单位时间内 消耗 n molH 2 ， 同时 生成 了 n molH 2 C 单位时间内 消耗 nmolNH 3 ， 同时 生成 了 3nmolNH 3 用同种物质表示 V 正 =V 逆 应怎样描述？ A B 在一定温度下 , 可逆反应 N 2 + 3H 2 2NH 3 达到平衡状态的标志是（　 ） A. 单位时间内 消耗 n molN 2 ，同时 生成 了 2n molNH 3 B. 单位时间内 消耗 3n molH 2 ，同时 消耗 了 2n molNH 3 C. 单位时间内 消耗 2n molH 2 ，同时 消耗 了 3n molNH 3 D. 单位时间内 消耗 n molN 2 ，同时 消耗 了 3n molH 2 E. 单位时间内 消耗 n molN 2 ，同时 生成 了 3n molH 2 用不同种物质表示 V 正 =V 逆 ， 如是可逆号同侧物质应怎样描述？异侧物质呢？ BE 思考 1 ：在 定温定容 的条件下，反应由正反应方向开始 2 SO 2 (g)+O 2 (g) 2SO 3 (g) (1) 反应容器内气体的压强 (2) 混合气体的平均相对分子质量 上述物理量随着反应的进行怎样变化 ? 在平衡时还变吗？上述物理量不变了能证明达到平衡了吗？ (3) 混合气体的密度或质量 (4) SO 2 的浓度或质量 上述物理量随着反应的进行怎样变化 ? 在平衡时还变吗？上述物理量不变了能证明达到平衡了吗？ 对于上述反应怎样的物理量不变了能证明反应达到了平衡 思考 2 、在定温定容条件下，由正反应方向建立平衡 H 2 (g)+I 2 (g) 2 H Ｉ (g) ， (1) 反应容器内气体的压强 (2) 混合气体的平均相对分子质量 (3) 混合气体的密度或质量 上述物理量随着反应的进行怎样变化 ? 在平衡时还变吗？上述物理量不变了能证明达到平衡了吗？ (4) H 2 的浓度或质量 (5) 颜色 上述物理量随着反应的进行怎样变化 ? 在平衡时还变吗？上述物理量不变了能证明达到平衡了吗？ 对于上述反应怎样的物理量不变了能证明反应达到了平衡 【 练习 1】 在一定温度下定容容器中 , 下列叙述不是可逆反应 A( 气 )+3B( 气 ) 2C( 气 )+2D( 固 ) 达到平衡的标志的是 ( ) A. 混合气体的总压强不再变化 B. 混合气体的物质的量不再变化 C. A 、 B 、 C 的物质的量相等的时刻 D. B 物质的质量不再变化 E. 混合气体的密度 C 思考： 若上述可逆反应中， D 的聚集状态是气态，则能说明 该可逆反应达到平衡状态的是（ ）？ D 2 、 下列各项中，可以说明 2HI H 2 +I 2 (g) 已经达到平衡状态的是 （ ） A. 一个 H-H 键断裂的同时有两个 H-I 键形成 B. 温度和体积一定时容器内压强不再变化 C. 温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化 D. 温度和体积一定时，混合气体的密度不再发生变化 C 化学平衡状态的判断小结： 2NO 2 (g) N 2 O 4 (g) I 2 (g) +H 2 (g) 2HI(g) ⑴ V 正 = V 逆 ⑵ 各组分的 浓度一定 ⑶ 压强一定 ⑷ 温度一定 ⑸ 密度一定 ⑹ 混合气体 平均相对分子质量 ⑺ 体系的颜色不变 平衡 平衡 平衡 平衡 平衡 平衡 不一定平衡 平衡 平衡 不一定平衡 不一定平衡 平衡 不一定平衡 平衡 在等温等容条件下，该可逆反应从开始反应到平衡状态，压强都不变 任何化学反应都伴随着能量变化 等温等容：不可以 等温等压： 可 以 该可逆反应从开始反应到平衡状态，密度都不变 该可逆反应从开始反应到平衡状态，平均相对分子质量量都不变 化学平衡状态的判断： 举例反应 m A(g) ＋ n B(g) p C(g) ＋ q D(g) 混合物体 系中各成 分的含量 ① 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 ② 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 ③ 各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④ 总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率的关系 ① 在单位时间内消耗了 m molA 同时生成 m molA ，即 v 正 = v 逆 平衡 ② 在单位时间内消耗了 n molB 同时生成 p molC ，均指 v 正 不一定平衡 ③ v A : v B : v C : v D =m:n:p:q ， v 正 不一定等于 v 逆 不一定平衡 ④ 在单位时间内生成了 n molB ，同时消耗 q molD ，因均指 v 逆 不一定平衡 压 强 ① m + n ≠ p + q 时，总压强一定（其他条件一定） 平衡 ② m + n = p + q 时，总压强一定（其他条件一定） 不一定平衡 混合气体的平均分子量（ ） 一定时，只有当 m + n ≠ p + q 时， 平衡 一定，但 m + n = p + q 时 不一定平衡 温 度 任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的条件下，体系温度一定时 平衡 体系的密度 密度一定 不一定平衡 三、 化学反应条件的控制 P.48 思考与交流 1 、 在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应，这就要通过控制反应条件来达到目的。 2 、意义： 可以通过控制反应条件，使化学反应符合或接近人们的期望。 定向爆破显神威！ 2004 年 4 月 11 日下午 3 时 30 分，随着一声巨响，夹杂着火药味的尘土腾空而起，位于成渝路高速公路出入城段迎晖路旁一占地 20419 平方米的烂尾楼 ————— 广东商城一屁股坐在了地上。 2004 年 11 月 17 日 13 时 02 分，随着现场指挥一声 “ 起爆 ” 的指令， 19 层高的原上海港高阳港务公司中心大楼在 5 秒钟内 “ 瘫软在地 ” 。 练习 1 、天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为： CH 4 ＋ 2O 2 →CO 2 ＋ 2H 2 O ， C 3 H 8 ＋ 5O 2 →3CO 2 ＋ 4H 2 O ，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石油气，应采用的正确措施是（ ） A 、减少空气进入量，增大石油气进入量 B 、增大空气进入量，减少石油气进入量 C 、减少空气进入量，减少石油气进入量 D 、增大空气进入量，增大石油气进入量 B A 、 C 生成的速率与分解的速率相 等 B 、 A 、 B 、 C 的浓度不再发生变 化 C 、单位时间内，生成 nmolA ，同时生成 3nmolB D 、 A 、 B 、 C 的分子数之比为 1 ： 3 ： 2 A 、 B 2. 在一定温度下，可逆反应 A+3B 2C 达到平衡状态的标志是（ ） 3 ．定温定容容器中进行的可逆反应 N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) 2NH 3 (g) ，能说明反应已达到平衡状态的是（ ） A ．体积分数 NH 3 % ＝ N 2 % B ． c (NH 3 ) 保持不变 C ．反应体系的压强不变 D ． c(NH 3 )∶c(N 2 )∶c(H 2 )=2∶1∶3 BC 4 、在一定温度下， 2NO 2 （ g) N 2 O 4 (g) ( 无色）的可逆反应中，下列情况属于平衡状态的是（ ） A.N 2 O 4 不再分解 B.v(N 2 O 4 ):v(NO 2 )=1:2 C. 体系的颜色不再改变 D.NO 2 的浓度与 N 2 O 4 的浓度之比 2 ： 1 C 练习题１ 对于在一个密闭容器中进行的可逆反应： C (s) + O 2 = CO 2 (g) 下列说法中错误的是 ( D ) A 将碳块粉碎成粉末可以加快化学反应速率 B 增大氧气的量可以加快化学反应速率 C 压缩体积使压强增大，可以加快化学反应速率 D 增加碳的量 可以 加 快化学反应速率 E 升高温度可以加快反应速率 2 、对于反应∶ N 2 +O 2 = 2NO ，在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是（双选） （ ） A 、缩小体积使压强增大； B 、体积不变充入氮气使压强增大； C 、体积不变充入惰性气体； D 、使总压强不变，充入惰性气体。 A 、 B 祝同学们学习进步 再见