内容正文:
第2课时 化学反应的限度及化学反应条件的控制
【学习目标】
1.认识可逆反应的特征。
2.通过实验认识化学反应的限度。
3.知道化学平衡的含义及其特征,会判断可逆反应的平衡状态
课堂实验
实验步骤
实验现象
实验结论
①
溶液颜色由无色变为褐色
有I2生成
②
溶液分层,上层为浅绿色,下层油状液体呈紫红色
反应中有Fe2+和I2生成
③
溶液变为血红色
上层清液中存有未反应的Fe3+
反应
特点
上述实验中反应的离子方程式是2Fe3++2I-2Fe2++I2;由实验可知,I-过量条件下,反应物Fe3+不能完全转化为生成物,即可逆反应具有一定的限度。
课堂问:在一定条件下,将1 mol N2和3 mol H2置于密闭容器中充分反应,能否得到2 mol NH3?
答案:不能。原因是N2和H2合成氨的反应属于可逆反应,反应物转化率达不到100%。
一 化学反应限度
1.可逆反应
(1)定义:在同一条件下,正反应方向和逆反应方向均能同时进行的化学反应称为可逆反应。
(2)特征
①可逆反应在一定条件下不能进行到底,只能进行到一定程度,反应有一定限度,即达到平衡状态,此时各物质的量都大于零;
②在可逆反应的化学方程式中,用“”号代替“===”号。
2.化学平衡的建立
(1)对于可逆反应2SO2+O22SO3,在一定温度下,将 2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中,其化学反应速率与时间关系如图所示。分析回答下列问题:
①反应开始时,正反应速率最大,原因是反应物浓度最大;逆反应速率为0,原因是生成物浓度为0;
②反应进行中,正反应速率的变化是逐渐减小,原因是反应物浓度逐渐减小;逆反应速率的变化是逐渐增大,原因是生成物浓度逐渐增大;
③反应一段时间(t1)后,正反应速率和逆反应速率的关系是大小相等,反应物的浓度不再改变,生成物的浓度不再改变。
(2)化学平衡状态也可从逆反应开始建立。如图:
3.化学平衡状态
(1)化学平衡状态的概念:如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变,当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,反应物的浓度与生成物的浓度不再改变,达到一种表面静止的状态,称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。化学平衡研究的对象是可逆反应。
(2)化学平衡状态的特征:
4.影响化学反应的限度的因素
(1)决定因素:化学反应的限度首先决定于反应物的化学性质。不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同,反应物的最大转化率不同。
(2)外界因素:化学反应的限度受温度、浓度、压强等条件的影响。改变其中的一个条件,可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。要注意的是,压强只影响有气体物质参与或生成的可逆反应的限度。
课堂拓展
1.当可逆反应达到平衡,反应停止了吗?
答案:没有停止反应,只是两向速率相等,但不为零。
2.在密闭容器中进行反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),当SO2、O2、SO3的浓度之比为2∶1∶2时能否说明该反应达到化学平衡状态?
答案:不能,因为不能说明各组分的浓度一定不变,也不能说明该反应的正、逆反应速率相等。
3.从正反应方向建立平衡状态,正逆反应速率如何变化?
答案:v正减小,v逆增大,平衡时v正=v逆。
4.对于N2+3H22NH3反应,达到平衡时,v正(N2)=v逆(H2),对吗?
答案:不对,平衡时v正(N2)=v逆(H2)。
课堂练01
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)2H2+O22H2O与2H2O2H2↑+O2↑互为可逆反应。( )
(2)通过改变反应条件,可逆反应中反应物的转化率可达到100%。( )
(3)SO2和O2的反应可写为2SO2+O22SO3。( )
(4)化学反应达到限度时,正、逆反应速率相等。( )
(5)可逆反应达到平衡后,正反应和逆反应都停止。( )
(6)若将1 mol N2和3 mol H2充入密闭容器中充分反应,最终生成2 mol NH3。( )
答案: (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
2.CO和H2在一定条件下可以合成乙醇:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g),下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是( )
A.CO全部转化为乙醇
B.正反应和逆反应的化学反应速率均为零
C.CO和H2以1∶2的物质的量之比反应生成乙醇
D.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
答案:D
【解析】可逆反应的最大限度即化学平衡,对于可逆反应,反应不能进行到底,所以A项不正确;化学平衡为动态平衡,正、逆反应速率相等且不为零,B项不正确;C项不能说明正、逆反应速率相等,不正确。
3.下列关于化学反应限