内容正文:
第2课时 化学反应的限度
发 展 目 标
体 系 构 建
1.了解可逆反应的含义,知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。
2.初步学会根据反应速率判断化学反应所能达到的限度及化学反应限度的建立。
一、化学反应的限度
1.可逆反应
(1)概念:在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的化学反应。
(2)特征:反应不能进行到底,或者在一定条件下反应物与生成物同时存在。在书写化学方程式时,可逆反应用符号“”表示。
常温下,在0.1 mol·L-1醋酸水溶液中,大约只有1%的醋酸分子电离成H+和CH3COO-,绝大多数仍以CH3COOH的形式存在,所以醋酸是一种弱酸。请用电离方程式表示上述过程,并用文字解释其特征。
[提示] CH3COOHCH3COO-+H+。该过程是一个可逆过程。
2.(1)实验验证:已知KSCN溶液遇Fe3+变为红色,该反应可以用于溶液中Fe3+的检验。常温下FeCl3溶液和KI溶液能发生反应:2Fe3++2I-===2Fe2++I2。
实验步骤
实验现象
实验结论
向5 mL 0.1 mol/L KI溶液中加入1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液并振荡
溶液由无色变成黄褐色
有碘单质生成
向充分反应后的溶液中加入2 mL苯,振荡后静置
液体分层,下层呈浅绿色,上层呈紫红色
Fe3+被还原成Fe2+,I-被氧化成I2
取下层溶液,滴加KSCN溶液
溶液呈红色
下层溶液中含有Fe3+
(2)反应实质:由实验可知,反应物Fe3+(I-过量条件下)不能完全转化为生成物(Fe2+),即Fe3+与I-发生的反应是有一定限度的;Fe3+与I-发生反应的离子方程式为2Fe3++2I-2Fe2++I2。
把1 mol N2和3 mol H2充入密闭容器中充分反应,最终可以生成2 mol NH3吗?
[提示] 不能;因为该反应为可逆反应,反应不能进行到底,故不能生成2 mol NH3。
二、化学平衡状态
1.化学平衡的建立
对于可逆反应2Fe3++2I-2Fe2++I2,其化学反应速率与时间的关系如图所示。
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。
在一定条件下,在固定体积的密闭容器中加入一定物质的量的SO2、和O2气体,两者发生反应生成SO3气体。请描述从反应开始至平衡状态时各物质浓度的变化和正、逆反应速率的变化。
[提示] 反应开始时,SO2和O2气体浓度最大,正反应速率最大;SO3气体浓度为0,逆反应速率为0。反应进行中,SO2和O2气体浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小;SO3气体浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大。反应一段时间后,正反应速率和逆反应速率大小相等,各物质浓度不再改变。
2.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发生改变,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。
(2)化学平衡状态的特征
3.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取决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。
在一定条件下,一个可逆反应进行到最大限度,也就是达到化学平衡状态,这时正、逆反应都停止了吗?
[提示] 可逆反应达到化学平衡状态,反应并没有停止,正、逆反应仍在进行,只是正、逆反应速率相等。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)通过改变反应条件,可逆反应中反应物的转化率可达到100%。 (×)
(2)SO2和O2的反应可写为2SO2+O22SO3。 (×)
(3)CaO+CO2===CaCO3和CaCO3CaO+CO2↑属于可逆反应。
(×)
(4)化学反应达到最大限度时,正、逆反应速率相等。 (√)
2.一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)未达到平衡的是( )
A.C的生成速率与C的分解速率相等
B.单位时间生成n mol A同时消耗4n mol B
C.A、B、C的浓度不再变化
D.C的百分含量达到最大值
B [化学平衡的标志是正反应速率与逆反应速率相等。C的生成速率是正反应速率,C的分解速率是逆反应速率,