内容正文:
第2课时
化学反应的限度 化学反应条件的控制
素养要求
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.体会从限度和快慢两个方面去认识和调控化学反应的重要性。
3.认识化学变化是有条件的,学习运用变量控制方法研究化学反应,了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。
知识基础·自学·尝试
核心素养·合作·探究
知识基础·自学·尝试
一、化学反应的限度
1.可逆反应
(1)定义:在同一条件下____________和____________均能进行的化学反应。
(2)特点
在________,正向反应(反应物→生成物)和逆向反应(生成物→反应物)________。
例如:SO2和H2O反应的化学方程式为________________________。
正反应方向
逆反应方向
同一条件下
同时进行
SO2+H2O⇌H2SO3
特别提示 可逆反应的特点及表示方法
(1)双向性——正反应和逆反应发生的条件相同。
(2)双同性——正反应和逆反应在同一条件下同时进行。
(3)共存性——不管反应时间长短,反应物总有剩余,最终反应物与生成物共存。
(4)表示方法
书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“⇌”。
项目 浓度 速率变化 v正、v逆关系
开始 反应物浓度______ v正______ v正______v逆
生成物浓度______ v逆______
变化 反应物浓度______ v正______ v正______v逆
生成物浓度______ v逆______
平衡 反应物浓度______ v正______ v正______v逆
生成物浓度______ v正______
2.化学平衡状态
(1)化学平衡的建立
在一定条件下,向反应容器中加入N2和H2发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)。
最大
最大
最小
最小
>
减小
减小
增大
增大
>
不变
不变
不变
不变
=
(2)化学平衡建立过程中的速率—时间(vt)图像如图所示。
(3)化学平衡和限度
①化学平衡状态:在一定条件下,____反应进行到一定程度时,_________与____________相等,____________________________都不再改变,达到一种表面静止的状态,简称化学平衡。
②化学反应的限度:化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的____________。
可逆
正反应速率
逆反应速率
反应物的浓度和生成物的浓度
最大程度
提醒 关于化学平衡状态的四个要点
(1)前提:“一定条件”,即正、逆反应必须在同一反应条件(如温度、压强等)下进行。
(2)使用范围:“可逆反应”,反应不能进行到底,反应物和生成物同时存在于同一反应体系中。
(3)微观实质:正、逆反应速率相等。
(4)宏观特征:各组分的浓度保持不变。
【学而思】
1.(1)已知2SO2+O2 2SO3,则在催化剂、加热条件下,将2 mol SO2和1 mol O2充入密闭容器中进行反应,最终能否生成2 mol SO3?
(2)可逆反应进行一定时间后,各组分的浓度相等或正好等于化学计量数之比时,可逆反应是否达到平衡?
提示:不能。可逆反应中,正反应和逆反应同时进行,均不能进行到底。即在可逆反应体系中,反应物和生成物共存,所以2 mol SO2和1 mol O2不可能完全转化为SO3,最终生成的SO3的物质的量肯定小于2 mol。
提示:不一定。可逆反应达到平衡时,各组分的浓度保持不变,不一定相等,也不一定等于化学计量数之比。
2.(1)恒容密闭容器中的可逆反应2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g),单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO,能否说明该反应已达到平衡状态?若混合气体的颜色不再改变,能否说明?请说明理由。
提示:单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO,其中描述的都是正反应方向的速率,不能说明反应是否处于平衡状态。混合气体的颜色不变,即c(NO2)保持不变,能说明反应处于平衡状态。
(2)恒容密闭容器中,通入1 mol CO2和3 mol H2发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),体系中=,且保持不变,能否说明该反应已达到平衡状态?若混合气体的平均相对分子质量不变,能否说明?请说明理由。
提示:是不变量,不能说明反应是否达到平衡。因反应前后的气体物质的量不同,混合气体的平均相对分子质量不变,表明反应已达到平衡状态。
(3)在温度和体积一定时,发生反应2HI(g)⇌H2(g)+I2(g),容器内压强不再变化,能否说明该反应已达到平衡状态,请说明理由。
提示:不能。在该反应中,反应前后的气体的总物质的