内容正文:
第六章 化学反应与能量
第二节 化学反应的速率与限度
第二课时 化学反应的限度
1.结合实例体会可逆反应存在限度,理解化学平衡状态的特征,发展“变化观念与平衡思想”的学科核心素养。
2. 发展认识化学反应的基本角度,能从化学反应的限度和快慢的角度解释生产、生活中的简单的化学现象。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,认识控制反应条件在生产和科学研究中的作用。
核心素养
情境导学
资料1:新制氯水的颜色为黄绿色。
资料2:炼铁高炉尾气之谜。
问题:高炉增高后,高炉尾气中的CO比例竟没有改变,这是什么原因呢?
任务一:可逆反应
1、定义:
在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
Cl2+H2O HCl+HClO
思考1:下列反应是否属于可逆反应?
(1)水的生成(H2+O2)与电解,
(2)二次电池的放电与充电,
(3)CO2和H2O在植物中通过光合作用合成糖与糖在体内氧化生成CO2和H2O。
学习过的可逆反应有哪些?
任务一:可逆反应
2、特点:
①同一条件下同时进行
②能量类型的转化互逆
③反应不能进行到底,反应方程式中用 表示
④反应物与生成物共存,各组分浓度一定不为零。
反应物不能完全转化为生成物,即可逆反应有一定的限度。
任务二:化学平衡状态的建立
思考2:某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3
△
催化剂
时间
(min)
物质的量
浓度(mol/L) 0 10 20 30 40 50 60 70
SO2 1 0.7 0.5 0.35 0.2 0.1 0.1 0.1
O2 0.5 0.35 0.25 0.18 0.1 0.05 0.05 0.05
SO3 0 0.3 0.5 0.65 0.8 0.9 0.9 0.9
(1)从反应开始进行,反应物和生成物的浓度如何变化的?根据浓度对反应速率的影响,正反应方向的速率和逆反应方向的速率又是如何变化的?
时间
V逆
反应速率
0
t1
V正
V正=V逆
(1)0~t1:v(正)____v(逆)
(2)t1以后:v(正)____v(逆)
达到平衡
开始时c(SO2) 、c(O2)大, c(SO3) = 0,v(正)最大,v(逆)=0
c(SO2) 、c(O2) 逐渐变小,c(SO3) 逐渐增大,三种物质的浓度达到一个特定值
正逆反应都进行, v(正)逐渐减小, v(逆)逐渐增大,最终 v(正) =v(逆)≠ 0
>
=
任务二:化学平衡状态的建立
(2)此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度?
(3)达到反应限度时该反应是否停止了?
v(正)= v(逆)≠0
任务二:化学平衡状态的建立
1、定义:
在一定条件下的可逆反应中,当正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
前提(适用范围):
内在本质:
外在标志:
可逆反应
v(正)= v(逆) ≠0
反应混合物中各组分的浓度保持不变
任务二:化学平衡状态的建立
2、特征:
逆
定
动
等
变
可逆反应
各组分浓度不再改变
正反应速率和逆反应速率相等
动态平衡
外界条件改变时,原平衡状态将被打破,再在新条件下建立新的平衡
1、一定温度下, 在体积为2L的恒容密闭容器中, 某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是( )
A. 反应的化学方程式为2X=3Y+Z
B. t min时, 正、逆反应都不再继续进行, 反应达到化学平衡
C. 若t=4,则0~4内X的化学反应速率为0.1mol·L-1·min-1
D. 温度、体积不变,t时刻充入1mol He
使压强增大,正、逆反应速率都增大
C
3、化学平衡状态的判断:
(1)等速标志:
任务二:化学平衡状态的建立
V正= V逆
①同一物质的生成速率等于它的消耗速率。
②不同物质的生成速率和消耗速率之比等于化学方程式的计量数之比。
2.能说明反应 为平衡状态的为:
N2+3H2 2NH3
①V正(N2)=V逆(N2)
② 2V正(H2)=3V逆(NH3)
③ V(N2):V(H2):V(NH3)= 1:2:3
④单位时间内,每生成1molN2就生成2molNH3。
⑤单位时间内,每消耗1molN2就生成3molH2。
⑥单位时间内,每生成3molH2就消耗2molNH3。
⑦ 单位时间内,每断开1molN≡N键就形成3molH-H键。
⑧ 单位时间内,每形成3mo