6.1.2化学反应的限度和化学平衡 课件 2024-2025学年高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册

6.1.2 化学反应的限度 炼铁高炉尾气之谜 【科学史话】 回顾氯水的成分 思考 氯水呈浅黄绿色 说明溶解的Cl2只有一部分与水发生了化学反应， 反应只能进行到一定的限度。 溶液中微粒 三分子 _________________ 四离子 ______________________ H2O、Cl2、HClO H＋、Cl－、ClO－、OH－（极少量） 还有氯气，说明什么？ Cl2＋H2O ⇌ HCl＋HClO 一、可逆反应 1 .定义：在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的反应。 N2+3H2 2NH3 催化剂 高温高压 2SO2+O2 2SO3 催化剂 高温 CO2 +H2O H2CO3 NH3 +H2O NH3 ·H2O 回忆：我们学过的可逆反应有哪些？ SO2 +H2O H2SO3 可逆反应 ①双向性：反应物 生成物 ②双同性：正、逆反应是在 下同时进行的。 ③共存性：反应物和生成物 存在， 即：反应物不能完全转化为生成物。 同一条件 同时 正向反应 逆向反应 (2)特征： 可逆反应有一定的限度 化学反应限度： 是在给定的条件下，化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应的限度。 决定了反应物在该条件下的最大转化率 可逆反应有一定的限度 实验步骤       实验现象 ________________________ __________________________________________ ______________ FeCl3溶液与KI溶液的反应 2Fe3＋＋ 2I－ ⇌ 2Fe2＋＋ 2I2 溶液颜色由无色变为棕色 溶液分层，上层为黄色，下层液体呈紫红色 溶液变为血红色 滴加2mlCCl4溶液，振荡，静置 取上层清夜，滴加5-6滴15%KSCN溶液 如：N2＋3H2 ⇌ 2NH3（已知氢气过量） 1、如何证明一个反应是可逆反应？ 思考 2、光合作用和呼吸作用属于可逆反应吗？ 证明反应后的气体中同时存在氮气和氢气 不属于，反应条件不同 N2＋3H2 2NH3 v正(N2): N2的消耗速率； v正(H2): H2的消耗速率； v正(NH3): NH3的生成速率； 正反应方向速率为v正 v逆(NH3): NH3的消耗速率； v逆(N2): N2的生成速率； v逆(H2): H2的生成速率； 逆反应方向速率为v逆 化学反应速率 数量关系：v正(N2): v正(H2):v正(NH3)=1：3：2 数量关系：v逆(N2): v逆(H2):v逆(NH3)=1：3：2   浓度 速率变化 v正、v逆关系 起始 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 最终 反应物浓度 v正 v正 v逆 生成物浓度 v逆 在一定条件下向反应容器中加入N2和H2，发生反应N2＋3H2 2NH3 最大 最大 为0 为0 ＞ 减小 增大 不变 不变 减小 增大 不变 不变 ＞ ＝ 化学平衡状态 不平衡状态 各物质的浓度保持不变 平衡状态，即该条件下， 反应的最大限度。 三、化学平衡状态 （一）定义：如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当 反应进行到一定程度时， 与 相等，反应物的浓度与生成物的浓度都 ，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。 正反应速率 逆反应速率 不再改变 标志 反应混合物中各组分的浓度保持不变 实质 v正(B)= v逆(B) ≠0 适用 可逆反应 可逆 （二）化学平衡状态的特征 1、可逆反应达到化学平衡状态，就是反应停止了？ 思考 2、可逆反应达到化学平衡状态时， 各物质的浓度一定相等吗？ 平衡时，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。 平衡时，反应混合物各组分的浓度是相对自身保持一定，各组分的含量保持不变，彼此的浓度不一定相等。 1、在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3， 以下叙述错误的是（ ） A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零 B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零 C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定 D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小， 最后与逆反应速率相等且都保持恒定 B 随堂练习: 1．直接标志——“正逆相等” (1)v正＝v逆 (平衡的本质） ①同一种物质的生成速率等于消耗速率； ②不同种物质正逆反应速率之比等于化学计量数之比； （三）化学平衡状态的判断依据 v正(SO2)=v逆(SO2) v正(SO2)：v逆(O2)=2：1 v正(SO2)：v逆(SO3)=1：1 2SO2+O2 2SO3 催化剂 △ 例：对于在一定条件下的可逆反应： 判断以下哪些叙述说明V（B）(正)=V （B）(逆) ？ （1）单位时间内，消耗1molN2，同时生成1molN2 （2）单位时间内，消耗3molH2，同时消耗2molNH3 （3）单位时间内，生成1molN2，同时有2molNH3生成 （4）单位时间内，消耗1molN2，同时有2molNH3生成 N2+3H2 2NH3 X ①、A的消耗速率与A的生成速率————— ②、A的消耗速率与C的 速率之比等于 。 ③、B的生成速率与C的 速率之比等于 。 ④、A的生成速率与B的 速率之比等于 。 相等 消耗 m ：p 生成 n ：p 消耗 m ：n 例5：反应mA(g)+nB (g) pC(g) ，达到平衡的标志为： (2)各组分的浓度保持一定 ①各组分的浓度不随时间的改变而改变； ②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。 20 2．间接标志——“变量不变” (1)对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。 Cl2＋H2O ⇌ HCl＋HClO 氯水颜色不变 20 可逆反应2NO2(g) （红棕色）⇌ 2NO(g) （无色） ＋O2(g)在恒容密闭容器中进行，可说明该反应达到化学平衡状态的是： ①单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO ③用NO2、NO和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤混合气体的压强不再改变 ⑥混合气体的密度不再改变 √ √ √ 课堂练习 C 1、在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X2(g)＋Y2(g) ⇌ 2XY(g)已达到平衡的是(　　) A．容器内的总压强不随时间变化 B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化 C．XY气体的物质的量分数不变 D．X2和Y2的消耗速率相等 化学平衡状态 可逆反应 定义、特征及判断依据、变式应用 特征及判断 定义 化学反应限度 课堂小结 化学反应限度 24 (3)全是气体参加的且反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。 (2)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。 （三）化学平衡状态的判断依据 24 在一定温度下，在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应： 2SO2＋O2 2SO3。 下列能说明反应达到化学平衡状态的是_________(填序号)。 ①v正(SO2)＝2v逆(O2) ②v(SO2)＝v(SO3) ③单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3 ④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2 ⑤混合气体的总的物质的量不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦混合气体的密度不再改变 ⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变 ①⑤⑥⑧ 课堂练习 2、在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O(g)，在催化剂存在的条件下高温加热，发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示： (1)根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为________；反应平衡时c(H2)＝________。 (2)判断该反应达到平衡的依据是________(填序号)。 ①CO减小的化学反应速率和CO2减小的化学反应速率相等 ②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 ③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化 ④正、逆反应速率都为零 0.003 mol·L－1·min－1 0.03 mol·L－1 ①③ Dethroned (Remix) X-Ray Dog XRCD017 Bites Barks Growls, track 51 Data & Other 117744.0  $$