6.1.3 化学反应限度 课件 2024-2025学年高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册

2019苏教版 专题六 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应速率与反应限度 6.1.3 化学反应限度 （矛盾的对立与统一） 学习目标 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。 温故知新 请描述Cl2与H2O的反应。哪些证据能说明该反应有一定的限度。 新制氯水 Cl2 + H2O ⇋HCl + HClO 在常温下氯气能溶解于水，得到的氯水中既含有Cl2、H2O、HClO分子，也含有H+、Cl-、ClO-等离子。这说明溶解的Cl2只有一部分与水发生了化学反应，它们的反应只能进行到一定的限度。 反应达到一定限度后，反应物和生成物依旧同时存在。 一、化学反应的限度 可逆反应： （1）定义： （2）表示方法： 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。 反应的条件相同 两个反应方向同时进行 书写化学方程式时，可逆反应用“ ”表示 H2 + I2 2HI 正反应 逆反应 正反应：反应物→生成物（反应物消耗，生成物增多） 逆反应：生成物→反应物（反应物增多，生成物消耗） 理解应用 下列反应属于可逆反应的是(　　) A．H2和O2点燃生成H2O的反应与H2O电解生成H2和O2的反应 B．CuSO4吸水形成晶体蓝矾与蓝矾加热失去水分生成CuSO4 C．Cl2溶于水 D．Na2O溶于水 C 同一条件，两个反应方向 已知FeCl3溶液和KI溶液在常温下能发生如下反应： 1. 取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，向其中加入1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液，振荡，观察实验现象。 2. 继续向上述溶液中加入2 mLCCl4，充分振荡后静置，观察实验现象。然后，用分液漏斗分液。 3. 取上层溶液，重复步骤2的操作2 ~ 3次，将下层溶液分装在两支洁净的试管中，向其中一支试管滴加5 ~ 6滴15%硫氰化钾（KSCN）溶液，观察并比较两支试管中溶液的颜色。（注： KSCN溶液遇Fe3+变为红色，该反应可用于溶液中Fe3+的检验） 2Fe3+ + 2I- =2Fe2+ + I2 FeCl3溶液与KI溶液的反应 实验步骤 实验现象 _________________ ______ ____________________________________________ _______________ 溶液颜色由无色变 为褐色 溶液分层，上层为浅绿色，下层油状液体呈紫色 溶液变为血红色 反应原理：2Fe3+ + 2I- =2Fe2+ + I2 实验结论 有 生成 有 生成 上层清液中含有____________ 离子方程式 ___________________________ 反应特点 I－过量条件下，反应物Fe3＋ 转化为生成物，即可逆反应具有一定的_____ I2 Fe2＋和I2 未反应的Fe3＋ 不能完全 限度 2Fe3＋＋ 2I－ ⇌ 2Fe2＋＋ 2I2 2SO2+O2 2SO3 SO2与O2在一定条件下合成SO3的反应，反应物不能完全转化为生成物，有一定限度（此时反应物的转化率最大），也是可逆反应。 2 1 2 2mol 1mol <2mol 反应物和生成物共存 SO2、O2、SO3 N2+3H2 2NH3 NH3 +H2O⇌NH3 ·H2O 2NO2 N2O4 ⇌ （3）可逆反应的特征： ①正向反应和逆向反应同时进行。 ②一定条件下，反应物不可能全部转化为生成物，即反应物的转化率不可能达到100%。最终反应物和生成物共存。 ③可逆反应具有普遍性，大多数化学反应都是可逆反应。 （转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始物质的量之比。） 二、化学平衡状态 1.化学平衡状态的建立过程 在硫酸的工业生产中，二氧化硫的催化氧化是制约硫酸产率的关键反应。某温度和压强下的密闭容器中，发生2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 。实验测得相关物质的数据如下。请你分析各物质的浓度变化特点并绘制浓度-时间图像。 c/mol·L-1 t/min 1. 0 0.5 0 40 一定条件下，各物质浓度最终保持不变（注意不是相等） ？ 正逆化学反应速率 v正(SO2): SO2的消耗速率； v正(O2): O2的消耗速率； v正(SO3): SO3的生成速率； 正反应方向速率为v正 v逆(SO2): SO2的生成速率； v逆(O2): O2的生成速率； v逆(SO3): SO3的消耗速率； 逆反应方向速率为v逆 2SO2+O2 2SO3 可逆反应中各种物质既有消耗的速率同时也有生成的速率。   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逆 结合一定条件下的反应2SO2 + O2 ⇌ 2SO3特点完成以下表格 最大 最大 为0 为0 ＞ 减小 增大 不变 不变 减小 增大 不变 不变 ＞ ＝ v (mol/L·min) t/min 40 v正 v逆 v正 = v逆 ≠ 0 同一物质正、逆反应速率随时间的变化曲线图 2、化学平衡状态 一定条件下的可逆反应，当正反应速率和逆反应速率相等， 反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态。 化学平衡状态 化学平衡状态 各物质的浓度保持不变 （1）概念 （2）化学平衡状态的特征： （1）等：v正_____v逆_____0； （2）动：化学平衡状态是一种_______平衡。达到平衡状态时，反应并没有停止，这时正反应和逆反应都依然在进行； （3）定：反应物的浓度和生成物的浓度__________； （4）变：外界条件(_______、_______、_______等)一旦改变，化学平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。 ＝ ≠ 动态 不再改变 温度 浓度 压强 不变，不是相等 本质：即同一种物质消耗速率等于生成速率 理解应用 1、对于二氧化硫与氧气化合生成三氧化硫的反应，下列说法中错误的是 A.达到平衡后，SO2、O2、SO3都存在 B.达到平衡状态时，仍有SO2与O2反应生成SO3 C.SO2、O2、SO3的最终浓度会相等 C D.增大压强不能使SO2完全转化为SO3 理解应用 2、向一密闭容器中放入1 mol X，发生可逆反应：2X(g)⇌3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如下图所示。下列叙述错误的是(　　) A．t1时，正反应速率大于逆反应速率 B．t2～t3时间段，正逆反应速率为0，反应不再发生 C．t3时，达到反应进行的限度 D．t2～t3时间段，X、Y的物质的量均没有发生变化 达到平衡状态 B （3）化学平衡状态的判断方法： 速 率 正逆速率之比等于系数之比 变 量 变量不变 P始 P终 ＝ n始 n终 【思维建模】解答有关化学平衡标志的思维流程如下: 分析目标反 应及外界条件 确定分 析角度 明确变与定 得出正 确结论 看清恒容、恒压、绝热等外界条件，反应前后气体分子数目及物质状态等 从速率还是定 的角度着手 理解应用 1、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 理解应用 2、一定条件下，体积固定的密闭容器中，发生反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)。下列各项可以说明该反应一定达到化学平衡状态的是(　　) A．断裂1 mol H—H键，同时生成2 mol H—I键 B．容器内压强保持不变 C．容器内气体颜色保持不变 D．容器内H2、I2和HI的反应速率之比为1∶1∶2 C 对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。 2019苏教版 化学 平衡 状态 研究对象 可逆反应 概念 特征： 逆、等、动、定、变 判断依据 1、等— 2、变—“变量”不变 ＝系数之比 υ正 υ逆 课堂总结 Lavf58.76.100  例2．可逆反应：2NO22NO＋O2在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(　　) 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、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①④⑥⑦　　　　 B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部 $$