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

第一单元 化学反应速率与反应限度 1 第2课时 化学反应的限度 化学平衡状态 2 学习任务一 可逆反应 学习任务二 化学平衡状态 ◆新课探究 ◆课堂评价 3 学习任务一 可逆反应 【课前自主预习】 1.与 的反应 （1）化学方程式：_______________________。 分子:____、 、______ 离子:_____________________ 、、、 （3）特点：和 发生的反应______（填“能”或“不能”）完全进行到底。 不能 （2）溶液中微粒 新 课 探 究 4 2.可逆反应 正反应方向 逆反应方向 限度 不能 新 课 探 究 5 3.溶液与 溶液反应的实验探究 实验 操作 ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 新 课 探 究 6 对应 试管 ① ② ③ 实验 现象 溶液变______ 色 上层_________色 下层______色 溶液变为______色 实验 结论 离子方程 式： ____________ ____易溶于苯等有机溶 剂中 下层清液中含 ______，说明①中反应 是__________ 褐 紫红 浅棕 红 可逆反应 续表 液体分层 新 课 探 究 7 【情境问题思考】 硫酸是一种重要的化工产品，工业上制取硫酸的过程中非常重要的一 步就是将氧化成。实际生产中，无论混合气体反应多长时间， 和都会有剩余。即使过量，也不能全部转化为 ，这是为什么呢？ 问题一： 与水的反应是可逆反应，哪些证据能说明该反应有一定的限度？ 提示：在常温下能溶解于水，得到的氯水中既含有、、 分 子，也含有、、等离子。这说明溶解的 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，用化学方程式可表示为 。 新 课 探 究 8 问题二： 在密闭容器中充入和，在一定条件下发生 的催化氧化反应，充分反应一段时间后，最终容器中能否生成 ？ 提示：不能，因为和 的反应是可逆反应，可逆反应有一定的限度， 反应物不可能全部转化为生成物。 新 课 探 究 9 问题三： 醋酸是一种弱酸，醋酸溶液中存在哪些微粒？醋酸为什么不能 完全电离？写出其电离方程式。 提示：分子：、；离子：、等。 分子 在水分子的作用下，电离产生了和，同时电离生成的 和 又部分结合生成 分子。该过程是一个可逆过程： 。 新 课 探 究 10 【核心知识讲解】 可逆反应的特点 新 课 探 究 11 【知识迁移应用】 例1 下列反应中，属于可逆反应的是( ) A.只有① B.①②③ C.①②③④ D.①③④ √ 新 课 探 究 12 例2 在一密闭容器中进行反应: 。 已知反应过程中某一时刻、和浓度分别为 、 、 。当反应达到限度时,可能存在的数据是 ( ) A.为、为 B.为 C.为 D.、均为 √ 新 课 探 究 13 [解析] 假设、完全转化为,则 , ;假设完全转化为和 ,则 ,, ,可逆反应的特点是 反应不能进行到底,故A、C项错误,B项正确; 又因为反应物和生成物 不可能同时减小,故D项错误。 新 课 探 究 14 ［规律小结］ （1）可逆反应的特点——“二同、一不完全” ①“二同”——可逆反应中正、逆两个反应是在“同”一条件下“同时”进行的。 ②“一不完全”——可逆反应中反应物不能“完全转化”，反应物与生成物共存。 （2）解答例2类题目的方法和依据 ①方法：先假设反应物转化为生成物，求出 （反应物）的最小值和 （生成物）的最大值；再假设生成物转化为反应物， 求出（反应物）的最大值和 （生成物）的最小值，最后讨论分析。 ②依据：可逆反应中反应物的转化率小于 。 新 课 探 究 15 学习任务二 化学平衡状态 【课前自主预习】 1.化学平衡的建立 最大 最大 0 0 减小 减小 增大 增大 不变 新 课 探 究 16 上述过程用图像表示为 新 课 探 究 17 2.化学平衡状态的概念 在一定条件下，当____________的速率相等时，反应物和生成物的浓度 ______________，反应达到化学平衡状态。 正、逆反应 不再发生变化 新 课 探 究 18 3.化学平衡状态的特点 新 课 探 究 19 ［点拨］ 化学平衡状态的理解误区 （1）平衡时，各物质的浓度不变，不是浓度相等。 （2）平衡时，各物质的浓度不变，不能说明反应停止了。 （3）平衡是在一定条件下建立的,条件改变时,平衡可能被破坏。 新 课 探 究 20 【情境问题思考】 日月星辰、江湖山川、花草树木、飞禽走兽，天地之间，自然万物保持 着和谐，整个生态维持着一种动态的平衡，春夏秋冬、四季轮回，大自然向 我们展现着它的和谐与平衡。同样对于化学反应，也存在一种动态的平衡。 问题一： 可逆反应在一定条件下总会达到化学平衡，这里的“一定条件”指 什么条件？在一定条件下，一个可逆反应进行到最大限度就是达到化学平 衡状态，这时正、逆反应都停止了吗？ 提示：“一定条件”通常包括一定的温度、压强等。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。 新 课 探 究 21 问题二： 对于工业合成氨反应 ，用不同的物 质来表示该反应的速率时， 的具体意义是什么？ 提示：在该平衡体系中，涉及三种物质，从正、逆反应两方面讲，应当有 六个反应速率值，即的消耗速率和生成速率， 的消耗速率 和生成速率以及的生成速率和消耗速率。 的具体意义有两点：同一物质的；对于不同物质的与 ，其比 值应与化学计量数之比相等时才是真正意义的 ，反应达平衡状态。 如对于合成氨的反应， 并不是真正意义的正、逆反 应速率相等，才是真正意义的 ，此时反应 达平衡状态。 新 课 探 究 22 问题三： 对于反应 ，温度和体积一定时，混合气 体的颜色不再变化，能否判断该反应达到化学平衡状态？ 提示：混合气体的颜色不变，说明各成分气体的浓度不再发生变化，该反 应达到了化学平衡状态。 新 课 探 究 23 【核心知识讲解】 化学平衡状态判断的依据［以 为例］ （1）根本依据 ①含义 新 课 探 究 24 ②举例 在单位时间内消耗了同时生成 ，即 平衡 在单位时间内消耗了同时生成，均指 不一定平衡 ，不一定等于 不一定平衡 在单位时间内生成了，同时消耗 ，均指 不一定平衡 新 课 探 究 25 （2）直接依据——各组分的浓度不再改变 ①含义 各组分的浓度不再改变，则各组分的物质的量、质量、物质的量分数、质 量分数、体积分数不再改变。 ②举例 各物质的物质的量或各物质的百分含量一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡 新 课 探 究 26 （3）其他依据 压强 时，总压强一定 （其他条件一定） 平衡 时，总压强一定 （其他条件一定） 不一定平衡 混合气体 的平均相对分 子质量 时， 一定 平衡 时， 一定 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，在 其他条件不变的条件下，体系温度一定时 平衡 体系的密度 密度一定 不一定平衡 新 课 探 究 27 【知识迁移应用】 例3 在一定条件下，使和 在一密闭容器中进行反应： （红棕色），下列说法中不正确的是( ) A.反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零 B.随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后不变 C.若加入的过量，则最终反应体系中没有 D.当混合气体的颜色不变时，反应达到最大限度 √ 新 课 探 究 28 [解析] 反应开始时，反应物浓度最大，正反应速率最大；生成物浓度为零， 逆反应速率为零，A正确。 随着反应的进行，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡时，正、逆反应 速率相等，不再改变，B正确。 因为该反应是可逆反应，所以即使过量，也不会全部转化成 ，C 错误。 混合气体中只有为红棕色，当混合气体的颜色不变时，说明 不变， 反应达到平衡，也就是最大限度，D正确。 新 课 探 究 29 例4 可逆反应 在恒温恒容密闭容器中进行： ①单位时间内生成的同时，生成 ②单位时间内生成的同时，生成 ③用、和的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤混合气体的密度不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变 可说明该反应达到化学平衡状态的是( ) A.①④⑥⑦ B.②④⑥ C.①④⑤⑦ D.①②⑥⑦ √ 新 课 探 究 30 [解析] 生成为正反应，生成为逆反应，单位时间内生成 的 同时，生成 ，即正、逆反应速率相等，反应达到平衡，①符合 题意； 生成和生成 均为正反应，无论是否达到平衡都满足单位时间内生成 的同时，生成 ，②不符合题意； 无论是否达到平衡，相同时间内不同物质表示的反应速率之比都等于化学计 量数之比，③不符合题意； 混合气体的颜色不变，说明 的浓度不再改变，反应达到平衡，④符合 题意； 新 课 探 究 31 反应物和生成物均为气体，则气体质量始终不变，容器恒容，则气体体积不 变，所以无论是否达到平衡，密度都不发生改变，⑤不符合题意； 容器恒容，但该反应前后气体化学计量数之和不相等，所以未平衡时容器 内压强会发生变化，当压强不变时说明反应达到平衡，⑥符合题意； 气体质量不变，但气体的物质的量会变，所以未平衡时气体的平均相对分子 质量会变，当其不变时说明反应达到平衡，⑦符合题意。 综上所述可说明该反应达到化学平衡状态的是①④⑥⑦，故选A。 新 课 探 究 ［规律小结］ 利用压强、密度 、混合气体的平均相对分子质量 等判 断化学平衡时要“三看” （1）一看外界条件即容器的容积是固定的还是可变的； （2）二看反应中是否全为气体物质，即气体的质量是否守恒； （3）三看反应前后气体分子数是否变化。 新 课 探 究 33 1.判断下列说法是否正确（错的打“×”,对的打“√”）。 （1）与 互为可逆反应。( ) × [解析] 反应条件不同。 （2）通过改变反应条件，可逆反应中反应物的转化率可达到 。( ) × [解析] 反应存在限度，不能完全转化。 （3）化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等。( ) √ （4）可逆反应达到平衡后，正反应和逆反应都停止。( ) × [解析] 化学平衡是一种动态平衡，正、逆反应速率不为0。 课 堂 评 价 34 （5）可逆反应中正、逆反应速率的变化可用下图表示。( ) √ （6）若将和 充入密闭容器中充分反应，最终生成 。( ) × [解析] 反应存在限度，不能完全反应。 课 堂 评 价 35 （7）对于容积固定的容器内的反应： ，当其 密度不变时说明反应已达到平衡状态。( ) × [解析] 容积固定的容器内，纯气体的反应体系中，任意时刻密度都不变。 （8）恒温恒容的容器中，对于反应： 、 ，当其压强不再变化时，反应均已达到平衡状态。 ( ) × [解析] 对于 ，反应前后气体的物质的量不变，任意 时刻压强都不变。 课 堂 评 价 36 2.下列反应不属于可逆反应的是( ) A.电解水的反应 B.工业合成氨反应 C.与的反应 D.催化氧化生成 [解析] 电解水的反应的化学方程式为 ，不属于可逆 反应，A符合题意；工业合成氨反应的化学方程式为 ，属于可逆反应，B不符合题意；与 反 应的化学方程式为 ，属于可逆反应，C不符合题 意；催化氧化生成的化学方程式为 ，属于 可逆反应，D不符合题意。 √ 课 堂 评 价 37 3.在反应中，加入后， 存在于哪些微粒中 ( ) A.只存在于和中 B.存在于、、 中 C.只存在于中 D.存在于、、、 中 [解析] 加入，发生反应后会进入，可逆反应逆向进行， 有 可能进入中，故存在于、、 中，选B。 √ 课 堂 评 价 38 4.可逆反应 在反应过程中的反应速 率与时间 的关系曲线如图所示。下列叙述 不正确的是( ) A.时， B. 时，反应达到平衡状态 C. 时，反应不再发生 D. 时，各物质的浓度不再发生变化 √ 课 堂 评 价 39 [解析] 由图可知，时，，A正确； 时，正反应速率与逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B正确； 时反应达到平衡，但正、逆反应速率不为0，反应仍然发生，C错误； 时反应达到平衡，各物质的浓度不再发生变化，D正确。 课 堂 评 价 40 5.恒温恒容的密闭容器中，能标志可逆反应 已 达平衡的是( ) A.混合气体的压强不随时间变化而变化 B.气体总物质的量不随时间变化而变化 C.（B） （D） D.混合气体的密度保持不变 √ 课 堂 评 价 41 [解析] 因为该反应前后气体的分子数不变，所以气体的总物质的量、压强 始终不随时间变化而变化，不能作为反应达平衡的判断依据，A、B错误； 当反应达到平衡时， ，C错误； 因为容器的容积恒定，但是气体的质量不守恒，所以只要反应未达到平衡， 密度就变化，反应达到平衡时，气体的密度不再变化，D正确。 课 堂 评 价 42 6.某温度下，在的恒容密闭容器中， 、 、 三种物质（均为气态）间进行反应，其物 质的量随时间的变化曲线如图所示。 （1）该反应的化学方程式可表示为_________ ______________________________________。 [解析] 根据物质的量的变化量书写该反应的化学方程式。 课 堂 评 价 43 （2）反应起始至（设）， 的平均反应速率是______________ ______。 [解析] 的恒容密闭容器内，反应起始至（设）， 增加了 ，的平均反应速率是 。 课 堂 评 价 44 （3）在 时，该反应达到了__________状态，下列可判断反应已达到 该状态的是____（填字母）。 A.、、 的反应速率相等 B.、的反应速率之比为 C.混合气体的密度不变 D.生成的同时生成 E.、、 物质的量之比等于化学计量数之比 F.混合气体的总压强不再发生改变 化学平衡 课 堂 评 价 45 [解析] 后，、、的物质的量不再改变，则 时反应达到了化 学平衡状态。根据化学平衡状态的本质及反应的特点，可知生成 的 同时生成 及混合气体的总压强不再发生改变，可判断反应已达到平 衡状态。 课 堂 评 价 46 $$