2.3化学反应的快慢和限度 第3课时 课件 2024-2025学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册

第3节 化学反应的快慢和限度 1 第2课时 化学反应的限度 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】 可逆反应 （1）概念：在______条件下同时向正、逆两个方向进行的反应称为 可逆反应。 相同 （2）特征 ①对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化成产物， 反应只能进行到一定的程度，这就是该化学反应在这个条件下所能 达到的限度。此时各物质的量都________。 大于零 ②在可逆反应的化学方程式中，用“___”代替“ ”。 新 课 探 究 4 ［小结］ （1）可逆反应是正反应和逆反应的对立统一体。正反应和逆反应方 向相反,正反应的生成物也是逆反应的反应物,且共存于同一体系中。 （2）正、逆反应同时进行,即进行的时间是相同的。如果对反应体系 施加影响反应速率的措施,正反应和逆反应的速率都会受到影响。 （3）可逆反应的能量转化也是可逆的。如果正反应是放热反应,则逆 反应是吸热反应。 新 课 探 究 5 【实验活动探究】 向溶液中加入 溶 液，向其中滴加几滴 溶液，预测实验现象，你会 观察到什么现象？说明了什么问题？ 预测实验现象 观察到的实 验现象 结论 根据反应 ，结合 两者的物质的量可知， 过量， 全部参加反应，加入 溶 液应该无现象 溶液显红色 溶液过量， 也不会全部转化 成，即与 的反应不能进行完全 新 课 探 究 6 问题一： 在密闭容器中充入和 ，在一定条件下发 生反应 ，当充分反应后，最终容器 中能否得到 ? 提示：不能。因为可逆反应不能进行彻底。 问题二： 反应和 是不是 可逆反应？ 提示：不是。正、逆反应发生的条件应该相同、同时发生，在不同 条件下发生的方向相反的反应不是可逆反应。 新 课 探 究 7 问题三： 一定条件下向一密闭容器中充入与 ，反应一段时 间后，核素 存在于哪些物质中？ 提示：存在于、、 中。 新 课 探 究 8 【知识迁移应用】 例1 下列对可逆反应的认识正确的是( ) A. 与 互为可逆反应 B.在可逆反应中，反应物和生成物同时存在，反应物的转化率小于 C.既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应 D.在可逆反应进行中正反应速率与逆反应速率一定相等 √ 新 课 探 究 9 [解析] 可逆反应是在相同条件下，正、逆反应同时进行的反应， 与 反应条件不同，不属于可 逆反应，故A错误；在可逆反应中，反应物和生成物同时存在，可逆 反应有一定的限度，反应物的转化率小于 ，故B正确；没有指 明条件，正、逆反应是否同时进行，故C错误；可逆反应开始进行时， 正反应速率大于逆反应速率，二者不相等，故D错误。 新 课 探 究 10 学习任务二 化学平衡状态 【课前自主预习】 1.化学平衡状态 在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度 不再随时间的延长而__________， 正反应速率和逆反应速率______，这种状态称为化学平衡状态，简 称化学平衡。 发生变化 相等 新 课 探 究 11 2.化学平衡状态的建立 新 课 探 究 12 3.化学平衡状态的特征 （1）逆：只有______反应才能在一定条件下建立化学平衡状态。 （2）等：反应达到平衡时，___ 。 （3）动：化学平衡状态是一种______平衡，达到平衡状态时，正反 应和逆反应都依然在进行。 （4）定：条件一定时，反应物的浓度和生成物的浓度不再______。 可逆 动态 改变 （5）变：外界条件发生改变时，原平衡状态被破坏，并在新的条件 下建立新的化学平衡状态。 新 课 探 究 13 ［易错警示］ ①转化率指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比。 ②一定条件下的化学平衡状态是该条件下反应的限度，决定反应物 在该条件下转化为生成物的最大转化率。 新 课 探 究 14 4.化学平衡的改变 化学平衡是在一定条件下建立起来的，当条件______时，原来的化 学平衡将被破坏，并在新的条件下建立起新的化学平衡。 此过程可以表示为 大量的科学实验证明，化学平衡状态通常会受到浓度、温度、压强 等因素的影响。 改变 新 课 探 究 15 【实验活动探究】 化学平衡状态的改变 实验步骤 将装有二氧化氮和四氧化二氮 混合气体的 烧瓶分别浸入冷水和热水中（红棕色） （无色）,正反应为放热反应］ 实验装置 ____________________________________________________________________________________________ 新 课 探 究 16 实验现象 一段时间后，浸入热水中的烧瓶中的气体比常温下烧瓶 内的气体颜色深，并且这种颜色保持不变；浸入冷水中的气 体比常温下烧瓶内的气体颜色浅，并且这种颜色保持不变 实验结论 化学平衡是在一定条件下建立起来的，同一可逆反应在 不同条件下将建立起不同的化学平衡状态 续表 新 课 探 究 17 问题一： 判断可逆反应已达到平衡状态的依据有哪些?如何理解正、 逆反应速率相等? 提示：判断可逆反应已达到平衡状态的依据:①正、逆反应速率相等； ②各物质浓度不变；③各组成百分含量、各物质的物质的量、压强、 颜色不随时间改变。正、逆反应速率相等指的是同一物质的生成速 率和消耗速率相等。 新 课 探 究 18 问题二： 由转化为 的反应的探究能否得出温度变化对化学 平衡移动的影响规律？ 提示：能，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，降低温度，平衡 向放热反应方向移动。 问题三： 已知改变外界条件时，当改变的条件对正、逆反应速率的 影响程度不同时，会导致 ，此时化学平衡就会发生改变， 据此分析，影响化学平衡的因素可能有哪些？ 提示：影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强，故影响化学 平衡的因素有浓度、温度、压强。由于催化剂对正、逆反应速率的 影响程度相同，故催化剂不会影响化学平衡状态。 新 课 探 究 19 【核心知识讲解】 化学平衡状态的判断 反应 混合物体系中 各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质 的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数 一定 平衡 各气体的体积或气体体积分数一定 平衡 总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 新 课 探 究 20 正、逆反应速 率的关系 在单位时间内消耗了 同时 生成 平衡 在单位时间内消耗了 同时消 耗了 平衡 不一定平衡 在单位时间内生成了 ，同时 消耗了 不一定平衡 续表 新 课 探 究 21 压强 时，总压强一定 （其他条件不变） 平衡 时，总压强一定 （其他条件不变） 不一定平衡 混合气体的平 均相对分子质 量 当时， 一定 平衡 当时， 一定 不一定平衡 续表 新 课 探 究 22 温度 任何化学反应都伴随着能量的变 化，绝热条件下，当体系温度一定时 （其他条件不变） 平衡 体系的密度 密度一定 不一定平衡 其他 体系颜色不再变化等 平衡 续表 新 课 探 究 23 【知识迁移应用】 例2 [2024·四川成都石室中学期末] 某温度下，在一固定容积的容器 中进行反应： ，下列情况表示一 定达化学平衡状态的是( ) A.气体密度不再随时间而改变 B.体系总压强不再随时间而改变 C.和的生成速率相同 D.和的浓度比为 √ 新 课 探 究 24 [解析] 该反应前后气体质量不变，容积不变，故密度始终不变，故 不能判断该反应是否达到平衡状态，A错误；恒容条件，反应前后气 体化学计量数之和相等，体系总压强始终不变，故反应不一定达到 平衡状态，B错误；和 的生成速率相同，说明正、逆反应速 率相等，该反应达到平衡状态，C正确；和的浓度比为 时， 正、逆反应速率不一定相等，该反应不一定达到平衡状态，D错误。 新 课 探 究 25 ［易错警示］ 判断化学平衡的关键是分析反应过程中的可变量和恒量。 （1）当反应过程中可变量不变时，则可逆反应达到平衡状态。 （2）恒量在反应过程中始终不变，不能作为判断平衡状态的标志。 新 课 探 究 26 例3 [2024·江苏连云港新海中学月考] 氨是一种重要的化工原料，可 用于制备硝酸等。工业合成氨反应： 。下列有关说法不正确的是( ) A.绝热条件下当体系温度不变时，说明该反应达到平衡状态 B.在恒容容器内，反应达平衡后，通入，压强增大，但和 都 不变 C.断裂的同时，形成 ，说明该反应达到平衡 状态 D.当混合气体的平均摩尔质量不变时，说明该反应达到平衡状态 √ 新 课 探 究 27 [解析] 该反应为放热反应，绝热条件下随着反应进行，体系温度不 断变化，体系温度不变，说明反应已达到平衡，A正确；恒容容器中， 反应达到平衡后，通入 ，体系压强增大，但是反应物和生成物的 浓度都不变，正逆反应速率不变，B正确；断裂 的同时 形成 ，都是逆反应方向发生的变化，不能说明正逆反应 速率相等，故不能说明该反应达到平衡状态，C错误；平均摩尔质量 等于气体质量除以气体物质的量，气体质量不变，气体物质的量为 变量，当混合气体的平均摩尔质量不变时，则说明该反应达到平衡 状态，故D正确。 新 课 探 究 28 ［方法规律］ 化学平衡的相关计算——三段式法 （1）建立解题模式的方法。 ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始量、变化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程计算。 例如： 新 课 探 究 29 （2）对于反应物：转化浓度 起始浓度-平衡浓度；对于生成物：转 化浓度 平衡浓度-起始浓度。三个量中，只有转化浓度之比等于化 学方程式中化学计量数之比，起始浓度和平衡浓度则是任意的。 （3）转化率的计算：A的转化率 ；“量”指物 质的量、浓度、体积、质量等。 新 课 探 究 30 1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）可逆反应达到平衡时，各组分的浓度都相同( ) × [解析] 可逆反应达到平衡时，各组分的浓度保持不变，并不一定相等。 （2）一个可逆反应达到化学平衡状态，其根本原因是 ( ) √ （3）一定条件下发生的可逆反应，当各物质的物质的量或物质的量 分数不再变化时，该可逆反应一定达到化学平衡状态( ) √ 课 堂 评 价 31 （4）当外界条件改变后，正、逆反应速率都发生改变，则化学平衡 一定发生移动( ) × （5）增大反应物的量，则平衡一定向正向移动( ) × [解析] 若反应物为固体或纯液体，增大反应物的量，平衡不移动。 [解析] 化学平衡移动的本质是不同程度地改变了和 ，只有 条件改变后， ，化学平衡才发生移动。 课 堂 评 价 32 （6）如果化学平衡正向移动，则反应物的浓度一定会减小，而生成 物的浓度一定增加( ) × [解析] 化学平衡正向移动，其本质为 ，但条件改变可能有 多种途径，如增大反应容器的容积（减小压强），平衡正向移动， 则反应物及生成物浓度可能都减小。 课 堂 评 价 33 2.下列各组反应中，属于可逆反应的一组是( ) A. ， B. ， C., D., [解析] 可逆反应必须是在同一条件下，既能向正反应方向进行，又 能向逆反应方向进行的反应，A、B、D三项中两个反应条件不同， 都不是可逆反应，只有C项满足条件。 √ 课 堂 评 价 34 3.[2024·湖北武汉名校联考]在一定条件下，某可逆 反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线 如图所示。下列有关说法正确的是( ) A.该反应从逆反应方向开始 B.、、 时刻，正反应速率均大于逆反应速率 C. 时刻，达到反应进行的最大限度 D. 时刻，反应处于平衡状态，反应停止 √ 课 堂 评 价 35 [解析] 由图可知，开始时最大，而 等于0，说明该反应从正反 应方向开始，A错误；由图可知，、、 时刻，表示正反应速率 的曲线始终在上方，则有，B正确；时刻， ，反 应仍正向进行，说明反应没有达到最大限度，C错误； 时刻， ，反应达到平衡状态，但 ，反应没有停止，D 错误。 课 堂 评 价 36 4.[2024·陕西商洛洛南中学期中]一定条件下，在某密闭容器中充入 和，反应达到平衡时， 存在于( ) A.只存在于 中 B.只存在于和 中 C.只存在于和 中 D.、和 中都有可能存在 [解析] 该反应为可逆反应，正反应和逆反应同时进行，和 反应生成，同时分解生成和，故、和 中都有 可能存在 。 √ 课 堂 评 价 37 5.[2024·江西宜春期末]在一定温度下的恒容密闭容器中发生反应： 。当下列物理量不再发生变化时，不能 表明该反应已达到平衡状态的是( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.生成的同时生成 D.物质D的质量分数 √ 课 堂 评 价 38 [解析] 该反应在反应过程中气体总物质的量不变，容器内压强不变， 无法根据压强判断反应是否已达到平衡状态，A错误；反应过程中气 体总质量不断变化，气体体积不变，因此混合气体的密度始终变化， 当混合气体密度不变时，反应达到平衡状态，B正确；生成 的同时生成 ，说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡状态， C正确；反应过程中的质量不断变化，当 的质量不变时， 的质量分数不变，说明反应已达到平衡状态，D正确。 课 堂 评 价 39 6.某温度时，在 恒容密闭容器中充入 、、 ，发 生反应 ，各物质物质的 量的变化关系如图所示，回答下列问题： （1）图中表示物质A的变化曲线为____（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。 Ⅲ [解析] 在恒容密闭容器中充入 ，则图中表示物质A的 变化曲线为Ⅲ。 课 堂 评 价 40 （2）内，_____ 。 0.02 [解析] 在 恒容密闭容器中充入 ，平衡时B的物质的量为，则 内， 。 （3）反应达到平衡时，_____ 。 0.35 [解析] 反应达到平衡时，C的物质的量为 ， 则 。 课 堂 评 价 41 （4） 时，反应__________（填“达到”或“没有达到”）化学平 衡；时，___（填“ ”“ ”或“”） 。 没有达到 [解析] 后反应物还在减少，说明 时，反应没有达到化学 平衡；时反应物浓度不再改变，说明反应达到平衡即 。 课 堂 评 价 42 1.某工业流程中，向反应塔中充入体积比为的和 混合气体， 发生反应 。在其他条件相同时，测得实 验数据如下（已知：转化率 ）。根据表中 数据，下列说法正确的是( ) 压强/ 温度/ 达到所列转化率需要的时间/ 1.0 20 10 130 1.0 60 24 280 5.0 20 5 21 5.0 60 8 65 备 用 习 题 43 A.升温、加压均能加快反应速率 B.反应塔中和 的转化率始终相等 C.当反应塔中 时，该反应达平衡 D.若进入反应塔的为，则在、 时， 时段的反应速率 √ 压强/ 温度/ 达到所列转化率需要的时间/ 1.0 20 10 130 1.0 60 24 280 5.0 20 5 21 5.0 60 8 65 备 用 习 题 44 [解析] 由表可知，相同温度下，压强高时达到相同转化率需要的时 间少，可知增大压强，反应速率加快，但相同压强下，温度高时达 到相同转化率需要的时间多，可知升高温度，反应速率减小，故A错 误；由于和按照化学计量数之比充入，因此反应塔中 和 的转化率始终相等，故B正确； 压强/ 温度/ 达到所列转化率需要的时间/ 1.0 20 10 130 1.0 60 24 280 5.0 20 5 21 5.0 60 8 65 备 用 习 题 45 当反应塔中 时，不能说明正逆反应速率 相等，因此该反应不一定达平衡，故C错误；由于容器的容积不确定， 所以无法计算反应速率，故D错误。 压强/ 温度/ 达到所列转化率需要的时间/ 1.0 20 10 130 1.0 60 24 280 5.0 20 5 21 5.0 60 8 65 备 用 习 题 46 2.在容积均为的刚性密闭容器中，充入一定量和 ，在不同温 度下发生反应，容器中 的物质的量随反应时间的变化如图所示， 下列说法错误的是( ) A.温度为，前内用 表示的平均反 应速率为 B.温度为， 后反应处于平衡状态 C.建立平衡过程的平均反应速率： D.根据平均反应速率判定反应温度： √ 备 用 习 题 47 [解析] 由图可知，温度为，时， 的物质的量为 ，则前内用 表示的平均反应速率为 ，故A正确；由图可知，温度为 ， 后 的物质的量保持不变，说明反应处于平衡状态，故B正确； 由图可知，温度为 时，反应先达到平衡，所以建立平衡过程的平 均反应速率大小为，故C正确；由图可知，温度为 时， 反应先达到平衡，说明时反应速率快于，温度大于 ，故D错误。 备 用 习 题 48 3.某温度下,将与的混合气体充入容积为 的密闭 容器中,在催化剂的作用下发生反应 。 经过后,反应达到平衡,此时转移 电子。 （1）_____ 。 0.15 备 用 习 题 49 [解析] 某温度下,将与的混合气体充入容积为 的 密闭容器中,经过 后,反应达到平衡,依据化学方程式可知转移 电子消耗的物质的量为,此时转移电子,则消耗 的物质的量为 ,列三段式： 以甲醇表示的反应速率 。 备 用 习 题 50 （2）下列不能说明该反应已达到平衡状态的是___。 的质量不变 .混合气体的平均相对分子质量不再改变 . .混合气体的密度不再发生改变 备 用 习 题 51 [解析] 的质量不变,即物质的量不变,说明反应达到平衡状态, 不符合 题意;反应前后气体质量不变,反应前后气体的物质的量发生变化,当 混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明反应达到平衡状态, 不 符合题意;反应速率之比等于化学计量数之比,当满足 时,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态, 但时反应未达到平衡状态, 符合题意;反应前后气 体质量不变,容器容积不变,混合气体的密度始终不发生改变,不能说明 反应达到平衡状态, 符合题意。 备 用 习 题 52 $$