16 第2章 第3节 第2课时 化学反应的限度(基础课)-【名师导航】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课件(鲁科版)

第2课时　化学反应的限度(基础课) 第2章　化学键　化学反应规律 第2节　化学反应与能量转化 必备知识 自主预习 一、可逆反应 1．实验探究 实验内容 向2 mL 0.01 mol·L-1 KI溶液中加入1 mL 0.01 mol·L-1 FeCl3溶液，再加入几滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液 实验现象 溶液变为__色 红 第2课时　化学反应的限度(基础课) 2．可逆反应 可逆反应是指在____条件下同时向__、__两个方向进行的化学反应。其特点是反应物与产物共存，反应进行不彻底。 理论解释 反应后溶液中仍然有Fe3+ 反应特点 反应进行不彻底，反应物与产物共存 表示方法 2Fe3+＋2I－⥫⥬2Fe2+＋I2 相同 正 逆 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O与CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3，上述两个过程属于可逆反应。 (　　) (2)可逆反应是指在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的化学反应。 (　　) (3)增加O2的量可使SO2全部转化为SO3。 (　　) × √ × 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 二、化学平衡 1．化学平衡状态 (1)化学平衡状态的建立 ①建立过程 最大 0 减小 减小 增大 增大 不变 ＝ 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) ②化学平衡建立过程的图像 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) (2)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。 发生变化 相等 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 2．化学平衡移动 (1)实验探究 实验 原理 2NO2(g)反应放热 (红棕色(无色) 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) (2)影响化学平衡移动的因素 ①影响因素有____、____、____等。 ②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。 实验 现象 热水中混合气体颜色较常温下的__，冷水中混合气体颜色较常温下的__ 解释与 结论 升高温度平衡向____反应方向移动，降低温度平衡向____反应方向移动 深 浅 吸热 放热 浓度 温度 压强 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)可以通过延长化学反应的时间来改变反应的限度。 (　　) (2)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。 (　　) (3)当一个可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率都为零。 (　　) (4)反应2SO2＋O2⥫⥬2SO3达到平衡后，再向反应容器中充入含18O的氧气，经过一段时间后，18O原子存在于O2、SO2和SO3中。 (　　) × √ × √ 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 关键能力 情境探究 化学平衡状态的特征 如图是可逆反应X2＋3Y2⥫⥬2Z2在反应过程中反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。 第2课时　化学反应的限度(基础课) 1．t1时反应是否达到平衡状态？t2时正、逆反应速率的关系是怎样的？ 提示：t1时，反应未达到平衡状态，正反应速率大于逆反应速率；t2时，反应已经达到平衡状态，此时v(正)＝v(逆)。 2．t2～t3时间段反应是否停止了？各物质的浓度还发生变化吗？ 提示：t2～t3时间段反应已经处于平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，正、逆反应仍在进行；各物质的浓度不再随时间的变化而变化。 3．可逆反应达到化学平衡时，各物质的浓度相等吗？ 提示：不一定，达到平衡后各物质的浓度保持不变。 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 化学平衡状态的特征 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) √ 1．下列关于化学平衡的说法中，不正确的是(　　) A．当可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率都为零 B．当可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应速率一定相等 C．当可逆反应达到化学平衡后，改变某些条件可以破坏平衡 D．当可逆反应达到平衡时，尽管正、逆反应都还在进行，但各物质的浓度保持不变 A　[可逆反应达到平衡时，v(正)＝v(逆)≠0。] 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 2．(双选)在一密闭容器中进行反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.6 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.6 mol·L-1，当反应正、逆反应速率相等时，可能存在的状态是(　　) A．SO2为1.2 mol·L-1、O2为0.6 mol·L-1 B．SO2为0.75 mol·L-1 C．SO2、SO3均为0.45 mol·L-1 D．SO3为1.0 mol·L-1 √ √ 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) BD　[由题意可知若SO3全部转化为SO2和O2，则SO2、O2的浓度分别为1.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1；若SO2和O2全部化合成SO3，则SO3的浓度为1.2 mol·L-1。因为该反应是可逆反应，三种物质必须同时存在(即可逆反应中的物质均不可能100%转化)，则体系中SO3、SO2、O2的浓度范围分别是0～1.2 mol·L-1、0～1.2 mol·L-1、0～0.6 mol·L-1， 很显然，A不可能、D可能；根据硫原子守恒，C项表示SO2和SO3同时减少，这是绝对不可能的。] [教材　交流研讨] 对于可逆反应，2SO2＋O2 2SO3，在一定温度下，将2a mol SO2(g)和a mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中，其反应速率与时间关系如图所示。 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) (1)反应开始时，v正最大，v逆＝0，原因是什么？ (2)反应进行中，正、逆反应速率如何变化，原因是什么？ (3)在t1时刻后，v′正和v′逆有何关系？SO2、O2、SO3的浓度如何变化？ (4)当SO2、O2、SO3浓度之比为2∶1∶2时，该反应一定达到化学平衡状态了吗？ 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) [答案]　(1)反应开始时，反应物SO2和O2浓度最大，故v正最大，生成物SO3浓度为0，故v逆＝0 (2)随着反应进行，SO2和O2浓度逐渐减小，SO3浓度逐渐增大，所以v正逐渐减小，v逆逐渐增大 (3)在t1时刻后，v′正和v′逆相等，反应体系中的SO2、O2、SO3的浓度保持不变 (4)不一定，只有当v′正＝v′逆，反应物及生成物各组分的浓度不再变化时，才达到化学平衡状态 化学平衡的判断 1909年，德国化学家哈伯确定了氮气和氢气的混合气体在高温、高压及催化剂的作用下可以合成氨。但什么样的高温和高压条件为最佳及什么样的催化剂为最好仍是哈伯亟待解决的问题。经过几千次的实验和计算，哈伯终于取得了喜人的成果，那就是在550 ℃、20 MPa和锇为催化剂的条件下，氨的产率约为6.25%。 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 2．在密闭容器中进行反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，当N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2时能否说明该反应达到化学平衡状态？ 1．工业合成氨反应中，哪些数据能说明反应达到了平衡？ 提示：正、逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量不变等。 提示：不能。因为不能说明各组分的浓度一定不变，也不能说明该反应的正、逆反应速率相等。 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 提示：压强恒定时，反应一定达到平衡，因为压强恒定，说明各气体的物质的量恒定；但密度恒定时，不一定达到平衡，因为气体的总质量不变，容积不变，密度在任何时刻都不变。 3．对于在容积固定的密闭容器中进行的反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，当压强恒定时，一定达到平衡吗？密度恒定时呢？ 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 化学平衡状态的判断依据 1．动态标志：v正＝v逆≠0 (1)同种物质：同一物质的生成速率等于其消耗速率。 (2)不同物质：必须用体现“异向”关系的反应速率(v正与v逆)判断，若不同物质的反应速率之比等于其系数之比，则反应达到平衡状态。如aA(g) ＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)，当时，反应达到平衡状态。 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 2．静态标志：各种“量”不变 (1)各物质的质量、物质的量等不变。 (2)各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数等)不变。 (3)温度(绝热体系)、压强(反应前后气体体积不相等)、密度(反应前后不全是气体)、颜色(某组分有颜色)或平均摩尔质量不变。 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) √ 1．可逆反应2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)在体积不变的密闭容器中进行，反应达到平衡状态的标志是(　　) ①单位时间内生成n mol N2O4的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内消耗n mol N2O4的同时生成2n mol NO2 ③混合气体的平均相对分子质量不再改变 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤用NO2、N2O4的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶1 A．①④⑤ B．②⑤ C．①③④ D．①②③④⑤ 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) C　[①单位时间内生成n mol N2O4的同时生成2n mol NO2，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；②无论反应是否达到平衡状态都存在单位时间内消耗n mol N2O4的同时生成2n mol NO2；③反应前后气体总质量不变、物质的量减小，则混合气体平均摩尔质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，说明各物质的物质的量不变，反应达到平衡状态；④混合气体的颜色不再改变时，二氧化氮浓度不变，反应达到平衡状态；⑤没有说明正、逆反应速率，不能判断反应是否达到平衡。故选C。] 2．在一定温度下的某容积不变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是(　　) A．体系的压强不再发生变化 B．v正(CO)＝v逆(H2O) C．生成n mol CO的同时生成n mol H2 D．反应体系的密度不再改变 √ C　[反应无论达到平衡，还是未达到平衡，生成n mol CO的同时都会生成n mol H2。] 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 方法技巧 “变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其“不变”时反应就达到平衡状态，即“变量不变”→平衡状态。 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 学习效果 随堂评估 2 4 3 题号 1 1．下列反应不属于可逆反应的是(　　) A．二氧化硫溶于水 B．氨溶于水 C．水电解生成H2和O2与H2在O2中燃烧生成H2O D．工业合成氨 √ 第2课时　化学反应的限度(基础课) 2 4 3 题号 1 C　[水电解生成H2和O2，条件是通电，H2在O2中燃烧生成水的反应条件为点燃，两者反应条件不一样，不属于可逆反应，故C符合题意。] 2 3 题号 1 4 2．下列关于化学反应限度的叙述错误的是(　　) A．不同的化学反应，限度可能不同 B．可以通过改变温度来控制化学反应的限度 C．可以通过延长化学反应的时间来改变反应的限度 D．当一个化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应速率相等 √ C　[反应限度主要取决于反应的本身；温度可使化学平衡移动；延长时间不可以改变反应的限度；达平衡时，v正＝v逆≠0。] 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 2 3 题号 4 1 3．向5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液中滴加5～6滴 FeCl3溶液后，再进行下列实验，其中可证明FeCl3溶液和KI溶液的反应是可逆反应的实验是(　　) A．滴加AgNO3溶液，观察是否有AgI沉淀产生 B．加入CCl4振荡、静置后，观察下层液体颜色 C．加入CCl4振荡、静置后，取上层清液，滴加溶液，观察是否有AgCl沉淀产生 D．加入CCl4振荡、静置后，取上层清液，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变为红色 √ 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 2 3 题号 4 1 D　[因反应中I－过量，滴加AgNO3溶液，有AgI沉淀产生，A项不符合题意；下层液体呈紫红色，只能说明Fe3+与I－反应生成了Fe2+和I2，不能说明该反应为可逆反应，B项不符合题意；Cl－未参与反应，C项不符合题意；向上层清液中加KSCN溶液，溶液显红色，证明有Fe3+存在，因反应中I－过量，故可以证明该反应为可逆反应，D项符合题意。] 2 4 3 题号 1 4．(双选)对于可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)⥫⥬4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述中正确的是(　　) A．达到化学平衡前，化学反应速率：2v(NH3)＝3v(H2O) B．若单位时间内生成x mol NO，同时消耗x mol NH3，则反应达到化学平衡状态 C．达到化学平衡状态时，若增大容器体积，则正、逆反应速率都减小 D．达到化学平衡状态时，4v正(O2)＝5v逆(NO) √ √ 必备知识 关键能力 学习效果 第2课时　化学反应的限度(基础课) 2 4 3 题号 1 CD　[反应速率之比等于系数之比，则3v正(NH3)＝2v正(H2O)，A项错误；无论是否达到平衡状态，反应速率之比都等于系数之比，即单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，但不能说明正、逆反应速率相等，B项错误；达到化学平衡时，若增加容器体积，容器的压强减小，物质的浓度减小，正、逆反应速率都减小，C项正确；反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，4v正(O2)＝5v逆(NO)，说明消耗氧气的速率和生成氧气的速率相等，D项正确。] $$