6.2.3 化学反应的限度 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章　　 化学反应与能量 第二节　　化学反应的速率与限度 第3课时　化学反应的限度　 [学习目标] 1.了解可逆反应及其特点。 2.理解化学平衡状态的特征及标志，知道改变条件化学平衡会发生 改变(重点)。 3.了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。 炼铁高炉尾气之谜 是一个可逆反应，反应不能进行到底！ 什么是可逆反应？ 在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。 书写时，不用“===”，用“ ⇌ ” (1)定义 N2+3H2 2NH3 高温高压 催化剂 高温 2SO2+O2 2SO3 催化剂 (2)特征 双向 双同 共存 反应物、生成物共存，任一反应物转化率小于100% P52 思考1 (1)以下几个反应是否是可逆反应？ √ √ × × (2)14CO2＋C 2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有 。 14CO2、14C、14CO 2.化学平衡状态的建立 (1)化学平衡状态的建立过程 一定条件下向反应容器中加入SO2和O2： Δ 2SO2+O2 2SO3 反应开始时，c(反应物)和c(生成物) 哪个大？ 随着反应进行，浓度又如何变化？ 反应刚开始时，v正 与v逆 哪个大？ 随着反应的进行，v正 与v逆怎样变化？ 反应会进行到什么时候“停止”？ 是真的停止了吗？ 此时，反应物和生成物浓度如何变化？   浓度 速率变化 v正、v逆关系 开始 反应物浓度最大 v正最大 v正＞v逆 生成物浓度为0 v逆为0 过程中 反应物浓度减小 v正减小 v正＞v逆 生成物浓度增大 v逆增大 平衡 反应物浓度不变 v正不变 v正＝v逆 生成物浓度不变 v逆不变 Δ 2SO2+O2 2SO3 化学平衡的建立 反应进行到什么时候“停止”？ 此时，反应物和生成物浓度还会发生改变吗？ 请你给这个状态命名。 反应真的停止了吗？ 未停止，处于动态平衡 保持恒定不变 正反应速率与逆反应速率相等 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) 反应达到最大限度 SO2 SO3 O2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 各物质的浓度不再变化 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) 3.化学平衡状态 概念： 如果外界条件不变，当可逆反应进行到一定程度时，v(正)＝v(逆) ，c(反应物)和c(生成物)都不再改变，达到一种表面静止的状态，简称化学平衡。 适用对象： 实质： 外在标志： 反应混合物中各组分的浓度保持不变 v(正)＝v(逆) ≠ 0 可逆反应 ✪正确理解： 化学平衡状态的特点 逆 化学平衡状态的研究对象是_______反应 等 各组分浓度/物质的量/百分含量__________ 动 υ正 ____ υ逆 ____ 0，是一个动态平衡 定 变 外界条件改变时，原平衡状态被破坏，在新条件下建立平衡 可逆 ＝ ≠ 保持不变 “表现” “本质” 如何判断一个可逆反应，是否达到化学平衡状态？ 正逆反应速率相等 各组分的浓度保持一定 化学平衡状态是可逆反应的一种特殊状态， 是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即化学反应的限度。 观看 4.化学反应的限度 (1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大程度， 即该反应进行的限度。 (2)对化学反应限度的理解 ①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下转化为生成物的最大转化率。 ②同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变反应条件可以 在一定程度上改变一个化学反应的限度。 (1)在高温、高压和催化剂条件下，密闭容器中2 g H2与足量N2反应，转移电子数为2NA （2）【2022·浙江6月选考】0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后，HI分子总数为0.2NA （3）【2021·湖南】2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA 判断正误： 阿伏加德罗常数判断题中的常见陷阱 易错警示 忽视可逆反应、隐含反应、反应物浓度变化对反应的影响，应对策略： 熟记常考典型可逆反应。 SO2+H2O H2SO3 2SO2+O2 2SO3 催化剂 △ N2+3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 NH3+H2O NH3·H2O CO2+H2O H2CO3 H2+I2 2HI 加热 2NO2 N2O4 Cl2 + H2O HCl+HClO 微专题　 化学平衡状态的判断 1．两方法——正逆相等、变量不变 (1)“正逆相等”： 反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率， 且经过换算后同一种物质的消耗速率和生成速率相等。 判断化学平衡状态的两方法 17 下列哪些情况能说明正反应速率和逆反应速率相等，反应达到了平衡状态。 ①生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2 ②v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2 ③2v正(H2)＝3v正(NH3) ④1个N≡N断裂的同时，有6个N—H断裂 P53 思考2 一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。 ④⑤⑥ 高温、高压 催化剂 依据正逆相等判断 判断方法1：正逆相等 对于反应N2+3H2 2NH3来说 v正(H2) v正(NH3) 3 2 = v正(N2) 1 = 任意时刻成立 v逆(H2) v逆(NH3) 3 2 = v逆(N2) 1 = 任意时刻成立 = = = 平衡时刻成立 （1）同种物质： v正=v逆 消耗速率 = 生成速率 （2）不同物质： 一正一逆，速率之比 = 计量数之比 下列哪些情况能说明正反应速率和逆反应速率相等，反应达到了平衡状态。 ⑤H2的百分含量保持不变 ⑥NH3的体积分数保持不变 P53 思考2 一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。 ④⑤⑥ 高温、高压 催化剂 (1)能说明 2SO2(g)＋O2(g) ⇌ 2SO3(g) 达到平衡状态的是__________(填序号，下同)。 (2)能说明 I2(g)＋H2(g) ⇌ 2HI(g) 达到平衡状态的是________。 ①③④⑦ ⑤⑦ 依据变量不变判断 例题、在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时： ①混合气体的压强； ②混合气体的密度； ③混合气体的总物质的量； ④混合气体的平均相对分子质量； ⑤混合气体的颜色； ⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比； ⑦某种气体的百分含量。 (3)能说明 2NO2(g) ⇌ N2O4(g) 达到平衡状态的是______________。 (4)能说明 C(s)＋CO2(g) ⇌ 2CO(g)达到平衡状态的是______________。 (5)能说明 NH2COONH4(s)⇌ 2NH3(g)＋CO2(g) 达到平衡状态的是_________。 (6)能说明 5CO(g)＋I2O5(s) ⇌ 5CO2(g)＋I2(s) 达到平衡状态的是_________。 ①③④⑤⑦ ①②③④⑦ ①②③ ②④⑦ 例题、在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时： ①混合气体的压强； ②混合气体的密度； ③混合气体的总物质的量； ④混合气体的平均相对分子质量； ⑤混合气体的颜色； ⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比； ⑦某种气体的百分含量。 步步高P55 T4 4.已知在2 L的密闭容器中进行如下可逆反应，各物质的有关数据如下： 　　　　　　　　aA(g)＋bB(g) ⇌ 2C(g) 起始/(mol·L－1)　　1.5　　1　　　 0 2 s末/(mol·L－1)　　0.9　　0.8　　 0.4 请回答下列问题： (1)该可逆反应的化学方程式可表示为___________________。 (2)用物质B来表示0～2 s的平均反应速率为_______________。 (3)从反应开始到2 s末，A的转化率为______。 (4)下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是______(填字母)。 A.vB(消耗)＝vC(生成) B.容器内气体的总压强保持不变 C.容器内气体的密度不变 D.容器内气体C的物质的量分数保持不变 BD 正、逆反应速率不相等 容器内气体的密度始终不变 3A(g)＋ B(g) ⇌ 2C(g) 例. 在一容积不变、绝热的密闭容器中发生可逆反应：2X(s) ⇌ Y(g)＋Z(g)， 以下说法不能说明该反应达到化学平衡状态的是 A.混合气体的密度不再变化 B.反应容器中Y的质量分数不变 C.该反应的化学平衡常数不变 D.容器中混合气体的平均相对分子质量不变 D 课时精练 (2)一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明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的同时生成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 2.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(g)＋O2(g) 2SO3(g)。 下列说法中可以证明反应H2(g)＋I2(g) ⇌ 2HI(g)已达平衡状态的是 ①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI； ②一个H—H断裂的同时有两个H—I断裂； ③百分含量 w(HI)＝w(I2)； ④反应速率 v(H2)＝v(I2)＝v(HI)； ⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1； ⑥温度和体积一定时，生成物浓度不再变化； ⑦温度和体积一定时，容器内的压强不再变化； ⑧条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化； ⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化； ⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 ②⑥⑨ 课时精练 化学平衡状态的判断依据 归纳总结 变量不变 正、逆相等 速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等 如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时为平衡状态；随着反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据 1．化学平衡标志判断“三关注” 关注反应条件，是恒容容器，还是恒压容器； 关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应； 关注特殊情况，是否有固体参加或固体生成。 2．以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志： (1)某一时刻，各物质的浓度(或物质的量或分子数)之比等于化学计量数之比的状态。 (2)恒温、恒容条件下气体体积不变的反应，混合气体的总压强或气体的总物质的量不随时间而变化，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。 (3)全部是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。 (4)全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 问题引入 向 2 mL 0.01 mol·L－1 KI溶液中逐滴加入 1 mL 0.01 mol·L－1 FeCl3溶液，然后加入0.1 mol·L－1 KSCN溶液，预测现象，观看实验视频，分析原因？ 结论：说明某些化学反应不能进行到底，存在一定的限度。 2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I2 == 过量 预测：加入KSCN溶液，不变红。 加入KSCN溶液后，溶液变红色 I－过量， Fe3＋仍没完全反应 ⇌ Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2  ①N2＋3H22NH3(　　) ②NH3＋H2ONH3·H2O(　　) ③Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2(　　) ④2H2O2H2↑＋O2↑(　　) Lavf58.20.100        Lavf59.27.100 $$