2.3.2 化学反应的限度 导学案 -2025-2026学年高一下学期化学鲁科版必修第二册

第2课时 化学反应的限度 学习目标 1．了解可逆反应的特征。 2．了解化学平衡的概念及特征，能够判断化学平衡状态，知道条件改变时化学平衡会发生移动。 知识梳理 知识点1 化学反应的限度 基础 1．可逆反应 (1)定义：在相同条件下同时向 两个方向进行的反应称为可逆反应。 (2)表示方法：书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“”。 (3)特点 ①正反应和逆反应 进行。 ②正反应和逆反应的条件 。 ③在一定条件下，反应物 全部转化为生成物。 2．化学平衡状态——化学平衡 (1)化学平衡的建立 ①反应开始时，v(正)最大，v(逆)为 。 ②反应过程中：反应物浓度逐渐减少―→v(正)逐渐 。生成物浓度逐渐增大―→v(逆)从 开始逐渐 。 ③反应达到平衡时：v(正) v(逆)，反应物和生成物各组分浓度 。 (2)化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像 (3)概念：在一定条件下，当一个 反应进行到 和 相等，反应物和生成物的浓度不再改变时的状态。 探究 1．可逆反应达到化学平衡状态，反应就停止了吗？ 2．判断可逆反应是否达到平衡状态的依据有哪些？ 归纳 化学平衡状态的判断 反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 混合物体系中各成分的含量 各物质物质的量或各物质物质的量分数一定 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 正、逆反应速率的关系 v(正)＝v(逆) 平衡 压强 m＋n≠p＋q时，总压强一定(恒温恒容)或总体积一定(恒温恒压)或总物质的量一定 平衡 若m＋n＝p＋q，总压强一定或总体积一定或总物质的量一定 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量(r) 当m＋n≠p＋q时，r一定 平衡 当m＋n＝p＋q时，r一定 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量的变化，当体系温度一定时(其他不变) 平衡 体系的密度(ρ) 密度一定 不一定平衡 其他 如体系颜色不再变化等 平衡 典例1 1．下列对可逆反应的认识正确的是(　　) A．SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)===Br2＋SO2↑＋2H2O互为可逆反应 B．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 C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应 D．H2＋Cl22HCl与2HClH2＋Cl2↑互为可逆反应 2．可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列能够说明反应已经达到平衡的是(　　) A．NH3不再分解 B．正、逆反应都还在继续进行 C．每生成2 mol NH3的同时，消耗3 mol H2 D．每生成2 mol NH3的同时，生成1 mol N2 知识点2 化学平衡的移动 基础 1．实验探究——温度对化学平衡的影响 实验原理 2NO2(g)N2O4(g)　反应放热 (红棕色)　　(无色)　　　　　 实验步骤 实验现象 热水中混合气体颜色较常温下的 ，冰水中混合气体颜色较常温下的 解释与结论 ①受热颜色变深，说明NO2浓度 ，即 温度原平衡被破坏，向 方向移动重新建立新平衡 ②冷却颜色变浅，说明NO2浓度 ，即 平衡被破坏，向 移动重新建立新平衡 2．化学平衡移动 (1)概念：已达化学平衡的可逆反应中，当条件改变时，原来的化学平衡被 ，并在新的条件下建立起 的过程。 (2)移动过程可表示为： 3．化学平衡移动的影响因素 (1)温度：其他条件不变时，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。 (2)浓度：其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。 (3)压强：其他条件不变时，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。对反应前后气体体积不变的反应，压强改变，v(正)、v(逆)改变的程度相同，平衡不移动。 (4)催化剂：催化剂能够同等程度地改变v(正)和v(逆)，所以催化剂不能使化学平衡发生移动。 [特别提醒] 当改变影响化学平衡的一个条件时，平衡将向“减弱”这种条件改变的方向移动。如升温，平衡向吸热反应方向移动，使反应温度下降。 典例2 已知：反应物转化率＝×100%，Δn是反应物消耗的物质的量，n(始)是反应物起始的物质的量。COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)正反应为吸热反应，当反应达到平衡时，下列措施：①升温；②恒容通入惰性气体；③增加CO的浓度；④减压；⑤加催化剂；⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是(　　) A．①②④　　　　　　　　 B．①④⑥ C．②③⑥ D．③⑤⑥ 课堂巩固 1．下列反应体系发生的化学反应中，不属于可逆反应的是(　　) A．氯气溶于水 B．氨溶于水 C．工业上合成氨 D．电解水生成H2和O2与H2在O2中燃烧生成H2O 2．用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下： 3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)Si3N4(s)＋12HCl(g)＋Q(Q>0) 一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是(　　) A．3v逆(N2)＝v逆(H2) B．v正(HCl)＝4v正(SiCl4) C．混合气体密度保持不变 D．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6 3．在一定温度下，下列叙述不是可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)达平衡时的特征的是(　　) ①C的生成速率与C的分解速率相等； ②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B； ③A、B、C的浓度不再变化； ④A、B、C的压强不再变化； ⑤混合气体的总压强不再变化； ⑥混合气体的物质的量不再变化； ⑦单位时间内消耗a mol A，同时生成3a mol B； ⑧A、B、C的分子数之比为1∶3∶2。 A．②⑧　　　　　　　 B．①⑥ C．②④ D．③⑧ 4．500 ℃时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入体积为10 L的恒容密闭容器中，反应达到平衡时，NH3的浓度不可能是(　　) A．0.1 mol·L－1 B．0.12 mol·L－1 C．0.05 mol·L－1 D．0.16 mol·L－1 5．在100 ℃ 时，将0.100 mol的N2O4气体充入1 L抽空的密闭容器中，隔一定时间对容器内的物质进行分析，得到如下数据： 时间/s 0 20 40 60 80 100 c(N2O4)/(mol·L－1) 0.100 c1 0.050 c3 a b c(NO2)/(mol·L－1) 0.000 0.060 c2 0.120 0.120 0.120 请根据表中数据回答下列问题： (1)表中c2________c3，a________b。(填“>”“<”或“＝”) (2)20 s时N2O4的浓度c1＝______，在0～20 s内N2O4的平均反应速率为_____mol·(L·s)－1。 【参考答案】 知识梳理 知识点1 基础 1．(1)正、逆 (3)①同时 ②相同 ③不能 2．(1) ①0 ②减小 0 增大 ③＝ 保持不变 (3)可逆 正反应速率 逆反应速率 探究 1．提示：化学平衡状态是一种动态平衡，正、逆反应并没有停止，只是正反应速率和逆反应速率相等而已。 2．提示：可以从混合物体系中各成分的含量、正、逆反应速率的大小关系、体系的压强、温度等方面进行判断。 典例1 1．C 解析：A、D项中反应条件不同，均不是可逆反应，错误；B项中也未强调在相同条件下，错误。 2．D 解析：A项，平衡时反应并没有停止，正、逆反应速率不等于0，错误；B项，反应开始后，正、逆反应均在持续进行，只是达到平衡时二者速率相等，错误；C项，生成NH3和消耗H2都表示的是正反应速率，错误；D项，生成1 mol N2的同时消耗2 mol NH3，所以正、逆反应速率相等，正确。 知识点2 基础 1．深 浅 增大 升高 逆反应 减小 降温 正反应方向 2．(1)破坏 新的化学平衡 典例2 B 解析：因COCl2分解的反应为正向气体物质的量增加的吸热反应，故升温、减压均可使平衡右移，提高COCl2的转化率；增大CO的浓度平衡左移，降低COCl2的转化率；加入催化剂、恒容加入惰性气体对平衡移动无影响，不改变COCl2的转化率；恒压下加入惰性气体，必将引起容器体积增大，相当于减压，平衡右移，提高COCl2的转化率。 课堂巩固 1．D 解析：A项，Cl2＋H2OHCl＋HClO；B项，NH3＋H2ONH3·H2O；C项，N2＋3H22NH3；D项，2H2O2H2↑＋O2↑，2H2＋O22H2O，二者反应条件不同。 2．C 解析：A项、B项中无法比较同一物质正逆反应速率的大小，故无法判断反应是否达到化学平衡状态；C项，因为反应在密闭恒容的容器中进行，反应达到化学平衡状态时，各组成成分的质量不再发生变化，又Si3N4是固体，所以混合气体密度保持不变，可以作为判断达到化学平衡状态的标志。 3．A 解析：本反应是一个物质的总量改变的反应，气体总体积也在改变，总压强也在改变，所以这些量不再改变也是判断平衡的标志之一。另外还要注意，本题要求选择的是“不是达到平衡的标志”。 4．D 解析：由题意知，该反应中N2过量。假设2.25 mol H2完全参与反应，则生成NH3的浓度为0.15 mol·L－1，由于该反应是可逆反应，H2不可能完全转化生成NH3，故平衡时NH3的浓度小于0.15 mol·L－1。 5． 解析：由反应N2O42NO2可知，20 s时Δc(NO2)＝0.060 mol·L－1，则Δc(N2O4)＝0.030 mol·L－1，c1＝0.100－0.030＝0.070 mol·L－1，v(N2O4)＝＝＝0.001 5 mol·(L·s)－1。 当Δc(N2O4)＝0.100 mol·L－1－0.050 mol·L－1＝0.050 mol·L－1时，则c2＝Δc(NO2)＝2×0.050 mol·L－1＝0.100 mol·L－1，当t＝60 s时，已达平衡，c3＝a＝b＝0.1－Δc(NO2)＝0.100 mol·L－1－×0.120 mol·L－1＝0.040 mol·L－1。 答案：(1)>　＝　(2)0.070 mol·L－1　0.001 5 1 学科网（北京）股份有限公司 $