化学反应限度优质课

第二课时化学反应限度化学反应的限度思考：一个化学反应在实际进行时，反应物能否完全转变为生成物？阅读：P50科学史话从这一材料中，你得到什么启示？化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。§氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是一个可逆反应。请大家回忆氯水中含有哪些微粒。氯水的成份：分子：Cl2、HClO、H2O离子：H+、Cl-、ClO-等Cl2能与H2O发生可逆反应：Cl2+H2OHClO+HCl科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性即正向反应和逆向反应能同时进行。思考：可逆反应和一般的反应有什么区别呢？1、可逆反应定义：在同一条件下,既向正反应方向进行,同时又向逆反应方向进行的化学反应。H2+I22HI逆反应正反应逆反应正反应强调同时（1）双同性正、逆反应同一条件下，同时进行（2）共存性反应物和生成物同时存在，反应物不能完全转化为生成物，反应不彻底（3）双向性使用“”多数反应为可逆反应，典型的可逆反应有:N2+3H22NH3催化剂高温高压SO2+H2OH2SO32SO2+O22SO3催化剂高温NH3+H2ONH3·H2O随堂练习1、2H2+O2=2H2O与2H2O=2H2+O2属于可逆反应吗？NH3+HCl=NH4Cl与NH4Cl=NH3+HCl是可逆反应吗？2、把1molH2与1molI2放入密闭容器内反应，生成的HI是2mol吗？点燃通电Δ练习优化探究P41【例1】跟踪练习11、对于可逆反应2SO2+O2⇌2SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长的时间后，18O原子（）A．只存在于O2中B．只存在于O2和SO3中C．只存在于O2和SO2中D．存在于O2、SO2和SO3中D极限假设法【极限转化法】解化学平衡状态题的应用2．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是()A．Z为0.3mol·L－1B．Y2为0.4mol·L－1C．X2为0.2mol·L－1D．Z为0.4mol·L－1在一固定容积的密闭容器里，加1molN2和3molH2发生什么反应？开始时c(N2)、c(H2)大，c(NH3)=0，只有正反应，v(逆)=01、开始瞬间阶段C(反应物)和C(生成物)哪个大？v(正)与v(逆)哪个大？催化剂N2+3H22NH3高温瞬间后c(N2)、c(H2)变小,c(NH3)≠0，正逆反应都进行，v(逆)≠0，v(正)v(逆)2、瞬间过后C(反应物)和C(生成物)如何变化？v(正)与v(逆)怎样变化？3、一定时间段内有什么特征？c(N2)、c(H2)逐渐变小，c(NH3)逐渐增大，三种物质的浓度达到一个特定值。浓度不再变化，v(正)=v(逆)≠0反应开始时：反应物浓度最大，V(正)最大；生成物浓度为零，V(逆)为零。反应进行中：反应物减少，导致V(正)逐渐减小；生成物由无到有逐渐增多，导致V(逆)从零逐渐增大。反应到一定时间：V(正)＝V(逆)；各反应物和生成物的浓度不再发生变化tV0V(正)V(逆)V(正)=V(逆)t1试用图像分析合成氨反应中正、逆反应的反应速率、反应物和生成物的随时间的变化情况。N2+3H22NH3t1之前：V(正)V(逆)；由于v(正)=v(逆)≠0，所以反应并没有停止，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化.可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的化学平衡状态。当一个可逆反应进行一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等，反应物与生成物浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。此时,是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。转化率=转化的量起始的量×100％1.下列关于化学平衡的说法中，正确的是（）A.当反应达到化学平衡时，反应物已完全转化为生成物B.当反应达到化学平衡时、正逆反应均已停止C.当反应达到化学平衡时，反应混合物中各成分的浓度保持不变D.化学平衡是一定条件下的平衡，当条件改变时，平衡可能会遭到破坏CD随堂练习2.在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙述错误的是（）A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后保持恒定D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定B1、定义在一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。适用范围：可逆反应内在本质：v(正)=v(逆)≠0外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变二、化学平衡状态2、化学平衡状态的特征(３)动：动态平衡（v(正)=v(逆)≠0）（2）等：v(正)=v(逆)(４)定：反应混合物中各组分的浓度保持一定(５)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。(１)逆:可逆反应逆等定动变“等”和“定”判断化学反应是否处于平衡状态的关键。3、反应达到化学平衡的标志1）正逆反应速率相等2）反应物与生成物浓度不再改变或各组分的含量不再发生变化此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度?此时的反应是否停止了？此时3种物质的浓度相等吗?此时浓度比=系数之比是平衡状态？此时SO2所占有的百分含量是多少？50min、60min、70min时O2所占有的百分含量一样吗？某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O22SO3△催化剂时间（min)物质的量浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9如何正确理解浓度不再改变或各组分的含量不再发生改变?注意:①浓度不变≠浓度相等浓度相等,不一定平衡.不相等也可能是平衡状态②浓度比=系数之比时，不一定平衡.所以：不能根据浓度相等、或者浓度比=系数比时判断是否为平衡状态，当浓度不变是才为平衡状态一定条件下，N2＋3H2NH3对该可逆反应如何理解V(正)＝V(逆)?V正=V逆如:单位时间内生成amolN2同时消耗amolN22.用不同种物质表示,正逆反应速率时必须满足：速率之比=化学计量数之比体现出正逆两个反向.1.用同种物质表示,生成速率或消耗速率相等(4)单位时间内生成1molN2时，同时生成3molH2×（1）单位时间内，消耗1molN2，同时有1molN2生成（2）单位时间内，消耗3molH2，同时消耗2molNH3（3）单位时间内，生成1molN2，同时有2molNH3生成以上均表示V(正)＝V(逆)1.对于可逆反应M＋NQ达到平衡时，下列正确（）A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.反应物和混合物的浓度保持不变D.反应已经停止C2、可逆反应的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（）A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)22332NHNHC练习3.下列哪种说法可以证明反应N2+3H22NH3达到平衡状态A.1个键断裂的同时，有3个键形成B.1个键断裂的同时，有3个键断裂C.1个键断裂的同时，有6个键断裂D.1个键断裂的同时，有6个键形成NNNNHHNNNNHHNHNH()AC4、将1moLN2和3moLH2充入一密闭容器,使其在一定条件下发生反应:N2+3H22NH3下列哪一种状态说明反应达到平衡1、氨气的生成速率与分解速率相等的状态2、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率相等的状态4、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率等于1：2时3、氮气的消耗速率与氨气的生成速率等于1：2时√√4、化学平衡状态的判断标志正、逆反应速率相等和反应混合物各组分浓度保持不变是判断平衡的两大主要标志1、直接标志：（1）速率关系：即v正＝v逆≠0（重点，难点）V正=V逆2.用不同种物质表示,正逆反应速率时必须满足：速率之比=化学计量数之比体现出正逆两个反向.3、速率之比=系数比，不能判断达到平衡1.用同种物质表示,生成速率或消耗速率相等（2）各浓度不再改变2、间接标志：反应混合物各组分的百分含量不变（质量分数、物质的量分数、体积分数等）3、特殊标志：①对有色物质参加反应，若体系颜色不变，反应达到平衡②对任何反应，如果体系温度不变，反应一定达到平衡4、其他标志气体的压强、气体的总的物质的量、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度等也可以判断是否达到平衡（1）压强研究的对象是气体，气体的物质的量越多，压强就越大（2）在等系数的气体反应中，压强不变时，不能判断是否达到平衡状态（3）在非等系数的气体反应中，压强不变时，可以判断反应已经达到平衡状态用压强来判断反应是否达到平衡状态的判断标志时需要注意事项：例如：反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)①m+n≠p+q时，压强不在变化，则达到平衡状态②m+n=p+q时，压强不在变化，不能判断是否达到平衡用混合气体的平均分子量来判断反应是否达到平衡状态的判断标志时需要注意事项：例如：反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)①m+n≠p+q时，混合气体的平均分子量不变化，则达到平衡状态②m+n=p+q时，混合气体的平均分子量不变化，不能判断是否达到平衡（1）必须利用一个公式来判断：M（气）=────若利用公式求出M是一个可变值，若选项中说M不变化了，说明平衡了m（气）n（气）某些随着反应的进行而变化的量不再随时间的改变而改变，说明反应已达平衡。（1）必须利用一个公式来判断：ρ（气）=──若利用公式求出ρ是一个可变值，若选项中说ρ不变化了，说明平衡了用混合气体的密度来判断反应是否达到平衡状态的判断标志时需要注意事项：m（气）V（气）某些随着反应的进行而变化的量不再随时间的改变而改变，说明反应已达平衡。1.在一定温度下,2NO2(g)N2O4(g)(无色)的可逆反应中，下列情况属于平衡状态的是（）A.N2O4不再分解B.NO2的浓度与N2O4的浓度之比2：1C.体系的颜色不再改变D.v(N2O4):v(NO2)=1:2C2.在一定温度下,反应I2(g)+H2(g)2HI(g),达到平衡的标志是：A.v(HI)=2v(H2)B.H2的百分含量不再变化C.容器内的压强不再变化D.c(I2)=c(H2)=c(HI)Ｂ3、对反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)的以下叙述中,能说明恒温下已达平衡状态的是A.反应容器中,压强不随时间改变而改变B.反应容器中,A、B、C、D能共存C.反应容器中,A、B、C、D质量不再改变D.反应容器中的各物质物质的量不随时间变化CD【例4】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，表明反应：A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)已达平衡状态的是()A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.B的物质的量浓度D.气体的总物质的量BCA.混合气体的颜色不再改变（）B.混合气体的平均相对分子质量不变（）C.混合气体的密度不变（）D.混合气体的压强不变（）E.单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成2nmolO2（）F.O2气体的物质的量浓度不变（）在固定体积的的密闭容器中发生反应：2NO22NO+O2该反应达到平衡的标志是4.一定条件下在密闭容器中进行达到平衡的标志是()N2(g)+3H2(g)2NH3(g)A.v(正)=v(逆)D.生成amolNH3的同时有amolNH3分解B.N2、H2、NH3的浓度不再变化C.c(N2):c(H2):c(NH3)=1：3：2K.容器内气体的密度不再随时间改变E.单位时间内消耗amolN2，同时生成2amolNH3F.单位时间内消耗3m