2019-2020学年高中化学 专题2 化学反应与能量转化 第一单元 化学反应速率与反应限度 第2课

第2课时化学反应的限度1.认识可逆反应的特征。认识可逆反应在一定条件下有一定的限度，即能达到化学平衡状态。2．知道化学平衡的含义及其特征，会判断可逆反应的平衡状态。可逆反应的化学平衡状态[学生用书P29]一、可逆反应1．概念：在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的反应。2．表示：用“”连接反应物和生成物。3．特点：在一定条件下，可逆反应有一定的限度，反应物不能完全转化为生成物。二、化学平衡1．概念在一定条件下的可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态。2．化学平衡状态的特征(1)化学平衡是一种动态平衡，即平衡时化学反应仍在进行，但反应混合物的组成保持不变。(2)当外界条件改变时，原化学平衡状态被破坏，一段时间后会达到新的平衡状态。1．判断正误(1)2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O＋CO2↑与Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3为可逆反应。()(2)可逆反应中正、逆反应速率的变化可用如图图像表示。()(3)对于固定容器内的反应2SO2＋O22SO3，当其密度不变时说明反应已达平衡状态。()(4)对于反应2NO＋O22NO2、H2＋I2(g)2HI，当其压强不再变化时，反应已达平衡状态。()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×2．对于化学反应限度的叙述，错误的是()A．任何可逆反应都有一定的限度B．化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等C．化学反应的限度与时间的长短无关D．化学反应的限度是不可改变的解析：选D。任何可逆反应都有一定的限度，当反应达到限度时，v正＝v逆；对同一可逆反应，当外界条件不变时，反应的限度不变，与时间长短无关，但当外界条件发生改变时，化学反应的限度也会发生改变。3．在已达到平衡的可逆反应2SO2＋O22SO3中，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在于下列物质中的()A．多余的氧气中B．生成的三氧化硫中C．氧气和二氧化硫中D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中解析：选D。充入由18O组成的氧气后，18O2与SO2反应生成SO3，所以SO3中混有18O；混有18O的SO3分解，生成的SO2中也可能混有18O。一、化学平衡的特征1．“逆”化学平衡研究的对象是可逆反应。2．“等”化学平衡的实质是正、逆反应速率相等，即v(正)＝v(逆)。此式有两个含义，用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等，即单位时间内生成与消耗某物质的量相等；用不同物质表示时，某一反应物的生成(或消耗)速率与某一生成物的生成(或消耗)速率之比等于化学方程式中相应的化学计量数之比。3．“动”化学反应达到平衡状态从表面上、宏观上看好像反应停止了，但从本质上、微观上看反应并未停止，只不过是正反应速率和逆反应速率相等，即v(正)＝v(逆)0，所以化学平衡是一种动态平衡。4．“定”一定条件下，在反应达平衡状态的混合物中，各组分的浓度及质量分数、体积分数保持一定(但不一定相等)，不再随时间变化而变化。5．“变”化学平衡是在一定条件下暂时的平衡，若外界条件发生改变，则化学平衡状态可能随之发生改变，即可能发生化学平衡移动。二、化学平衡的判断依据本质特征：v(正)＝v(逆)和现象特征，反应混合物中各组分含量保持不变，结合具体情况来判断反应是否达平衡状态。1．直接判断法(1)正反应速率＝逆反应速率0；(2)同一物质的消耗速率与生成速率相等；(3)各组分的浓度保持不变。2．间接判断法(1)各组分的百分含量保持不变(各物质的物质的量分数一定、各物质的质量分数一定、各气体的体积分数一定)；(2)各组分的物质的量不随时间的改变而改变；(3)各气体的体积不随时间的改变而改变。3．特例判断法(1)对反应前后气体物质的分子总数不相等的可逆反应来说，混合气体的总压强、总体积、总物质的量、平均摩尔质量不随时间的改变而改变时，反应即达化学平衡状态；(2)对反应前后气体物质的分子总数相等的可逆反应来说，混合气体的总压强、总体积、总物质的量、平均摩尔质量不随时间的改变而改变时，不能判断该反应是否已达化学平衡状态；(3)反应体系内有色物质的颜色不再改变，反应即达化学平衡状态。无论用什么方法判断可逆反应是否达到平衡状态，都要以本质特征或现象特征为依据来展开分析和判断。也就是说，判断可逆反应是否达到平衡状态的根本标志是v(正)＝v(逆)，其余的判断方法都是从这个方法的基础上衍生出来的。如图所示是可逆反应X2(g)＋3Y2(g)2Z2(g)在反应过程中的化学反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是()A．t1时，只有正方向反应在进行B．t1～t2，X2的物质的量越来越多C．t2～t3，反应已经停止D．t2～t3，各物质的浓度保持不变[解析]t1时正、逆反应都在进行，A错误；t1～t2，v(正)v(逆)，反应物X2和Y2的物质的量逐渐减少，B错误；t2～t3，反应达到平衡状态，v(正)＝v(逆)≠0，各物质的浓度保持不变，C错误，D正确。[答案]D(1)上述例题中反应是哪一时刻达到化学平衡状态的？(2)上述例题中t2～t3，v正(X2)和v逆(Y2)存在什么关系？答案：(1)t2(2)3v正(X2)＝v逆(Y2)可逆反应的判断及特点1．下列各组两个反应互为可逆反应的是()①H2＋Cl2=====点燃2HCl与2HCl=====通电H2↑＋Cl2↑②H2SO4(浓)＋2HBr===2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4③2NO2===N2O4与N2O4===2NO2④2SO2＋O2=====催化剂△%，选D。重难易错提炼1.化学平衡研究的是可逆反应的反应限度问题，改变外界条件，只能改变反应物的转化率，但不能使其转化率达100%。2.化学平衡是动态平衡，即达平衡后反应不是停止了，而是以正、逆反应速率相等的情况反应仍在进行，表面看平衡体系中各物质的组分不再变化。3.化学平衡是一定条件下的平衡，外界条件改变，平衡被打破即发生移动。4.化学平衡的现象特征是各组分含量保持不变，它可通过多种方法体现出来。例如：可通过反应一段时间的物质浓度、物质的量、质量、压强、密度、有色物质颜色等来具体体现。