2020春高中化学 第2章 化学键 化学反应与能量 第2节 化学反应的快慢和限度 第2课时 化学反应

第2章化学键化学反应与能量第2节化学反应的快慢和限度第2课时化学反应的限度[学习目标]1.了解可逆化学反应、可逆化学反应限度的含义。2.理解化学平衡的特征，建立化学平衡的观点。3.了解化学平衡的标志及化学平衡的移动。1．影响化学反应速率的外界因素主要有哪些？提示：温度、浓度、压强(有气体反应或生成)、催化剂、固体反应物的表面积等。2．二氧化硫与水的反应、二氧化硫与氧气的反应是否属于可逆反应？试写出反应的化学方程式。提示：属于；SO2＋H2OH2SO3；2SO2＋O2催化剂△2SO3。3．可燃物质充分燃烧需要具备的两个主要条件：温度达到着火点，与空气(或O2)接触。一、化学反应的限度1．可逆反应。(1)定义：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。在可逆反应中，用“_______”连接。(2)特点。2．化学反应限度。(1)化学平衡状态的建立。(2)化学平衡状态的概念：在一定条件下，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，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种宏观静止的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。(3)化学平衡的特征。(4)化学反应的限度：化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下所能达到的最大程度，任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。(5)化学平衡的移动。①概念：已达化学平衡的可逆反应中，当条件改变时，原来的化学平衡被破坏，并在新的条件下建立起新的化学平衡的过程。②化学平衡移动的影响因素。影响化学平衡的因素有：温度、浓度、压强等。易错提醒1.正反应和逆反应均能进行的化学反应不一定是可逆反应，需注意前提条件：在相同条件下。2.可逆反应达到化学平衡后，反应并没有停止，实际上正反应和逆反应始终在进行，只是正、逆反应速率相等。3.对于反应前后气体体积不变的反应，总物质的量、总压强始终保持不变，不能作为依据。4.利用密度判断化学平衡时，不仅要看化学方程式的特点(质量变化和物质的量的变化)，还要看容器的特点(容器容积不变还是可变)。1.判断正误(正确的打“√”，错误的打×”)。(2)CaO＋CO2===CaCO3和CaCO3=====高温CaO＋CO2↑属于可逆反应。()(3)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。()(4)当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等且等于零。()(5)平衡状态时，各物质的浓度保持相等。()(6)化学反应的限度不可以通过改变条件而改变。()解析：(1)SO2和O2反应的方程式中应用“”；(2)CaO＋CO2===CaCO3和CaCO3=====高温CaO＋CO2↑两反应的反应条件不同；(4)反应达到平衡时v(正)＝v(逆)≠0；(5)反应达到平衡时，各物质浓度保持不变但不一定相等；(6)当外界条件发生改变时，化学平衡状态可能会发生改变。答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×2．下列反应不属于可逆反应的是()A．N2＋3H2催化剂高温、高压2NH3B．CO2＋H2OH2CO3C．2NO2N2O4D．Pb＋PbO2＋2H2SO4放电充电2PbSO4＋2H2O解析：可逆反应必须在同一条件下同时进行，D中两个方向反应条件不同且不是同时进行，故不属于可逆反应。答案：D3．一定温度下，在一个恒容密闭容器中进行下列反应：A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)，下列描述能说明反应处于平衡状态的是()A．容器中混合气体的密度保持不变B．消耗nmolA2同时生成2nmolAB3C．容器中各物质的反应速率均相等D．容器中各物质浓度保持不变解析：该反应的反应物和生成物都是气体，反应前后气体的总质量不变，容器的体积不变，所以混合气体的密度始终不变，无法确定是否达到化学平衡状态，A选项错误；消耗A2和生成AB3都表示的是正反应速率，无法确定正、逆反应速率是否相等，B选项错误；平衡的标志是正、逆反应速率相等，而不是所有物质的反应速率相等，C选项错误；可逆反应达到化学平衡状态时，各组分的浓度保持不变，D选项正确。答案：D4．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和SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是()A．SO2为0.4mol·L－1、O2为0.2mol·L－1B．SO2为0.25mol·L－1C．SO2为0.4mol·L－1D．SO2、SO3均为0.15mol·L－1解析：在可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)中，A、C两项若SO2为0.4mol·L－1，则变化0.2mol·L－1，需要SO3变化0.2mol·L－1，但反应不可能进行到底，故A、C错误；D项，若SO2为0.15mol·L－1，则c(SO2)减少，那么c(SO3)一定增加，c(SO3)＞0.2mol·L－1，故D错误。答案：B要点化学平衡状态的特征及判断问题1：请用五个字简练的概括一下化学平衡状态的特征。提示：化学平衡状态的特征概括为：逆、等、动、定、变，即：问题2：化学平衡状态的判断依据有哪些？提示：(1)微观：v(正)＝v(逆)≠0。①同种物质：生成速率等于消耗速率；②不同物质：化学反应速率之比等于化学计量数之比，且表示不同方向(即“一正一逆”)。(2)宏观：各组分浓度保持不变。①各组分的质量、物质的量、分子数、物质的量浓度保持不变；②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数保持不变。[例]一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是()①混合气体的密度不再变化时②容器内气体的压强不再变化时③混合气体的总物质的量不再变化时④B的物质的量浓度不再变化时⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态⑥当v正(B)＝2v逆(C)时A．①④⑤⑥B．②③⑥C．②④⑤⑥D．只有④解析：A为固态，反应正向进行时气体质量增大，逆向进行时气体质量减小，所以，密度不变时平衡，故①正确；该反应前后气体体积不变，所以压强不变时不一定平衡，故②错误；该反应前后气体总物质的量相等，所以气体总物质的量不变时不一定平衡，故③错误；B的浓度不变，说明反应平衡了，故④正确；混合气体的平均相对分子质量不再改变时，说明气体的质量不变，正、逆反应速率相等，反应达到平衡，故⑤正确；v正(B)＝2v逆(C)时，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡，故⑥正确。答案：A解题归纳不能判断可逆反应达到化学平衡状态的几种情况1．反应各组分的物质的量的变化量之比(或分子个数比)等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比的状态。2．恒温恒容下Δn＝0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的压强、总物质的量不随时间改变而改变的状态。3．全是气体参加且Δn＝0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的平均相对分子质量不随时间的改变而改变的状态。4．全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变的状态。在一定温度下某密闭容器中，加入1molA、3molB、2molC和2molD，发生反应：mA(g)＋nB(g)xC(g)＋yD(s)，各物质的物质的量随着时间的变化如图所示，则当下列条件成立时，能说明反应已经达到平衡状态的是()①C的生成速率与C的分解速率相等②v正(A)＝2v逆(C)③A、B、C的浓度不再变化④反应物的转化率不再变化⑤混合气体的压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化⑦单位时间内消耗amolA，同时生成3amolB⑧A、B、C、D的分子数之比为1∶3∶2∶2A．①②③④⑤⑥⑦B．①③④⑤⑥⑦C．①③④⑥⑦D．①③⑤⑥⑦⑧解析：由题图知，反应的化学方程式为A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(s)，①C的生成速率与C的分解速率相等，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；②当2v正(A)＝v逆(C)时，正、逆反应速率相等，所以v正(A)＝2v逆(C)，不能说明正、逆反应速率相等，反应没有达到平衡状态，故错误；③A、B、C的浓度不再变化，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；④反应物的转化率不再变化，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；⑤反应前后气体物质的量不同，混合气体的压强不再变化，说明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故正确；⑥反应前后气体物质的量不同，混合气体的物质的量不再变化，说明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故正确；⑦单位时间内消耗amolA，同时生成3amolB，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；⑧反应平衡后，各物质的分子数不变，不一定等于其化学计量数之比，这和加入的物质的多少以及反应程度有关，所以A、B、C、D的分子数之比为1∶3∶2∶2，不能说明反应达到平衡状态，故错误。答案：B课堂小结