6.1.2 化學(xué)反應(yīng)的限度-高一《化學(xué)》同步課堂（蘇教版2019必修第二冊(cè)）

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度

課時(shí)2

化學(xué)反應(yīng)限度

專(zhuān)題六

化學(xué)反應(yīng)與能量變化授課人：學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解可逆反應(yīng)的含義，知道可逆反應(yīng)在一定條件下能達(dá)到化學(xué)平衡。2．初步學(xué)會(huì)根據(jù)反應(yīng)速率判斷化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到的限度及化學(xué)反應(yīng)限度的建立，發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知的素養(yǎng)?；仡櫬葰馀c水的反應(yīng)溶解的Cl2只有一部分與水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。氯水呈淺綠色Cl2＋H2O

?

HCl＋HClO有一些反應(yīng)不能完全進(jìn)行到底，反應(yīng)物與生成物共存，反應(yīng)只能進(jìn)行到一定的限度。這就是該反應(yīng)在這個(gè)條件下所能達(dá)到的限度。一、化學(xué)反應(yīng)的限度條件改變，化學(xué)反應(yīng)的限度是可能被可改變的；同一可逆反應(yīng)在不同條件(如溫度、濃度、壓強(qiáng)等)下，其反應(yīng)的限度不同?；瘜W(xué)反應(yīng)限度：是在給定的條件下，化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到或完成的最大程度。決定了反應(yīng)物在該條件下的最大轉(zhuǎn)化率一、化學(xué)反應(yīng)的限度可逆反應(yīng)定義：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，還能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。特征：兩同、雙向反應(yīng)物與生成物共存，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物。反應(yīng)存在限度符號(hào)表征：不用“=”，用“?”。一、化學(xué)反應(yīng)的限度如：N2＋3H2?2NH31、如何證明一個(gè)反應(yīng)是可逆反應(yīng)？思考2、光合作用和呼吸作用屬于可逆反應(yīng)嗎？證明反應(yīng)后的氣體中同時(shí)存在氮?dú)夂蜌錃獠粚儆?，反?yīng)條件不同典例解析例1．下列不屬于可逆反應(yīng)的是(

)A．氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸與次氯酸B．N2與H2在一定條件下可以生成NH3，同時(shí)NH3又可分解為N2和H2C．電解水生成H2和O2，H2和O2轉(zhuǎn)化為H2OD．SO2溶于水和H2SO3分解C二、化學(xué)平衡狀態(tài)N2＋3H22NH3v正(N2):N2的消耗速率；v正(H2):H2的消耗速率；v正(NH3):NH3的生成速率；正反應(yīng)方向速率為v正v逆(NH3):NH3的消耗速率；v逆(N2):N2的生成速率；v逆(H2):H2的生成速率；逆反應(yīng)方向速率為v逆化學(xué)反應(yīng)速率數(shù)量關(guān)系：v正(N2):v正(H2):v正(NH3)=1：3：2數(shù)量關(guān)系：v逆(N2):v逆(H2):v逆(NH3)=1：3：2二、化學(xué)平衡狀態(tài)

濃度速率變化v正、v逆關(guān)系開(kāi)始

反應(yīng)物濃度

v正

v正

v逆

生成物濃度

v逆

變化

反應(yīng)物濃度

v正

v正

v逆

生成物濃度

v逆

平衡

反應(yīng)物濃度

v正

v正

v逆

生成物濃度

v逆

在一定條件下向反應(yīng)容器中加入N2和H2，發(fā)生反應(yīng)N2＋3H22NH3最大最大為0為0＞減小增大不變不變減小增大不變不變＞＝二、化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)不平衡狀態(tài)各物質(zhì)的濃度保持不變0~t1：v(正)>v(逆)t1：v(正)=v(逆)二、化學(xué)平衡狀態(tài)定義：如果外界條件(溫度、濃度、壓強(qiáng)等)不發(fā)生改變，當(dāng)

反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，

與

相等，反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度都

，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)，稱(chēng)為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)化學(xué)平衡。正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率不再改變標(biāo)志反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變實(shí)質(zhì)v正(B)=v逆(B)≠0適用可逆反應(yīng)可逆一、化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)平衡狀態(tài)的特征一、化學(xué)反應(yīng)的限度1、可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，就是反應(yīng)停止了？思考2、可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的濃度一定相等嗎？各物質(zhì)的濃度一定成比例？平衡時(shí)，反應(yīng)并沒(méi)有停止，正、逆反應(yīng)仍在進(jìn)行，只是正、逆反應(yīng)速率相等。平衡時(shí)，反應(yīng)混合物各組分的濃度是相對(duì)自身保持一定，各組分的含量保持不變，彼此的濃度不一定相等或成比例。一、化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)平衡具有豐富的思想內(nèi)涵。化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，宏觀上表現(xiàn)為“靜止”狀態(tài)；反應(yīng)物和生成物其實(shí)仍在不斷進(jìn)行更新，只是同一物質(zhì)生成和消耗的量相等，即正、逆反應(yīng)速率相等，但不為零，表現(xiàn)出化學(xué)平衡的動(dòng)態(tài)性。這說(shuō)明事物的表象與本質(zhì)之間有時(shí)存在較大差異，停留于事物的表面容易得出片面乃至錯(cuò)誤的結(jié)論?；瘜W(xué)平衡觀念一、化學(xué)反應(yīng)的限度只有探索事物本質(zhì)，才能對(duì)事物具有更為深刻、全面的認(rèn)識(shí)。從反應(yīng)物與生成物變化的角度看，正反應(yīng)消耗反應(yīng)物，積累生成物；逆反應(yīng)積累反應(yīng)物，消耗生成物。正、逆反應(yīng)相互削弱，又共處于同一化學(xué)平衡體系中，對(duì)立而又統(tǒng)一。從化學(xué)平衡的角度看，正、逆反應(yīng)的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系使化學(xué)反應(yīng)具有一定的限度，在一定條件下達(dá)成平衡。但這種平衡又是暫時(shí)的、相對(duì)的，溫度、壓強(qiáng)等條件的改變會(huì)打破化學(xué)平衡，而達(dá)到新的平衡。這說(shuō)明改變外界條件能促進(jìn)事物的進(jìn)一步發(fā)展?；瘜W(xué)平衡觀念一、化學(xué)反應(yīng)的限度1．直接標(biāo)志——“正逆相等”（以合成氨為例）(1)v正＝v逆①同一種物質(zhì)的生成速率等于消耗速率；②在化學(xué)方程式同一邊的不同物質(zhì)的生成速率與消耗速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；③在化學(xué)方程式兩邊的不同物質(zhì)的生成(或消耗)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。v正(N2)=v逆(N2)v正(N2)：v逆(H2)=1：3v正(N2)：v逆(NH3)=1：2化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)一、化學(xué)反應(yīng)的限度(2)各組分的濃度保持一定①各組分的濃度不隨時(shí)間的改變而改變；②各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間的改變而改變。C(N2)不變體系中N2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)不變一、化學(xué)反應(yīng)的限度2．間接標(biāo)志——“變量不變”(1)反應(yīng)體系中的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間的改變而變化(適用于反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng))。(2)對(duì)于反應(yīng)混合物中存在有顏色變化的物質(zhì)的可逆反應(yīng)，若體系中顏色不再改變，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。合成氨的反應(yīng)體系壓強(qiáng)不變Cl2＋H2O

?

HCl＋HClO氯水顏色不變(3)全是氣體參加的且反應(yīng)前后化學(xué)計(jì)量數(shù)改變的可逆反應(yīng)，平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變。(4)對(duì)同一物質(zhì)而言，斷裂化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。1molH-H鍵的同時(shí)有1molH-H鍵形成一、化學(xué)反應(yīng)的限度201molN≡N鍵斷裂的同時(shí)，有H-H鍵形成1molN≡N鍵斷裂的同時(shí)，有

N-H鍵斷裂對(duì)不同物質(zhì)而言，如何用化學(xué)鍵的斷裂和形成比較？思考3mol6mol一、化學(xué)反應(yīng)的限度典例解析例2．可逆反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在體積固定的密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是(

)①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO2②單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)⑦混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A．①④⑥⑦

B．②③⑤⑦C．①③④⑤ D．全部A三、化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算

mA(g)＋nB(g)

?

pC(g)＋qD(g)c始/mol·L－1

a

b

0

0c轉(zhuǎn)/mol·L－1

mx

nx

px

qxct/mol·L－1

a－mx

b－nx

px

qx三段思維法①對(duì)反應(yīng)物：c(轉(zhuǎn)化)＝c(起始)－c(某時(shí)刻)=?c(反應(yīng)物)②對(duì)生成物：c(轉(zhuǎn)化)＝c(某時(shí)刻)－c(起始)=?c(生成物)?c對(duì)于同一反應(yīng)，用不同的物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率，其比值一定等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。

＝?c(A)：?c(B)：?c(C)：?c(D)

＝?n(A)：?n(B)：?n(C)：?n(D)

mA(g)+nB(g)

?

pC(g)＋qD(g)

v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝

m∶n∶p∶q三、化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算三、化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算(1)起始量、變化量、一段時(shí)間后的量三者物理量及單位要統(tǒng)一，都是物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度，否則無(wú)法計(jì)算。(2)起始量、變化量、一段時(shí)間后的量中，只有不同物質(zhì)的變化量之比等于對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不同物質(zhì)的起始量或一段時(shí)間后的量之間沒(méi)有必然的關(guān)系，不能列比例計(jì)算。三、化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算運(yùn)用“三段式”法解題時(shí)的注意事項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)限度圖像分析方法看面，弄清楚橫、縱坐標(biāo)所表示的含義看點(diǎn)，弄清楚曲線(xiàn)上點(diǎn)的含義，特別是曲線(xiàn)上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)、交點(diǎn)、最高點(diǎn)、最低點(diǎn)等12345看量的變化，弄清楚是物質(zhì)的量的變化、濃度的變化，還是轉(zhuǎn)化率的變化看輔助線(xiàn)，作橫軸或縱軸的垂直線(xiàn)(如等溫線(xiàn)、等壓線(xiàn)、平衡線(xiàn)等看線(xiàn)，弄清楚線(xiàn)的走向和變化趨勢(shì)一、看圖像三、化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算分析方法三、做判斷利用有關(guān)規(guī)律，結(jié)合圖像，通過(guò)對(duì)比分析，做出正確判斷。二、想規(guī)律如各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的關(guān)系，各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的關(guān)系，外界條件的改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律以及反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，外界條件的改變對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響規(guī)律等。三、化學(xué)平衡相關(guān)計(jì)算典例解析C例4在溫度和容積不變的密閉容器中，A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體。反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)物