2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第二章化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)與能量第2節(jié)課時2化學(xué)反應(yīng)的限度學(xué)案魯科版必修2

PAGE7-課時2化學(xué)反應(yīng)的限度目標(biāo)與素養(yǎng)：1.了解可逆反應(yīng)的特征。(變更觀念)2.了解化學(xué)平衡的概念及特征，能夠推斷化學(xué)平衡狀態(tài)，知道條件變更時化學(xué)平衡會發(fā)生移動。(變更觀念與平衡思想)一、化學(xué)反應(yīng)的限度——化學(xué)平衡狀態(tài)1．可逆反應(yīng)(1)定義：在相同條件下同時向正、反兩個方向進(jìn)行的反應(yīng)。(2)表示方法：書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式時不用“=”號而用“”號。(3)特點①正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)同時進(jìn)行。②正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)的條件相同。③在肯定條件下，反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物。2．化學(xué)平衡狀態(tài)——化學(xué)平衡(1)化學(xué)平衡的建立①反應(yīng)起先時，v(正)最大，v(逆)為0。②反應(yīng)過程中：反應(yīng)物濃度漸漸削減→v(正)漸漸減小。生成物濃度漸漸增大→v(逆)從0起先漸漸增大。③反應(yīng)達(dá)到平衡時：v(正)＝v(逆)≠0，反應(yīng)物和生成物各組分濃度保持不變。(2)化學(xué)平衡建立過程中化學(xué)反應(yīng)速率的變更圖像(3)概念：在肯定條件下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)進(jìn)行到正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再隨時間的延長而變更時的狀態(tài)。二、化學(xué)平衡的移動1．試驗探究——溫度對化學(xué)平衡的影響試驗原理2NO2(g)N2O4(g)反應(yīng)放熱(紅棕色)(無色)試驗步驟試驗現(xiàn)象熱水中混合氣體顏色較常溫下的深，冰水中混合氣體顏色較常溫下的淺說明與結(jié)論①受熱顏色變深，說明NO2濃度增加，即上升溫度原平衡被破壞，向逆反應(yīng)方向移動重新建立新平衡②冷卻顏色變淺，說明NO2濃度減小，即降溫平衡被破壞，向正反應(yīng)方向移動重新建立新平衡2.化學(xué)平衡的移動化學(xué)平衡是在肯定條件下建立起來的，當(dāng)條件變更時，原來的化學(xué)平衡將被破壞，并在新的條件下建立起新的化學(xué)平衡。此過程可以表示為3．影響化學(xué)平衡的因素除溫度外，反應(yīng)物濃度、壓強(有氣體參與的可逆反應(yīng))等外界條件的變更也可以使化學(xué)平衡發(fā)生移動。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)不同的化學(xué)反應(yīng)，限度可能不同。 ()(2)可以通過變更溫度來限制化學(xué)反應(yīng)的限度。 ()(3)可以通過延長化學(xué)反應(yīng)的時間來變更反應(yīng)的限度。 ()(4)化學(xué)平衡移動的根本緣由是v(正)≠v(逆)。 ()(5)反應(yīng)條件變更后，若正、逆反應(yīng)速率仍舊相等，則化學(xué)平衡發(fā)生移動。 ()[答案](1)√(2)√(3)×(4)√(5)×2．下列反應(yīng)體系中，不屬于可逆反應(yīng)的是()A．二氧化硫催化氧化生成三氧化硫B．氨氣溶解于水C．工業(yè)合成氨D．水電解生成H2和O2與H2在O2中燃燒生成H2O[答案]D3．對化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)限度的敘述，不正確的是()A．當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到最大限度時反應(yīng)速率為0B．同一化學(xué)反應(yīng)，若反應(yīng)條件不同，限度可能不同C．化學(xué)反應(yīng)達(dá)到限度時，正、逆反應(yīng)速率相等D．化學(xué)反應(yīng)的限度與時間的長短無關(guān)A[反應(yīng)達(dá)到最大限度時v(正)＝v(逆)≠0，A項錯誤；同一化學(xué)反應(yīng)，條件變更，化學(xué)平衡可能被破壞，反應(yīng)限度可能就會被變更，B項正確；任何可逆反應(yīng)都有肯定的限度，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到限度時，即反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，此時v(正)＝v(逆)，對同一可逆反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)平衡時，當(dāng)外界條件不變時，反應(yīng)的限度不變，與時間長短無關(guān)，C、D兩項正確。]化學(xué)平衡狀態(tài)的特征【典例1】下列關(guān)于化學(xué)平衡的說法中，不正確的是()A．當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，正、逆反應(yīng)速率都為零B．當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，正、逆反應(yīng)速率肯定相等C．當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后，變更某些條件可以使平衡破壞D．當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，盡管正、逆反應(yīng)都還在進(jìn)行，但各物質(zhì)的濃度保持不變A[可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，v(正)＝v(逆)≠0。]1．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up12(催化劑),\s\do12(△))2SO3(g)。已知反應(yīng)過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是()A．SO2為0.4mol·L－1，O2為0.2mol·L－1B．SO2為0.25mol·L－1C．SO2、SO3均為0.15mol·L－1D．SO3為0.4mol·L－1B[該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，當(dāng)SO2和O2完全轉(zhuǎn)化為SO3時，c(SO2)＝c(O2)＝0，c(SO3)＝0.4mol·L－1；當(dāng)SO3完全轉(zhuǎn)化為SO2和O2時，c(SO3)＝0，c(SO2)＝0.4mol·L－1，c(O2)＝0.2mol·L－1。依據(jù)可逆反應(yīng)的特點：可逆反應(yīng)不行能進(jìn)行究竟，故平衡時，0<c(SO2)<0.4mol·L－1,0<c(SO3)<0.4mol·L－1,0<c(O2)<0.2mol·L－1，只有B項符合題意。]化學(xué)平衡狀態(tài)的判定反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)混合體系中各成分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)肯定平衡各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)肯定平衡總壓強或總物質(zhì)的量肯定不肯定平衡正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系在單位時間內(nèi)消耗了mmolA同時生成mmolA平衡在單位時間內(nèi)消耗了nmolB同時消耗了pmolC平衡v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不肯定平衡在單位時間內(nèi)消耗了pmolC同時消耗了qmolD[只有v(逆)]不肯定平衡壓強m＋n＝p＋q時，總壓強恒定不肯定平衡m＋n≠p＋q時，總壓強恒定平衡混合氣體平均相對分子質(zhì)量若m＋n≠p＋q，混合氣體平均相對分子質(zhì)量恒定平衡若m＋n＝p＋q，混合氣體平均相對分子質(zhì)量恒定不肯定平衡溫度當(dāng)體系溫度肯定時平衡體系的密度密度肯定不肯定平衡其他如體系顏色不再變更等l平衡【典例2】密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，推斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為()A．壓強不隨時間變更B．氣體的密度不隨時間變更C．c(A)不隨時間變更D．單位時間里生成C(g)和D(g)的物質(zhì)的量相等C[由于反應(yīng)物和生成物均為氣態(tài)，且反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，故氣體的壓強和密度在反應(yīng)過程中始終保持不變，A、B不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)記。C(g)、D(g)均為生成物，反應(yīng)的任何時刻，C(g)、D(g)的物質(zhì)的量總是相等，D項錯誤。當(dāng)c(A)不變時，說明單位時間內(nèi)生成的A與消耗的A的量相等，即反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。](1)當(dāng)A、B、C、D的濃度之比為1∶1∶1∶1時，能否說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡？(2)當(dāng)容器中混合氣體平均相對分子質(zhì)量肯定時，能否說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡？[答案](1)不能，因為不能說明各組分的濃度肯定不變。也不能說明該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等。(2)不能，因為該反應(yīng)m總、n總都不變，所以混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)的“變”與“不變”推斷法某一物理量在從起先到平衡的過程是“變更”的，而達(dá)平衡后則“不變”，則此物理量是推斷平衡狀態(tài)的標(biāo)記。2．在恒定溫度下NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)達(dá)到平衡，不能推斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是()A．v正(NH3)＝2v逆(CO2)B．密閉容器中總壓強不變C．密閉容器中混合氣體的密度不變D．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變D[反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)記有兩個：一是正、逆反應(yīng)速率相等；二是各物質(zhì)的質(zhì)量、濃度、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等均恒定不變；B、C兩項都體現(xiàn)了混合氣體的質(zhì)量、濃度等恒定不變，即正、逆反應(yīng)速率相等，符合題意；D項NH3與CO2都是生成物，按比例生成，故無論平衡與否，氨氣體積分?jǐn)?shù)均不變。]1．在肯定條件下，向某容器中充入N2和H2合成NH3。以下敘述錯誤的是()A．起先反應(yīng)時，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零B．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率漸漸減小，最終減小為零C．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，逆反應(yīng)速率漸漸增大，最終保持恒定D．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率漸漸減小，最終與逆反應(yīng)速率相等且都保持恒定B[隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率漸漸減小，一段時間后，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，但此時反應(yīng)并沒有停止，只不過v(正)＝v(逆)≠0，故B項錯誤。]2．反應(yīng)2SO2＋O22SO3達(dá)到平衡后，再向反應(yīng)容器中充入含氧的同位素eq\o\al(18,8)O的氧氣，經(jīng)過一段時間后，eq\o\al(18,8)O存在于()A．O2 B．SO2C．O2和SO2 D．O2、SO2和SO3D[可逆反應(yīng)在相同條件下，可以向正、逆兩個反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)體系中各物質(zhì)同時存在，由于三種物質(zhì)均含有氧元素，故eq\o\al(18,8)O可能存在于三種物質(zhì)中。]3．500℃時，將2molN2和2.25molH2充入體積為10L的恒容密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡時，NH3的濃度不行能是()A．0.1mol·L－1 B．0.12mol·L－1C．0.05mol·L－1 D．0.16mol·L－1D[由題意知，該反應(yīng)中N2過量。假設(shè)2.25molH2完全參與反應(yīng)，則生成NH3的濃度為0.15mol·L－1，由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，H2不行能完全轉(zhuǎn)化生成NH3，故平衡時NH3的濃度小于0.15mol·L－1。]4．肯定條件下，可逆反應(yīng)N2＋3H22NH3達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，下列說法肯定正確的是()A．每1molN≡N斷裂的同時有2molN—H生成B．N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2C．N2削減的速率和NH3削減的速率之比為1∶2D．氣體體積為初始體積的eq\f(1,2)C[A.反應(yīng)速率之比等于相應(yīng)的物質(zhì)系數(shù)之比，依據(jù)方程式可知，每1molN≡N斷裂的同時有6molN—H生成，不正確；B.平衡時物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變更，但各種物質(zhì)的濃度之間不肯定相等或滿意某種關(guān)系，不正確；C.達(dá)到平衡狀態(tài)時正、逆反應(yīng)速率相等，則N2削減的速率和NH3削減的速率之比為1∶2，正確；D.不知道轉(zhuǎn)化率，則不能確定氣體體積和初始體積的關(guān)系，不正確。]5．在一體積為10L的容器中，通入肯定量的CO和H2O,850℃時發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。(1)CO和H2O濃度變更如圖，則0～4min的平均反應(yīng)速率v(CO)＝________mol·L－1·mi