《高中化學 第2章 第2節(jié) 化學反應的限度課件 魯科版必修2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《高中化學 第2章 第2節(jié) 化學反應的限度課件 魯科版必修2(27頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2化學反應的限度1可逆反應從右向左進行根據(jù)課本 P43 圖 226 所示,SO2 和 O2 反應生成 SO3 的反應方程式表示為_,在反應體系中存在的分子有_。SO2、O2、SO3可逆反應:在_條件下同時向_進行的反應。相同正、反兩個方向從左向右進行在可逆反應的化學方程式中,用“_”代替“_”。通常把_的反應叫正反應,把_的反應叫逆反應。試寫出常見的可逆反應方程式:=2SO2O22SO3_、_、_ 等。由此可知,判斷是否是可逆反應必須在_下,能同時向_和_兩個方向進行。2SO2O22SO3NH3H2ONH3H2O高溫、高壓催化劑2NH3N23H2相同條件正反在反應 2SO2O22SO3 的反應
2、過程中,反應物濃度_,正反應速率_,生成物濃度不斷_,逆反應速率不斷_。最終在時間 t 時反應物濃度不再_,生成物濃度不再_。正反應速率和逆反應速率_。不斷減小不斷減小增大增大減小增大相等上述反應中,正反應速率和逆反應速率相等時反應是否停止?答案:反應沒有停止。因為正反應速率和逆反應速率相等時,SO2 和 O2 繼續(xù)轉(zhuǎn)化為 SO3,同時 SO3 繼續(xù)轉(zhuǎn)化為 SO2 和 O2,即正反應和逆反應還在進行,因此反應并沒有停止。2化學平衡在一定條件下_反應進行到一定程度時,反應物和生成物的濃度不再發(fā)生_,正反應速率和逆反應速率_,反應混合物中各組分的質(zhì)量分數(shù)保持不變的狀態(tài)稱為化學平衡狀態(tài),簡稱化學平衡
3、。當可逆反應達到化學平衡時,無論是正反應還是逆反應,都在繼續(xù)進行著,因而化學平衡是一種_平衡??赡孀兓嗟葎討B(tài)3化學平衡的移動(1)實驗:教材 P44“觀察思考”的實驗中,對于“2NO2 N2O4”的反應體系,可觀察到浸入冷水中的燒瓶里的氣體混合物顏色_,這是因為溫度降低后原平衡被破壞,在新的條件下達到_,導致二氧化氮濃度_,四氧化二氮濃度_;浸入熱水中的燒瓶里的氣體混合物顏色_,這是因為溫度升高后,原平衡被破壞,在新的條件下達到_,導致二氧化氮濃度_,四氧化二氮濃度_,可見化學平衡是在一定條件下建立的,同一可逆反應條件不同平衡狀態(tài)不同,即條件改變,原平衡被破壞,化學平衡發(fā)生移動。變淺平衡狀態(tài)
4、減小增加變深狀態(tài)平衡增加減小(2)化學平衡移動:化學平衡只有在一定的條件下才能保持平衡。如果一個可逆反應達到平衡狀態(tài)以后,反應條件(如_等)改變了,平衡混合物里各組成物的質(zhì)量分數(shù)也就隨之改變而達到新的平衡狀態(tài),這叫化學平衡的移動。平衡狀態(tài)不平衡狀態(tài)新平衡狀態(tài)v(正)v(逆)v(正)v(逆)v(正)v(逆)壓強、溫度濃度、1可逆反應的特點(1)可逆性可逆反應是正反應和逆反應的對立統(tǒng)一體。正反應和逆反”應的反應方向相反,在可逆反應的化學方程式中,用“代替“=”。反的反應不是可逆反應,如2H2O2=2H2O和2H2O=2H2O2不是可逆反應。(2)同條件正、逆反應發(fā)生的條件相同。在不同條件下發(fā)生的方
5、向相點燃電解(3)同時性正反應和逆反應是兩個完全相反的不同的化學反應,但它們同時存在,不可分離。(4)能量類型的轉(zhuǎn)化互逆如果正反應是放熱(或吸熱)反應,則逆反應就是吸熱(或放熱)反應,且吸收和放出的熱量相等。(5)普遍性大部分化學反應都是可逆反應,只不過有的逆反應較弱,有的逆反應較強。2化學平衡(1)化學平衡在一定條件下可逆反應進行到一定程度時,反應物和生成物的濃度不再隨時間的延長而發(fā)生變化,正反應速率和逆反應速率相等,這種狀態(tài)稱為化學平衡狀態(tài),簡稱化學平衡。(2)化學平衡狀態(tài)的特征化學平衡的特征可概括為:逆、等、動、定、變。逆:化學平衡研究的對象是可逆反應;等:v(正)v(逆)0,這是可逆反
6、應達到平衡狀態(tài)的重要標志;動:化學平衡達到平衡狀態(tài)時,反應并沒有停止,實際上正反應和逆反應始終在進行,且正反應速率等于逆反應速率,所以化學平衡是一種動態(tài)平衡;定:外界條件一定,各組成的百分含量(即物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分數(shù))不再改變,這是判斷體系是否處于平衡狀態(tài)的重要依據(jù);變:外界條件改變,平衡被破壞,平衡會發(fā)生移動而建立新的平衡?;瘜W平衡只有在一定的條件下才能保持平衡。如果一個可逆反應達到平衡狀態(tài)以后,反應條件(如濃度、壓強、溫度等)改變了,平衡混合物里各成分的質(zhì)量分數(shù)也就隨之改變而達到新的平衡狀態(tài),因而化學平衡是動態(tài)平衡。3化學平衡的移動及影響因素(1)化學平衡的移動的含義一個處于平
7、衡狀態(tài)的可逆反應,如果改變影響平衡的條件,原來的化學平衡將被破壞,并在新的條件下建立新的化學平衡,像這樣,可逆反應從一個化學平衡狀態(tài)到另一個化學平衡狀態(tài),叫做化學平衡的移動。條件條件改變對化學平衡的影響濃度在其他條件不變時,增大反應物(或減小生成物)濃度,平衡向正反應方向移動溫度在其他條件不變時,升高(或降低)溫度,平衡向吸熱(或放熱)方向移動催化劑對化學平衡移動無影響(2)填寫下表,總結(jié)影響化學平衡的因素(3)正、逆反應速率的變化與化學平衡移動的關系化學平衡的實質(zhì)是 v(正)v(逆),化學平衡移動的實質(zhì)是v(正)v(逆)v(正)v(逆)v(正)v(逆)。條件變化后的 v(正)與 v(逆)的關
8、系化學平衡移動的方向v(正)v(逆)v(正)v(逆)v(正)v(逆)正反應方向v(正)v(逆)v(正)v(逆)v(正)v(逆)逆反應方向v(正)v(逆)v(正)v(逆)v(正)v(逆)或v(正)v(逆)v(正)v(逆)v(正)v(逆)不移動由此可知,化學平衡的移動與正、逆反應速率的變化有著必然的聯(lián)系,具體情況如下表:例1.在已達到平衡的可逆反應 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)中,充入由 18O 組成的氧氣一段時間后,18O 存在于下列物質(zhì)中的()。DA多余的氧氣中C氧氣和二氧化硫中B生成的三氧化硫中D. 二氧化硫、氧氣和三氧化硫中解析:化學平衡是動態(tài)平衡,18O2的加入定會與SO2結(jié)合
9、生成含18O的SO3,同時含18O的SO3又會分解得到SO2和O2,使SO2、O2中也含有18O,因此18O存在于SO2、O2、SO3這三種物質(zhì)中??赡娣磻羌认蛘磻较蜻M行,同時又向逆反應方向進行,反應物和產(chǎn)物中的同一元素的原子可以進行互相轉(zhuǎn)化??赡娣磻荒苓M行到底,有一定的限度,一段時間后都會達到化學平衡。例2.(2011 廣東揭陽檢測)一定溫度下在容積恒定的密閉容器中,進行如下可逆反應:A(s)2B(g)C(g)D(g),下列敘述能表明該反應已達到平衡狀態(tài)的是()。A混合氣體的密度不再變化時容器內(nèi)氣體的壓強不再變化時混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化時B 物質(zhì)的量濃度不再變化時當 v正(C)
10、v逆(D)時 當 v正(B)2v逆(C)A BC D只有解析:由于A 是固體,混合氣體的密度不再發(fā)生變化,說明混合氣體總質(zhì)量保持不變,反應達到化學平衡;由于該可逆反應反應前后氣體分子總數(shù)保持不變,壓強不變無法判斷反應是否處于化學平衡;同,也無法判斷;可以判斷該反應處于化學平衡態(tài);、v正v逆表明該可逆反應達到化學平衡態(tài)。例3.對于反應 A(g)3B(g)2C(g)D(g)(正反應放熱);有如右圖所示的變化,請分析引起平衡移動的因素可能是什么?并說明理由。解析:由于 v(正)、v(逆)均有不同程度的增大,引起平衡移動的因素可能是 a升高溫度;b.增大壓強。根據(jù)反應方程式,正反應是體積減小的放熱反應
11、,則升高溫度平衡向逆反應方向移動,與圖示相符;增大壓強平衡向正反應方向移動,與圖示不相符。故此題中引起平衡移動的因素是升高溫度。答案:引起平衡移動的因素是升高溫度。正反應是體積減小的放熱反應,則升高溫度平衡向逆反應方向移動。例4.一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,發(fā)生下列反應:2SO2(g)O2(g)2SO3(g)達到平衡后改變下述條件,SO3 氣體平衡濃度不改變的是( )。A保持溫度和容器體積不變,充入 1 mol SO2(g)B保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,充入 1 mol SO3(g)C保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,充入 1 mol O2(g)D保持溫度
12、和容器內(nèi)壓強不變,充入 1 mol Ar(g)答案:B解析:A項體積不變,充入 SO2即增加反應物濃度,平衡向右移動,SO3的濃度增大;B項壓強不變,充入 SO3時,雖然平衡向左移動,但由于開始加入的SO2與O2的物質(zhì)的量之比為21,達新平衡時,其平衡狀態(tài)與原平衡相同,所以SO3的濃度也與原來相等;C項壓強不變,充入 O2時,一方面平衡向右移動SO3的量增加,另一方面氣體體積增大使物質(zhì)的濃度減小,我們可以用極限法來思考,當加入無限多的O2時,SO3的濃度應趨于零,即SO3的濃度應是逐漸減小的;D項壓強不變,充入 Ar氣,相當于擴大容器體積,平衡向左移動,SO3的量減少,SO3的濃度也減少。1.
13、在一定溫度不同壓強(p1p2)下,可逆反應 2X(g)2Y(g)Z(g)中,生成物Z在反應混合物中的體積分數(shù)()與反應時間(t)的關系有以下圖示,正確的是()。B2.(2011 廣東梅州檢測,雙選)已知N2(g) 3H2(g)2NH3(g),現(xiàn)向一密閉容器中充入 1 mol N2 和 3 mol H2,在高溫、高壓和催化劑存在條件下發(fā)生反應。下列有關說法正確的是()。ADA在反應開始后的任何時刻,3v(N2)v(H2)B達到化學平衡狀態(tài)時,正反應和逆反應的速率都為 0C達到化學平衡狀態(tài)時,容器中 N2、H2 和 NH3 的物質(zhì)的量之比為 1 3 2D達到化學平衡狀態(tài)時,N2、H2 和 NH3
14、的物質(zhì)的量濃度不再變化BA2A3BC3AB2C2CBA3BDAB2CC解析:反應速率快慢的比較,需要將所給的量化成同一單位比較。若用不同物質(zhì)表示的反應速率,則可用它們的化學計pCqD,量數(shù)進行轉(zhuǎn)化后再比較。如,對于反應mAnBv(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。3.在密閉容器中進行可逆反應,A與B反應生成C,其反應速率分別用v(A)、v(B)、v(C)(molL1s1)表示,且v(A)、v(B)、v(C)之間有以下關系:v(B)3v(A),3v(C)2v(B)。則此反應可表示為( )。內(nèi)容特點在學生認識了化學反應中的物質(zhì)變化和能量變化的實質(zhì)后,引入化學反應進行的快慢和限度,使學生從化學反
15、應快慢和限度這一全新的視角,繼續(xù)認識化學反應。化學反應的快慢和限度是認識化學反應的一個必不可少的維度,是解決“如何更好地利用化學反應”這一問題的重要依據(jù)?;瘜W反應速率和化學平衡分別屬于化學動力學和化學熱力學的范疇,但本節(jié)的目的是讓學生認識化學反應有快慢之分,建立化學平衡的觀點,知道化學平衡狀態(tài)是相對的,可以隨外界條件的改變而改變。影響化學反應速率的因素和化學平衡的建立是本節(jié)重點。另外,本節(jié)通過探究活動使學生在獲得化學知識的同時發(fā)展能力,體會化學理論學習對生產(chǎn)實踐的重要指導作用。本節(jié)的知識框架為:教學指要化學反應的快慢和限度是認識化學反應的兩個視角。研究化學反應的速率和限度對于優(yōu)化化工生產(chǎn)工藝具
16、有重要的指導意義。教師在進行本節(jié)內(nèi)容教學時可以以工業(yè)制硫酸生產(chǎn)條件的優(yōu)化為背景展開,使學生認識到理論學習的重要性。在探究化學反應的快慢時可利用“活動探究”通過分析討論設計實驗的程序完成探究任務。要充分注意引導學生進行組內(nèi)討論和組間討論。在引入“化學反應的限度”時可組織學生就“是不是所有的化學反應都進行得很完全?舉例說明。”這一問題展開討論,從而引入可逆反應、化學平衡的概念。本部分教學的關鍵是幫助學生建立化學平衡的觀點,讓學生對“化學平衡狀態(tài)”有更深刻的理解,要求學生掌握化學平衡狀態(tài)的標志,即“動”動態(tài)平衡,“定”各組分含量固定,“等”正、逆反應速率相等,并會判斷一個反應是否處于化學平衡狀態(tài)?;瘜W反應的快慢和限度是認識化學反應的兩個重要角度,它們屬于不同的研究領域,關注的問題也不相同,不要將兩者混淆。