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第2課時 化學反應的限度,1.可逆反應的定義 在 條件下 向正、反兩個方向進行的反應稱為可逆反應。 2．可逆反應的特點 對可逆反應來說，在一定條件下，反應物 全部轉化成產(chǎn)物，反應只能進行到 。,相同,同時,不可能,一定程度,3．可逆反應的書寫 在可逆反應的化學方程式中，用“ ”號代替“ ” 號。,===,1.化學平衡狀態(tài)的建立 (1)當反應開始時，SO2和O2的濃度 ，因此，反應生成SO3的正反應速率 ；而SO3的濃度為零，因此，SO3分解生成SO2和O2的逆反應速率為 (如下圖所示)。 (2)隨著反應的進行，反應物SO2和O2的濃度逐漸 ，因此，正反應速率逐漸 ；生成物SO3的濃度逐漸 ，因此，逆反應速率逐漸 (如下圖所示)。,最大,最大,零,減小,減小,增大,增大,(3)如果外界條件不發(fā)生變化，可逆 反應進行到一定程度時，正反應速 率和逆反應速率相等，反應物和生 成物的 不再隨時間的延長而 發(fā)生變化，反應好像“停滯”了。 實際上，這時正反應和逆反應都依然在 ，只是在同一瞬 間，正反應生成的三氧化硫的物質的量與逆反應消耗的三氧 化硫的物質的量 而已。此時，可逆反應達到 _________ (如圖所示)。,濃度,進行,相等,平衡狀態(tài),2．化學平衡狀態(tài)的含義 在一定條件下的 進行到一定程度時，反應物和生成物的濃度 ，正反應速率與逆反應速率 ，這種狀態(tài)稱為化學平衡狀態(tài)。 3．化學平衡的特征 (1)逆：只有 反應才能在一定條件下建立化學平衡狀態(tài)。 (2)動：化學平衡是一種 平衡。,可逆反應,不再隨時間的延長而發(fā)生變化,相等,可逆,動態(tài),(3)等：反應達到平衡時，v(正) v(逆)。 (4)定：條件一定時，反應混合物的含量 。 (5)變：當 改變時，平衡一般要發(fā)生 。 (6)無：建立平衡與途徑 。即在相同的條件下，一個可 逆反應，不論是從正反應方向開始，還是從逆反應方向開 始，或者從兩個反應方向同時開始，都可建立同一平衡狀 態(tài)。,＝,保持不變,外界條件,改變,無關,(1)降溫：浸入冷水中的燒瓶里的氣體混合物顏色變 ，這是因為溫度降低后原平衡狀態(tài)被 ，在新的條件下達到 ，導致二氧化氮濃度 ，四氧化二氮濃度 。,淺,破壞,新的平衡狀態(tài),減小,增加,(2)升溫：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狀態(tài)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 。 (3)結論：當其他條件不變時，升高反應體系的溫度，平衡向 反應方向移動；降低反應體系的溫度，平衡向 反應方向移動。 2．化學平衡移動的含義 當條件改變時，原來的化學平衡將被 ，并在新的條件下建立 ，即發(fā)生化學平衡移動。,變深,新的平衡狀態(tài),增加,減小,吸熱,放熱,破壞,新的化學平衡,3．影響化學平衡的因素 (1)溫度對化學平衡的影響 當其他條件不變時，升高反應體系的溫度，平衡向 反應方向移動；降低反應體系的溫度，平衡向 反應方向移動。 (2)濃度對化學平衡的影響 在其他條件不變的情況下，增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向 方向移動；反之，則向逆反應方向移動。,吸熱,正反應,放熱,(3)壓強對化學平衡的影響 在其他條件不變的情況下，增大壓強會使化學平衡向著 的方向移動；減小壓強，會使平衡向著 的方向移動。,氣體體積縮小,氣體體積增大,提示 在該平衡體系中，涉及三種物質，從正、逆反應兩方面講，應當有六個反應速率值，即N2的消耗速率(v正)和生成速率(v逆)，H2的消耗速率(v正)和生成速率(v逆)以及NH3的生成速率(v正)和消耗速率(v逆)，v正＝v逆的具體意義有兩點，一是同一物質的v正＝v逆，不同物質的v正、v逆應與計量數(shù)之比成正比才是真正意義的v正＝v逆，反應達平衡狀態(tài)。如對于合成氨的反應，如果v(N2)消耗＝v(NH3)消耗并不是真正意義的正、逆反應速率相等，應該有2v(N2)消耗＝v(NH3)消耗才是真正意義的v正＝v逆，此時反應達平衡狀態(tài)。,【慎思2】 某一可逆反應，一定條件下達到了平衡，①若化學反應速率改變，平衡一定發(fā)生移動嗎？②若平衡發(fā)生移動，化學反應速率一定改變嗎？ 提示 ①不一定，如反應前后氣體體積不變的反應增大壓強或使用催化劑，速率發(fā)生變化，但平衡不移動。 ②一定，化學平衡移動的根本原因就是外界條件改變，使v(正)≠v(逆)才發(fā)生移動的。,【慎思3】 可逆反應在一定條件下總會達到化學平衡，這里的“一定條件”指什么條件？ 提示 通常包括一定的溫度、濃度、壓強等。,【慎思4】 對于反應CO＋H2O(g)CO2＋H2，如果起始加入的CO和H2O(g)分別為0.01 mol和0.02 mol，二者的濃度比為1∶2，反應進行時，二者的消耗速率相等嗎？達到平衡時，二者的濃度比還是1∶2嗎？ 提示 二者無論以何種比例加入，消耗速率始終是相等的，達到平衡時，二者的濃度比不會是1∶2。,【慎思5】 升高溫度，化學平衡會向著吸熱反應的方向移動，此時放熱反應方向的反應速率會減小嗎？ 提示 不會。升高溫度，v吸和v放均增大，但二者增大的程度不同，前者增大的程度大于后者，故v吸與v放不再相等。v吸＞v放，原平衡被破壞，向著吸熱反應方向移動，直至建立新的平衡。降溫則相反。,給出某一可逆反應，判斷是否已達平衡狀態(tài)，關鍵是緊緊圍繞著“等”與“定”這兩個基本特征來判斷。 1．根據(jù)“等”這個基本特征來判斷化學平衡狀態(tài) (1)正逆反應的描述 應指明正、逆反應速率：①同一物質的消耗與生成；②反應物與生成物的消耗與生成。,(2)速率相等 ①同一物質的反應速率相等；②不同物質的反應速率與對應 化學方程式中各物質的系數(shù)成正比。 (3)其他說法 ①同一物質化學鍵的斷裂與化學鍵形成的量相等；②不同反 應物間的化學鍵斷裂與化學鍵形成的量與該化學方程式中各 物質的系數(shù)成正比。,2．根據(jù)“定”這個基本特征來判斷化學平衡狀態(tài) “定”是指條件一定時反應混合物的含量“保持不變”，并非是 “相等”或“成比例”。 (1)一定條件下，反應物的轉化率最大或產(chǎn)物的產(chǎn)率最大的狀態(tài)。 (2)對于有顏色變化的可逆反應，顏色不再改變的狀態(tài)。 (3)對于反應前后氣體體積改變的可逆反應，化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)還有：反應混合物的平均相對分子質量不再變化的狀態(tài)；反應混合物的密度不再變化的狀態(tài)；反應混合物的壓強不再變化的狀態(tài)。,解析 本題考查如何判斷一個可逆反應是否達到平衡狀態(tài)， 解題的關鍵是掌握化學平衡狀態(tài)的標志。觀察第(1)題反應的 特征可知：此反應在反應前后氣體的體積不發(fā)生變化，即在 反應的任何一個階段，容器內壓強不發(fā)生改變。氣體的總質 量不變、總的物質的量不變，因此混合氣體的密度、平均相 對分子質量均不發(fā)生改變。觀察第(2)題反應的特征：反應前 后氣體體積發(fā)生改變，因此在反應未達到平衡狀態(tài)時，混合 氣體的平均相對分子質量、混合氣體的密度、容器內壓強等 都會發(fā)生改變，當反應處于平衡狀態(tài)時，這些量都不再改 變，此時c(NO2)恒定，顏色不再變化。 答案 (1)②⑥⑨ (2)⑥⑦⑧⑨⑩,化學平衡狀態(tài)的最根本特征是正、逆反應速率相等，但在題 目中有多種表述方法。在解題時，應具體問題具體分析，并 明確題目的敘述是表示正反應速率還是逆反應速率等。,答案 C,某可逆反應達到平衡時，當改變外界條件引起化學反應速率 發(fā)生相對的改變時，化學平衡就會被破壞，平衡發(fā)生移動。 影響平衡移動的因素有溫度、濃度、壓強等，但改變壓強是 通過改變反應體系的體積來實現(xiàn)的。分析化學平衡移動的一 般思路：,說明：①增加固體或純液體的量，由于濃度不變，所以化學平衡不移動。②通常指的加壓就是通過縮小體系的容積達到的，而減壓就是增大體系的容積達到的。③壓強對固體和液體的濃度無影響，若平衡體系中無氣體，則壓強變化不能改變反應速率，平衡不移動。④加入催化劑，因催化劑使正、逆速率同等程度地加快，故不能使平衡發(fā)生移動。但能縮短達到平衡的時間。,解析 該題考查外界條件對化學平衡的影響。因COCl2分解 的反應為正向氣體物質的量增加的吸熱反應，故升溫、減壓 均可使平衡右移，提高COCl2的轉化率；增大CO的濃度平 衡左移，可降低COCl2的轉化率；加催化劑、恒容通入稀有 氣體對平衡移動無影響，不改變COCl2的轉化率；恒壓通入 稀有氣體，必將引起容器體積增大，相當于減壓，平衡右 移，提高COCl2的轉化率。 答案 B,若為恒容容器，通入稀有氣體，由于容器的體積不變，各組 分的濃度保持不變，故反應速率不變，平衡也不移動；若為 恒壓容器，通入稀有氣體，容器的體積膨脹，對于反應體系 則相當于減壓，平衡移動。,解析 解這類題目，關鍵是分析反應的特點，依此進行判 斷。對于題目中的反應，正反應方向是體積減小、放熱的反 應。由此，要使平衡向生成Z的方向移動，可采取降低溫 度、增大壓強和及時分離出Z等措施。 答案 C,答案 D,答案 A,規(guī)律探究十 化學平衡的圖像 【知識支持】 1．化學平衡圖像的主要特點 通過多種圖像對化學反應速率和化學平衡的有關知識、規(guī)律進行分析考查。題目往往靈活性強，迷惑性大，涉及內容多，要求高，特別對知識綜合應用能力和分析能力的考查。,2．化學平衡圖像題的解析思路： (1)看圖像。一看軸，即縱橫坐標的意義；二看點，即起點、拐點、交點、終點；三看線，即線的走向和變化趨勢；四看輔助線，即等溫線、等壓線、平衡線等；五看量的變化，如濃度變化、溫度變化、轉化率變化、物質的量的變化等等。 (2)依據(jù)圖像信息，利用平衡移動原理，分析可逆反應的特征：吸熱還是放熱，氣體系數(shù)增大、減小還是不變，有無固體或純液體參加或生成等等。,(3)在化學平衡圖像中，先出現(xiàn)拐點的反應先達到平衡，可知 該反應的溫度高、濃度大、壓強高或使用了催化劑。 (4)定一議二：只適用于一個條件的改變，所以圖像中有三個 變量時，先固定一個量，再討論另外兩個量的關系。,解析 達到平衡狀態(tài)時，v正＝v逆≠0且保持恒定不變，由圖 中可看出v正還在變化，故A項錯誤；在反應開始后，反應物 的濃度會減小，故B項錯誤；由圖中可看出ac段正反應速率 增大，由于該反應是在密閉容器內進行，因此不考慮壓強對 化學反應速率的影響，且反應物濃度在減小，則可推知是由 于溫度升高而引起正反應速率增大，故該反應是放熱反應， 反應物的總能量高于生成物的總能量，C項錯誤；正反應速 率越快，消耗的SO2就越多，故D項正確。 答案 D,