专题6　第1单元　课题2　化学反应的限度　化学平衡状态课件(共38张PPT)2022-2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册

(共38张PPT)
专题6
化学反应与能量变化
第一单元　化学反应速率与反应限度
课题2　化学反应的限度　化学平衡状态
学 习 目 标
1. 了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态。
2. 能描述化学平衡状态，判断化学反应是否达到平衡。
3. 体会从限度和快慢两个方面去认识和调控化学反应的重要性。
活 动 方 案
1. 回顾氯气与水的反应，哪些证据可以说明该反应不能反应完全，即反应具有一定的限度？如何证明氯水中存在氯气分子，领悟可逆反应的概念。
活动一：认识可逆反应
2. 一定条件下，许多反应有一定限度，反应物不能完全转化为生成物，请你根据所学知识，列举具有一定限度反应的案例。常温下，在0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中，大约只有1%的醋酸分子电离成离子，醋酸的电离有一定的限度吗？用电离方程式表示醋酸的电离过程。
【归纳总结】 可逆反应的特点
FeCl3溶液和KI溶液在常温下能发生如下反应：
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
1. 取5 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，向其中加入1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，振荡，观察实验现象。
2. 继续向上述溶液中加入2 mL苯，充分振荡后静置，观察实验现象。
3. 分液后，重复步骤2的操作2～3次，将下层溶液分装在两支洁净的试管中，向其中一支试管中滴加5～6滴15%硫氰化钾(KSCN)溶液，观察并比较两支试管中溶液的颜色。(KSCN溶液遇到Fe3＋变为红色，该反应可用于检验溶液中的Fe3＋)
活动二：实验探究化学反应的限度
填写下表，通过该实验，你能得出什么结论？
实验步骤 实验现象 实验结论或反应
向KI溶液中加入FeCl3溶液并振荡
向充分反应后的溶液中加入苯，振荡，静置
取下层溶液，滴加KSCN溶液
实验结论
溶液由黄色变为棕黄色
溶液分层，上层变为紫红色
碘被萃取到有机层中
碘被萃取到有机层中
溶液中存在Fe3＋
Fe3＋与I－的反应有一定的限度，不能完全反应
1. 理论分析化学反应限度与平衡状态的建立。
(1) 事实表明，许多反应是可逆的，在同一条件下向正反应方向进行的同时，也在向逆反应方向进行。对于一般的可逆反应，请你描述随着反应的进行，反应物浓度、生成物浓度的变化趋势。
【答案】 随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大。
活动三：化学平衡状态
(2) 在一定条件下，正反应速率等于逆反应速率，反应物浓度和生成物浓度不再改变的状态叫作化学平衡状态。对于一般的可逆反应，在坐标系中画出正、逆反应速率随反应时间变化的曲线图。
【答案】
2. 以Fe3＋与 I－的反应为例，分析反应中离子浓度变化和正、逆反应速率变化，画出反应过程中正、逆反应速率与反应时间的关系曲线，学习平衡状态的概念。
【答案】 开始时，Fe3＋和I－的浓度都很大，正反应速率较大，逆反应速率为0，随着反应的进行，反应物的浓度下降，正反应速率逐渐减小，生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大。当正、逆反应速率相等时，反应物、生成物的浓度不再变化，即反应达到化学平衡状态。
3. 探究平衡状态与平衡标志。
(1) 根据理论探究，达到平衡时反应的正反应速率和逆反应速率是相等的，反应速率不再变化，那么此时反应物、生成物的浓度会变化吗？正、逆反应速率均为0吗？
【答案】 达到平衡状态时，正、逆反应速率不变，反应物、生成物的浓度也不再变化，但正、逆反应仍在进行，正、逆反应速率均不为0。
(2) 化学平衡的本质特征是什么？为什么说化学平衡是动态平衡？平衡状态一般有什么特点或标志？
【答案】 化学平衡的本质特征是v(正)＝v(逆)≠ 0，由于反应仍在进行，所以化学平衡是一种动态平衡。外界条件一定时，平衡时一般各组分的百分含量一定(不是相等)；体积一定时，各物质的浓度不再变化，体系颜色不再变化。
【归纳总结】
(1) 化学平衡状态判断“三关注”
①关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器。
②关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应。
③关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
课 堂 反 馈
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【解析】 反应开始时，反应物的浓度最大，正反应速率最大，生成物的浓度为零，逆反应速率为零，A正确；随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，达到平衡状态时正、逆反应速率相等，但不为零，B错误，C、D正确。
【答案】 B
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【解析】 含18O的一氧化碳和H2O正向反应生成含18O的二氧化碳，同时含18O的二氧化碳和H2又逆向反应生成了一氧化碳和水，故最终CO、H2O和CO2中都含有18O。
【答案】 D
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【解析】 该反应是可逆反应，不能完全转化，A错误；温度升高，正、逆反应速率均增大，B正确；平衡状态为动态平衡，v(正)＝v(逆)>0，C错误；达到平衡状态时，各物质的物质的量浓度不一定成比例，D错误。
【答案】 B
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【答案】 B
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【答案】 C
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A. 12 s时，A的转化率为25%
B. 化学计量数之比b∶c＝1∶2
C. 0～2 s，D的平均反应速率为0.1 mol·L－1·s－1
D. 图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率
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【解析】 12 s时，A的物质的量浓度减少了0.6 mol·L－1，转化率为75%，A错误；12 s时，B的物质的量减少0.2 mol·L－1×2 L＝0.4 mol，此时C增加 0.8 mol，b∶c＝1∶2，B正确；D为固体，浓度为常数，不能表示化学反应速率，C错误；A、B曲线相交时，正向建立平衡，A的消耗速率大于A的生成速率，D错误。
【答案】 B
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【解析】 采用极值法分析，若氧气全部反应，则N2、O2和N2O的浓度分别为1.0 mol·L－1、0、4.0 mol·L－1，若N2O(g)全部反应，则N2、O2和N2O的浓度分别为5.0 mol·L－1、 2 mol·L－1、0，所以1.0 mol·L－1＜c(N2)＜5.0 mol·L－1、0＜c(O2)＜2.0 mol·L－1、0＜c(N2O)＜4.0 mol·L－1，反应不可能完全转化，所以只有c(O2)＝1.5 mol·L－1符合题意。故选A。
【答案】 A
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(1) 3～9 min内，v(H2)＝______________mol·L－1·min－1。
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(2) 能说明上述反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A. 反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B. 混合气体的密度不随时间的变化而变化
C. 单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2O
D. CO2的体积分数在混合气体中保持不变
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D
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【解析】 A项，反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即题图中交叉点)，此时反应还在正向进行中，没有达到平衡状态；B项，密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中气体总质量和容器容积始终保持不变，所以混合气体的密度不随时间的变化而变化，不能说明反应达到平衡状态；C项，单位时间内消耗3 mol H2，同时生成 1 mol H2O，均表示正反应速率，不能说明反应达到平衡状态；D项，CO2的体积分数在混合气体中保持不变，说明反应达到平衡状态。
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(3) 平衡时CO2的转化率为__________。
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75%
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(4) 平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是__________。
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30%
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(5) 一定温度下，9 min时v逆(CH3OH)________(填“大于”“小于”或“等于”)3 min时v正(CH3OH)。
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【解析】 随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，则 3 min 时的v正(CH3OH)>9 min时v正(CH3OH)，9 min时反应达到平衡状态，正、逆反应速率相等，则9 min 时v逆(CH3OH)小于3 min时v正(CH3OH)。
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