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高中化学人教版必修第二册
第六章 第二节 第三课时
《化学反应的限度》
课堂引入
ChemNews
新闻
(金台资讯)2020年9月23日,扬州市区一女子在家打扫卫生时,因误将
84消毒液和洁厕灵混合起来使用,导致出现中毒症状。
据悉,事发时,该女子吸入大量气体后,身体出现严重不适,后来被送
到附近医院救治。急诊科医生介绍,该名女子因氯气中毒引发哮喘、胸闷、
心悸等症状,如果得不到及时医治,该患者可能会有生命危险。
【生活中的化学】
查阅资料可知,84消毒液的有效成分为 NaClO,洁厕灵的主要成分是盐酸,将其混合,会发
生化学反应: 。
【知识回顾】
我们在必修第一册中学习过氯气与水的反应: 。
【思考】
对比以上两个反应方程式,你想起了什么?
可逆反应!
一、可逆反应的定义
什么是可逆反应,可逆反应有什么特点?
在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
注:向生成物方向进行的反应叫做正反应,
向反应物方向进行的反应叫做逆反应。
例:
【思考】 和 互为可逆反应吗?
不是可逆反应,反应条件不相同。
N2+3H2 2NH3
催化剂
高温高压
NH3+3H2O NH3·H2O
2SO2+O2 2SO3
催化剂
△
Cl2+H2O HCl+HClO
SO2+H2O H2SO3
反应物 生成物
正反应
逆反应
二、可逆反应的特点
什么是可逆反应,可逆反应有什么特点?
实验 探究可逆反应的特点
实验一
取 0.1 mol/L FeCl3 溶液与 0.1 mol/L KI 溶液混合,然后向混合液中加入 CCl4 ,振荡后静
置,观察实验现象。
实验现象: ______________________________________________ ;
实验结论: _______________________________________________
_______________________________________________。
另取 0.1 mol/L FeCl2 溶液与碘水混合,然后向混合液中加入 KSCN 溶液,观察实验现象。
实验现象:______________________________;
实验结论:_______________________________________________
_______________________________________________。
溶液分层,下层为紫色
FeCl3 与 KI 发生化学反应,有 I2 生成,
溶液变为红色
FeCl2 与 I2 发生化学反应,有 Fe3+ 生成,
综上所述, ,可逆反应具有双向性。
反应方程式为
反应方程式为
什么是可逆反应,可逆反应有什么特点?
实验 探究可逆反应的特点
实验二
取 2 mL 0.01 mol/L FeCl3 溶液与 10 mL 0.1 mol/L KI 溶液混合,然后分装在两支试管内。
向其中一支试管中加入 CCl4 ,振荡后静置,观察实验现象①。
向另一试管中加入 KSCN 溶液,观察实验现象②。
实验现象①:______________________________________________;
实验结论①:______________________________________________。
实验现象②:______________________________;
实验结论②:______________________________。
加入 CCl4 并振荡静置后,液体分层,下层为紫色
有 I2 生成发生可逆反应
Fe3+ 未被反应完,有剩余
溶液变为红色
综上所述,可逆反应不能完全进行,反应物不能完全被消耗。
可逆反应充分进行后,达到一个反应物、生成物共存的状态。
二、可逆反应的特点
【思考】对于可逆反应N2+3H2 2NH3 ,向反应容器中充入1 mol N2 和 3 mol H2 ,
充分反应后,
①反应容器中 ____ N2 剩余(“有”或“无”);
②最终可得到 ________ mol NH3 。
催化剂
高温高压
1、双向性
什么是可逆反应,可逆反应有什么特点?
在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行。
可逆反应不能完全进行,反应物不能完全被消耗,反应物转化率小于100%。
注:
二、可逆反应的特点
2、不完全性
能
小于 2
有
【思考】对于可逆反应N2+3H2 2NH3,向反应容器中充入 N2 和 H2 ,可生成 NH3 ;
若向反应容器中充入 NH3 ,______ 得到 N2 (“能”或“不能”) 。
催化剂
高温高压
1、双向性
什么是可逆反应,可逆反应有什么特点?
二、可逆反应的特点
2、不完全性
可逆反应充分进行后,达到一个反应物、生成物共存的状态,即达到该
反应进行的限度。
我们把这种状态成为化学平衡状态。
一、化学平衡状态的建立
化学平衡状态是如何建立起来的,化学平衡状态有什么特征?
以 为例,向容器内加入同浓度同体积的 FeCl3 溶液与 KI 溶液。
注:v正为正反应速率:
单位时间内反应物浓度减少量
、生成物浓度增加量
v逆为逆反应速率:
单位时间内反应物浓度增加量
、生成物浓度减少量
【思考】
(1)反应刚开始时,反应物和生成物的浓度哪个大?
(2)反应刚开始时, v正 与 v逆 哪个反应速率大?
(3)随着反应的进行,反应物和生成物浓度如何变化?
(4)随着反应的进行,v正 与 v逆 怎样变化?
(5)反应进行到什么时候,反应物和生成物浓度不再变化?
(6)反应物和生成物浓度不再变化后,反应是否停止了?
(可利用 浓度-时间图、反应速率-时间图、表格 等工具分析)
v正 = v逆
一、化学平衡状态的建立
化学平衡状态是如何建立起来的,化学平衡状态有什么特征?
反应前 反应中 平衡时 宏观 物料角度 c(反应物) ____ 0 c(反应物) ______ c(反应物)______ c(生成物) ____ 0 c(生成物) ______ c(生成物)______ 微观 速率角度 v正 ____ 0 v正 ______ v正 ______
v逆 ____ 0 v逆 ______ v逆 ______ >
=
>
=
减小
增大
减小
增大
不变
不变
不变
不变
v正 = v逆
c
0
0
v正
v逆
v正
v逆
I–
Fe3+
Fe2+
v
化学平衡状态
化学平衡状态
t0
t0
I2
Fe3+、I–
Fe2+
I2
反应并未停止
“动态平衡”
以 为例,向容器内加入同浓度同体积的 FeCl3 溶液与 KI 溶液。
t
t
化学平衡状态是如何建立起来的,化学平衡状态有什么特征?
【思考】向反应容器中充入含 18O 的一氧化碳和含 16O 的水,发生如下反应:
反应达到平衡状态后,18O 存在于_________________ 中(填化学式)。
CO、H2O、CO2
二、化学平衡状态的两大特点
c
0
0
v正
v逆
I–
Fe3+
Fe2+
v
化学平衡状态
化学平衡状态
t0
t0
I2
Fe3+、I–
Fe2+
I2
以 为例,向容器内加入同浓度同体积的 FeCl3 溶液与 KI 溶液。
t
t
特点1:
各物质浓度不再变化
特点2:
v正 = v逆 ≠ 0
课堂练习
1.下列对可逆反应的认识正确的是( )
A. 与 互为可逆反应
B.既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
C.在同一条件下,同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应
D.可逆反应可以完全进行
课堂练习
2.一定条件下,向某密闭容器中投入一定量的 X 和 Y ,发生反应 ,反应
过程中正、逆反应速率 v 随时间 t 的变化情况正确的是( )
A. B.
C. D.
0
v正
v逆
v
t
0
v逆
v正
v
t
0
v正
v逆
v
t
0
v逆
v正
v
t
课堂练习
3.在密闭容器中进行反应: ,已知 X、Y、Z 的起始浓度分别 为0.1 mol/L、
0.3 mol/L、0.2 mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )
A.Z 为 0.3 mol/L B.Y 为 0.4 mol/L
C.X 为 0.2 mol/L D.Z 为 0.4 mol/L
课堂练习
4.对于可逆反应 达到化学平衡时,下列说法正确的是( )
A.M、N、Q 三种物质的浓度一定相等
B.M、N 全部变成了 Q
C.反应物和生成物的浓度都保持不变
D.反应已经停止
课堂练习
5.某条件下向2 L恒容密闭容器中充入 2 mol N2 与 8 mol H2,发生可逆反应: 。
在 t0 时刻反应达到平衡,此时容器内 c(NH3)=0.8 mol/L。
(1)达到平衡时,c(N2) = __________ mol/L;
(2)达到平衡时,H2 的转化率为___________;
(3)请画出反应过程中的物质的量浓度-时间图像。
c
0
t0
t
课堂练习
课堂练习参考答案
1 2 3 4
C D A C
c/(mol·L-1)
0
t0
t
1
3
4
2.8
0.6
0.8
H2
N2
NH3
5.(1)0.6;(2)30%;(3)见下图