6.1.2化学反应的限度 课件 2020-2021学年苏教版（2019）高一化学必修第二册（29张）

专题六 化学反应与能量变化
—化学反应速率与反应限度
苏教版必修第二册
第3课时
化学反应限度
思考？
我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？
2SO2＋O2
催化剂
2SO3
实验发现，在二氧化硫跟氧气的反应中，无论怎样改变条件都不能使二氧化硫全部转化为三氧化硫，为什么？
复习回顾
一. 可逆反应
2. 特点：
（1）正反应和逆反应发生的条件相同。
（2）反应物、生成物共同存在。
1. 定义：在相同条件下，既可以向正反应方向进
行，同时又可以向逆反应方向进行的反应。
可逆反应用　　表示。
[例题1]
（1）水电解生成氢气和氧气
（2）氢气和氧气点燃又生成了水
以上反应是否互为可逆反应?为什么?
可逆反应定义：在相同条件下 同时向
正、反两个方向进行反应。
下列对可逆反应的认识正确的是（ ）
A、2 Na+Cl2 = 2NaCl 2NaCl = 2Na+Cl2↑ 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、在一定条件下SO2被氧化成SO3的反应是可逆反应
特点：可逆反应不可能完全进行到底
CD
点燃
电解
[例题2]
(2) (Cl2 用湿润的淀粉KI试纸 变蓝)
氯水中有哪些微粒？可通过什么实验来证明氯水中的各成分?
(1) :Cl2 H2O HClO H+ Cl- ClO- (OH-)
(HClO 、H+ 用紫色石蕊试液 先变红后褪色)
(Cl- 用硝酸银溶液和稀硝酸，有白色沉淀产生)
[例题3]
化学反应的方程式：
化学反应的离子方程式：
③在H2O大量存在情况下还有Cl2分子的存在
结论：氯水中既有反应物又有生成物，此反应属于可逆反应
Cl2+H2O HCl+HClO
Cl2+H2O H++Cl-+HClO

可逆反应的特征：任意时刻，反应体系中，
同时存在反应物和生成物。
判断依据：反应物与生成物共存。
实验
现象
结论或解释
①FeCl3溶液与KI溶液反应
②在反应①的溶液中加入CCl4，振荡、静置
③取②的上层清液，滴加KSCN溶液
表2—2 FeCl3溶液与KI溶液反应程度的实验
2Fe3＋ +2I— 　 2Fe2++I2
有Fe3＋剩余
有I2生成
溶液变棕色
溶液分层，上层变浅,下层为紫红色
溶液变为血红色
合作探究
以上实验说明2Fe3++2I— 2Fe2++I2具有什么
特点?
思考？
提示：2Fe3++2I— 2Fe2++I2为可逆反应，反
应不能进行彻底。

实验表明：
许多化学反应都是可逆的，在同一反应条件下，既可以向正反应方向进行，又可以向逆反应方向进行。
而且具有一定的限度，反应物不能完全转化为生成物，即反应物、生成物同时存在。
[问题1]
在一定条件下把3摩氢气和1摩氮气置于容积为1升的密闭容器中，反应过程中N2、H2、NH3浓度变化情况填入下表，最终能生成 2NH3？
C (N2)
C(H2)
C(NH3)
起 始
过 程
最 终
最大
最大
0
减少
减少
增大
不变
不变
不变
[问题2] 你能作出上述氮气与氢气反应过程中各反应物的浓度随时间的变化曲线吗？
C
t
H2
NH3
N2
反应开始时：
反应物浓度最大，v(正) 最大；
生成物浓度为零，最小，v(逆)为零。
反应进行中：
反应物减少，导致v(正) 逐渐减小；
生成物由无到有逐渐增多，导致v(逆) 从零逐渐增大。
反应到一定时间：
v(正)＝v(逆)；
各反应物和生成物的浓度不再发生变化
反应速率
反应时间
v正
v逆
ν正＝ν逆
可逆反应进行过程中正、逆反应速率变化特点：(以N2为例)
分析讨论：
如何判断可逆反应已达到平衡状态了呢?
思考？
提示：微观上判断：v(正)=v(逆)，v(正)=v(逆)是指指定某物质(反应物或生成物)的消耗速率与生成速率相等。宏观上判断：各物质的浓度保持不变，各物质的百分含量不变。
二. 化学平衡
1. 概念：
在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率
相等，反应物浓度不再减少，生成物浓度不再增加，反
应混合物中各组分的含量保持不变的状态。
前提(适用范围):可逆反应实质:????(正)=????(逆)≠????外在标志:反应混合物中各组分的浓度保持不变
?
2. 化学平衡的特征
逆：建立化学平衡的反应是可逆反应。
等：平衡时v(正)=v(逆)。
动：化学平衡是一个动态平衡v(正)=v(逆)≠0。
定：达到平衡状态时，外界条件一定，反应速率一定，混合物中各组分的浓度一定，混合物中各组分的百分含量一定。
变：当外界条件改变时，平衡一般要发生改变。
同：不论从正反应开始还是从逆反应开始，在相同的反应条件下，能达到相同的平衡状态。
3.影响化学反应的限度的因素
(1)决定因素：化学反应的限度首先决定于反应物的化学性质。不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同，反应物的最大转化率不同。
(2)外界因素：化学反应的限度受温度、浓度、压强
等条件的影响。改变其中的一个条件，可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。要注意的是，压强只影响有气体物质参与或生成的可逆反应的限度。
4. 化学平衡状态的判断
(1)对同一物质而言：v(正)=v(逆)，则达平衡。
(2)体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数或质量分数保持不变，则达平衡。
(3)反应前后气体物质的量改变(不同)的可逆反应，恒容时总压强保持不变、恒压时总体积不变或总物质的量不变、平均相对分子质量不变，则达平衡。但对于反应前后气体物质的量不变(相同)的反应则不一定达平衡。
(4)对于有颜色的物质参加或生成的可逆反应，颜色不随时间发生变化，则达平衡。
(5)对同一物质而言，在同一时间内断裂某化学键的物质的量与形成该化学键的物质的量相等，则达平衡。
1、在一定条件下，某容器内充入N2和H2合成氨，以下叙述中错误的是( )
A、开始反应时，正反应速率最大，逆反 应速率为零。
B、随着反应的进行，正反应速率减小，最后降为零。
C、随着反应的进行，正反应速率减小，逆反应速率增大，最后相等。
D、在反应过程中，正反应速率的减小等于逆反应速率的增加。
BD
【例题4】
【例题5】 可逆反应2NO2 2NO+O2在体积不变的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是(　　)
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
A.①④ B.②④
C.①③④ D.②③⑤
解析：解答本题的关键是根据所给条件判断出v(正)=v(逆)。①中生成n mol O2的同时生成2n mol NO，都是正反应速率，不能作为判断依据；②中生成n mol O2为正反应速率，同时生成2n mol NO2为逆反应速率，且符合化学计量数之比，正确；③不能作为判断依据；④中NO2为红棕色气体，颜色不再发生变化，说明其浓度不再发生变化，说明反应平衡了；⑤中该体系混合气体的密度为一恒定的数值，所以不能作为判断达到平衡的标志。
答案：B
小结
可逆反应
在同一条件下，既可以向正反应方向进行又可以向逆反应方向进行的反应。
在一定条件下，可逆反应有一定限度，反应物不能完全转化为生成物。
可逆反应在一定条件下进行到一定程度时可达到化学平衡状态，此平衡是个动态平衡，此时正反应速率与逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度保持不变。
随堂练习
1．下列关于化学反应限度的说法中正确的是(　　)A．当一个可逆反应达到平衡状态时，这就是这个反应在该条件下所能达到的限度B．当一个可逆反应进行到平衡状态时，那么这个反应的正反应速率和逆反应速率相等C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的温度已经不再变化D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
AB
解析：要搞清楚：当一个可逆反应在一定条件下达到平衡，亦就是这个反应在该条件下所达到的限度，并且此时的化学平衡状态是一个动态平衡，只要条件改变，平衡即被破坏。当这个可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时，该反应已达到平衡状态；反之，当一个可逆反应进行到平衡状态时，那么这个反应的正反应速率和逆反应速率相等，则B正确；当一个可逆反应进行到平衡状态时，那么这个反应的正反应速率和逆反应速率相等，从表面上看，反应物不再被消耗，生成物也不再增加，反应物达到最大转化率，生成物达到最大产率，这就是这个反应在该条件下所能达到的限度，则A正确；化学平衡状态是一种动态平衡，一旦条件改变，平衡就要被破坏，化学反应的限度也就随之而改变，则C、D说法是错误的。
2.对于可逆反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，正反应速率分别用v(SO2)、v(O2)、v(SO3)表示，逆反应速率分别用v′(SO2)、v′(O2)、v′(SO3)表示，该反应达平衡时，则下列关系式中正确的是(　　)A．v(SO2)＝v′(SO2) B．v(O2)＝v(SO3)C．v(SO3)＝2v′(SO2) D．v(O2)＝2(1)v′(SO3)
AD
解析：对于正反应有v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2，对于逆反应有v′(SO2)∶v′(O2)∶v′(SO3)＝2∶1∶2，而有v(SO2)＝v′(SO2)、v(O2)＝2(1)v′(SO3)均能体现v(正)＝v(逆)即均能说明达到平衡状态。