6.2.2化學(xué)反應(yīng)的限度課件【知識精講精研】高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率與限度第2課時化學(xué)反應(yīng)的限度【考綱要求】1.了解化學(xué)反應(yīng)的限度、可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡的含義。2.掌握化學(xué)平衡的特征及判斷。3.了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用。我們知道在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物之間是按照化學(xué)方程式中的系數(shù)比進(jìn)行反應(yīng)的，那么，在實際反應(yīng)中，反應(yīng)物能否按相應(yīng)的計量關(guān)系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢？①2H2+O2=2H2O已知：2mol1mol②2SO2+O22SO3

已知：2mol1mol

2mol?<2mol?2SO2+18O2

2SO3請同學(xué)們觀察容器內(nèi)的反應(yīng)加入18O2在一定條件下反應(yīng)新課導(dǎo)入2SO2+18O2

2SO3S18O2S16O18O你能用一個化學(xué)專用名詞描述這個過程嗎？18O218O16OS18O3S16O218OS16O18O2反應(yīng)物生成物共存一.可逆反應(yīng)1.概念：在相同條件下，既能向

，同時又能向

的反應(yīng)。2.特征：三同：

，

，

；反應(yīng)不能進(jìn)行完全，即任一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均

100%。3.表示：化學(xué)方程式中用

表示。正反應(yīng)方向進(jìn)行

正反應(yīng)方向進(jìn)行

相同條件

正逆反應(yīng)同時進(jìn)行

反應(yīng)物、生成物同時存在

小于

?

4.很多化學(xué)反應(yīng)在進(jìn)行時都有一定的可逆性，不同反應(yīng)的可逆性不同，有些化學(xué)反應(yīng)在同一條件下可逆程度很小，如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，視為“不可逆”反應(yīng)。

已知FeCl3溶液和KI溶液發(fā)生如下反應(yīng):2Fe3++2I-=2Fe2++I2

【實驗】

取5mL0.1mol·L-1KI溶液，滴加0.1mol·L-1FeCl3溶液5~6滴，繼續(xù)加入2mLCCl4充分振蕩。靜置后觀察到什么現(xiàn)象？取上層溶液，用KSCN溶液檢驗是否還存在Fe3+。該實驗說明了什么？方案1.取5mL0.1mol/LKI溶液，加入0.1mol/LFeCl3溶液5~6滴。3.取上層清液，滴入2滴KSCN溶液。2.向上述溶液中繼續(xù)加入2mLCCl4。檢驗Fe3+是否完全反應(yīng)檢驗是否生成了I2KI過量實驗現(xiàn)象結(jié)論①FeCl3溶液與過量KI溶液混合②在反應(yīng)①的溶液中加入CCI4,振蕩、靜置③取②的上層清液,滴加KSCN溶液試管內(nèi)溶液變?yōu)樽厣嚬軆?nèi)液體分層，下層呈紫紅色試管內(nèi)溶液變?yōu)榧t色Fe3+與I-發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成了I2I2易溶于CCl4溶液中還有Fe3+即反應(yīng)2Fe3++2I-2Fe2++I2為可逆反應(yīng)，反應(yīng)存在一定的限度

事實表明,許多反應(yīng)都是可逆的,在同一條件下既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行,又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，在一定條件下,可逆反應(yīng)是有一定限度的。小結(jié)：FeCl3溶液和KI溶液發(fā)生如下反應(yīng):2Fe3++2I-=2Fe2++I2后的溶液中同時存在著Fe3+和I2

?？梢奆eCl3和KI的反應(yīng)沒有完全進(jìn)行到底，該反應(yīng)有一定的限度。

我們已學(xué)的化學(xué)反應(yīng)中還有哪些類似于上述反應(yīng)呢？氯水是氯氣的水溶液，氯氣能與水反應(yīng)。關(guān)于氯水有以下幾點事實：1.氯水呈黃綠色2.氯水呈酸性3.氯水具有漂白性4.氯水能使和硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀說明氯水含有以下成分成份：Cl2

H+

HClO

Cl-

由此可見，在一定條件下氯氣與水并不能完全反應(yīng)，這是一個可逆反應(yīng)。Cl2+H2OHClO+HCl常見的典型的可逆反應(yīng)有：N2+3H22NH3催化劑高溫高壓SO2+H2O

H2SO3NH3+H2ONH3·H2O2SO2+O22SO3催化劑△H2+I22HI

D【例題2】在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：X+Y?2Z，已知X、Y、Z的起始濃度分別為0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度有可能是（）A．Y為0.2mol/L B．為Y0.35mol/LC．X為0.2mol/L D．Z為0.4mol/L【答案】B二.化學(xué)反應(yīng)的限度1.化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程如在可逆反應(yīng)2SO2+O2?2SO3中，反應(yīng)進(jìn)行之初SO2和O2的起始濃度分別為2mol·L－1、1mol·L－1反應(yīng)剛開始時，正反應(yīng)速率v正最大，逆反應(yīng)速率v逆為零。反應(yīng)過程中，反應(yīng)物濃度逐漸減小，正反應(yīng)速率逐漸減?。簧晌餄舛戎饾u增大，逆反應(yīng)速率逐漸增大。最終在時刻t時，反應(yīng)物濃度不再改變，生成物濃度不再改變。正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。反應(yīng)是否停止？反應(yīng)并沒有停止，動態(tài)平衡。2.化學(xué)平衡狀態(tài)的含義可逆反應(yīng)在一定條件下進(jìn)行到一定程度時，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生產(chǎn)物的濃度不在改變，此反應(yīng)達(dá)到一種表面靜止?fàn)顟B(tài)，我們稱為化學(xué)平衡狀態(tài)?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)的一種特殊狀態(tài)，是反應(yīng)在一定條件下所能達(dá)到或完成的最大程度，即該反應(yīng)的限度?；瘜W(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)在該條件下的最大轉(zhuǎn)化率。3.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征可逆動態(tài)相等v正＝v逆≠04.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法—“兩看”“兩標(biāo)志”(1)“兩看”一看題干條件恒溫恒容或恒溫恒壓或絕熱容器二看化學(xué)反應(yīng)特點（物質(zhì)狀態(tài)、氣體計量系數(shù)）全部是氣體參與，是等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)有固體或液體參與，是等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)(2)“兩標(biāo)志”正、逆反應(yīng)速率相等同一物質(zhì)表示的正、逆反應(yīng)速率相等v正＝v逆，或者不同物質(zhì)表示的正、逆速率(或變化的物質(zhì)的量、濃度)之比等于化學(xué)計量數(shù)之比變量不變題目中的變量，指的是隨著反應(yīng)的進(jìn)行而改變的量，（如某物質(zhì)的質(zhì)量、濃度、百分含量，n總(氣體)、壓強、氣體密度、氣體平均分子質(zhì)量、顏色等），當(dāng)“變量”不再變化（保持恒定）時，證明可逆反應(yīng)達(dá)到平衡，但“定量”無法證明。1.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)(1)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，v正＝v逆。①對同一物質(zhì)，該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率；②對不同物質(zhì)，速率之比等于方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率。(2)反應(yīng)混合物中各組分的百分含量保持不變。2.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法(1)對于純氣體反應(yīng)，如mA(g)＋nB(g)?pC(g)＋qD(g)：①若m＋n≠p＋q，恒溫恒容下氣體的總物質(zhì)的量不變、總壓強不變、平均相對分子質(zhì)量不變和恒溫恒壓下氣體的密度不變都可以說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)；(3)對于有色物質(zhì)參加的反應(yīng)，體系的顏色保持不變，說明已達(dá)到平衡狀態(tài)。(4)對于隔熱反應(yīng)，體系溫度保持不變，說明已達(dá)到平衡狀態(tài)。【例題3】關(guān)于一定溫度下進(jìn)行的反應(yīng)A(g)＋3B(g)?2C(g)，下列敘述不能表明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．C的生成速率與C的分解速率相等B．混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化C．A、B、C的濃度不再變化D．單位時間內(nèi)生成amolA，同時分解2amolC【答案】D【例題4】一定條件下，aL密閉容器中放入1molN2和3molH2發(fā)生N2+3H2?2NH3的反應(yīng)，下列選項中能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是（）A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2B．2v(H2)＝3v(NH3)C．單位時間內(nèi)1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N－H鍵斷裂D．單位時間消耗0.1molN2的同時，生成0.2molNH3【答案】C1.可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡的條件是(

)A.逆反應(yīng)停止進(jìn)行B.反應(yīng)物與生成物的濃度相等C.正反應(yīng)與逆反應(yīng)停止進(jìn)行D.正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等D活學(xué)活用2.一定溫度下，在一容積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)2X(g)?Y(g)＋Z(s)，以下不能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(

)A.混合氣體的密度不再變化B.反應(yīng)容器中Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變C.X的分解速率與Y的消耗速率相等D.單位時間內(nèi)生成1molY的同時生成2molX解析

X的分解速率與Y的消耗速率之比為2∶1時，才能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C項說明反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)。C3.在一恒溫、恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)A(s)＋2B(g)?C(g)＋D(g)，當(dāng)下列物理量不再變化時，能夠表明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是(

)A.混合氣體的壓強

B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量C.A的物質(zhì)的量濃度

D.氣體的總物質(zhì)的量解析

因反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，故無論反應(yīng)是否平衡，混合氣體的壓強和氣體的總物質(zhì)的量都不改變；A為固態(tài)，其物質(zhì)的量濃度為常數(shù)；若反應(yīng)正向移動，混合氣體的質(zhì)量增加，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變大，反之變小，故混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。B4.(1)在一定條件下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征是_____________

，下列關(guān)系中能說明反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

(填字母序號)。A.3v正(N2)＝v正(H2) B.v正(N2)＝v逆(NH3)C.2v正(H2)＝3v逆(NH3) D.v正(N2)＝3v逆(H2)與逆反應(yīng)速率相等C正反應(yīng)速率(2)在一定溫度下的恒容密閉容器中，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，一些宏觀物理量恒定不變：a.各物質(zhì)的濃度不變，b.平衡混合物中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，c.容器內(nèi)氣體壓強不變，d.容器內(nèi)氣體密度不變，e.容器內(nèi)氣體顏色不變。①能說明反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的有

；②能說明反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)?2HI(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的有

；③能說明反應(yīng)2NO2(g)?N2O4(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的有

。解析由于在恒容條件下發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)①②③在反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，因此不能用氣體的密度變化來判斷反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)。反應(yīng)②是一個氣體體積不變的反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體的壓強保持不變，也不能用壓強的變化來判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)。①中無有色氣體，因此不能用氣體的顏色變化來判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)。abcabeabce活學(xué)活用5.可逆反應(yīng)：2NO2?2NO＋O2在恒容的密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是(

)①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑥混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A.①④⑥⑦

B.②③⑤⑦C.①③④⑤

D.全部A解析依據(jù)v正＝v逆≠0判斷：①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時必消耗

2n

molNO2，①能說明反應(yīng)已達(dá)平衡；②描述均是正方向，無法判斷；③無論反應(yīng)是否達(dá)平衡，均有此關(guān)系；④NO2為紅棕色的氣體，顏色不變能說明反應(yīng)體系中NO2濃度一定，已達(dá)到平衡；這是一個不等體反應(yīng)，⑥⑦均能說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)。答案A6.能證明反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g)?2HI(g)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(

)①c(H2)∶c(I2)∶c(HI)＝1∶1∶2②單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時消耗nmolI2③反應(yīng)速率2v(H2)＝2v(I2)＝v(HI)④溫度和體積一定時，容器內(nèi)的壓強不再變化⑤溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化⑥溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化A.①③

B.②⑥

C.③⑥D(zhuǎn).④⑤B解析本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，意在考查學(xué)生對化學(xué)平衡相關(guān)概念的理解與應(yīng)用能力。達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度之比與反應(yīng)開始時加入的物質(zhì)的量有關(guān)，因此各物質(zhì)的濃度之比不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，①錯；H2和I2均為反應(yīng)物，且化學(xué)計量數(shù)相同，故②正確；③中的速率關(guān)系在任何時刻都成立，與反應(yīng)是否達(dá)到平衡無關(guān)；該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，溫度和體積一定時，容器內(nèi)的壓強始終不變，溫度和壓強一定時，容器內(nèi)混合氣體的密度始終不變，因此壓強和混合氣體的密度不能作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，④和⑤錯；碘蒸氣的多少決定了混合氣體顏色的深淺，顏色不再變化，說明已達(dá)平衡狀態(tài)，⑥正確。答案B三.化學(xué)反應(yīng)條件的控制1.在生產(chǎn)和生活中，人們希望促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)（提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率即原料的利用率，加快反應(yīng)速率等），抑制有害的化學(xué)反應(yīng)（減緩反應(yīng)速率，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生，控制副反應(yīng)的發(fā)生等），即通過控制化學(xué)反應(yīng)的條件，使反應(yīng)向著我們有利的方向進(jìn)行。

案例分析：如何提高煤的燃燒效率？1.煤的狀態(tài)與煤燃燒的速率有何關(guān)系？與煤的充分燃燒有何關(guān)系？固體表面積增大，反應(yīng)速率加快，能使煤燃燒更充分。2.空氣用量對煤的充分燃燒及熱能利用有什么影響？原因是什么？空氣過少，煤不能充分燃燒；空氣過多，會帶走熱量