2018版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)與能量 第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度（第2課時(shí)）化學(xué)反應(yīng)的限度學(xué)案 魯科版必修2

1、第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度1了解可逆反應(yīng)的特征。2了解化學(xué)平衡的概念及特征，能夠判斷化學(xué)平衡狀態(tài)，知道條件改變時(shí)化學(xué)平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)。(重難點(diǎn))化 學(xué) 平 衡 的 建 立 及 其 特 征基礎(chǔ)初探1可逆反應(yīng)2化學(xué)平衡(1)概念在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度不再隨時(shí)間的延長(zhǎng)而發(fā)生變化，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡。當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)仍在繼續(xù)進(jìn)行，因此化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡。(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程可逆反應(yīng)開始時(shí)v正最大，v逆為0，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，v正減小，v逆增大，進(jìn)行到一定程度，v正v逆0，對(duì)任何一種物質(zhì)，其消耗的速

2、率等于其生成的速率，此時(shí)各種物質(zhì)濃度不再發(fā)生變化從而達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。如圖所示。(3)化學(xué)平衡的特征“逆”：可逆反應(yīng)?！皠?dòng)”：達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，可逆反應(yīng)并未停止，因此化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡。“等”：平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)的速率相等?！岸ā保浩胶鈺r(shí)，反應(yīng)體系中各成分的含量(濃度或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或氣體的體積分?jǐn)?shù))保持恒定?！白儭保焊淖儣l件，化學(xué)平衡狀態(tài)發(fā)生改變。探究升華思考探究對(duì)于可逆反應(yīng)2SO2O22SO3，在一定溫度下，將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定體積的密閉容器中。其化學(xué)反應(yīng)速率與時(shí)間關(guān)系如圖所示。問題思考 ：1反應(yīng)開始時(shí)，v正最大，v逆0，原因是什么？【提示】反應(yīng)開始時(shí)反

3、應(yīng)物濃度最大，生成物濃度為0。2反應(yīng)進(jìn)行中，正、逆反應(yīng)速率如何變化，原因是什么？【提示】v正不斷減小，v逆不斷增大；反應(yīng)物濃度不斷減小，生成物濃度不斷增大。3反應(yīng)一段時(shí)間(t1)后，v正和v逆有何關(guān)系？解釋原因。【提示】v正v逆；化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)物和生成物濃度保持不變。認(rèn)知升華化學(xué)平衡的判斷依據(jù)間接依據(jù)壓強(qiáng)mnpq時(shí)，總壓強(qiáng)不再變化(其他條件一定)平衡mnpq時(shí)，總壓強(qiáng)不再變化(其他條件一定)不一定平衡溫度任意化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，當(dāng)體系溫度一定時(shí)(其他不變)平衡密度密度不再變化不一定平衡顏色含有有色物質(zhì)的體系顏色不再變化平衡【誤區(qū)警示】上表可總結(jié)為以下兩點(diǎn)：1v正v逆時(shí)，反應(yīng)達(dá)

4、到平衡狀態(tài)；2反應(yīng)過程中，可變量保持不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，恒定量不能作為平衡的標(biāo)志。題組沖關(guān)題組1可逆反應(yīng)的特征1下列反應(yīng)不屬于可逆反應(yīng)的是()ASO2溶于水和H2SO3分解BH2和I2化合成HI和HI分解CSO2與O2化合成SO3和SO3分解DNH3與HCl化合生成NH4Cl和NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl【解析】NH3HCl=NH4Cl，NH4ClNH3HCl，二者反應(yīng)條件不同?！敬鸢浮緿2化學(xué)反應(yīng)H2(g)I2(g)2HI(g)是一個(gè)可逆反應(yīng)，在持續(xù)加熱的條件下，向密閉容器中充入2 mol H2和3 mol I2蒸氣，充分反應(yīng)后，該密閉容器內(nèi)() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】A2 mol H2

5、已耗盡B3 mol I2已耗盡CHI的物質(zhì)的量等于4 molDHI的物質(zhì)的量少于4 mol【解析】該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能進(jìn)行到底，充入2 mol H2和3 mol I2蒸氣時(shí)，I2過量，應(yīng)根據(jù)H2計(jì)算，若H2完全反應(yīng)時(shí)生成4 mol HI，因H2不能完全反應(yīng)，故生成HI的物質(zhì)的量少于4 mol?！敬鸢浮緿3在一密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，已知反應(yīng)過程中某一時(shí)刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.3 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】ASO2為0.5 mol/L，O2為0.2 mol/LBSO

6、2為0.25 mol/LCSO2、SO3均為0.15 mol/LDSO3為0.4 mol/L【解析】假設(shè)反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化為生成物，則SO2、O2、SO3的濃度分別為0.1 mol/L、0 mol/L、0.4 mol/L；假設(shè)生成物全部轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則SO2、O2、SO3的濃度分別為0.5 mol/L、0.2 mol/L、0 mol/L。故0.1 mol/Lc(SO2)0.5 mol/L，0 mol/Lc(O2)0.2 mol/L，0 mol/Lc(SO3)0.4 mol/L。A項(xiàng)表明0.2 mol/L SO3完全轉(zhuǎn)化為SO2和O2，這是不可能的；B項(xiàng)表明在題給濃度的基礎(chǔ)上有0.05 molL1S

7、O2轉(zhuǎn)化為SO3，這是可能的；C項(xiàng)表明SO2、SO3的濃度在題給基礎(chǔ)上均減少了0.05 molL1，這是不可能的；D項(xiàng)表明0.2 molL1的SO2和0.1 molL1O2完全轉(zhuǎn)化為SO3，這是不可能的?！敬鸢浮緽題組2化學(xué)平衡的速率及特征4下列關(guān)于化學(xué)平衡的說法中，不正確的是()A當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率都為零B當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率一定相等C當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后，改變某些條件可以使平衡破壞D當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，盡管正、逆反應(yīng)都還在進(jìn)行，但各物質(zhì)的濃度保持不變【解析】可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正v逆0?！敬鸢浮緼5在一定條件下，向某容器中充入N2和H2合成NH

8、3。以下敘述錯(cuò)誤的是()A開始反應(yīng)時(shí)，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零B隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后減小為零C隨著反應(yīng)的進(jìn)行，逆反應(yīng)速率逐漸增大，最后保持恒定D隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后與逆反應(yīng)速率相等且都保持恒定【解析】隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，一段時(shí)間后，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，但此時(shí)反應(yīng)并沒有停止，只不過v(正)v(逆)0，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】B題組3平衡狀態(tài)的判斷6一定條件下，可逆反應(yīng)N23H22NH3達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，下列說法一定正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】A每1 mol NN斷裂的同時(shí)有2 mol NH生成BN2、H2、NH3的濃度之比為132CN2減少的

9、速率和NH3減少的速率之比為12D氣體體積為初始體積的【解析】A反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的物質(zhì)系數(shù)之比，根據(jù)方程式可知，每1 mol NN斷裂的同時(shí)有6 mol NH生成，A不正確；B.平衡時(shí)物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，但各種物質(zhì)的濃度之間不一定相等或滿足某種關(guān)系，B不正確；C.達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，則N2減少的速率和NH3減少的速率之比為12，C正確；D.不知道轉(zhuǎn)化率，則不能確定氣體體積和初始體積的關(guān)系，D不正確?！敬鸢浮緾7在恒定溫度下使NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)達(dá)到平衡，不能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是()Av正(NH3)2v逆(CO2)B密閉容器中總壓強(qiáng)不變C密閉

10、容器中混合氣體的密度不變D密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變【解析】反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志有兩個(gè)：一是正、逆反應(yīng)速率相等；二是各物質(zhì)的質(zhì)量、濃度、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等均恒定不變；B、C兩項(xiàng)都體現(xiàn)了混合氣體的質(zhì)量、濃度等恒定不變，即正、逆反應(yīng)速率相等，符合題意；D項(xiàng)NH3與CO2都是生成物，按比例生成，故無論平衡與否，氨氣體積分?jǐn)?shù)均不變?！敬鸢浮緿8密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)A(g)B(g)C(g)D(g)，判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為 ()A壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變B氣體的密度不隨時(shí)間改變Cc(A)不隨時(shí)間改變D單位時(shí)間里生成C(g)和D(g)的物質(zhì)的量相等【解析】由于反應(yīng)物和生成物均為氣態(tài)，且反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變

11、，故氣體的壓強(qiáng)和密度在反應(yīng)過程中始終保持不變，A、B不能作為反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志。C(g)、D(g)均為生成物，反應(yīng)的任何時(shí)刻，C(g)、D(g)的物質(zhì)的量總是相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)c(A)不變時(shí)，說明單位時(shí)間內(nèi)生成的A與消耗的A的量相等，即反應(yīng)處于平衡狀態(tài)?！敬鸢浮緾【規(guī)律總結(jié)】1對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，從不同的角度出發(fā)可以得到多種判斷依據(jù)，如物質(zhì)的量、濃度、壓強(qiáng)、體積分?jǐn)?shù)、溫度、密度、顏色等，但最終都體現(xiàn)v(正)v(逆)，各組分濃度保持不變。2“變”“不變”判斷法：某一物理量在從開始到平衡的過程是“變化”的，而達(dá)平衡后則“不變”，則此物理量是判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志?；?學(xué) 平 衡 的 移 動(dòng)基礎(chǔ)初探1

12、實(shí)驗(yàn)探究溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理：二氧化氮(NO2)通常為紅棕色氣體，四氧化二氮(N2O4)通常為無色氣體。在常溫、常壓下，二氧化氮就能轉(zhuǎn)化為四氧化二氮，且反應(yīng)是可逆的，正反應(yīng)為釋放熱量的反應(yīng)。反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO2(g)N2O4(g)。(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：將裝有二氧化氮和四氧化二氮混合氣體的燒瓶分別浸入冷水和熱水中，觀察到的現(xiàn)象分別是浸到冷水中時(shí)混合物顏色變淺，浸到熱水中時(shí)混合物顏色變深。(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析：其他條件一定，升高溫度后二氧化氮的百分含量增大，四氧化二氮的百分含量減小，然后保持一個(gè)新的百分含量不變；降低溫度后二氧化氮的百分含量減小，四氧化二氮的百分含量增大，然后保持一個(gè)

13、新的百分含量不變。2實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)溫度改變，會(huì)使可逆反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)的化學(xué)平衡被破壞，且被破壞后的可逆反應(yīng)向另一個(gè)平衡狀態(tài)移動(dòng)。(2)升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。3影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素：溫度、濃度、壓強(qiáng)。探究升華思考探究1化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)v正和v逆有何關(guān)系？【提示】v正v逆。2對(duì)于反應(yīng)2NO2N2O4，升高溫度反應(yīng)速率怎樣變化？為什么平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)？【提示】升高溫度，v正、v逆均增大，化學(xué)平衡向著吸熱方向移動(dòng)，說明吸熱方向速率增大的更多，使v吸熱v放熱。3v正、v逆同時(shí)改變一定能引起平衡移動(dòng)嗎？【提示】不一定。當(dāng)v正v逆時(shí)平衡不移

14、動(dòng)。認(rèn)知升華1化學(xué)平衡移動(dòng)的概念：已達(dá)化學(xué)平衡的可逆反應(yīng)中，當(dāng)條件改變時(shí)，原來的化學(xué)平衡被破壞，并在新的條件下建立起新的化學(xué)平衡的過程。2化學(xué)平衡移動(dòng)過程可表示為3化學(xué)平衡移動(dòng)的本質(zhì)是不同程度地改變了v正和v逆，只有條件改變后v正v逆，平衡才發(fā)生移動(dòng)?！緶剀疤嵝选看呋瘎┠芡稊?shù)的改變v正和v逆，故催化劑不影響化學(xué)平衡狀態(tài)。題組沖關(guān)題組1化學(xué)平衡移動(dòng)及影響因素1引起化學(xué)平衡移動(dòng)的根本原因是()A濃度的改變B壓強(qiáng)的改變C使用了催化劑D正、逆反應(yīng)速率的改變【解析】其他條件一定時(shí)濃度和壓強(qiáng)的改變可以使正、逆反應(yīng)速率發(fā)生改變，但它們使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)是通過改變正、逆反應(yīng)速率來實(shí)現(xiàn)的，因此化學(xué)平衡移動(dòng)的根

15、本原因是正、逆反應(yīng)速率的改變。使用催化劑可以改變反應(yīng)速率，但它對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響是相同的，即催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)?！敬鸢浮緿2下列敘述不能肯定判斷某化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】A反應(yīng)體系的溫度改變B反應(yīng)混合物中各組分的百分含量改變C正、逆反應(yīng)速率改變D反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率改變【解析】正、逆反應(yīng)速率改變后可能v正v逆，則平衡不移動(dòng)?！敬鸢浮緾題組2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡移動(dòng)的關(guān)系3一定條件下的某可逆反應(yīng)，其正反應(yīng)速率v正和逆反應(yīng)速率v逆隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖所示。下列判斷不正確的是 ()At1時(shí)刻，v正v逆Bt2時(shí)刻，v正v逆Ct2時(shí)刻，反應(yīng)達(dá)到最大限度Dt3時(shí)刻，反應(yīng)停止【解析】根據(jù)圖象可知在t1時(shí)刻，v正v逆，反應(yīng)正向進(jìn)