第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)FeCl3與KI的反應(yīng)實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)到化學(xué)反應(yīng)存在限度。2.通過(guò)對(duì)“可逆反應(yīng)是如何進(jìn)行的”這一問(wèn)題的探討,建立對(duì)可逆反應(yīng)的認(rèn)識(shí),進(jìn)而建立化學(xué)平衡狀態(tài)的概念。3.通過(guò)NO2與N2O4的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)到化學(xué)平衡狀態(tài)是可以改變的并初步了解可引起平衡狀態(tài)改變的條件。4.通過(guò)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的認(rèn)識(shí),了解調(diào)控化學(xué)平衡在化工生產(chǎn)中的重要意義。任務(wù)分項(xiàng)突破課堂小結(jié)提升學(xué)科素養(yǎng)測(cè)評(píng)任務(wù)分項(xiàng)突破學(xué)習(xí)任務(wù)1可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡自主梳理1.可逆反應(yīng)(1)實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)反應(yīng)是否進(jìn)行完全。操作預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液呈棕黃色觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液顯紅色結(jié)論KI過(guò)量,FeCl3也不能全部轉(zhuǎn)化成FeCl2。即FeCl3與KI的反應(yīng)不能進(jìn)行完全(2)可逆反應(yīng)定義:在相同條件下同時(shí)向

兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)。正、逆(5)可逆反應(yīng)特點(diǎn)。①正反應(yīng)和逆反應(yīng)

進(jìn)行。②正反應(yīng)和逆反應(yīng)發(fā)生的條件

。③在一定條件下,反應(yīng)物

全部轉(zhuǎn)化成生成物,反應(yīng)只能進(jìn)行到一定的程度。正反應(yīng)逆反應(yīng)同時(shí)相同不能2.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念:在一定條件下

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

,這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài),簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡?？赡娣磻?yīng)相等(2)通過(guò)濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響分析化學(xué)平衡的建立。對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng):最大最大00減小減小增大增大=不變互動(dòng)探究探究1化學(xué)平衡狀態(tài)的建立問(wèn)題1:反應(yīng)開(kāi)始時(shí),容器中SO2、O2、SO3的濃度怎么樣?正反應(yīng)速率(SO2與O2的化合速率)與逆反應(yīng)速率(SO3的分解速率)大小如何?提示:SO2、O2濃度最大,SO3的濃度為零;正反應(yīng)速率很大,逆反應(yīng)速率為零。問(wèn)題2:隨反應(yīng)進(jìn)行,SO2、O2、SO3的濃度怎么變化?正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率如何變化?提示:SO2、O2的濃度逐漸減小,SO3的濃度逐漸增大。正反應(yīng)速率逐漸變小,逆反應(yīng)速率逐漸增大。問(wèn)題3:最終正、逆反應(yīng)速率會(huì)處于什么狀態(tài)?你能用圖像表達(dá)變化過(guò)程嗎?提示:最終正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)速率與時(shí)間關(guān)系圖像為探究2化學(xué)平衡狀態(tài)的特征問(wèn)題4:當(dāng)化學(xué)平衡建立后,v(正)=v(逆),此時(shí)SO2、O2與SO3的濃度如何變化?提示:由于v(正)=v(逆),即SO2與O2化合生成SO3的速率與SO3分解的速率相等,SO2、O2與SO3的濃度將保持不變。三者的比例以及百分含量保持不變。問(wèn)題5:當(dāng)化學(xué)平衡建立后,各組分的濃度保持不變,是不是意味著可逆反應(yīng)停止了?提示:不是?？赡娣磻?yīng)仍在不斷地進(jìn)行,只是v(正)=v(逆),各物質(zhì)濃度保持不變。問(wèn)題6:如果反應(yīng)條件改變,可逆反應(yīng)還處于化學(xué)平衡狀態(tài)嗎?提示:若反應(yīng)條件改變導(dǎo)致v(正)≠v(逆),化學(xué)平衡會(huì)被破壞。歸納拓展1.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征2.判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志(1)微觀標(biāo)志(本質(zhì)):同一物質(zhì)表達(dá)的v正(X)=v逆(X),不同物質(zhì)v正(X)∶v逆(Y)=系數(shù)之比。(2)宏觀標(biāo)志:判斷化學(xué)平衡的關(guān)鍵是分析反應(yīng)過(guò)程中的變量和恒量。①當(dāng)反應(yīng)過(guò)程中變量(各組分的濃度、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體體積分?jǐn)?shù)等)不變時(shí),則可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。②恒量在反應(yīng)過(guò)程中始終不變,不能作為判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志。題組例練C題點(diǎn)一可逆反應(yīng)1.(2022·云南麗江月考)下列反應(yīng)不屬于可逆反應(yīng)的是(

)A.氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸與次氯酸B.N2與H2在一定條件下可以生成NH3,同時(shí)NH3又可分解為N2和H2C.電解水生成H2和O2,氫氣和氧氣轉(zhuǎn)化成H2OD.SO2溶于水和H2SO3分解解析:氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和弱酸次氯酸,反應(yīng)是可逆反應(yīng),故A不符合題意;氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔馔瑫r(shí)氨氣分解為氮?dú)夂蜌錃?故反應(yīng)是可逆反應(yīng),故B不符合題意;電解水生成氫氣和氧氣需要在通電條件下進(jìn)行,而氫氣和氧氣點(diǎn)燃反應(yīng)生成水,反應(yīng)條件不同,不是可逆反應(yīng),故C符合題意;二氧化硫和水反應(yīng)生成亞硫酸,亞硫酸不穩(wěn)定同時(shí)會(huì)分解,所以反應(yīng)是可逆反應(yīng),故D不符合題意。D解析:二氧化硫、氧氣在催化劑、加熱的條件下,生成三氧化硫,該反應(yīng)屬于可逆反應(yīng),三氧化硫在同樣的條件下可分解為二氧化硫和氧氣,所以18O2中的18O通過(guò)化合反應(yīng)進(jìn)入SO3分子中,而SO3分子中的18O通過(guò)分解反應(yīng)會(huì)存在于SO2中,最終SO3、SO2、O2中都含有18O。題點(diǎn)二化學(xué)平衡狀態(tài)3.下列關(guān)于化學(xué)平衡狀態(tài)的敘述錯(cuò)誤的是(

)A.化學(xué)平衡是所有可逆反應(yīng)都存在的一種狀態(tài)B.在給定條件下,達(dá)到平衡時(shí)可逆反應(yīng)完成程度達(dá)到最大C.達(dá)到平衡時(shí),正、逆反應(yīng)速率均為零D.達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化C解析:只要是可逆反應(yīng),最終會(huì)出現(xiàn)正、逆反應(yīng)速率相等的狀態(tài),也就是平衡狀態(tài),A正確;平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)達(dá)到一定的限度,B正確;達(dá)到平衡時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等但不為零,C錯(cuò)誤;平衡狀態(tài)的特征之一就是反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化,D正確。4.(2022·陜西寶雞期末)在一定條件下,某容器內(nèi)充入N2和H2合成氨,以下敘述中錯(cuò)誤的是(

)A.開(kāi)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)速率減小,最后降為零C.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,最后相等D.在反應(yīng)過(guò)程中,正反應(yīng)速率的減小等于逆反應(yīng)速率的增加B解析:氮?dú)馀c氫氣的反應(yīng)屬于可逆反應(yīng),在一定條件下,容器內(nèi)充入N2和H2,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度逐漸減小,正反應(yīng)速率逐漸減小,生成物濃度逐漸增加,逆反應(yīng)速率逐漸增大,直至正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,反應(yīng)達(dá)到限度。根據(jù)上述分析可知,開(kāi)始反應(yīng)時(shí),正反應(yīng)速率最大,逆反應(yīng)速率為零,A正確;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率減小,但最終形成動(dòng)態(tài)平衡,速率不會(huì)為零,B錯(cuò)誤;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,最后兩者相等,達(dá)到平衡狀態(tài),C正確;在反應(yīng)過(guò)程中,正反應(yīng)速率逐漸減小,逆反應(yīng)速率逐漸增加,正反應(yīng)速率的減小等于逆反應(yīng)速率的增加,D正確。學(xué)習(xí)任務(wù)2化學(xué)平衡移動(dòng)與影響因素自主梳理(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)裝置溫度改變混合氣體顏色c(NO2)升溫(浸入熱水)變深增大降溫(浸入冷水)變淺減小(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。①當(dāng)其他條件不變時(shí),升高反應(yīng)體系的溫度,化學(xué)平衡向

反應(yīng)方向移動(dòng);降低反應(yīng)體系的溫度,化學(xué)平衡向

反應(yīng)方向移動(dòng)。吸熱放熱②同一可逆反應(yīng)在不同條件下將建立起不同的化學(xué)平衡狀態(tài)。2.化學(xué)平衡的移動(dòng)(1)化學(xué)平衡移動(dòng)的含義:化學(xué)平衡是在一定條件下建立起來(lái)的,當(dāng)條件改變時(shí),原來(lái)的化學(xué)平衡將被破壞,并在新的條件下建立起新的化學(xué)平衡。(2)化學(xué)平衡移動(dòng)的過(guò)程圖示:3.影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素影響因素有

、

、

等。濃度溫度壓強(qiáng)互動(dòng)探究探究影響化學(xué)平衡的因素問(wèn)題1:甲、乙、丙三個(gè)裝置中的氣體顏色不同,說(shuō)明什么問(wèn)題?提示:說(shuō)明溫度變化后,NO2、N2O4的濃度發(fā)生了變化。溫度升高,氣體顏色變深,表明NO2濃度升高,N2O4濃度降低,反應(yīng)向左進(jìn)行;溫度降低,氣體顏色變淺,表明NO2濃度降低,N2O4濃度升高,反應(yīng)向右進(jìn)行。提示:乙中溫度升高,對(duì)逆反應(yīng)(吸熱反應(yīng))有利,v(逆)>v(正),反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行;丙中溫度降低,對(duì)正反應(yīng)(放熱反應(yīng))有利,v(正)>v(逆),反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。問(wèn)題3:已知催化劑能同等程度地影響正、逆反應(yīng)速率,使用催化劑后,化學(xué)平衡是否會(huì)發(fā)生移動(dòng)?提示:不會(huì)移動(dòng)。因?yàn)榇呋瘎┠芡瘸潭鹊赜绊懻?、逆反?yīng)速率,使用催化劑后的v(正)=v(逆),仍然保持平衡。問(wèn)題4:改變了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素后,平衡一定會(huì)改變嗎?提示:不一定。如果改變影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素后,v(正)≠v(逆),平衡被破壞;如果改變條件后,v(正)=v(逆),化學(xué)反應(yīng)仍保持平衡。問(wèn)題5:當(dāng)NO2、N2O4濃度之比等于化學(xué)方程式的系數(shù)之比2∶1時(shí),能否判斷該反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)?提示:不一定。只有當(dāng)v′(正)=v′(逆),反應(yīng)物及生成物各組分的濃度不再變化時(shí),才達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。歸納拓展1.條件對(duì)化學(xué)平衡的影響原理2.溫度、濃度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響(1)其他條件不變時(shí),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)。(2)其他條件不變時(shí),增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);增大生成物濃度或減小反應(yīng)物濃度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。(3)對(duì)于有氣體參與的可逆反應(yīng)。①增大壓強(qiáng),平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)。②減小壓強(qiáng),平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)。1.可確認(rèn)發(fā)生了化學(xué)平衡移動(dòng)的是(

)A.化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生了改變B.有氣態(tài)物質(zhì)參加的可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變了壓強(qiáng)C.某一條件的改變,使正、逆反應(yīng)速率不再相等D.可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后,使用了催化劑題組例練C解析:化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生改變,不能說(shuō)明v(正)與v(逆)的關(guān)系,無(wú)法判斷平衡是否移動(dòng),故A錯(cuò)誤;對(duì)于氣體總體積反應(yīng)前后不變的可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō),壓強(qiáng)改變,平衡不移動(dòng),故B錯(cuò)誤;正、逆反應(yīng)速率不等,則平衡一定發(fā)生移動(dòng),故C正確;催化劑只能同等程度地改變正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)建立化學(xué)平衡狀態(tài)后,加入催化劑,正反應(yīng)速率仍然等于逆反應(yīng)速率,化學(xué)平衡不會(huì)發(fā)生移動(dòng),故D錯(cuò)誤。B2.下列因素中不能影響化學(xué)平衡的是(

)A.溫度

B.催化劑C.濃度

D.壓強(qiáng)解析:催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)的速率,對(duì)平衡無(wú)影響。C解析:使用催化劑加快了反應(yīng)速率,縮短反應(yīng)時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,故A正確;可逆反應(yīng)的特點(diǎn)就是反應(yīng)物不能全轉(zhuǎn)化為生成物,B正確,C錯(cuò)誤;通過(guò)改變反應(yīng)的條件可以使平衡向需要的方向移動(dòng),D正確。A解析:該正反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),正、逆反應(yīng)速率都減小,故A正確。課堂小結(jié)提升【知識(shí)整合】【易錯(cuò)提醒】1.誤認(rèn)為既能正向進(jìn)行又能逆向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。其實(shí)不然,只有在同一條件下既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)才是可逆反應(yīng)。2.誤認(rèn)為可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)就不再進(jìn)行。其實(shí)不然,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)仍在不斷進(jìn)行,只是v(正)=v(逆),各物質(zhì)的生成和消耗速率相等。3.誤認(rèn)為改變反應(yīng)條件后化學(xué)平衡一定改變。其實(shí)不然,如果條件改變后v(正)=v(逆),平衡仍成立。4.誤認(rèn)為有氣體參與的可逆反應(yīng)在其他條件不變時(shí),增大體系的壓強(qiáng),平衡一定會(huì)發(fā)生移動(dòng)。其實(shí)不然,對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng),增大體系的壓強(qiáng),平衡不移動(dòng)。5.誤認(rèn)為化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則反應(yīng)物的濃度一定會(huì)減小。其實(shí)不然,當(dāng)增大反應(yīng)物濃度時(shí),建立新平衡后反應(yīng)物濃度仍將大于原濃度。6.誤認(rèn)為反應(yīng)體系內(nèi)各組分物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)。其實(shí)不然,這只是反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中的一個(gè)特殊點(diǎn),與是否平衡無(wú)關(guān)。學(xué)科素養(yǎng)測(cè)評(píng)時(shí)間/min036912n(CH3OH)/mol00.500.650.740.74n(CO2)/mol10.500.35a0.26(1)a=

;3～9min內(nèi),v(CO2)=

mol·L-1·min-1。

答案:(1)0.26

0.02時(shí)間/min036912n(CH3OH)/mol00.500.650.740.74n(CO2)/mol10.500.35a0.26(2)能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

(填字母)。

A.反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1B.混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變