2018-2019學年高中化學 專題2 化學反應與能量轉化 第1單元 化學反應速率與反應限度 第2課時 化學反應的限度學案 蘇教版必修2.doc

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第2課時　化學反應的限度 學習目標：1.認識可逆反應的進行有一定的限度，知道化學平衡狀態(tài)的概念和特征。(重難點)2.了解控制反應條件在生產和科學研究中的作用。 [自 主 預 習探 新 知] 一、可逆反應 1．實例 (1)Cl2與H2O的反應 ①化學反應方程式：Cl2＋H2OHCl＋HClO。 ②溶液中微粒 “三分子”——Cl2、HClO、H2O； “四離子”——H＋、Cl－、ClO－、OH－。 ③反應特點：Cl2和H2O發(fā)生反應不能(填“能”或“不能”)進行到底。 (2)FeCl3溶液和KI溶液的反應 反應的離子方程式是2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2；由實驗可知，I－過量條件下，反應物Fe3＋未完全轉化為生成物，即可逆反應具有一定的限度。 2．可逆反應 (1)概念 在同一條件下既可以向正反應方向進行，同時又可以向逆反應方向進行的反應。 (2)表示 用“”連接反應物和生成物。 (3)特點 在一定條件下，可逆反應有一定的限度，反應物不能完全轉化為生成物。 微點撥：可逆反應中正向反應和逆向反應“同時、同條件”進行，反應物不能全部轉化為生成物，最終反應物與生成物共存。 二、化學反應的限度 1．化學平衡的建立 上述過程用圖像表示為： 2．化學平衡狀態(tài)的概念 在一定條件下，當一個可逆反應進行到正反應速率和逆反應速率相等，反應物和生成物的濃度不再發(fā)生變化時的狀態(tài)。 3．化學平衡的特征 [基礎自測] 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”) (1)2H2O2H2↑＋O2↑與2H2＋O22H2O互為可逆反應。(　　) (2)通過改變反應條件，可逆反應中反應物的轉化率可達到100%。(　　) (3)化學反應達到限度時，正、逆反應速率相等。(　　) (4)可逆反應達到平衡后，正反應和逆反應都停止了。(　　) 【答案】　(1)　(2)　(3)√　(4) 2．對化學反應限度的敘述中錯誤的是(　　) A．任何可逆反應在給定條件下都有一定的限度 B．化學反應達到限度時，反應物的濃度和生成物的濃度不再改變 C．化學反應的限度決定了反應物在該條件下的最大轉化率 D．化學反應的限度是不可改變的 D　[改變外界條件可以使得舊平衡破壞，從而達到新的平衡，在該過程中化學反應的限度將改變。] 3．CO和H2在一定條件下可以合成乙醇：2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)，下列敘述中能說明上述反應在一定條件下已達到最大限度的是(　　) A．CO全部轉化為乙醇 B．正反應和逆反應的化學反應速率均為零 C．CO和H2以1∶2的物質的量之比反應生成乙醇 D．反應體系中乙醇的物質的量濃度不再變化 D　[可逆反應的最大限度即化學平衡，對于可逆反應，反應不可能進行到底，A不正確；化學平衡為動態(tài)平衡，達到平衡時正、逆反應速率相等且不為零，B不正確；C項不能說明正、逆反應速率相等，不正確；當體系中乙醇的濃度不再改變時，反應達到平衡，D正確。] [合 作 探 究攻 重 難] 化學平衡狀態(tài)的判定 [背景材料] 將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。 [思考交流] (1)密閉容器中總壓強不變，能說明該反應達到平衡狀態(tài)嗎？ 【提示】　反應正向進行則壓強增大，總壓強不變時，說明反應已達平衡狀態(tài)。 (2)密閉容器中混合氣體的密度不變，能說明反應達到平衡狀態(tài)嗎？ 【提示】　恒容，混合氣體的密度ρ＝，反應正向進行時，m(氣)增大，V(容器)不變，氣體的密度增大，因此密度不變，說明m(氣)不變，反應達到平衡。 (3)容器內NH3與CO2分子數(shù)之比為2∶1能表明反應達到化學平衡狀態(tài)嗎？ 【提示】　不能。任意時刻，NH3與CO2的分子數(shù)之比始終為2∶1。 (4)混合氣體的平均相對分子質量不變能證明反應達到平衡嗎？ 【提示】　不能，因為混合氣體中NH3與CO2的體積比為2∶1，故混合氣體的平均相對分子質量始終不變。 可逆反應達到平衡狀態(tài)的標志 (1)正逆相等[v(正)＝v(逆)≠0] ①同一種物質的生成速率等于消耗速率； ②在化學方程式同一邊的不同物質生成速率與消耗速率之比等于化學計量數(shù)之比； ③在化學方程式兩邊的不同物質生成(或消耗)速率之比等于化學計量數(shù)之比。 (2)變量不變(某一物理量隨反應進行而變化，當該物理量不變時，平衡到達) ①各組分的濃度不隨時間的改變而改變； ②各組分的質量分數(shù)、物質的量分數(shù)、體積分數(shù)不隨時間的改變而改變； ③反應體系中總壓強不隨時間變化(適用于反應前后氣體體積不等的反應)； ④混合氣體的密度不隨時間變化(適用于等壓條件下反應前后氣體體積不等的反應和等容條件下有固、液體參與或生成的反應)； ⑤對于反應混合物中存在有顏色的物質的可逆反應，若體系顏色不再變化，則反應達到平衡狀態(tài)。 [當 堂 達 標固 雙 基] 題組1　可逆反應 1．下列事實能說明氯氣與水的反應是可逆反應的是(　　) A．氯水的漂白作用 B．氯水呈黃綠色 C．氯水與NaOH反應 D．氯水與鋅反應產生H2 B　[可逆反應就是生成物和反應物都有，反應不能進行到底。要證明氯氣與水的反應是可逆反應，就是要證明有Cl2、H2O、HCl、HClO同時存在或者證明反應物沒有全部反應完全。氯水呈黃綠色說明氯水中有Cl2，可以說明氯氣與水的反應是可逆反應。酸性說明氯水中有HCl，漂白性說明氯水中有HClO，都不足以說明反應是可逆反應。] 題組2　化學平衡的特征 2．下面關于化學反應的限度的敘述中，正確的是(　　) A．化學反應的限度都相同 B．可以通過改變溫度控制化學反應的限度 C．可以通過延長化學反應的時間改變化學反應的限度 D．當一個化學反應在一定條件下達到限度時，反應即停止 B　[在一定條件下的可逆反應經過一定的時間后，正、逆反應速率相等，反應物和生成物的濃度不再發(fā)生變化，這種表面上靜止的“平衡狀態(tài)”就是這個可逆反應所能達到的限度。A項，化學反應不同，限度不同，故A錯誤；B項，可以改變外界條件控制化學反應的限度，故B正確；C項，化學反應的限度與反應時間無關，故C錯誤；D項，當化學反應在一定條件下達到限度時，正、逆反應速率相等，反應未停止，故D錯誤。] 3．下圖是可逆反應X2＋3Y22Z在反應過程中的反應速率(v)與時間(t)的關系曲線，下列敘述不正確的是(　　) A．t1、t2時，用不同物質表示正、逆反應速率有2v(X2)＝v(Z) B．t2時，反應已達到了一定限度 C．t2～t3，反應不再發(fā)生 D．t2～t3，各物質的濃度不再發(fā)生變化 C　[對于任何化學反應，無論在何時，用不同物質表示同一反應的化學反應速率時，均存在反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，A項正確；t2～t3，反應達到一定的限度，但沒有停止，B項正確，C項錯誤；此時各物質的濃度不再發(fā)生變化，D項正確。] 化學平衡狀態(tài)的理解誤區(qū) (1)平衡時，各物質的濃度不變，不是濃度相等。 (2)平衡時，各物質的濃度不變，不能說明反應停止了。 (3)平衡是在一定條件下建立的，條件改變，平衡被破壞。 題組3　化學平衡狀態(tài)的判定標志 4．下列各關系式中能說明反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已達平衡狀態(tài)的是(　　) 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) C　[化學反應到達化學平衡時，正反應與逆反應速率相等。A項中都是正反應速率，無法確定是否達到平衡；B項中說明v正(N2)≠v逆(N2)，不是平衡狀態(tài)；C項中v正(H2)＝v逆(H2)，處于平衡狀態(tài)；D項中v正(N2)≠v逆(N2)，不是平衡狀態(tài)。] 5．一定溫度下，在恒容的密閉容器中，能表示反應： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)達到平衡狀態(tài)的標志有(　　) 【導學號：13572063】 ①容器中的壓強不再發(fā)生變化?、贖2的生成速率與NH3的消耗速率之比為3∶2?、刍旌蠚怏w的平均相對分子質量不變?、苋萜鲀然旌蠚怏w的密度不變?、軳H3的物質的量濃度不再變化?、廾荛]容器中n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝1∶3∶2 A．①④⑥　　 B．②③⑤ C．①③⑤ D．②④⑥ C　[該反應是氣體物質的量變小的反應，壓強不變說明反應達到平衡，①正確；H2的生成速率和NH3的消耗速率都表示v逆，②錯誤；反應中混合氣體的總質量不變，若平均相對分子質量不變，說明氣體物質的量不變，反應已達平衡，③正確；恒容容器中混合氣體的總質量和體積均無變化，故氣體密度始終不變，④錯誤；物質的量濃度不變，說明已達平衡，⑤正確；容器內氣體物質的量之比等于化學計量數(shù)之比時，不一定達到平衡，⑥錯誤。]