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第第2课时化学反应的限度课时化学反应的限度1.知道可逆反应的特征。知道可逆反应的特征。2了解化学反应的进行有一定限度，了解化学反应的进行有一定限度，了解化学平衡的特征。了解化学平衡的特征。3了解化学平衡的移动。了解化学平衡的移动。一、可逆反应一、可逆反应1定义定义在在_条件下条件下,既能既能_,同时又同时又能能_的反应叫做可逆反应。的反应叫做可逆反应。在可逆反应中在可逆反应中,由由_的反应叫做的反应叫做正反应正反应;由由_的反应叫做逆反应。的反应叫做逆反应。同一同一向正反应方向进行向正反应方向进行向逆反应方向进行向逆反应方向进行反应物到生成物反应物到生成物生成物到反应物生成物到反应物2表示方法表示方法相当多的化学反应都是相当多的化学反应都是可逆可逆反应反应,可逆反应的化可逆反应的化学方程式中用学方程式中用 “_”号代替号代替“_”号。号。=3特点特点可逆反应的反应物可逆反应的反应物_转化为生成物转化为生成物,反反应只能进行到一定程度。应只能进行到一定程度。开放探究开放探究1.对于任意可逆反应对于任意可逆反应,升高温度后升高温度后正逆反应速率如何变化？若使用催化剂呢？正逆反应速率如何变化？若使用催化剂呢？提示提示:均增大均增大;均增大均增大 。不可能全部不可能全部二、化学平衡二、化学平衡1概念概念在一定条件下的在一定条件下的_里里,当正反应速率与逆当正反应速率与逆反应速率反应速率_时时,反应体系中各组分的含量反应体系中各组分的含量_不变的状态称为化学平衡状态不变的状态称为化学平衡状态,简称化学平衡简称化学平衡,是是一种一种_。2化学平衡的移动化学平衡的移动(1)概念概念:已达化学平衡的可逆反应中已达化学平衡的可逆反应中,当条件改变当条件改变时时,原来的化学平衡被原来的化学平衡被_,并在新的条件下建立并在新的条件下建立起起_的过程。的过程。(2)化学平衡移动的影响因素化学平衡移动的影响因素影响化学平衡移动的因素有影响化学平衡移动的因素有:_、_等。等。可逆反应可逆反应保持保持相等相等动态平衡动态平衡破坏破坏新的化学平衡新的化学平衡温度、反应物浓度温度、反应物浓度压强压强开放探究开放探究2.将将3 mol H2和和1 mol N2充入密闭充入密闭容器中容器中,假设时间足够长假设时间足够长,最终能否生成最终能否生成2 mol NH3?提示提示:不能。可逆反应不能进行到底。不能。可逆反应不能进行到底。 2反应进行中反应进行中反应物的浓度逐渐减小反应物的浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小正反应速率逐渐减小;生成物的浓度逐渐增大生成物的浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大。逆反应速率逐渐增大。3肯定最终有一时刻肯定最终有一时刻,正反应速率与逆反应速正反应速率与逆反应速率相等率相等,此时此时,反应物的浓度不再改变反应物的浓度不再改变,生成物的生成物的浓度也不再改变。浓度也不再改变。4在直角坐标系中用图象表示出在直角坐标系中用图象表示出v正正、v逆逆变化变化与反应时间变化的关系。与反应时间变化的关系。(见下图见下图)(2)反应开始至反应开始至2 min,Z的平均反应速率为的平均反应速率为_。(3)判断判断:第第5分钟时分钟时,反应是否达到平衡？反应是否达到平衡？_;第第5分钟时分钟时,Z的生成速率的生成速率_Z的消的消耗速率耗速率(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)。名师点拨名师点拨:(1)写反应的化学方程式写反应的化学方程式,关键是确关键是确定反应物、生成物以及方程式中定反应物、生成物以及方程式中X、Y、Z三种三种物质的化学计量数。一般反应物物质的量随反物质的化学计量数。一般反应物物质的量随反应的进行不断减小应的进行不断减小,生成物物质的量随反应的生成物物质的量随反应的进行不断增加。进行不断增加。(2)各组分的物质的量不再变化时反应达平衡状各组分的物质的量不再变化时反应达平衡状态。态。 (1)由图可知由图可知,X、Y为反应物为反应物,Z为生为生成物。结合图示成物。结合图示X、Y、Z三种物质物质的量的三种物质物质的量的变化量即可求出它们的化学计量数变化量即可求出它们的化学计量数,即即n(X) n(Y) n(Z)(1.00.7) (1.00.9) (0.20)3 1 2,故该反应方程式的化学故该反应方程式的化学计量数之比为计量数之比为3 1 2。(2)Z物质在物质在2 min内的平均反应速率内的平均反应速率,可先通过求可先通过求出出Z物质的物质的量浓度的变化量物质的物质的量浓度的变化量,再根据反应再根据反应速率的计算式速率的计算式(c/t)求解。求解。(3)因为反应开始后的某个时刻因为反应开始后的某个时刻,各物质的物质各物质的物质的量都不再改变的量都不再改变,说明该反应是可逆反应说明该反应是可逆反应,并且并且在该时刻建立了化学平衡。即至少在第在该时刻建立了化学平衡。即至少在第2分钟分钟之前之前,反应尚未达到平衡反应尚未达到平衡;第第5分钟时分钟时,各物质的各物质的物质的量不变物质的量不变,达到平衡状态达到平衡状态,v(正正)v(逆逆)。答案答案:(1)3XY2Z(2)0.05 molL1min1(3)是等于是等于下列叙述中下列叙述中,正确的是正确的是()A点点c处正反应速率和逆反应速率相等处正反应速率和逆反应速率相等B点点a处的正反应速率比点处的正反应速率比点b处的大处的大C点点d(t1时刻时刻)和点和点e(t2时刻时刻)处处n(N2)不同不同D在在t2时刻时刻,正反应速率大于逆反应速率正反应速率大于逆反应速率解析解析:该图示为该图示为nt图象图象,随反应的进行随反应的进行,n(H2)越来越小越来越小,正反应速率逐渐减慢正反应速率逐渐减慢,故故B项对项对;点点c处处只是二者的物质的量相等只是二者的物质的量相等,但是仍在变化但是仍在变化,未达到未达到平衡平衡,因此因此,v(正正)与与v(逆逆)不相等不相等,故故A项错项错;由于点由于点d和点和点e都是平衡点都是平衡点,因此两点时因此两点时v(N2)相同相同,故故C项项错错;由于由于t2时刻已达到化学平衡时刻已达到化学平衡,因此因此v(正正)v(逆逆),故故D项错。项错。答案答案:B二、化学平衡的特征及平衡状态的判定二、化学平衡的特征及平衡状态的判定1化学平衡的特征化学平衡的特征(1)“动动”:达平衡状态时达平衡状态时,可逆反应并未停止可逆反应并未停止,因此因此化学平衡是动态平衡。化学平衡是动态平衡。(2)“等等”:平衡状态时平衡状态时,正、逆反应的速率相等。正、逆反应的速率相等。(3)“定定”:平衡时平衡时,反应体系中各成分的含量反应体系中各成分的含量(浓度浓度或物质的量分数或气体的体积分数或物质的量分数或气体的体积分数)保持恒定。保持恒定。(4)“变变”:改变条件改变条件,化学平衡状态发生改变。化学平衡状态发生改变。2化学平衡状态的判定化学平衡状态的判定(1)达到化学平衡状态的本质标志达到化学平衡状态的本质标志达到化学平衡状态的本质标志是达到化学平衡状态的本质标志是:正反应速率正反应速率(v正正)等于逆反应速率等于逆反应速率(v逆逆),但不等于零但不等于零,v正正v逆逆是是针对同一反应物或同一生成物而言。例如针对同一反应物或同一生成物而言。例如,对于对于某一反应物来说某一反应物来说,正反应消耗掉该反应物的速率正反应消耗掉该反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率,该反应就达到该反应就达到平衡状态。平衡状态。(2)达到化学平衡状态的等价标志达到化学平衡状态的等价标志所谓所谓“等价标志等价标志”是指可以间接衡量某一可逆是指可以间接衡量某一可逆反应是否达到化学平衡状态的标志。反应是否达到化学平衡状态的标志。可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生变化。变化。体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变。物质的量分数保持不变。对同一物质而言对同一物质而言,单位时间内该物质所代表的单位时间内该物质所代表的正反应的转化浓度和所代表的逆反应的转化浓正反应的转化浓度和所代表的逆反应的转化浓度相等的状态。度相等的状态。对不同的物质而言对不同的物质而言,若一种物质所代表的正反若一种物质所代表的正反应速率和另一种物质所代表的逆反应速率的比应速率和另一种物质所代表的逆反应速率的比值等于它们在化学方程式中的化学计量数之比值等于它们在化学方程式中的化学计量数之比,标志着反应已达平衡状态。标志着反应已达平衡状态。反应体系中混合气体的平均相对分子质量不反应体系中混合气体的平均相对分子质量不再发生变化的状态再发生变化的状态,就是化学平衡状态。此规律就是化学平衡状态。此规律只适用于反应前后气体分子数不相等且无固、只适用于反应前后气体分子数不相等且无固、液态物质参加或生成的可逆反应。如果是反应液态物质参加或生成的可逆反应。如果是反应前后气体分子数不变的可逆反应前后气体分子数不变的可逆反应,混合气体的平混合气体的平均相对分子质量始终不发生变化均相对分子质量始终不发生变化,不管是否达到不管是否达到化学平衡状态。化学平衡状态。名师点拨名师点拨:解答本题要注意以下三点解答本题要注意以下三点:(1)达平衡时达平衡时,v(正正)v(逆逆)。(2)达平衡时达平衡时,各物质浓度不再变化。各物质浓度不再变化。(3)平衡浓度与化学方程式中的系数无关。平衡浓度与化学方程式中的系数无关。 O2的生成表示的是正反应速率的生成表示的是正反应速率,而而NO2的消耗表示的也是正反应速率的消耗表示的也是正反应速率,两者速率相两者速率相等不能表示反应达到平衡等不能表示反应达到平衡;同样同样,NO生成表示的生成表示的也是正反应速率也是正反应速率,B项也不能表示反应达到平衡项也不能表示反应达到平衡,各组成成分浓度关系与是否平衡无必然联系各组成成分浓度关系与是否平衡无必然联系;各组成成分的物质的量不变表示反应达到平衡各组成成分的物质的量不变表示反应达到平衡状态。状态。答案答案:D解析解析:由于反应前后由于反应前后,气体的总物质的量不变气体的总物质的量不变,所以不论达到平衡与否所以不论达到平衡与否,容器内的气体分子总容器内的气体分子总数不变数不变,因而总压强不变因而总压强不变,故故A不可选。化学平不可选。化学平衡的本质是衡的本质是v(正正)v(逆逆),而而B只表述了只表述了v(逆逆),不不知道知道v(正正);D是用不同物质来表述是用不同物质来表述v(正正)、v(逆逆),v(正正)2v(逆逆),B、D错。当单位时间内生错。当单位时间内生成成n mol A2,必消耗必消耗2n mol AB,这是这是v(逆逆),同时又同时又有有2n mol AB生成生成,这是这是v(正正),v(正正)v(逆逆),反应反应达到平衡状态。达到平衡状态。答案答案:C 在原化学平衡的基础上在原化学平衡的基础上,t2时刻时刻v正正v逆逆,化学平衡一定发生移动化学平衡一定发生移动,又由于又由于t2时刻时刻v逆逆v正正,故该化学平衡向逆反应方向移动。故该化学平衡向逆反应方向移动。答案答案:C答案答案:化学平衡向逆向移动化学平衡向逆向移动1下列各组反应中下列各组反应中,属于可逆反应的一组是属于可逆反应的一组是()解析解析:可逆反应是指在相同的条件下既能向可逆反应是指在相同的条件下既能向正反应方向进行正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应。又能向逆反应方向进行的反应。A、B、D各项中的两个反应各项中的两个反应,反应条件不同反应条件不同,不不属于可逆反应。属于可逆反应。答案答案:C2(2011衡阳高一质检衡阳高一质检)下列关于化学反应限度下列关于化学反应限度的说法中不正确的是的说法中不正确的是()A当一个可逆反应达到平衡状态时当一个可逆反应达到平衡状态时,就是这个反就是这个反应在该条件下所能达到的限度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当一个可逆反应进行到平衡状态时,那么这个那么这个反应的正向反应速率和逆向反应速率相等反应的正向反应速率和逆向反应速率相等C平衡状态是一种静止的状态平衡状态是一种静止的状态,因此反应物和生因此反应物和生成物的浓度已经不再改变成物的浓度已经不再改变D化学反应的限度可以通过改变条件而改变化学反应的限度可以通过改变条件而改变解析解析:化学平衡是一种动态平衡化学平衡是一种动态平衡,反应仍在进行反应仍在进行,只是只是v(正正)v(逆逆)。答案答案:C3在一定温度下的定容密闭容器中在一定温度下的定容密闭容器中,当下列物当下列物理量不再变化时理量不再变化时,表明反应表明反应:A(s)2B(g)C(g)D(g)已达平衡的是已达平衡的是()A混合气体的压强混合气体的压强 B混合气体的密度混合气体的密度CB的物质的量浓度的物质的量浓度 D气体的总物质的量气体的总物质的量解析解析:由于有固体参与由于有固体参与,故该反应是一个气体故该反应是一个气体质量可变的等体积反应。随反应的进行气体的质量可变的等体积反应。随反应的进行气体的密度增大密度增大,到达平衡时到达平衡时,混合气体的密度和混合气体的密度和B的浓的浓度都不再变化度都不再变化,但混合气体的压强和总物质的量但混合气体的压强和总物质的量不随反应的程度而变。不随反应的程度而变。答案答案:BC解析解析:当同一物质的正逆反应速率相等时即达当同一物质的正逆反应速率相等时即达到平衡状态。可判断到平衡状态。可判断2v正正(H2)3v正正(NH3)3v逆逆(NH3),即即v(正正)v(逆逆),所以所以C项正确。项正确。答案答案:C(2)随着反应的进行随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的反应混合物中各组分浓度的变化趋势为变化趋势为c(H2)_,c(I2)_,而而c(HI)_,从而化学反应速率从而化学反应速率v(正正)_,而而v(逆逆)_。(3)当反应进行到当反应进行到v(正正)与与v(逆逆)_时时,此可逆此可逆反应就达到了最大限度反应就达到了最大限度,若保持外界条件不变时若保持外界条件不变时,混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强产率及体系的总压强(或各组分的分压或各组分的分压)都将都将_。解析解析:可逆反应发生时可逆反应发生时,正反应速率越来越小正反应速率越来越小,逆反应速率越来越大逆反应速率越来越大,反应物的浓度越来越小反应物的浓度越来越小,生成物的浓度越来越大生成物的浓度越来越大,平衡时平衡时,各组分的物质各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强都将保持不变。强都将保持不变。练规范、练技能、练速度练规范、练技能、练速度
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