2020化学新素养同步鲁教选修4（课件+讲义+素养练）：第2章第2节　化学反应的限度 第1课时.ppt

1、1 完成课前学习 探究核心任务 第第2节节 化学反应的限度化学反应的限度 第第1课时课时 化学平衡的建立及标志化学平衡的建立及标志 学业要求学业要求 素养对接素养对接 1.能描述化学平衡状态能描述化学平衡状态。 2.能判断化学反应是否达到平衡能判断化学反应是否达到平衡。 平衡思想：会判断一个可逆反应是否达平衡思想：会判断一个可逆反应是否达 到平衡状态到平衡状态。 2 完成课前学习 探究核心任务 知知 识识 梳梳 理理 知识点一知识点一、可逆反应与不可逆反应可逆反应与不可逆反应 1.可逆反应可逆反应 (1)概念概念 在在_下下，既能向既能向_方向进行又能向方向进行又能向_方向进行的化学反应方向进

2、行的化学反应 。 (2)表示方法表示方法 用用“_”表示表示，把从左向右的反应称作把从左向右的反应称作_，从右向左的反应称作从右向左的反应称作 _。例如：例如：SO2与与H2O反应可表示为反应可表示为_ 。 相同条件相同条件 正反应正反应 逆反应逆反应 正反应正反应 逆反应逆反应 SO2H2OH2SO3 3 完成课前学习 探究核心任务 (3)特征特征 正逆反应发生的条件正逆反应发生的条件_； 反应反应_进行到底进行到底，反应体系中反应体系中，与化学反应有关的各种物质与化学反应有关的各种物质_。 相同相同 不能不能 共存共存 4 完成课前学习 探究核心任务 2.可逆反应与不可逆反应的比较可逆反应

3、与不可逆反应的比较 可逆反应可逆反应 不可逆反应不可逆反应 在同一条件下， 既能向在同一条件下， 既能向_方向进行，方向进行， 又能向又能向_方向进行的反应称为可逆方向进行的反应称为可逆 反应。化学方程式中用反应。化学方程式中用“_”表表示，示， 如如 N2 3H2 高温、高压高温、高压 催化剂催化剂 2NH3、 H2 I2 2HI _ 几 乎 能 进 行 到 底 或几 乎 能 进 行 到 底 或 _进行的程度非常小，这进行的程度非常小，这 样的反应通常称为不可逆反应，样的反应通常称为不可逆反应， 如如 NaOHHCl=NaClH2O、 H2Cl2= 光照光照 2HCl 正反应正反应 逆反应逆

4、反应 正反应正反应 逆反应逆反应 5 完成课前学习 探究核心任务 知识点二知识点二、化学平衡状态化学平衡状态 1.化学平衡的建立化学平衡的建立 在一定条件下在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程反应过程 如下：如下： 零零 减小减小 减小减小 增大增大 增大增大 保持不变保持不变 6 完成课前学习 探究核心任务 2.化学平衡状态化学平衡状态 以上过程可用下图表示：以上过程可用下图表示： 一定条件下一定条件下，可逆反应中可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等正反应速率与逆反应速率相等，反应混合物中各种物反应混合物中各种

5、物 质的质的_保持不变的状态保持不变的状态。 浓度或质量浓度或质量 7 完成课前学习 探究核心任务 3.化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征 化学平衡状态具有化学平衡状态具有“逆逆”“”“等等”“”“动动”“”“定定”“”“变变”的特征的特征。 (1)逆：化学平衡研究的对象是逆：化学平衡研究的对象是_。 (2)等：正反应速率和逆反应速率等：正反应速率和逆反应速率_。 (3)动：化学平衡从表面上或宏观上看好像停止了动：化学平衡从表面上或宏观上看好像停止了，但从本质上看反应并未停止但从本质上看反应并未停止 ，只不过正反应速率与逆反应速率相等罢了只不过正反应速率与逆反应速率相等罢了。 (4)定：在平

6、衡混合物中定：在平衡混合物中，各组成成分的百分含量各组成成分的百分含量_，不再随时间的改不再随时间的改 变而改变变而改变。 (5)变：化学平衡是在一定条件下建立的暂时平衡变：化学平衡是在一定条件下建立的暂时平衡，若影响化学平衡的外界条件若影响化学平衡的外界条件 改变改变，化学平衡状态就会发生化学平衡状态就会发生_。 可逆反应可逆反应 相等相等 保持一定保持一定 改变改变 8 完成课前学习 探究核心任务 1.判断正误判断正误，正确的打正确的打“”“”，错误的打错误的打“” (1)可逆反应进行到一定程度时可逆反应进行到一定程度时，反应就会停止反应就会停止( ) (2)可逆反应中反应物的转化率不能达

7、到可逆反应中反应物的转化率不能达到100%( ) (3)存在平衡的过程一定是化学反应的过程存在平衡的过程一定是化学反应的过程( ) (4)H2和和I2的化合与的化合与HI的分解是可逆反应的分解是可逆反应( ) (5)电解水生成电解水生成H2与与O2和和H2与与O2转化成转化成H2O是可逆反应是可逆反应( ) (6)乙酸和乙醇的酯化反应与乙酸乙酯在碱性条件下的水解反应是可逆反应乙酸和乙醇的酯化反应与乙酸乙酯在碱性条件下的水解反应是可逆反应( ) (7)只有可逆反应才具有化学平衡状态只有可逆反应才具有化学平衡状态( ) 自自 我我 检检 测测 9 完成课前学习 探究核心任务 (8)化学平衡的实质是

8、正反应速率和逆反应速率相等化学平衡的实质是正反应速率和逆反应速率相等( ) (9)反应达平衡时体系中的各组分的浓度或质量相等反应达平衡时体系中的各组分的浓度或质量相等( ) (10)反应达平衡时反应达平衡时v正 正 v逆 逆， ，可逆反应不再进行可逆反应不再进行( ) (11)可逆反应从正反应开始或逆反应开始都能建立化学平衡状态可逆反应从正反应开始或逆反应开始都能建立化学平衡状态( ) (12)化学平衡状态是可逆反应进行到最大限度的结果化学平衡状态是可逆反应进行到最大限度的结果( ) 10 完成课前学习 探究核心任务 答案答案 存在于存在于SO2、O2、SO3中中，因为通入因为通入18O2后后

9、，SO2和和18O2反应生成含有反应生成含有18O的的 三氧化硫三氧化硫，同时三氧化硫再分解生成含有同时三氧化硫再分解生成含有18O的二氧化硫和氧气的二氧化硫和氧气。 2.对于可逆反应：对于可逆反应：2SO2O22SO3，在混合气体中充入一定量的，在混合气体中充入一定量的 18O 2，足够时 ，足够时 间后，间后，18O 原子原子将存在于哪些物质中？为什么？将存在于哪些物质中？为什么？ 3.v正 正 v逆 逆指的是同一种物质还是不同种物质 指的是同一种物质还是不同种物质？当当v正 正 v逆 逆时 时，化学反应停止了吗化学反应停止了吗？ 答案答案 (1)化学反应达到平衡状态时化学反应达到平衡状态

10、时，正反应速率和逆反应速率相等是指同一种正反应速率和逆反应速率相等是指同一种 物质的反应速率与生成速率相等物质的反应速率与生成速率相等。不同种物质的正不同种物质的正、逆反应速率不一定相等逆反应速率不一定相等。 (2)v正 正 v逆 逆， ，但二者均不为但二者均不为0，即反应没有停止即反应没有停止。 11 完成课前学习 探究核心任务 4.化学平衡状态的建立化学平衡状态的建立，与反应途径是否有关与反应途径是否有关？会不会因时间变化而变化会不会因时间变化而变化？ 答案答案 化学平衡状态的建立与反应途径无关化学平衡状态的建立与反应途径无关，对于一个给定的可逆反应对于一个给定的可逆反应，如果反如果反 应

11、条件一定应条件一定，不论采取何种途径不论采取何种途径(反应无论是从反应物开始或还是从生成物开始反应无论是从反应物开始或还是从生成物开始) 最后都能建立相同的化学平衡状态最后都能建立相同的化学平衡状态，该平衡状态也不会因时间的变化而变化该平衡状态也不会因时间的变化而变化。 12 完成课前学习 探究核心任务 学习任务一学习任务一、可逆反应中浓度范围的确定可逆反应中浓度范围的确定 【交流研讨交流研讨】 在一定条件下在一定条件下，2 mol SO2 与与1 mol O2反应反应，能否得到能否得到2 mol SO3? 提示提示 不能不能，可逆反应不能进行到底可逆反应不能进行到底。 13 完成课前学习 探

12、究核心任务 A.Z为为0.3 mol L 1 B.Y2为为0.4 mol L 1 C.X2为为0.2 mol L 1 D.Z为为0.4 mol L 1 答案答案 A 【典例【典例 1】 在密闭容器中进行反应：在密闭容器中进行反应：X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知，已知 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为的起始浓度分别为 0.1 mol L 1、 、0.3 mol L 1、 、0.2 mol L 1，在一定条件下，当 ，在一定条件下，当 反应达到平衡反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是时，各物质的浓度有可能是( ) 14 完成课前学习 探究核心任务 【名师点拨名师点拨】 利用极端假设法确定各物

13、质的浓度范围利用极端假设法确定各物质的浓度范围 上述题目中可利用极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质上述题目中可利用极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质 浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。 假设反应正向进行到底：假设反应正向进行到底：X2(g)Y2(g) 2Z(g) 起始浓度起始浓度(mol L 1) 0.1 0.3 0.2 改变浓度改变浓度(mol L 1) 0.1 0.1 0.2 终态浓度终态浓度(mol L 1) 0 0.2 0.4 15 完成课前学习 探究核心任务 假设反应逆向进行到底：假设反

14、应逆向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g) 起始浓度起始浓度(mol L 1) 0.1 0.3 0.2 改变浓度改变浓度(mol L 1) 0.1 0.1 0.2 终态浓度终态浓度(mol L 1) 0.2 0.4 0 平衡体系中各物质的浓度范围为平衡体系中各物质的浓度范围为 X2(0，0.2)，Y2(0.2，0.4)，Z(0，0.4)。 16 完成课前学习 探究核心任务 A.X2为为0.4 mol L 1， ，Y2为为1.2 mol L 1 B.Y2为为1.0 mol L 1 C.X2为为0.3 mol L 1， ，Z为为0.2 mol L 1 D.Z为为0.6 mol L 1 解析解析

15、 化学平衡研究的是可逆反应化学平衡研究的是可逆反应，故解这类题目时要善于利用极值法故解这类题目时要善于利用极值法，可分别可分别 考虑反应正向进行彻底和反应逆向进行彻底两种情况考虑反应正向进行彻底和反应逆向进行彻底两种情况。 由可逆反应的含义知由可逆反应的含义知，0X20.4 mol L 1， ，0Y21.2 mol L 1， ，0Z 0.8 mol L 1。 。 答案答案 A 变式训练变式训练 1 在密闭容器中进行反应：在密闭容器中进行反应：X2(g)3Y2(g)2Z(g)，X2、Y2、Z 的起始的起始 浓度分别为浓度分别为 0.2 mol L 1、 、0.6 mol L 1、 、0.4 mo

16、l L 1，当平衡时，下列数据肯定不 ，当平衡时，下列数据肯定不 正确的是正确的是( ) 17 完成课前学习 探究核心任务 学习任务二学习任务二、化学平衡状态的判断标志化学平衡状态的判断标志 【合作交流合作交流】 1.若反应体系的总压强不变若反应体系的总压强不变，该可逆反应一定达平衡了吗该可逆反应一定达平衡了吗？ 提示提示 不一定不一定，对前后气体体积相等的反应对前后气体体积相等的反应，压强不变不能作判据压强不变不能作判据。 2.若反应体系的气体密度不变若反应体系的气体密度不变，该可逆反应达平衡了吗该可逆反应达平衡了吗？ 提示提示 不一定不一定，若可逆反应前后都是气体若可逆反应前后都是气体，且

17、体系容积不变且体系容积不变、密度始终不变密度始终不变， 不能作为判据不能作为判据。 18 完成课前学习 探究核心任务 【名师点拨名师点拨】 1.判断依据判断依据 (1)正反应速率与逆反应速率相等：正反应速率与逆反应速率相等：v正 正 v逆 逆 对同一物质对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率该物质的生成速率等于它的消耗速率。 对不同物质对不同物质，速率之比等于方程式中的化学计量数之比速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的但必须是不同方向的 速率速率。 (2)可逆反应发生过程中的可变量达不变可逆反应发生过程中的可变量达不变 在可逆反应中有很多可变量在可逆反应中有很多可变量

18、，如：浓度如：浓度、物质的量物质的量、百分含量等百分含量等，当可变量达不当可变量达不 变时变时，则反应达平衡则反应达平衡。 19 完成课前学习 探究核心任务 2.判断方法判断方法 以反应以反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)为例为例 v正 正 v逆 逆 同一物质同一物质 生成速率等于消耗速率生成速率等于消耗速率 不同物质不同物质 化学反应速率之比等于化学计量数之比化学反应速率之比等于化学计量数之比，且表示不且表示不 同方向同方向(即即“一正一逆一正一逆”) 可变量达可变量达 不变不变 各物质的物理量各物质的物理量 各组成成分的质量各组成成分的质量、物质的量物质的量、分子数分子数、物质

19、的量物质的量 浓度保持不变浓度保持不变 各物质的含量各物质的含量 各组成成分的质量分数各组成成分的质量分数、物质的量分数物质的量分数、气体的体气体的体 积分数保持不变积分数保持不变 气体的总物质的量气体的总物质的量 mnpq时，气体的总物质的量一定时，气体的总物质的量一定 20 完成课前学习 探究核心任务 可变量可变量 达不变达不变 恒容条件下的压强恒容条件下的压强 mnpq 时，总压强一定时，总压强一定 恒压条件下气体的密度恒压条件下气体的密度 mnpq 时，时，m V一定 一定 混合气体的平均相对分子混合气体的平均相对分子 质量质量() 当当 mnpq 时，时，m n 一定一定 有颜色变化

20、的反应有颜色变化的反应 气体的颜色不再变化气体的颜色不再变化 21 完成课前学习 探究核心任务 单位时间内生成单位时间内生成n mol O2的同时生成的同时生成2n mol NO2 单位时间内生成单位时间内生成n mol O2的同时生成的同时生成2n mol NO 用用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为表示的反应速率的比为221的状态的状态 混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状

21、态 A. B. C. D.全部全部 【典例【典例 2】 可逆反应：可逆反应：2NO22NOO2在恒容的密闭容器中进行，达到平在恒容的密闭容器中进行，达到平 衡状态的标志是衡状态的标志是( ) 22 完成课前学习 探究核心任务 答案答案 A 解析解析 依据依据 v正 正v逆逆0 判断：判断：单位时间内生成单位时间内生成 n mol O2的同时必消耗的同时必消耗 2n mol NO2，则同时生成，则同时生成 2 n mol NO2，能说明反应已达到平衡；能说明反应已达到平衡；描述的均是正反应描述的均是正反应 速率，无法判断；速率，无法判断；无论反应是否达到平衡，均有此关系；依据组成一定判断无论反应

22、是否达到平衡，均有此关系；依据组成一定判断 NO2(红棕色红棕色)为有颜色的气体，颜色不变能说明反应体系中为有颜色的气体，颜色不变能说明反应体系中 NO2浓度一定，反应浓度一定，反应 已达到平衡；已达到平衡；因因 m V，反应前后， ，反应前后，m、V 均不变，均不变， 也不变，不能说明反应达到也不变，不能说明反应达到 平衡； 这是一个反应前后气体分平衡； 这是一个反应前后气体分子数发生改变的反应，子数发生改变的反应， 均能说明反应已达平衡。均能说明反应已达平衡。 23 完成课前学习 探究核心任务 变式训练变式训练 2 下列说法可以证明下列说法可以证明 H2(g)I2(g)2HI(g)已达平衡

23、状态的是已达平衡状态的是 _(填序号填序号)。 单位时间内生成单位时间内生成 n mol H2的同时，生成的同时，生成 n mol HI 一个一个 HH 键断裂的同时键断裂的同时 有两个有两个HI键断裂键断裂 百分含量百分含量w(HI)w(I2) 反应速率反应速率v(H2)v(I2)1 2v(HI) HIH2I2211 温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化 温度温度和体积一定时，容器内压强不再变化和体积一定时，容器内压强不再变化 条件一定，混合气体的平均相对分条件一定，混合气体的平均相对分 子质量不再变化子质量不再变化 温度和体积一定时， 混合气体颜

24、色不再变化温度和体积一定时， 混合气体颜色不再变化 温度和压强一温度和压强一 定时，混合气体的密度不再变化定时，混合气体的密度不再变化 24 完成课前学习 探究核心任务 解析解析 (1)对于反应前后气体分子总数不等的可逆反应对于反应前后气体分子总数不等的可逆反应，可从化学反应速率可从化学反应速率、化化 学键断裂学键断裂、物质的量物质的量、物质的量浓度物质的量浓度、转化率转化率、颜色颜色、温度温度、平均相对分子质量平均相对分子质量 、压强压强、密度等来判断密度等来判断。(2)对于反应前后气体分子总数相等的可逆反应对于反应前后气体分子总数相等的可逆反应，可从可从 化学反应速率化学反应速率、化学键断裂化学键断裂、物质的量物质的量、物质的量浓度物质的量浓度、转化率转化率、颜色颜色、温度等温度等 来判断来判断(此时平均相对分子质量此时平均相对分子质量、压强压强、密度不能作为判断依据密度不能作为判断依据)。 答案答案 25 本节内容结束