《化學(xué)反應(yīng)的限度》1.了解可逆反應(yīng)、化學(xué)平衡的含義。2.學(xué)會(huì)判斷可逆反應(yīng)的平衡狀態(tài)，初步了解外界條件能夠影響化學(xué)平衡狀態(tài)。學(xué)習(xí)目標(biāo)可逆反應(yīng)：在相同條件下同時(shí)向正、反兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)下列說法是否正確：1、氫氣在氧氣中燃燒生成水，水在電解時(shí)生成氫氣和氧氣，H2+O2=H2O是可逆反應(yīng)。2、硫酸銅晶體加熱變成白色粉末，冷卻又變成藍(lán)色，所以無水硫酸銅結(jié)合結(jié)晶水的反應(yīng)是可逆反應(yīng)。3、氯化銨加熱變成氨氣和氯化氫氣體，兩種氣體又自發(fā)變成氯化銨，氯化銨的分解是可逆反應(yīng)。問題2：可逆反應(yīng)有什么特點(diǎn)？2.可逆反應(yīng)的特點(diǎn)（1）不能進(jìn)行到底，有一定限度，任何物質(zhì)不可能被全部消耗（2）正反兩個(gè)方向的反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行正反應(yīng)：左→右逆反應(yīng)：右→左2SO2+O22SO3催化劑2.在一密閉容器中加入2molSO2和1mol18O2，（1）2molSO2和1molO2反應(yīng)能生成2molSO3嗎？最終反應(yīng)容器中有哪些物質(zhì)？（2）18O存在于哪些物質(zhì)中？問題3：可逆反應(yīng)會(huì)“停止”嗎？某溫度和壓強(qiáng)下，密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)2SO2+O2

2SO3

時(shí)間010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9物質(zhì)的量濃度物質(zhì)單位：mol/L問題4：反應(yīng)真的停止了嗎？反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)物濃度為多少？生成物濃度為多少？隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度怎么變？生成物濃度么變？O正反應(yīng)逆反應(yīng)時(shí)間速率··2SO2+O2

2SO32SO2+O22SO3ひ正=ひ逆≠0探究2：從數(shù)據(jù)與圖像中你得出反應(yīng)開始時(shí)，正反應(yīng)速率為多少？逆反應(yīng)速率為多少？隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率怎么變？逆反應(yīng)速率怎么變？最終逆反應(yīng)速率與正反應(yīng)速率有什么關(guān)系？

時(shí)間010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9物質(zhì)的量濃度物質(zhì)2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)

正向反應(yīng)逆向反應(yīng)對(duì)于以上反應(yīng)，請(qǐng)分析：（1）當(dāng)反應(yīng)剛開始時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度哪個(gè)大？（2）當(dāng)反應(yīng)剛開始時(shí)，正反應(yīng)與逆反應(yīng)哪個(gè)反應(yīng)速率大？（3）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物和生成物濃度如何變化？（4）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，v(正)與v(逆)怎樣變化？在密閉容器中加入2molSO2和1molO2發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)

（5）反應(yīng)會(huì)進(jìn)行到什么時(shí)候“停止”？（6）此時(shí)，反應(yīng)物和生成物濃度如何變化？（7）給這個(gè)狀態(tài)命名平衡狀態(tài)（8）反應(yīng)真的停止了嗎？沒有處于動(dòng)態(tài)平衡當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)物和生成物濃度不再改變時(shí)間速率O··時(shí)間濃度O··正反應(yīng)逆反應(yīng)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)：

在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)物和生成物濃度保持不變的狀態(tài)。

特征:(1)逆：對(duì)象為可逆反應(yīng)(2)動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡v(正)＝v(逆)

≠0(3)等：v(正)＝v(逆)

(4)定：反應(yīng)物和生成物濃度保持不變(5)變：一定條件下，條件改變平衡被破壞，平衡將發(fā)生移動(dòng)而建立新的平衡。ひ正=ひ逆的理解：1、用同一種物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時(shí)，該物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等。即單位時(shí)間內(nèi)生成與消耗某反應(yīng)物（生成物）的量相等。例如，一定條件下，可逆反應(yīng)N2＋3H22NH3，對(duì)該可逆反應(yīng)，表示正、逆反應(yīng)速率可以用N2或H2或NH3來表示：（1）單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2反應(yīng)掉，同時(shí)1molN2生成（2）V正（H2）=V逆（H2）（3）V生成（N2）=V消耗（N2）（ii）速率之比化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。表示兩個(gè)不同的方向。（i）2、用不同種物質(zhì)來表示反應(yīng)速率時(shí)必須符合兩方面1、可逆反應(yīng)N2＋3H22NH3（1）單位時(shí)間內(nèi)，有3molH2反應(yīng)掉，同時(shí)有2molNH3反應(yīng)掉（2）1個(gè)N≡N斷裂的同時(shí)，有6個(gè)N—H鍵斷裂標(biāo)志二：各組分的濃度保持不變（注意不是相等，也不是成一定的比值）①各組分的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變②各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)保持不變③各組分的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變④體系的顏色和溫度不變規(guī)律：變量不變即可判斷平衡。假定可逆反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，看該“量”是否變化，若變，當(dāng)其不再變化時(shí)，即可判斷可逆反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)。任務(wù)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷【問題探究】鋼鐵生產(chǎn)是17世紀(jì)從英國開始的第一次產(chǎn)業(yè)革命的兩大產(chǎn)業(yè)之一。煉制1t生鐵所需焦炭的實(shí)際用量,遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需的量,且從高爐中出來的氣體中含有沒有利用的CO氣體,煉鐵工程師設(shè)法增加高爐的高度,高爐尾氣中CO的比例竟然沒有改變,這成了煉鐵技術(shù)的一大疑問。直到19世紀(jì)下半葉,人們才認(rèn)識(shí)到CO還原Fe2O3的反應(yīng)實(shí)質(zhì),這一謎底才得以揭開。1.煉鐵工程師設(shè)法增加高爐的高度,高爐尾氣中CO的比例竟然沒有改變,其原因是什么?提示

高爐煉鐵時(shí)發(fā)生反應(yīng):Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),該反應(yīng)是可逆反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)達(dá)到反應(yīng)的最大限度,只增加高爐的高度,不改變其他反應(yīng)條件,化學(xué)平衡狀態(tài)不變,高爐尾氣中CO的比例不會(huì)改變。2.恒容條件下進(jìn)行反應(yīng)Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),試寫出四個(gè)能反映該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)。提示

①CO或CO2的濃度保持不變;②混合氣體的密度保持不變;③n(CO)或n(CO2)保持不變;④Fe2O3(s)的質(zhì)量不變等。3.上述化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行一定時(shí)間后,各氣體組分的濃度相等或濃度之比正好等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí),化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡?提示

不一定?；瘜W(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各組分的濃度保持不變,不一定相等,也不一定濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。【深化拓展】化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志1.直接標(biāo)志(1)v(正)=v(逆)①同一種物質(zhì)的生成速率等于消耗速率;②在化學(xué)方程式同一邊的不同物質(zhì)的生成速率與消耗速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比;③在化學(xué)方程式兩邊的不同物質(zhì)的生成(或消耗)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(2)各組分的濃度保持一定①各組分的濃度不隨時(shí)間的改變而改變;②各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間的改變而改變。2.間接判斷依據(jù)以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)為例:類型判斷依據(jù)平衡狀態(tài)混合物體系中各成分的含量①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定平衡②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡類型判斷依據(jù)平衡狀態(tài)正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了mmolA,同時(shí)生成mmolA,即v(正)=v(逆)平衡②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB,同時(shí)生成pmolC,則v(正)不一定等于v(逆)不一定③在單位時(shí)間內(nèi)生成nmolB,同時(shí)消耗qmolD,因二者變化均表示v(逆),所以v(正)不一定等于v(逆)不一定溫度體系溫度一定(其他條件不變)平衡顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色一定平衡【素能應(yīng)用】典例H2(g)+I2(g)2HI(g)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是

(填序號(hào))。

①c(H2)=c(I2)=c(HI)②c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=1∶1∶2③c(H2)∶c(I2)∶c(HI)不再變化④單位時(shí)間內(nèi)生成nmolH2的同時(shí)生成2nmolHI⑤單位時(shí)間內(nèi)生成nmolH2的同時(shí)生成nmolI2⑥反應(yīng)速率v(H2)=v(I2)=v(HI)⑦一個(gè)H—H鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè)H—I鍵斷裂⑧溫度和體積一定時(shí),容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化⑨溫度和體積一定時(shí),混合氣體的顏色不再變化⑩溫度和壓強(qiáng)一定時(shí),混合氣體的密度不再變化答案

③④⑦⑨解析

①和②分別體現(xiàn)了化學(xué)平衡建立過程中的某一種特定狀態(tài),但不一定是平衡狀態(tài)。③體現(xiàn)了c(H2)、c(I2)和c(HI)都不再變化,這是一種平衡狀態(tài)。④體現(xiàn)了v逆(H2)=v正(HI),即v(正)=v(逆),這是一種平衡狀態(tài)。⑤都為逆反應(yīng)速率,未體現(xiàn)v(正)=v(逆),不一定是平衡狀態(tài)。⑥未體現(xiàn)v(正)=v(逆),不一定是平衡狀態(tài)。⑦體現(xiàn)了v(正)=v(逆),這是一種平衡狀態(tài)。⑧體現(xiàn)的是反應(yīng)從開始到化學(xué)平衡過程中的任意狀態(tài),這不一定是平衡狀態(tài)。⑨體現(xiàn)了c(I2)、c(H2)和c(HI)都不再變化,這是一種平衡狀態(tài)。⑩體現(xiàn)的是反應(yīng)從開始到化學(xué)平衡過程中的任意狀態(tài),這不一定是平衡狀態(tài)?！咀兪皆O(shè)問】HI(g)的體積分?jǐn)?shù)保持不變時(shí),該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)?為什么?提示

是;該反應(yīng)是前后氣體總分子數(shù)不變的反應(yīng),反應(yīng)過程中氣體總物質(zhì)的量不變,當(dāng)HI(g)的體積分?jǐn)?shù)保持不變時(shí),n(HI)不變,則該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。規(guī)律方法化學(xué)平衡狀態(tài)判斷的“三關(guān)注”“一等、一不變”(1)三關(guān)注①關(guān)注反應(yīng)條件,是恒溫恒容、恒溫恒壓,還是絕熱恒容容器;②關(guān)注反應(yīng)特點(diǎn),是等體積反應(yīng),還是非等體積反應(yīng);③關(guān)注特殊情況,是否有固體參加或生成,或固體的分解反應(yīng)。(2)一等、一不變

變式訓(xùn)練在一個(gè)不傳熱的固定容積的密閉容器中,發(fā)生可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),當(dāng)m、n、p、q為任意整數(shù)時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是(

)①體系的壓強(qiáng)不再改變②體系的溫度不再改變③各組分的濃度不再改變④各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變⑤反應(yīng)速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q

⑥單位時(shí)間內(nèi)mmolA發(fā)生斷鍵反應(yīng),同時(shí)pmolC也發(fā)生斷鍵反應(yīng)A.③④⑤⑥ B.②③④⑥C.①③⑤ D.①④⑥答案

B解析

判斷反應(yīng)到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的根本標(biāo)志是v(正)=v(逆),⑥中m

mol

A斷鍵,則同時(shí)生成p

mol