新苏教版选择性必修1专题2第2单元化学反应的方向与限度第2课时学案

1、第2单元化学反应的方向与限度第2课时学案必备知识自主学习一、可逆反应1可逆反应在同一条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应。2表示方法用“”表示，把从左向右的反应称作正反应，从右向左的反应称作逆反应。例如：SO2与H2O反应可表示为SO2H2OH2SO3。3可逆反应的特征(1)(知识前后串联)铅蓄电池的原理反应为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，该反应是不是可逆反应？为什么？提示：不是。充、放电过程条件不同，也不是同时发生。(2)(情境思考)碳14的应用主要有两个方面：一是在考古学中测定生物死亡年代，即放射性测年法；二是以碳14标记化合物为示踪剂，探索化学和生命科学

2、中的微观运动。14CO2与碳在高温条件下发生反应：14CO2C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有哪些？提示：14CO2、14CO、14C(3)(教材二次开发)根据教材P59页例子“N23H22NH3”是个可逆反应。已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1。在密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2使之反应，结果放出的热量小于92.4 kJ，为什么？提示：因为该反应为可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应转化为2 mol NH3。二、化学平衡状态1化学平衡的建立过程2化学平衡建立的浓度时间图像和速率时间图像3化学平衡状态当外界

3、条件不变时，可逆反应进行到一定程度，反应物和生成物的浓度不再随时间而发生变化，称之为化学平衡状态。4化学平衡的特征对于一个确定的可逆反应，如果其他条件一定，反应从生成物开始，最后建立的化学平衡状态与从反应物开始一样吗？提示：一样。可逆反应的建立与从哪个方向先进行无关。关键能力合作学习 eq avs4al(,知识点) 化学平衡状态的判断1动态标志(正逆相等)v正v逆(1)同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率，如有m mol A消耗同时有m mol A生成。(2)不同物质：必须表明是“异向”的速率关系，且两种物质的速率之比等于化学方程式中物质前的化学计量数之比。2静态标志(变量不变)随反应进行

4、而改变的物理量保持不变时说明达到平衡状态(1)各物质的质量、物质的量或浓度不变。(2)各物质的百分含量(质量分数、体积分数)不变。(3)体系的压强(对化学方程式两边气体体积不相等的反应)不变。(4)对于有有色物质参加的可逆反应，体系的颜色不变。例如：2NO2(g) 2NO(g)O2(g)、2HI(g)H2(g)I2(g)等反应体系的颜色不变，则表明有色气体NO2、I2的浓度不变，反应达到平衡。(1)若反应前后气体体积不相等，反应混合气体的总物质的量或压强不再发生变化时，该反应已达到平衡状态。(2)若反应无固体或液体参加或生成时，反应混合气体的总质量或密度不变时，该反应不一定为平衡状态。(知识升

5、华)在一定条件下，可逆反应2AB3C在两种状态中处于平衡状态的是哪一组？(变化观念与平衡思想)组别正反应速率逆反应速率1v(A)2 molL1s1v(B)2 molL1s12v(A)1 molL1s1v(C)1.5 molL1s1提示：第2组。正反应速率和逆反应速率相等时，化学反应达到平衡状态。通过化学方程式中的化学计量数进行变换比较。第1组，v(A)2 molL1s1，v(B)1 molL1s1；第2组，v(A)1 molL1s1，v(C)1.5 molL1s1。【典例】已知：N2O4(g) 2NO2(g)H0，现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图不能说明反应达到平衡状态

6、的是()【思维建模】【解析】选B。反应方程式两边气体物质的化学计量数不等，而密度不变，说明已达到平衡状态，故A正确；B项，对于一个特定反应，H固定不变，不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据，故B错误；C项，在t1时刻，2v正(N2O4)v逆(NO2)，反应达到平衡状态，故C正确；D项，N2O4转化率不变，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D正确。【母题追问】(1)如果体系的颜色不再发生变化，能不能代表反应已经达到平衡？提示：可以。颜色不再改变说明二氧化氮的浓度不再改变。(2)如果改为恒温恒容条件，A选项是否能代表反应已达平衡？提示：不能。恒温恒容条件下气体的密度是个恒量。 判断某反应是否

7、达到平衡的“三看”“三注意”(1)三看：一看反应是否为可逆反应；二看物质的状态；三看气体的化学计量数。(2)三注意：一注意不同物质的平衡浓度之间无必然关系；二注意公式M eq f(m,n) 在讨论混合气体的平均相对分子质量时的应用；三注意公式 eq f(m,V) 在讨论混合气体密度时的应用。工业制硫酸的方法主要是“接触法”。其中第二步为二氧化硫和氧气在催化剂表面反应生成三氧化硫。一定温度下，在10 L密闭容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，10 min时，反应达到平衡状态，此时有3 mol SO2发生了反应。(1)反应生成了_mol

8、 SO3，v(SO2)_。(2)平衡时SO3的浓度是_，SO2的转化率是_。(3)平衡时容器内气体的总物质的量为_mol。(4)物质的浓度不再改变标志着该反应已达平衡，下列还可以说明该反应已达平衡的是_(填序号)。体系内压强不再改变容器内气体的密度不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变v正(SO3)2v逆(O2)n(SO3)n(O2)n(SO2)212【解析】(1)v(SO2) eq f(c（SO2）,t) eq f(f(3 mol,10 L),10 min) 0.03 molL1min1。(2)2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)起始： 5 mol 3 mol 0变化： 3 mol

9、1.5 mol 3 mol平衡： 2 mol 1.5 mol 3 mol则平衡时SO3的浓度为 eq f(3 mol,10 L) 0.3 molL1，SO2的转化率为 eq f(3 mol,5 mol) 100 %60 %。(3)平衡时混合气体的总物质的量为2 mol1.5 mol3 mol6.5 mol。(4)根据反应方程式知：中体系压强不变，说明反应已达平衡状态；中容器的体积不变，混合气体的质量不变，则反应过程中密度始终不变，密度不变不能说明反应已达平衡状态；中混合气体的总质量不变，但反应过程中混合气体的总物质的量改变，若平均相对分子质量不变，说明反应已达平衡状态；表示v正v逆，说明反应已

10、达平衡状态；中三者的物质的量之比等于化学计量数之比，不能说明反应已达平衡状态。答案：(1)30.03 molL1min1 (2)0.3 molL160 %(3)6.5(4)【加固训练】(2021温州高二检测)将0.2 molL1的KI溶液和0.05 molL1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡“2Fe32I2Fe2I2”的是()实验编号实验操作实验现象滴入KSCN溶液溶液变红色滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成滴入K3Fe(CN)6溶液有蓝色沉淀生成滴入淀粉溶液溶液变蓝色已知：3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62(蓝色沉淀)。A和

11、B和C和D【解析】选D。将0.2 molL1的KI溶液和0.05 molL1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，根据方程式可知碘离子过量，因此只需要证明溶液中含Fe3即可说明此反应为可逆反应，能建立化学平衡。向溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红，则说明溶液中有Fe3，即能说明反应存在平衡，正确；由于碘离子过量，所以向溶液中滴入AgNO3溶液一定有黄色沉淀生成，不能说明反应存在平衡，错误；无论反应存不存在平衡，溶液中均存在Fe2，滴入K3Fe(CN)6溶液均有蓝色沉淀生成，错误；无论反应存不存在平衡，溶液中均有I2，滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色，故不能证明存在平衡，错误。【三言两语话重点】1可逆反应

12、判断的依据：反应同时向两个方向进行，反应条件相同。2化学平衡状态两个依据(1)定：参加反应的各物质的浓度不再改变；(2)等：同一物质的v正v逆，不同物质：v正v逆系数比。课堂检测素养达标1下列有关可逆反应的说法不正确的是()A可逆反应分正反应和逆反应BH2I22HI与2HIH2I2是可逆反应C2H2O2 eq o(=,sup7(点燃) 2H2O与2H2O eq o(=,sup7(通电) 2H2O2互为可逆反应D可逆反应中反应物的转化率小于100 %【解析】选C。可逆反应是指在同一条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的化学反应，反应中反应物的转化率小于100 %，A、B、D正确；C项两

13、个反应不是在同一条件下进行的。2在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 molL1、0.1 molL1、0.2 molL1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是()ASO2为0.4 molL1、O2为0.2 molL1BSO3为0.25 molL1、O2为0.050 molL1CSO2、SO3均为0.15 molL1DSO3为0.3 molL1【解析】选D。A项数据表明，题中0.2 molL1的SO3完全转化成了SO2和O2，即平衡时，c(SO3)0，这是不可能的；SO3为0.25 molL1，则O2应为0.0

14、75 molL1，B项不可能；C项数据表明SO2、SO3均在原浓度基础上减少了0.05 molL1，这也是不可能的；D项数据表明0.1 molL1的SO2完全转化成了SO3，此时氧气和二氧化硫均有剩余，所以符合可逆反应的特点。3一定条件下，向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO进行反应：NO(g)CO(g) eq f(1,2) N2(g)CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是()A.d点Bb点Cc点Da点【解析】选A。由图可知，a、b、c点的正反应速率均大于逆反应速率，都未达到平衡状态；只有d点正、逆反应速率相等，由正、逆反应速率相等的状

15、态为平衡状态可知，图中处于化学平衡状态的点是d点，选项A正确。4下列对于可逆反应2M(g)N(g) 2P(g)达到平衡时的说法正确的是()AM、N全部变成了PB反应已经停止C反应混合物中各组分的浓度不再改变Dv(M)v(N)21【解析】选C。题给反应是可逆反应，所以反应物不可能完全转化为生成物，存在反应限度，故A错误；反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，但反应并没有停止，故B错误；反应混合物中各成分的浓度不再改变是反应达到平衡状态的依据，故C正确；v(M)v(N)21，未体现正、逆反应速率关系，故D错误。【加固训练】可逆反应：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应

16、物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是()A3v正(N2)v正(H2)Bv正(N2)v逆(NH3)C2v正(H2)3v逆(NH3) Dv正(N2)3v逆(H2)【解析】选C。可逆反应达到化学平衡状态的主要特征之一是v正v逆，而3v正(N2)v正(H2)并未反映出v正v逆的关系，即A项不正确。在N2与H2合成NH3的反应中，v(N2)v(H2)v(NH3)132，分析时一要注意二者应分别代表正反应速率和逆反应速率，二要注意不同物质的速率值之比等于化学计量数之比。5.一定温度下的恒容容器中，能标志某可逆反应A(g)2B(g)C(s)3D(g)已达平衡状态的是()A混合气体的压强不随时间变化而变化B气体总物质的量不随时间变化而变化C2v正(B)v逆(D)D混合气体的密度保持不变【解析】选D。因为反应前后气体的体积不变，所以气体总物质的量、压强始终不随时间变化而变化，不能作为依据，A、B错误；当反应达到平衡时，v正(B) eq f(2,3) v逆(D)，C错误；因为容器的体积恒定，但是气体的质量不守恒，所以只要反应未达到平衡，密度就变化，反应达到平衡时，密度不再变化，D正确。 素养新思维 6一定温度下，在2 L的恒容密闭容器内发生的反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题：(1)该反应的化学