化学反应的限度+高一下学期化学人教版（2019）必修二

第二节

化学反应的速率与限度/课时2化学反应的限度

/情景导学炼铁高炉尾气之谜高炉炼铁原理：炼制1t生铁所需要的焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需用量，从高炉炉顶出来的气体中总是含有未利用的CO气体。

C+O2

CO2点燃C+CO22CO高温Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分造成的，于是设法增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中的CO比例竟然没有改变。活动探究任务一：探究化学反应进行的限度【提出疑问】一个化学反应在实际进行时，反应物是否会按化学方程式中的计量关系完全转变成产物？【探究方案】取5mL0.1mol/L的KI溶液于试管中，滴加1mL0.1mol/L的FeCl3溶液，再加入2mLCCl4，充分振荡，静置后取上层溶液于另一试管，滴加KSCN溶液。已知：碘单质易溶于CCl4，微溶于水。碘单质指的CCl4溶液呈紫红色。新知讲授KI溶液与FeCl3溶液混合，发生反应离子方程式：2Fe3++2I-=2

Fe2++I2实验现象结论①在5mL0.1mol/LKI溶液中滴加1mL0.1mol/LFeCl3溶液②在反应①的溶液中加CCl4振荡后静置③取②中上层溶液，滴加KSCN溶液试管内溶液由无色变为黄色溶液分层，下层呈紫红色溶液呈血红色FeCl3与KI混合后生成了I2FeCl3与KI的混合溶液中存在Fe3+FeCl3与KI混合后可能发生了化学反应新知讲授2．表示：书写可逆反应的方程式不用“===”，而用“”连接。1．定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。2SO2+O22SO3催化剂高温SO2

+H2O

H2SO3NH3+H2O

NH3·H2OH2+I22HI

Cl2+H2OHCl+HClON2+3H22NH3催化剂高温、高压例如：一、可逆反应新知讲授（1）可逆反应这一概念中的关键词是“同一条件”。如2H2+O2

点燃2H2O和2H2O

通电2H2↑+O2↑不互为可逆反应。（2）正反应、逆反应方向的热效应相反。若正反应是吸(放)热反应则逆反应是放(吸)热反应。（3）绝大多数化学反应都有一定的可逆性,但有些反应的可逆程度很小,如H++OH-=H2O和Ag++CI-=AgCl可视为完全反应。活动探究【提出疑问】可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大程度是什么？【思考讨论】在恒温恒容的条件下，往容器中充入1molN2和3molH2，发生反应：N2

+3H22NH3①该可逆反应的v正、v逆取决于什么因素？②反应刚开始时，v正、v逆的大小比较？③随着反应的进行，v正、v逆的大小如何变化？为什么？④v正、v逆的变化将导致二者出现什么结果？⑤根据上述分析画出N2和H2反应过程中，v正、v逆

随时间变化的关系图。任务二：探究化学平衡状态的建立新知讲授在一定条件下向反应容器中加入N2和H2发生反应N2＋3H2

2NH3。浓度速率变化v正、v逆关系开始反应物浓度最大v正最大v正＞v逆生成物浓度为0v逆为0变化反应物浓度减小v正减小v正＞v逆生成物浓度增大v逆增大平衡反应物浓度不变v正不变v正＝v逆生成物浓度不变v逆不变二、化学平衡状态1．化学平衡状态的建立过程新知讲授浓度时间（t）0v(正)v(逆)t1反应速率时间（t）0=v(正)v(逆)1．化学平衡状态的建立过程c(H2)c(N2)c(NH3)t1c(H2)c(N2)c(NH3)表面静止的状态动态平衡≠0二、化学平衡状态【思考】当一个可逆反应达到平衡时，各物质的浓度保持不变，这时反应停止了吗？新知讲授1.定义：在一定条件下，可逆反应中，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应物的浓度和生成物的浓度都不在改变。达到了一种表面静止的状态，我们称之为“化学平衡状态”。可逆反应ν(正)=ν(逆)逆等动≠02.特征动态平衡定各组分的浓度保持不变变条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡时间tV正V逆V正=V逆反应速率达到平衡0t1判断可逆反应是否达到平衡的直接标志。二、化学平衡状态新知讲授三、化学平衡标志的判断（1）直接标志①正、逆反应速率相等同种物质：v正＝v逆≠0，(同一种物质的生成速率等于消耗速率)不同种物质：

在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比；在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比新知讲授（1）直接标志②各组分的浓度保持一定各组分的浓度不随时间的改变而改变；各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变

新知讲授（2）间接判断依据:以mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)为例

类型判断依据是否是平衡状态混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡新知讲授(2）间接判断依据:以mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)为例

类型判断依据是否是平衡状态正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，即v(正)=v(逆)平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC，则v(正)=v(逆)平衡③在单位时间内生成nmolB同时消耗了qmolD，因均指v(逆)不一定平衡④v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q，v(正)不一定等于v(逆)不一定平衡新知讲授类型判断依据是否是平衡状态压强①m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定)平衡②m＋n=p＋q时，总压强一定不一定平衡混合气体平均相对分子质量①一定时，只有当m＋n≠p＋q时平衡②

一定时，但m＋n=p＋q时不一定平衡(2）间接判断依据:以mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)为例

新知讲授(2）间接判断依据:以mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)为例

类型判断依据是否是平衡状态温度何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时平衡颜色反应体系内有色物质的颜色一定平衡体系的密度恒温恒容时，密度一定不一定平衡恒温恒压时,若m＋n≠p＋q,则密度一定时平衡恒温恒压时,若m＋n=p＋q,则密度一定时不一定平衡新知讲授②对绝热密闭容器，温度保持不变则一定处于平衡状态①对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等则一定处于平衡状态③若反应中有固体或液体，平均相对分子质量一定、密度一定，则一定处于平衡状态情景导学炼铁高炉尾气之谜可逆反应，在一定条件下建立化学平衡。高炉炼铁原理：为什么增加炼铁高炉的高度不能改变高炉尾气中的CO比例呢？

C+O2

CO2点燃C+CO22CO高温Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温直到19世纪下半叶，法国化学家勒夏特列经过深入的研究，才将这一谜底揭开。练习应用1.一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中,某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是（

）A.反应的化学方程式为2X=3Y+ZB.tmin时,正、逆反应都不再继续进行,反应达到化学平衡C.若t=4，则0~4内X的化学反应速率为0.1mol·L-1·min-1D.温度、体积不变，t时刻充入1molHe使压强增大，正、逆反应速率都增大C练习应用2.（多选）一定条件下，aL密闭容器中放入1molN2和3molH2发生N2+3H2⇌2NH3的反应，下列选项中不能说明反应已达到平衡状态的是（）A.NH3的生成速率和NH3的分解速率相等B.2v(H2)＝3v(NH3)C.2v正(H2)＝3v逆(NH3)D.单位时间消耗0.1molN2，同时生成0.2molNH3E.单位时间消耗0.1molN2，同时消耗0.2molNH3F.单位时间内1个N≡N键断裂，同时有6个N-H键断裂G.单位时间内1个N≡N键断裂，同时有3个H-H键断裂B、D、G①同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。②不同物质：v正(A):v逆(B)

=化学计量数之比，

但必须是不同方向的速率，练习应用4.在一定温度下的恒容容器中发生可逆反应：H2(g)+I2(g)

⇌2HI(g)，下列叙述能说明反应已达到平衡状态的是（

）A.c(H2)=c(I2)=c(HI)

B.

H2、I2、HI的浓度不再变化C.混合气体的总物质的量不再变化D.混合气体的总压强