2024-2025学年高中化学第二章化学键化学反应与能量第2节课时2化学反应的限度学案鲁科版必修2

PAGE7-课时2化学反应的限度目标与素养：1.了解可逆反应的特征。(变更观念)2.了解化学平衡的概念及特征，能够推断化学平衡状态，知道条件变更时化学平衡会发生移动。(变更观念与平衡思想)一、化学反应的限度——化学平衡状态1．可逆反应(1)定义：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应。(2)表示方法：书写可逆反应的化学方程式时不用“=”号而用“”号。(3)特点①正向反应和逆向反应同时进行。②正向反应和逆向反应的条件相同。③在肯定条件下，反应物不能全部转化为生成物。2．化学平衡状态——化学平衡(1)化学平衡的建立①反应起先时，v(正)最大，v(逆)为0。②反应过程中：反应物浓度渐渐削减→v(正)渐渐减小。生成物浓度渐渐增大→v(逆)从0起先渐渐增大。③反应达到平衡时：v(正)＝v(逆)≠0，反应物和生成物各组分浓度保持不变。(2)化学平衡建立过程中化学反应速率的变更图像(3)概念：在肯定条件下，当一个可逆反应进行到正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而变更时的状态。二、化学平衡的移动1．试验探究——温度对化学平衡的影响试验原理2NO2(g)N2O4(g)反应放热(红棕色)(无色)试验步骤试验现象热水中混合气体颜色较常温下的深，冰水中混合气体颜色较常温下的浅说明与结论①受热颜色变深，说明NO2浓度增加，即上升温度原平衡被破坏，向逆反应方向移动重新建立新平衡②冷却颜色变浅，说明NO2浓度减小，即降温平衡被破坏，向正反应方向移动重新建立新平衡2.化学平衡的移动化学平衡是在肯定条件下建立起来的，当条件变更时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立起新的化学平衡。此过程可以表示为3．影响化学平衡的因素除温度外，反应物浓度、压强(有气体参与的可逆反应)等外界条件的变更也可以使化学平衡发生移动。1．推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)不同的化学反应，限度可能不同。 ()(2)可以通过变更温度来限制化学反应的限度。 ()(3)可以通过延长化学反应的时间来变更反应的限度。 ()(4)化学平衡移动的根本缘由是v(正)≠v(逆)。 ()(5)反应条件变更后，若正、逆反应速率仍旧相等，则化学平衡发生移动。 ()[答案](1)√(2)√(3)×(4)√(5)×2．下列反应体系中，不属于可逆反应的是()A．二氧化硫催化氧化生成三氧化硫B．氨气溶解于水C．工业合成氨D．水电解生成H2和O2与H2在O2中燃烧生成H2O[答案]D3．对化学反应速率与化学反应限度的叙述，不正确的是()A．当化学反应达到最大限度时反应速率为0B．同一化学反应，若反应条件不同，限度可能不同C．化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等D．化学反应的限度与时间的长短无关A[反应达到最大限度时v(正)＝v(逆)≠0，A项错误；同一化学反应，条件变更，化学平衡可能被破坏，反应限度可能就会被变更，B项正确；任何可逆反应都有肯定的限度，当反应达到限度时，即反应达到化学平衡，此时v(正)＝v(逆)，对同一可逆反应，达到化学平衡时，当外界条件不变时，反应的限度不变，与时间长短无关，C、D两项正确。]化学平衡状态的特征【典例1】下列关于化学平衡的说法中，不正确的是()A．当可逆反应达到平衡时，正、逆反应速率都为零B．当可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应速率肯定相等C．当可逆反应达到化学平衡后，变更某些条件可以使平衡破坏D．当可逆反应达到平衡时，尽管正、逆反应都还在进行，但各物质的浓度保持不变A[可逆反应达到平衡时，v(正)＝v(逆)≠0。]1．在密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up12(催化剂),\s\do12(△))2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是()A．SO2为0.4mol·L－1，O2为0.2mol·L－1B．SO2为0.25mol·L－1C．SO2、SO3均为0.15mol·L－1D．SO3为0.4mol·L－1B[该反应为可逆反应，当SO2和O2完全转化为SO3时，c(SO2)＝c(O2)＝0，c(SO3)＝0.4mol·L－1；当SO3完全转化为SO2和O2时，c(SO3)＝0，c(SO2)＝0.4mol·L－1，c(O2)＝0.2mol·L－1。依据可逆反应的特点：可逆反应不行能进行究竟，故平衡时，0<c(SO2)<0.4mol·L－1,0<c(SO3)<0.4mol·L－1,0<c(O2)<0.2mol·L－1，只有B项符合题意。]化学平衡状态的判定反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)混合体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的量分数肯定平衡各物质的质量或质量分数肯定平衡总压强或总物质的量肯定不肯定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA平衡在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC平衡v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不肯定平衡在单位时间内消耗了pmolC同时消耗了qmolD[只有v(逆)]不肯定平衡压强m＋n＝p＋q时，总压强恒定不肯定平衡m＋n≠p＋q时，总压强恒定平衡混合气体平均相对分子质量若m＋n≠p＋q，混合气体平均相对分子质量恒定平衡若m＋n＝p＋q，混合气体平均相对分子质量恒定不肯定平衡温度当体系温度肯定时平衡体系的密度密度肯定不肯定平衡其他如体系颜色不再变更等l平衡【典例2】密闭容器中进行反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，推断反应是否达到平衡的依据为()A．压强不随时间变更B．气体的密度不随时间变更C．c(A)不随时间变更D．单位时间里生成C(g)和D(g)的物质的量相等C[由于反应物和生成物均为气态，且反应前后气体的物质的量不变，故气体的压强和密度在反应过程中始终保持不变，A、B不能作为反应达到平衡的标记。C(g)、D(g)均为生成物，反应的任何时刻，C(g)、D(g)的物质的量总是相等，D项错误。当c(A)不变时，说明单位时间内生成的A与消耗的A的量相等，即反应处于平衡状态。](1)当A、B、C、D的浓度之比为1∶1∶1∶1时，能否说明该反应达到化学平衡？(2)当容器中混合气体平均相对分子质量肯定时，能否说明该反应达到化学平衡？[答案](1)不能，因为不能说明各组分的浓度肯定不变。也不能说明该反应的正、逆反应速率相等。(2)不能，因为该反应m总、n总都不变，所以混合气体平均相对分子质量不变。化学平衡状态的“变”与“不变”推断法某一物理量在从起先到平衡的过程是“变更”的，而达平衡后则“不变”，则此物理量是推断平衡状态的标记。2．在恒定温度下NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡，不能推断该反应达到化学平衡的是()A．v正(NH3)＝2v逆(CO2)B．密闭容器中总压强不变C．密闭容器中混合气体的密度不变D．密闭容器中氨气的体积分数不变D[反应达到平衡状态的标记有两个：一是正、逆反应速率相等；二是各物质的质量、浓度、物质的量分数等均恒定不变；B、C两项都体现了混合气体的质量、浓度等恒定不变，即正、逆反应速率相等，符合题意；D项NH3与CO2都是生成物，按比例生成，故无论平衡与否，氨气体积分数均不变。]1．在肯定条件下，向某容器中充入N2和H2合成NH3。以下叙述错误的是()A．起先反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B．随着反应的进行，正反应速率渐渐减小，最终减小为零C．随着反应的进行，逆反应速率渐渐增大，最终保持恒定D．随着反应的进行，正反应速率渐渐减小，最终与逆反应速率相等且都保持恒定B[随着反应的进行，正反应速率渐渐减小，一段时间后，反应达到平衡状态，但此时反应并没有停止，只不过v(正)＝v(逆)≠0，故B项错误。]2．反应2SO2＋O22SO3达到平衡后，再向反应容器中充入含氧的同位素eq\o\al(18,8)O的氧气，经过一段时间后，eq\o\al(18,8)O存在于()A．O2 B．SO2C．O2和SO2 D．O2、SO2和SO3D[可逆反应在相同条件下，可以向正、逆两个反应方向进行，反应体系中各物质同时存在，由于三种物质均含有氧元素，故eq\o\al(18,8)O可能存在于三种物质中。]3．500℃时，将2molN2和2.25molH2充入体积为10L的恒容密闭容器中，反应达到平衡时，NH3的浓度不行能是()A．0.1mol·L－1 B．0.12mol·L－1C．0.05mol·L－1 D．0.16mol·L－1D[由题意知，该反应中N2过量。假设2.25molH2完全参与反应，则生成NH3的浓度为0.15mol·L－1，由于该反应是可逆反应，H2不行能完全转化生成NH3，故平衡时NH3的浓度小于0.15mol·L－1。]4．肯定条件下，可逆反应N2＋3H22NH3达到化学平衡状态，下列说法肯定正确的是()A．每1molN≡N断裂的同时有2molN—H生成B．N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2C．N2削减的速率和NH3削减的速率之比为1∶2D．气体体积为初始体积的eq\f(1,2)C[A.反应速率之比等于相应的物质系数之比，依据方程式可知，每1molN≡N断裂的同时有6molN—H生成，不正确；B.平衡时物质的浓度不再发生变更，但各种物质的浓度之间不肯定相等或满意某种关系，不正确；C.达到平衡状态时正、逆反应速率相等，则N2削减的速率和NH3削减的速率之比为1∶2，正确；D.不知道转化率，则不能确定气体体积和初始体积的关系，不正确。]5．在一体积为10L的容器中，通入肯定量的CO和H2O,850℃时发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。(1)CO和H2O浓度变更如图，则0～4min的平均反应速率v(CO)＝________mol·L－1·mi