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1、第 2 课时化学反应的限度 1. 了解化学反应的可逆性, 知道化学反应是有一定限度的。 2. 了解化学平衡状态的判定方法。 3. 了解控制反应条件对生产、生活及科学研究的意义。 本课时宜从日常生活和实验中的化学现象引出有关的概念和原理, 经过对化学反应的可 逆性可逆反应化学平衡状态的分析推进,让学生认识化学反应是有限度的。 1. 可逆反应 (1) 在同一条件下 , 正向反应( 反应物生成物) 和逆向反应( 生成物反应物) 能同时 进行的化学反应称为可逆反应。 (2) 可逆反应的特点有“四同”: 同一反应;( 反应处于 ) 同一条件;( 正、逆反应) 同时进 行;( 反应物和生成物) 同时存在。
2、 (3) 可逆反应用化学方程式表示时, 不用“”, 而用“”。 2. 化学反应的限度 (1) 化学平衡状态的建立 在密闭容器中加入1 mol H2和 1 mol I2发生反应 : H2(g)+I 2(g)2HI(g) 对于以上反应: 当反应刚开始时, 反应物的浓度最大。 当反应刚开始时, 正反应速率最大。 随着反应的进行, 反应物浓度逐渐减小, 生成物浓度逐渐增大。 随着反应的进行,v( 正) 逐渐减小 ,v( 逆) 逐渐增大 , 达到平衡时 ,v( 正)=v( 逆 ) 。 反应进行到v( 正)=v( 逆) 时, 宏观上处于“静止”状态。 此时 , 反应物和生成物浓度不再改变。 这个状态称为化
3、学平衡状态。 此时反应未停止, 仍在进行 , 只是任何一种物质反应掉的速率和生成的速率相等。 (2) 化学平衡状态的特点 化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态, 是在给定条件下所能达到的最大限度, 当 可逆反应达到平衡状态时,v( 正)=v( 逆) 0。 3. 化学反应条件的控制 (1) 在生产、生活中, 化学反应条件的控制主要是促进有利反应和控制有害反应两个方面: 促进有利反应, 提高原料利用率, 加快有利反应的速率; 控制有害反应, 减少甚至消除有害物质的产生, 减慢有害反应的速率。 (2) 为加快煤燃烧的反应速率, 对煤炭颗粒的要求是越小越好, 对空气的要求是保持适当 过量 , 并保
4、证煤炭与空气中的氧气充分接触。 1. 氢气在氧气中燃烧可生成水, 电解水可得到氢气和氧气, 上述两个反应是否为可逆反应? 为什么 ? 【答案】 不属于可逆反应; 因为氢气与氧气反应的条件是点燃, 水分解成氢气和氧气的条件 是电解 , 两个反应的条件不同, 所以不属于可逆反应。 2. 为提高煤炭的燃烧效率, 空气要保持适当过量, 而不是越多越好, 为什么 ? 【答案】过多的空气会带走煤炭燃烧产生的热量。 3. 浓度、温度、催化剂等外界条件都会影响化学反应速率, 对于可逆反应, 升高温度 , 正、 逆反应速率如何变化? 【答案】正、逆反应速率均增大。 探究 : 化学平衡状态的判断 哈 勃 因 发
5、明 了 由 氮 气 和 氢 气 合 成 氨 气 的 方 法 而 获 得 了 诺 贝 尔 化 学 奖 , 其 反 应 为 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 。现向一密闭容器中充入一定量的N2和 H2, 在一定条件下发生反应, 下 列能说明该反应达到平衡状态的是( ) 。 A.当 N2、H2、NH3浓度相等时 , 反应达到平衡状态 B.当v(N2) v(H2)=13 时, 反应达到平衡状态 C.当每消耗1 mol N 2同时生成3 mol H2时, 反应达到平衡状态 D.当每消耗1 mol N2同时生成2 mol NH3时, 反应达到平衡状态 【解析】反应达到平衡状态时, 各物质的浓度不再改
6、变, 但不一定相等,A 项错误 ; 任何时刻 反应速率之比都等于其化学计量数之比,B 项错误 ; 反应掉 1 mol N 2相当于反应掉3 mol H2, 此 时若有 3 mol H2生成 , 则相当于v正(H2)=v逆(H2), 反应达到平衡状态,C 项正确 ; 任何时刻消耗1 mol N2时都会生成2 mol NH3,D 项错误。 【答案】 C 当v正(N2) v逆(NH3)=12 时, 能说明合成氨的反应达到化学平衡状态吗? 【答案】能 ; 因为v正(N2) v正(NH3)=12, 当v正(N2) v逆(NH3)=12 时, 说明v正(N2)=v逆 (N2), 从而证明该反应达到化学平衡
7、状态。 平衡状态判断的方法 1. 直接判断法 (1)v( 正)=v( 逆) 0, 即同一种物质的消耗速率与生成速率相等。 (2) 各组分的浓度保持不变。 (3) 任一物质的物质的量、质量保持不变。 2. 间接判断法 (1) 各组分的百分含量保持不变。 (2) 混合气体的总压强、总体积、总物质的量、平均相对分子质量、颜色等不随时间而改 变(x+yz) 。 1. 在一定条件下 , 某密闭容器中充入N2和 H2合成 NH3, 下列叙述中错误 的是 ( ) 。 A.开始反应时 , 正反应速率最大, 逆反应速率为零 B.随着反应的进行, 正反应速率逐渐减小, 最后减小为零 C.随着反应的进行, 逆反应速
8、率逐渐增大, 最后保持恒定 D.随着反应的进行, 正反应速率逐渐减小, 最后与逆反应速率相等且都保持恒定 【答案】 B 2. 在密闭容器中, 可逆反应:H2(g)+I 2(g)2HI(g) 达到化学平衡的标志是(I2蒸气是紫色 的)( ) 。 A.混合气体密度恒定不变 B.混合气体的颜色不再改变 C.H2、I2、HI 的浓度相等 D.I2在混合气体中的体积分数与H2在混合气体中的体积分数相等 【答案】 B 3. 可逆反应 :N2+3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应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平衡状态的是( ) 。 A.3v正(N2)=v正(H2) B.v正(N
9、2)=v逆(NH3) C.2v正(H2)=3v逆(NH3) D.v正(N2)=3v逆(H2) 【解析】本题需抓住两点分析: 一是速率之比等于化学计量数之比, 二是达平衡状态时正、 逆反应速率相等。 【答案】 C 4. 在一定温度下 , 紫色的A2气体与 B2气体在恒容密闭容器中发生反应:A2(g)+B2(g)2AB(g), 下列能说明该反应达到化学平衡的标志是( 填序号 ) 。 单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol AB 容器内的总压强不随时间变化而变化 单位时间内, 生成 2n mol AB 的同时生成n mol B 2 单位时间内, 生成n mol A2的同时生成n mol B2 混合气体颜色不再变化 【答案】 。