新蘇教版選擇性必修1專題2第2單元化學(xué)反應(yīng)的方向與限度第2課時(shí)學(xué)案

1、第2單元化學(xué)反應(yīng)的方向與限度第2課時(shí)學(xué)案必備知識(shí)自主學(xué)習(xí)一、可逆反應(yīng)1可逆反應(yīng)在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。2表示方法用“”表示，把從左向右的反應(yīng)稱作正反應(yīng)，從右向左的反應(yīng)稱作逆反應(yīng)。例如：SO2與H2O反應(yīng)可表示為SO2H2OH2SO3。3可逆反應(yīng)的特征(1)(知識(shí)前后串聯(lián))鉛蓄電池的原理反應(yīng)為PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，該反應(yīng)是不是可逆反應(yīng)？為什么？提示：不是。充、放電過(guò)程條件不同，也不是同時(shí)發(fā)生。(2)(情境思考)碳14的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面：一是在考古學(xué)中測(cè)定生物死亡年代，即放射性測(cè)年法；二是以碳14標(biāo)記化合物為示蹤劑，探索化學(xué)和生命科學(xué)

2、中的微觀運(yùn)動(dòng)。14CO2與碳在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)：14CO2C2CO，達(dá)到化學(xué)平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有哪些？提示：14CO2、14CO、14C(3)(教材二次開(kāi)發(fā))根據(jù)教材P59頁(yè)例子“N23H22NH3”是個(gè)可逆反應(yīng)。已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1。在密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2使之反應(yīng)，結(jié)果放出的熱量小于92.4 kJ，為什么？提示：因?yàn)樵摲磻?yīng)為可逆反應(yīng)，1 mol N2和3 mol H2不可能完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為2 mol NH3。二、化學(xué)平衡狀態(tài)1化學(xué)平衡的建立過(guò)程2化學(xué)平衡建立的濃度時(shí)間圖像和速率時(shí)間圖像3化學(xué)平衡狀態(tài)當(dāng)外界

3、條件不變時(shí)，可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度，反應(yīng)物和生成物的濃度不再隨時(shí)間而發(fā)生變化，稱之為化學(xué)平衡狀態(tài)。4化學(xué)平衡的特征對(duì)于一個(gè)確定的可逆反應(yīng)，如果其他條件一定，反應(yīng)從生成物開(kāi)始，最后建立的化學(xué)平衡狀態(tài)與從反應(yīng)物開(kāi)始一樣嗎？提示：一樣。可逆反應(yīng)的建立與從哪個(gè)方向先進(jìn)行無(wú)關(guān)。關(guān)鍵能力合作學(xué)習(xí) eq avs4al(,知識(shí)點(diǎn)) 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷1動(dòng)態(tài)標(biāo)志(正逆相等)v正v逆(1)同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率，如有m mol A消耗同時(shí)有m mol A生成。(2)不同物質(zhì)：必須表明是“異向”的速率關(guān)系，且兩種物質(zhì)的速率之比等于化學(xué)方程式中物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。2靜態(tài)標(biāo)志(變量不變)隨反應(yīng)進(jìn)行

4、而改變的物理量保持不變時(shí)說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)(1)各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。(2)各物質(zhì)的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))不變。(3)體系的壓強(qiáng)(對(duì)化學(xué)方程式兩邊氣體體積不相等的反應(yīng))不變。(4)對(duì)于有有色物質(zhì)參加的可逆反應(yīng)，體系的顏色不變。例如：2NO2(g) 2NO(g)O2(g)、2HI(g)H2(g)I2(g)等反應(yīng)體系的顏色不變，則表明有色氣體NO2、I2的濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡。(1)若反應(yīng)前后氣體體積不相等，反應(yīng)混合氣體的總物質(zhì)的量或壓強(qiáng)不再發(fā)生變化時(shí)，該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。(2)若反應(yīng)無(wú)固體或液體參加或生成時(shí)，反應(yīng)混合氣體的總質(zhì)量或密度不變時(shí)，該反應(yīng)不一定為平衡狀態(tài)。(知識(shí)升

5、華)在一定條件下，可逆反應(yīng)2AB3C在兩種狀態(tài)中處于平衡狀態(tài)的是哪一組？(變化觀念與平衡思想)組別正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率1v(A)2 molL1s1v(B)2 molL1s12v(A)1 molL1s1v(C)1.5 molL1s1提示：第2組。正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。通過(guò)化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)進(jìn)行變換比較。第1組，v(A)2 molL1s1，v(B)1 molL1s1；第2組，v(A)1 molL1s1，v(C)1.5 molL1s1?！镜淅恳阎篘2O4(g) 2NO2(g)H0，現(xiàn)將1 mol N2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

6、的是()【思維建模】【解析】選B。反應(yīng)方程式兩邊氣體物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)不等，而密度不變，說(shuō)明已達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；B項(xiàng)，對(duì)于一個(gè)特定反應(yīng)，H固定不變，不能作為判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，在t1時(shí)刻，2v正(N2O4)v逆(NO2)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；D項(xiàng)，N2O4轉(zhuǎn)化率不變，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確?！灸割}追問(wèn)】(1)如果體系的顏色不再發(fā)生變化，能不能代表反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡？提示：可以。顏色不再改變說(shuō)明二氧化氮的濃度不再改變。(2)如果改為恒溫恒容條件，A選項(xiàng)是否能代表反應(yīng)已達(dá)平衡？提示：不能。恒溫恒容條件下氣體的密度是個(gè)恒量。 判斷某反應(yīng)是否

7、達(dá)到平衡的“三看”“三注意”(1)三看：一看反應(yīng)是否為可逆反應(yīng)；二看物質(zhì)的狀態(tài)；三看氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)。(2)三注意：一注意不同物質(zhì)的平衡濃度之間無(wú)必然關(guān)系；二注意公式M eq f(m,n) 在討論混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)的應(yīng)用；三注意公式 eq f(m,V) 在討論混合氣體密度時(shí)的應(yīng)用。工業(yè)制硫酸的方法主要是“接觸法”。其中第二步為二氧化硫和氧氣在催化劑表面反應(yīng)生成三氧化硫。一定溫度下，在10 L密閉容器中加入5 mol SO2和3 mol O2，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，10 min時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)有3 mol SO2發(fā)生了反應(yīng)。(1)反應(yīng)生成了_mol

8、 SO3，v(SO2)_。(2)平衡時(shí)SO3的濃度是_，SO2的轉(zhuǎn)化率是_。(3)平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量為_(kāi)mol。(4)物質(zhì)的濃度不再改變標(biāo)志著該反應(yīng)已達(dá)平衡，下列還可以說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡的是_(填序號(hào))。體系內(nèi)壓強(qiáng)不再改變?nèi)萜鲀?nèi)氣體的密度不再改變混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變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變化： 3 mol

9、1.5 mol 3 mol平衡： 2 mol 1.5 mol 3 mol則平衡時(shí)SO3的濃度為 eq f(3 mol,10 L) 0.3 molL1，SO2的轉(zhuǎn)化率為 eq f(3 mol,5 mol) 100 %60 %。(3)平衡時(shí)混合氣體的總物質(zhì)的量為2 mol1.5 mol3 mol6.5 mol。(4)根據(jù)反應(yīng)方程式知：中體系壓強(qiáng)不變，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)；中容器的體積不變，混合氣體的質(zhì)量不變，則反應(yīng)過(guò)程中密度始終不變，密度不變不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)；中混合氣體的總質(zhì)量不變，但反應(yīng)過(guò)程中混合氣體的總物質(zhì)的量改變，若平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)；表示v正v逆，說(shuō)明反應(yīng)已

10、達(dá)平衡狀態(tài)；中三者的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)。答案：(1)30.03 molL1min1 (2)0.3 molL160 %(3)6.5(4)【加固訓(xùn)練】(2021溫州高二檢測(cè))將0.2 molL1的KI溶液和0.05 molL1Fe2(SO4)3溶液等體積混合后，取混合液分別完成下列實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)明溶液中存在化學(xué)平衡“2Fe32I2Fe2I2”的是()實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象滴入KSCN溶液溶液變紅色滴入AgNO3溶液有黃色沉淀生成滴入K3Fe(CN)6溶液有藍(lán)色沉淀生成滴入淀粉溶液溶液變藍(lán)色已知：3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62(藍(lán)色沉淀)。A和

11、B和C和D【解析】選D。將0.2 molL1的KI溶液和0.05 molL1Fe2(SO4)3溶液等體積混合后，根據(jù)方程式可知碘離子過(guò)量，因此只需要證明溶液中含F(xiàn)e3即可說(shuō)明此反應(yīng)為可逆反應(yīng)，能建立化學(xué)平衡。向溶液中滴入KSCN溶液，溶液變紅，則說(shuō)明溶液中有Fe3，即能說(shuō)明反應(yīng)存在平衡，正確；由于碘離子過(guò)量，所以向溶液中滴入AgNO3溶液一定有黃色沉淀生成，不能說(shuō)明反應(yīng)存在平衡，錯(cuò)誤；無(wú)論反應(yīng)存不存在平衡，溶液中均存在Fe2，滴入K3Fe(CN)6溶液均有藍(lán)色沉淀生成，錯(cuò)誤；無(wú)論反應(yīng)存不存在平衡，溶液中均有I2，滴入淀粉溶液后溶液均變藍(lán)色，故不能證明存在平衡，錯(cuò)誤?！救詢烧Z(yǔ)話重點(diǎn)】1可逆反應(yīng)

12、判斷的依據(jù)：反應(yīng)同時(shí)向兩個(gè)方向進(jìn)行，反應(yīng)條件相同。2化學(xué)平衡狀態(tài)兩個(gè)依據(jù)(1)定：參加反應(yīng)的各物質(zhì)的濃度不再改變；(2)等：同一物質(zhì)的v正v逆，不同物質(zhì)：v正v逆系數(shù)比。課堂檢測(cè)素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1下列有關(guān)可逆反應(yīng)的說(shuō)法不正確的是()A可逆反應(yīng)分正反應(yīng)和逆反應(yīng)BH2I22HI與2HIH2I2是可逆反應(yīng)C2H2O2 eq o(=,sup7(點(diǎn)燃) 2H2O與2H2O eq o(=,sup7(通電) 2H2O2互為可逆反應(yīng)D可逆反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100 %【解析】選C?？赡娣磻?yīng)是指在同一條件下既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100 %，A、B、D正確；C項(xiàng)兩

13、個(gè)反應(yīng)不是在同一條件下進(jìn)行的。2在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。已知反應(yīng)過(guò)程中某一時(shí)刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2 molL1、0.1 molL1、0.2 molL1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是()ASO2為0.4 molL1、O2為0.2 molL1BSO3為0.25 molL1、O2為0.050 molL1CSO2、SO3均為0.15 molL1DSO3為0.3 molL1【解析】選D。A項(xiàng)數(shù)據(jù)表明，題中0.2 molL1的SO3完全轉(zhuǎn)化成了SO2和O2，即平衡時(shí)，c(SO3)0，這是不可能的；SO3為0.25 molL1，則O2應(yīng)為0.0

14、75 molL1，B項(xiàng)不可能；C項(xiàng)數(shù)據(jù)表明SO2、SO3均在原濃度基礎(chǔ)上減少了0.05 molL1，這也是不可能的；D項(xiàng)數(shù)據(jù)表明0.1 molL1的SO2完全轉(zhuǎn)化成了SO3，此時(shí)氧氣和二氧化硫均有剩余，所以符合可逆反應(yīng)的特點(diǎn)。3一定條件下，向密閉容器中充入1 mol NO和1 mol CO進(jìn)行反應(yīng)：NO(g)CO(g) eq f(1,2) N2(g)CO2(g)，測(cè)得化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，其中處于化學(xué)平衡狀態(tài)的點(diǎn)是()A.d點(diǎn)Bb點(diǎn)Cc點(diǎn)Da點(diǎn)【解析】選A。由圖可知，a、b、c點(diǎn)的正反應(yīng)速率均大于逆反應(yīng)速率，都未達(dá)到平衡狀態(tài)；只有d點(diǎn)正、逆反應(yīng)速率相等，由正、逆反應(yīng)速率相等的狀

15、態(tài)為平衡狀態(tài)可知，圖中處于化學(xué)平衡狀態(tài)的點(diǎn)是d點(diǎn)，選項(xiàng)A正確。4下列對(duì)于可逆反應(yīng)2M(g)N(g) 2P(g)達(dá)到平衡時(shí)的說(shuō)法正確的是()AM、N全部變成了PB反應(yīng)已經(jīng)停止C反應(yīng)混合物中各組分的濃度不再改變Dv(M)v(N)21【解析】選C。題給反應(yīng)是可逆反應(yīng)，所以反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物，存在反應(yīng)限度，故A錯(cuò)誤；反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，但反應(yīng)并沒(méi)有停止，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)混合物中各成分的濃度不再改變是反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)，故C正確；v(M)v(N)21，未體現(xiàn)正、逆反應(yīng)速率關(guān)系，故D錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】可逆反應(yīng)：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)

16、物或生成物濃度的變化來(lái)表示。下列各關(guān)系中能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)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】選C?？赡娣磻?yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)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逆的關(guān)系，即A項(xiàng)不正確。在N2與H2合成NH3的反應(yīng)中，v(N2)v(H2)v(NH3)132，分析時(shí)一要注意二者應(yīng)分別代表正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，二要注意不同物質(zhì)的速率值之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。5.一定溫度下的恒容容器中，能標(biāo)志某可逆反應(yīng)A(g)2B(g)C(s)3D(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化B氣體總物質(zhì)的量不隨時(shí)間變化而變化C2v正(B)v逆(D)D混合氣體的密度保持不變【解析】選D。因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體的體積不變，所以氣體總物質(zhì)的量、壓強(qiáng)始終不隨時(shí)間變化而變化，不能作為依據(jù)，A、B錯(cuò)誤；當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正(B) eq f(2,3) v逆(D)，C錯(cuò)誤；因?yàn)槿萜鞯捏w積恒定，但是氣體的質(zhì)量不守恒，所以只要反應(yīng)未達(dá)到平衡，密度就變化，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，密度不再變化，D正確。 素養(yǎng)新思維 6一定溫度下，在2 L的恒容密閉容器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)該反應(yīng)的化學(xué)