2020化學(xué)導(dǎo)學(xué)提分教程魯科必修二講義第二章第二節(jié)第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度

第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道化學(xué)反應(yīng)的限度、可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡的含義，認(rèn)識(shí)當(dāng)一定的外界條件改變時(shí)化學(xué)反應(yīng)限度可能發(fā)生改變。2.認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡的特征，會(huì)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)，會(huì)分析判斷化學(xué)平衡的移動(dòng)。一、化學(xué)反應(yīng)的限度[自主學(xué)習(xí)]1．可逆反應(yīng)(1)定義：在eq\o(□,\s\up3(01))相同條件下同時(shí)向eq\o(□,\s\up3(02))正、eq\o(□,\s\up3(03))反兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)。(2)表示方法：書(shū)寫(xiě)可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)不用“=”而用“eq\o(□,\s\up3(04))”。(3)特點(diǎn)①正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)eq\o(□,\s\up3(05))同時(shí)進(jìn)行。②正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)的條件eq\o(□,\s\up3(06))相同。③在一定條件下，反應(yīng)物eq\o(□,\s\up3(07))不可能全部轉(zhuǎn)化為生成物，反應(yīng)只能進(jìn)行到一定的程度，即化學(xué)反應(yīng)的限度。2．化學(xué)平衡(1)化學(xué)平衡狀態(tài)的概念：在一定條件下eq\o(□,\s\up3(08))可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)物的eq\o(□,\s\up3(09))濃度與生成物的eq\o(□,\s\up3(10))濃度不再隨時(shí)間的延長(zhǎng)而發(fā)生變化，eq\o(□,\s\up3(11))正反應(yīng)速率與eq\o(□,\s\up3(12))逆反應(yīng)速率相等，這種狀態(tài)稱(chēng)為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)化學(xué)平衡。(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：1．在密閉容器中充入2molSO2和1molO2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3(g)，當(dāng)充分反應(yīng)后，最終容器中能否得到2molSO3?提示：不能。因?yàn)榭赡娣磻?yīng)不能進(jìn)行徹底。2．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3(g)，當(dāng)SO2、O2、SO3的濃度之比為2∶1∶2時(shí)能否說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)？提示：不能。因?yàn)椴荒苷f(shuō)明各組分的濃度一定不變。也不能說(shuō)明該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等。[點(diǎn)撥提升]1．化學(xué)平衡建立過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)速率的變化圖像2．化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷[練習(xí)與活動(dòng)]1．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))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0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是()A．SO2為0.4mol·L－1，O2為0.2mol·L－1B．SO2為0.25mol·L－1C．SO2、SO3均為0.15mol·L－1D．SO3為0.4mol·L－1答案B解析該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，當(dāng)SO2和O2完全轉(zhuǎn)化為SO3時(shí)，c(SO2)＝c(O2)＝0，c(SO3)＝0.4mol·L－1；當(dāng)SO3完全轉(zhuǎn)化為SO2和O2時(shí)，c(SO3)＝0，c(SO2)＝0.4mol·L－1，c(O2)＝0.2mol·L－1。根據(jù)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)：可逆反應(yīng)不可能進(jìn)行到底，故平衡時(shí)，0<c(SO2)<0.4mol·L－1,0<c(SO3)<0.4mol·L－1，0<c(O2)<0.2mol·L－1，且c(SO2)＋c(SO3)＝0.4mol·L－1，只有B項(xiàng)符合題意。2．在一定溫度下，反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()A．單位時(shí)間內(nèi)生成nmolH2，同時(shí)就有nmolHI生成B．單位時(shí)間內(nèi)生成nmolH2，同時(shí)就有nmolI2生成C．容器內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化D．1個(gè)H—H鍵斷裂的同時(shí)，有2個(gè)H—I鍵斷裂答案D解析選項(xiàng)A，生成H2是逆反應(yīng)，生成HI是正反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系，如果正、逆反應(yīng)速率相等，則生成nmolH2的同時(shí)應(yīng)有2nmolHI生成，因此A選項(xiàng)并沒(méi)有達(dá)到化學(xué)平衡；選項(xiàng)B，生成H2和生成I2均是逆反應(yīng)，沒(méi)有說(shuō)明正反應(yīng)速率，且不管平衡是否建立，只要反應(yīng)進(jìn)行，生成H2和I2的物質(zhì)的量之比始終為1∶1，因此B選項(xiàng)并不一定達(dá)到化學(xué)平衡；選項(xiàng)C，該反應(yīng)前后氣體總的物質(zhì)的量保持不變，在其他條件一定時(shí)，反應(yīng)從開(kāi)始到反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，壓強(qiáng)就一直保持不變，故氣體總的壓強(qiáng)不變不能說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；選項(xiàng)D，斷裂H—H鍵是正反應(yīng)，斷裂H—I鍵是逆反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)關(guān)系，斷裂1個(gè)H—H鍵的同時(shí)，有2個(gè)H—I鍵斷裂，其正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，因此D選項(xiàng)一定達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。規(guī)律方法(1)對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，從不同角度出發(fā)可以得到多種判斷依據(jù)，如物質(zhì)的量、濃度、壓強(qiáng)、體積分?jǐn)?shù)、溫度、密度、eq\o(M,\s\up6(－))、顏色等，但最終都體現(xiàn)v正＝v逆，各組分濃度保持不變。(2)“變”“不變”判斷法：某一物理量在從開(kāi)始到平衡的過(guò)程是“變化”的，而達(dá)平衡后則“不變”，則此物理量是判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志。二、化學(xué)平衡的移動(dòng)[自主學(xué)習(xí)]1．實(shí)驗(yàn)探究——溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響2．化學(xué)平衡移動(dòng)的含義對(duì)一個(gè)化學(xué)平衡狀態(tài)改變條件時(shí)，原來(lái)的化學(xué)平衡將被eq\o(□,\s\up3(09))破壞，并在新的條件下建立eq\o(□,\s\up3(10))新的化學(xué)平衡，即發(fā)生化學(xué)平衡移動(dòng)。3．影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素影響因素有eq\o(□,\s\up3(11))溫度、eq\o(□,\s\up3(12))反應(yīng)物濃度、eq\o(□,\s\up3(13))壓強(qiáng)等。由上面的實(shí)驗(yàn)探究能否得出溫度變化對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響規(guī)律？提示：能，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。[點(diǎn)撥提升]1．化學(xué)平衡移動(dòng)過(guò)程可表示為2．化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素(1)溫度：其他條件不變時(shí)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)濃度：其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。(3)壓強(qiáng)：其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。對(duì)反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)改變，v(正)、v(逆)改變的程度相同，平衡不移動(dòng)。(4)催化劑：催化劑能夠同等程度地改變v(正)和v(逆)，所以催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。[練習(xí)與活動(dòng)]3．引起化學(xué)平衡移動(dòng)的根本原因是()A．濃度的改變B．壓強(qiáng)的改變C．使用了催化劑D．正、逆反應(yīng)速率的改變程度不同答案D解析其他條件一定時(shí)濃度和壓強(qiáng)的改變可以使正、逆反應(yīng)速率發(fā)生改變，且它們使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)是通過(guò)改變正、逆反應(yīng)速率來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此化學(xué)平衡移動(dòng)的根本原因是正、逆反應(yīng)速率的改變程度不同。使用催化劑可以改變反應(yīng)速率，但它對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響是相同的，即催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。4．下列敘述不能肯定判斷某化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)的是()A．反應(yīng)體系的溫度改變B．反應(yīng)混合物中各組分的百分含量改變C．正、逆反應(yīng)速率改變D．反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率改變答案C解析A項(xiàng)，任何反應(yīng)的發(fā)生都伴隨能量的變化，所以，溫度改變時(shí)，化學(xué)平衡一定會(huì)發(fā)生移動(dòng)；根據(jù)化學(xué)平衡的特征，各組分的百分含量不變、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率