PAGE7-課時2化學反應的限度目標與素養：1.了解可逆反應的特征。(變更觀念)2.了解化學平衡的概念及特征，能夠推斷化學平衡狀態，知道條件變更時化學平衡會發生移動。(變更觀念與平衡思想)一、化學反應的限度——化學平衡狀態1．可逆反應(1)定義：在相同條件下同時向正、反兩個方向進行的反應。(2)表示方法：書寫可逆反應的化學方程式時不用“=”號而用“”號。(3)特點①正向反應和逆向反應同時進行。②正向反應和逆向反應的條件相同。③在肯定條件下，反應物不能全部轉化為生成物。2．化學平衡狀態——化學平衡(1)化學平衡的建立①反應起先時，v(正)最大，v(逆)為0。②反應過程中：反應物濃度漸漸削減→v(正)漸漸減小。生成物濃度漸漸增大→v(逆)從0起先漸漸增大。③反應達到平衡時：v(正)＝v(逆)≠0，反應物和生成物各組分濃度保持不變。(2)化學平衡建立過程中化學反應速率的變更圖像(3)概念：在肯定條件下，當一個可逆反應進行到正反應速率和逆反應速率相等，反應物和生成物的濃度不再隨時間的延長而變更時的狀態。二、化學平衡的移動1．試驗探究——溫度對化學平衡的影響試驗原理2NO2(g)N2O4(g)反應放熱(紅棕色)(無色)試驗步驟試驗現象熱水中混合氣體顏色較常溫下的深，冰水中混合氣體顏色較常溫下的淺說明與結論①受熱顏色變深，說明NO2濃度增加，即上升溫度原平衡被破壞，向逆反應方向移動重新建立新平衡②冷卻顏色變淺，說明NO2濃度減小，即降溫平衡被破壞，向正反應方向移動重新建立新平衡2.化學平衡的移動化學平衡是在肯定條件下建立起來的，當條件變更時，原來的化學平衡將被破壞，并在新的條件下建立起新的化學平衡。此過程可以表示為3．影響化學平衡的因素除溫度外，反應物濃度、壓強(有氣體參與的可逆反應)等外界條件的變更也可以使化學平衡發生移動。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)不同的化學反應，限度可能不同。 ()(2)可以通過變更溫度來限制化學反應的限度。 ()(3)可以通過延長化學反應的時間來變更反應的限度。 ()(4)化學平衡移動的根本緣由是v(正)≠v(逆)。 ()(5)反應條件變更后，若正、逆反應速率仍舊相等，則化學平衡發生移動。 ()[答案](1)√(2)√(3)×(4)√(5)×2．下列反應體系中，不屬于可逆反應的是()A．二氧化硫催化氧化生成三氧化硫B．氨氣溶解于水C．工業合成氨D．水電解生成H2和O2與H2在O2中燃燒生成H2O[答案]D3．對化學反應速率與化學反應限度的敘述，不正確的是()A．當化學反應達到最大限度時反應速率為0B．同一化學反應，若反應條件不同，限度可能不同C．化學反應達到限度時，正、逆反應速率相等D．化學反應的限度與時間的長短無關A[反應達到最大限度時v(正)＝v(逆)≠0，A項錯誤；同一化學反應，條件變更，化學平衡可能被破壞，反應限度可能就會被變更，B項正確；任何可逆反應都有肯定的限度，當反應達到限度時，即反應達到化學平衡，此時v(正)＝v(逆)，對同一可逆反應，達到化學平衡時，當外界條件不變時，反應的限度不變，與時間長短無關，C、D兩項正確。]化學平衡狀態的特征【典例1】下列關于化學平衡的說法中，不正確的是()A．當可逆反應達到平衡時，正、逆反應速率都為零B．當可逆反應達到化學平衡時，正、逆反應速率肯定相等C．當可逆反應達到化學平衡后，變更某些條件可以使平衡破壞D．當可逆反應達到平衡時，盡管正、逆反應都還在進行，但各物質的濃度保持不變A[可逆反應達到平衡時，v(正)＝v(逆)≠0。]1．在密閉容器中進行反應：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up12(催化劑),\s\do12(△))2SO3(g)。已知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。當反應達到平衡時，可能存在的數據是()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－1B[該反應為可逆反應，當SO2和O2完全轉化為SO3時，c(SO2)＝c(O2)＝0，c(SO3)＝0.4mol·L－1；當SO3完全轉化為SO2和O2時，c(SO3)＝0，c(SO2)＝0.4mol·L－1，c(O2)＝0.2mol·L－1。依據可逆反應的特點：可逆反應不行能進行究竟，故平衡時，0<c(SO2)<0.4mol·L－1,0<c(SO3)<0.4mol·L－1,0<c(O2)<0.2mol·L－1，只有B項符合題意。]化學平衡狀態的判定反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)混合體系中各成分的含量各物質的物質的量或物質的量分數肯定平衡各物質的質量或質量分數肯定平衡總壓強或總物質的量肯定不肯定平衡正、逆反應速率的關系在單位時間內消耗了mmolA同時生成mmolA平衡在單位時間內消耗了nmolB同時消耗了pmolC平衡v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不肯定平衡在單位時間內消耗了pmolC同時消耗了qmolD[只有v(逆)]不肯定平衡壓強m＋n＝p＋q時，總壓強恒定不肯定平衡m＋n≠p＋q時，總壓強恒定平衡混合氣體平均相對分子質量若m＋n≠p＋q，混合氣體平均相對分子質量恒定平衡若m＋n＝p＋q，混合氣體平均相對分子質量恒定不肯定平衡溫度當體系溫度肯定時平衡體系的密度密度肯定不肯定平衡其他如體系顏色不再變更等l平衡【典例2】密閉容器中進行反應A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，推斷反應是否達到平衡的依據為()A．壓強不隨時間變更B．氣體的密度不隨時間變更C．c(A)不隨時間變更D．單位時間里生成C(g)和D(g)的物質的量相等C[由于反應物和生成物均為氣態，且反應前后氣體的物質的量不變，故氣體的壓強和密度在反應過程中始終保持不變，A、B不能作為反應達到平衡的標記。C(g)、D(g)均為生成物，反應的任何時刻，C(g)、D(g)的物質的量總是相等，D項錯誤。當c(A)不變時，說明單位時間內生成的A與消耗的A的量相等，即反應處于平衡狀態。](1)當A、B、C、D的濃度之比為1∶1∶1∶1時，能否說明該反應達到化學平衡？(2)當容器中混合氣體平均相對分子質量肯定時，能否說明該反應達到化學平衡？[答案](1)不能，因為不能說明各組分的濃度肯定不變。也不能說明該反應的正、逆反應速率相等。(2)不能，因為該反應m總、n總都不變，所以混合氣體平均相對分子質量不變。化學平衡狀態的“變”與“不變”推斷法某一物理量在從起先到平衡的過程是“變更”的，而達平衡后則“不變”，則此物理量是推斷平衡狀態的標記。2．在恒定溫度下NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)達到平衡，不能推斷該反應達到化學平衡的是()A．v正(NH3)＝2v逆(CO2)B．密閉容器中總壓強不變C．密閉容器中混合氣體的密度不變D．密閉容器中氨氣的體積分數不變D[反應達到平衡狀態的標記有兩個：一是正、逆反應速率相等；二是各物質的質量、濃度、物質的量分數等均恒定不變；B、C兩項都體現了混合氣體的質量、濃度等恒定不變，即正、逆反應速率相等，符合題意；D項NH3與CO2都是生成物，按比例生成，故無論平衡與否，氨氣體積分數均不變。]1．在肯定條件下，向某容器中充入N2和H2合成NH3。以下敘述錯誤的是()A．起先反應時，正反應速率最大，逆反應速率為零B．隨著反應的進行，正反應速率漸漸減小，最終減小為零C．隨著反應的進行，逆反應速率漸漸增大，最終保持恒定D．隨著反應的進行，正反應速率漸漸減小，最終與逆反應速率相等且都保持恒定B[隨著反應的進行，正反應速率漸漸減小，一段時間后，反應達到平衡狀態，但此時反應并沒有停止，只不過v(正)＝v(逆)≠0，故B項錯誤。]2．反應2SO2＋O22SO3達到平衡后，再向反應容器中充入含氧的同位素eq\o\al(18,8)O的氧氣，經過一段時間后，eq\o\al(18,8)O存在于()A．O2 B．SO2C．O2和SO2 D．O2、SO2和SO3D[可逆反應在相同條件下，可以向正、逆兩個反應方向進行，反應體系中各物質同時存在，由于三種物質均含有氧元素，故eq\o\al(18,8)O可能存在于三種物質中。]3．500℃時，將2molN2和2.25molH2充入體積為10L的恒容密閉容器中，反應達到平衡時，NH3的濃度不行能是()A．0.1mol·L－1 B．0.12mol·L－1C．0.05mol·L－1 D．0.16mol·L－1D[由題意知，該反應中N2過量。假設2.25molH2完全參與反應，則生成NH3的濃度為0.15mol·L－1，由于該反應是可逆反應，H2不行能完全轉化生成NH3，故平衡時NH3的濃度小于0.15mol·L－1。]4．肯定條件下，可逆反應N2＋3H22NH3達到化學平衡狀態，下列說法肯定正確的是()A．每1molN≡N斷裂的同時有2molN—H生成B．N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2C．N2削減的速率和NH3削減的速率之比為1∶2D．氣體體積為初始體積的eq\f(1,2)C[A.反應速率之比等于相應的物質系數之比，依據方程式可知，每1molN≡N斷裂的同時有6molN—H生成，不正確；B.平衡時物質的濃度不再發生變更，但各種物質的濃度之間不肯定相等或滿意某種關系，不正確；C.達到平衡狀態時正、逆反應速率相等，則N2削減的速率和NH3削減的速率之比為1∶2，正確；D.不知道轉化率，則不能確定氣體體積和初始體積的關系，不正確。]5．在一體積為10L的容器中，通入肯定量的CO和H2O,850℃時發生反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。(1)CO和H2O濃度變更如圖，則0～4min的平均反應速率v(CO)＝________mol·L－1·mi