鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度第2课时导学案

这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度第2课时导学案，共10页。学案主要包含了化学反应的限度——化学平衡状态，化学平衡状态的改变等内容，欢迎下载使用。









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、逆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“===”而用“”。


(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在一定条件下，反应物不能全部转化为生成物。


微点拨：对于一个确定的可逆反应A＋B3C，向右进行的方向为反应的正方向，向左进行的方向为反应的逆方向。


2．化学平衡状态


(1)化学平衡状态的建立


对于可逆反应：2SO2＋O2 eq \(,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))2SO3，在一定温度下，将2 ml SO2(g)和1 ml O2(g)通入一定体积的密闭容器中。其化学反应速率与时间关系如图所示。





①反应开始时：v(正)最大，v(逆)为0，原因是反应物浓度最大，生成物浓度为0。


②反应过程中：v(正)逐渐减小，v(逆)逐渐增大，原因是反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大。


③反应达到平衡时(t1后)：v(正)＝v(逆)，反应物和生成物的浓度不再改变。


(2)化学平衡状态的概念


在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率相等，这种状态称为化学平衡状态。


化学反应进行一段时间后，各组分的浓度相等或正好等于化学计量数之比时，化学反应是否达到平衡？


提示：化学反应达到平衡时各组分浓度不变，但不一定相等，也不一定等于化学计量数之比。


二、化学平衡状态的改变


1．实验探究温度改变对化学平衡的影响


2NO2N2O4(正反应方向为放热反应)受温度的影响


(1)现象


(2)结论


①当其他条件不变时，升高反应体系的温度，化学平衡向吸热反应方向移动；降低反应体系的温度，化学平衡向放热反应方向移动。


②同一可逆反应在不同条件下将建立起不同的化学平衡状态。


2．影响化学平衡移动的因素


影响因素有浓度、温度、压强等。





1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)


(1)不同的化学反应，限度可能不同。( )


(2)可以通过改变温度来控制化学反应的限度。( )


(3)可以通过延长化学反应的时间来改变反应的限度。( )


(4)反应条件改变后，若正、逆反应速率仍然相等，则化学平衡发生移动。


( )


[答案] (1)√ (2)√ (3)× (4)√


2．哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨的方法而获得1918年的诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 ml N2和3 ml H2，在一定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是( )


A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3


B．达到化学平衡时，N2、H2、NH3的物质的量浓度一定相等


C．达到化学平衡时，N2、H2、NH3的物质的量浓度不再变化


D．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零


C [合成氨反应为可逆反应，是不能进行彻底的反应，A错；可逆反应在一定条件下达到平衡状态，化学平衡状态是一种动态平衡，平衡时反应仍在进行，只是正、逆反应速率相等，D错；反应达到化学平衡时，各物质的浓度不再发生变化，但不一定相等，B错，C对。]


3．反应2SO2＋O2 eq \(,\s\up10(催化剂这),\s\d10(△))2SO3达到平衡状态后，下列说法正确的是( )


A．三氧化硫的生成速率与分解速率相等


B．二氧化硫、氧气、三氧化硫的分子数之比是2∶1∶2


C．二氧化硫与氧气不再化合生成三氧化硫


D．降低温度，原化学平衡状态未被破坏


A [可逆反应达到平衡状态以后正、逆反应速率相等，则三氧化硫的生成速率与分解速率相等，A项正确；平衡时二氧化硫、氧气、三氧化硫的分子数之比不一定是2∶1∶2，还与物质的初始浓度以及转化率有关系，B项错误；可逆反应达到平衡状态以后正、逆反应速率相等，但不为0，平衡时二氧化硫与氧气仍然反应生成三氧化硫，C项错误；降低温度，原化学平衡状态被破坏，D项错误。]








化学平衡状态的特征


(素养养成——变化观念与平衡思想)





下图是可逆反应X2＋3Y22Z2在反应过程中反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。





(1)t1时反应是否达到平衡状态？t2时正、逆反应速率的关系是怎样的？


提示：(1)t1时，反应未达平衡状态，正反应速率大于逆反应速率，t2时，反应已经达到平衡状态，此时v(正)＝v(逆)。


(2)t2～t3时间段反应是否停止了？各物质的浓度还发生变化吗？


提示：t2～t3时反应已经处于平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，正、逆反应仍在进行，各物质的浓度不再随时间的变化而变化。








【例1】 一定条件下，在体积一定的密闭容器中加入1 ml N2和3 ml H2发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)


ΔH＝－92 kJ·ml－1(此式表示1 ml N2和3 ml H2完全反应放出的热量是92 kJ)。下列有关说法正确的是( )


A．向容器中再加入N2，可以加快反应速率


B．达到化学平衡时，反应放出热量92 kJ


C．达到化学平衡时，正、逆反应速率都为0


D．单位时间内生成1 ml N2，同时生成3 ml H2，说明该反应达到化学平衡状态


A [向容器中再加入N2，N2的浓度增大，反应速率加快，A正确；该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以达到化学平衡时，反应放出的热量小于92 kJ，B错误；化学平衡为动态平衡，化学反应达到平衡时反应仍然在进行，因此正、逆反应速率都不为0，C错误；单位时间内生成1 ml N2，同时生成3 ml H2，表示的都是反应逆向进行，因此不能说明该反应达到化学平衡状态，D错误。]





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、逆反应速率一定相等


C．当可逆反应达到化学平衡后，改变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。]


2．在密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g) eq \(,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 ml·L－1、0.1 ml·L－1、0.2 ml·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )


A．SO2为0.4 ml·L－1，O2为0.2 ml·L－1


B．SO2为0.25 ml·L－1


C．SO2、SO3均为0.15 ml·L－1


D．SO3为0.4 ml·L－1


B [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)＝0.4 ml·L－1；当SO3完全转化为SO2和O2时，c(SO3)＝0，c(SO2)＝0.4 ml·L－1，c(O2)＝0.2 ml·L－1。根据可逆反应的特点：可逆反应不可能进行到底，故平衡时，0