鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度课堂教学ppt课件

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课堂教学ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了可逆反应，吸热反应，放热反应，反应物浓度等内容，欢迎下载使用。
一、可逆反应1.定义：在相同条件下，能同时向_______两个方向进行的反应。2.表示：用“______”连接反应物和生成物。
二、化学平衡状态1.概念：在一定条件下_________进行到一定程度时，反应物和生成物的_____不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率_____，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
2.化学平衡状态的建立(正向建立平衡)
【微思考】可逆反应达到化学平衡时，反应就停止了。你同意该观点吗？提示：不同意。可逆反应达到平衡状态时，反应仍在进行，只不过在此条件下正反应速率和逆反应速率相等，但不为零。
三、化学平衡移动1.探究温度对化学平衡的影响
2.化学平衡移动已达化学平衡的可逆反应中，当条件改变时，原来的化学平衡被破坏，并在新的条件下建立起新的化学平衡的过程。
3.影响化学平衡的因素(1)温度：气体条件不变时，升高温度，平衡向_____反应的方向移动；降低温度，平衡向_____反应的方向移动。(2)其他因素：除温度外，___________、_____(有气体参加的可逆反应)等外界条件的改变也可以使化学平衡发生移动。
【情境·思考】可乐和雪碧中都溶解了二氧化碳，当打开可乐或雪碧时，会看到有大量气泡产生，为什么？
提示：可乐中溶解有二氧化碳气体，二氧化碳与水反应的方程式为CO2+H2O H2CO3 ，打开瓶塞，压强减小，平衡向生成二氧化碳的方向移动，因此有大量气体冒出。
【巧判断】(1)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(　　)提示：×。反应条件改变后，若正、逆反应速率仍然相等，则可逆反应仍然处于平衡状态。
(2)可以通过延长化学反应的时间来改变反应的限度 (　　)提示：×。反应达到平衡状态后就达到了反应的限度，延长反应的时间反应的限度也不会改变。
(3)对于反应2NO2 N2O4达到平衡后，升高温度，平衡向生成N2O4的方向移动(　　)提示：×。此反应为放热反应，升高温度化学平衡向逆反应方向移动。
知识点一　化学平衡状态的判断
【思考·讨论】(1)在密闭容器中进行反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，当SO2、O2、SO3的浓度之比为2∶1∶2时，能否说明该反应达到化学平衡状态？提示：不能，因为不能说明各组分的浓度一定不变。也不能说明该反应的正、逆反应速率相等。
(2)对于在容积固定的密闭容器中进行的反应：2SO2+O2 2SO3，当压强恒定时，一定达到平衡吗？密度一定时呢？提示：压强恒定时，反应一定达到平衡，因为压强恒定，说明各气体的物质的量恒定；但密度恒定时，不一定达到平衡，因为气体的总质量守恒，容积不变，密度在任何时刻都不变。
(3)对于在容积固定的密闭容器中进行的反应：H2+I2 2HI，当压强恒定时，一定达到平衡吗？密度或混合气体平均相对分子质量一定时呢？提示：均不一定，因为该反应在反应前后气体的物质的量不变，所以压强、密度、混合气体平均相对分子质量均不变。
【案例示范】【典例】(2020·莱芜高一检测)下列说法可充分说明反应P(g)+Q(g) S(g)+R(g)在恒温恒容密闭容器中已达平衡的是(　　)
A.容器里P、Q、R和S四种物质共存B.容器里Q和R的体积分数不再变化C.容器内气体压强、密度不随时间变化D.同一时间内生成n ml P同时生成n ml Q
【思维建模】判断可逆反应是否达到平衡状态的思路如下：
【解析】选B。可逆反应的平衡状态，即反应物和生成物的浓度不再随时间的变化而变化，正反应速率与逆反应速率相等的状态。该反应只要开始以后，必定P、Q、R和S四种物质共存，故A不能说明反应已达平衡状态。容器容积不变，气体Q和R的体积分数不再变化，即Q和R的浓度不变，P和S的浓度也不变，故B说明反应
已达平衡状态。该反应在平衡前后各气体的总物质的量不变，又因为容器容积不变，则在达到平衡前后气体压强不变；该反应在平衡前后气体的总质量不变，又因为容器容积不变，则在达到平衡前后气体密度不变，故C不能说明反应已达平衡状态。D项只描述了逆反应，没有指明正反应的情况，故不能说明反应已达平衡状态。
【母题追问】(1)若物质S为固体，则四个选项中能说明已达到平衡的是哪个？
提示：B、C。若物质S为固体，则反应前后气体的物质的量不再相等，因此气体的物质的量发生改变，故压强不变时说明达到平衡状态。由于物质S为固体，因此反应过程中气体的质量发生改变，故气体的密度在反应过程中发生改变，因此气体的密度不变时说明反应达到平衡。
(2)若将反应改为2P(g)+Q(g) S(g)+R(g)，其余条件不变，则C选项是否还能判断反应是否达到平衡？提示：由于反应前后气体的物质的量不再相等，因此气体的物质的量发生改变，故压强不变时说明达到平衡状态。由于反应过程中气体的质量不发生改变，而容器的体积不变，因此气体的密度不变不能说明反应已达平衡状态。
【规律方法】判断化学平衡状态的两个标志(1)“动态标志”即“速率标志”，指的是当用同种物质表示时，只要符合v(正)=v(逆)，或说在相同的时间内，某物质的生成量=某物质的消耗量；当用不同的物质表示时，要注意表明不同方向的反应速率，即正逆两个方向；再就是根据某物质的反应速率和化学计量
数，求算出另外一种物质的反应速率，只要满足同种物质的v(正)=v(逆)即可。
(2)“静态标志”指的是反应体系中，各物质物质的量浓度、质量分数等不变，而不是各物质的浓度相等或分子数满足一定的关系，这一点极具有迷惑性。
【知识·巩固】1.(2019·福州高一检测)一定条件下，可逆反应N2+3H2 2NH3达到化学平衡状态，下列说法一定正确的是 (　　)
A.每1 ml N≡N断裂的同时有2 ml N—H生成B.N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2C.N2减少的速率和NH3减少的速率之比为1∶2D.气体体积为初始体积的
【解析】选C。反应速率之比是相应的物质化学计量数之比，根据方程式可知，每1 ml N≡N断裂的同时有6 ml N—H生成，A不正确；平衡时物质的浓度不再发生变化，但各物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系，B不正确；达到平衡状态时正逆反应速率相等，则N2减少的速率和NH3减少的速率之比为1∶2，C正确；
不知道转化率，则不能确定气体体积和初始体积的关系，D不正确。
2.在一定温度下某密闭容器中，加入1 ml A、3 ml B、2 ml C和2 ml D，发生反应：mA(g)+nB(g) xC(g)+yD(s)，各物质的物质的量随着时间的变化如图所示，则当下列条件成立时，能说明反应已经达到平衡状态的是：①C的生成速率与C的分解速率相等；②v正(A)=2v逆(C)；③A、B、C的浓度不再变化；④反
应物的转化率不再变化；⑤混合气体的压强不再变化；⑥混合气体的物质的量不再变化；⑦单位时间内消耗a ml A，同时生成3a ml B；⑧A、B、C、D的分子数之比为1∶3∶2∶2(　　)
A.①②③④⑤⑥⑦ 　　　　B.①③④⑤⑥⑦C.①③④⑥⑦ D.①③⑤⑥⑦⑧
【解析】选B。反应的化学方程式为A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)，①C的生成速率与C的分解速率相等，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；②当2v正(A)=v逆(C)时，正、逆反应速率相等，所以v正(A)=2v逆(C)，不能说明正、逆反应速率相等，反应没有达到平衡状态，故错误；③A、B、C的浓度不再
变化，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；④反应物的转化率不再变化，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；⑤反应前后气体物质的量不同，混合气体的压强不再变化，说明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故正确；⑥反应前后气体物质的量不同，混合气体的物质的量不再变化，说明各组分浓度不变，反应达到平衡
状态，故正确；⑦单位时间内消耗a ml A，同时生成3a ml B，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故正确；⑧反应平衡后，各物质的分子数不变，不一定等于其化学计量数之比，这和加入的物质的多少以及反应程度有关，所以A、B、C、D的分子数之比为1∶3∶2∶2，不能说明反应达到平衡状态，故错误。
【补偿训练】1.一定温度下，在一个恒容密闭容器中进行下列反应：A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)，下列描述中能说明反应处于平衡状态的是(　　)
A.容器中混合气体的密度保持不变B.消耗n ml A2同时生成2n ml AB3C.容器中各物质的反应速率均相等D.容器中各物质浓度保持不变
【解析】选D。该反应的反应物和生成物都是气体，反应前后气体的总质量不变，容器的体积不变，所以混合气体的密度始终不变，无法确定是否达到化学平衡状态，A选项错误；消耗A2和生成AB3都表示的是正反应速率，无法确定正、逆反应速率是否相等，B选项错误；平衡的标志是正、逆反应速率相等，而不是所有
物质的速率相等，C选项错误；可逆反应达到化学平衡状态时，各组分的浓度保持不变，D选项正确。
2.(2020·广州高一检测)在一定温度下，反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是(　　)A.单位时间生成n ml的A2同时生成n ml ABB.容器内的总压强不随时间变化C.单位时间生成2n ml的AB同时生成n ml的B2D.单位时间生成n ml的A2同时生成n ml的B2
【解析】选C。因该反应是气体分子总数不变的可逆反应，因而反应无论进行到什么程度，其容器内的总压强都不会改变，因而选项B不能作为已达平衡状态的标志；选项A中，从A2和AB的生成量的关系看应是v(正)v放热。
(2)v正、v逆同时改变一定能引起平衡移动吗？提示：不一定。当v正=v逆时平衡不移动。
【案例示范】【典例】一定条件下，0.3 ml X(g)与0.3 ml Y(g)在体积为1 L的密闭容器中发生反应：X(g)+3Y(g) 2Z(g)，下列示意图合理的是(　　)
【解题指南】解答本题要明确以下两点：(1)可逆反应不可能进行到底。(2)反应速率之比等于化学方程式计量数之比。
【解析】选D。X减少0.1 ml，消耗Y 0.3 ml，生成Z 0.2 ml，当达到平衡时X、Z的物质的量相同，但反应是可逆反应不能进行彻底，图象不符合反应达到平衡状态，故A不符合；反应速率之比等于化学方程式计量数之比，2v正(X)=v逆(Z)，此时反应达到平衡状态，v正(X)=v逆(Z)，不能说明反应达到平衡状态，故B不符
合；Y消耗0.1 ml，生成Z物质的量为0.1 ml，图象中反应的定量关系不符合反应比，故C不符合；Y减少0.15 ml， Z增加0.1 ml，二者物质的量之比为0.15∶0.1=3∶2，与方程式的化学计量数一致，图象符合，故D符合。
【知识·巩固】1. (2020·南宁高一检测)如图是可逆反应X2+3Y2 2Z2在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是(　　)
A.t1时，只有正方向反应B.t2时，反应到达限度C.t2～t3，反应不再发生D.t2～t3，各物质的浓度相等
【解析】选B。t1时逆反应也在进行，A项错误；t2时正、逆反应速率相等，反应达到平衡，B项正确；t2～t3时，v(正)=v(逆)，但不为0，C项错误；t2～t3时各物质的浓度不一定相等，D项错误。
2.可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)正在逆向进行时，正反应速率和逆反应速率的大小是(　　)A.v正>v逆B.v正