课件：2.1.2 化学反应的限度

【规律方法】 化学平衡的本质是正逆反应的 速率相等。如果只说明正反应速率的大小或者 逆反应速率的大小，而没有说明正逆反应速率 之间的关系，则无法判定反应是否达到平衡。 判断过程中，尽量把不同物质表示的反应速率 转化成同一物质表示的反应速率，同时注意速 率的单位应换算成统一的单位。
变式训练2 (2011年宁波高一检测)可逆反应2NO2 2NO＋O2 在体积不变的密闭容器中反应，达 到平衡状态的标志是( ) ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ②单位时间内生成n mol O2 的同时生成2n mol NO2 ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反 应速率之比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 A．①④ B．②④ C．①③④ D．①②③④⑤
恒温下， a mol N2 与 b mol H2 的混合气体通 将 入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：
例
高温、高压
N2(g)＋3H2(g) 3(g) 2NH
催化剂
(1)若反应进行到某时刻 t 时，n(N2)＝13 mol，n(NH3) ＝6 mol，计算 a 的值。 (2)反应达到平衡时，混合气体的体积为 716.8 L(标准 状况下)，其中 NH3 的含量(体积分数)为 25%。计算 平衡时 NH3 的物质的量。 (3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写 出最简整数比，下同)，n 始 ∶n 平 ＝________。
高温、高压
答案：C
3．在一定条件下，向某容器中充入N2 和H2 合 成NH3，以下叙述中错误的是( ) A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速 率为零 B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小， 最后正反应速率减小为零 C．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大， 最后保持恒定 D．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小， 最后与逆反应速率相等且都保持恒定 答案：B
小于0.4 mol/L，O2的浓度应小于0.2 mol/L
；由反应的量的关系可知c(SO2)＋c(SO3)＝
0.4 mol/L ， 因 此 两 者 不 可 能 同 时 为 0.15
mol/L。
【答案】 B
变式训练1 在已达到平衡的可逆反应2SO2 ＋O2 2SO3 中，充入由 18O组成的氧气一段时间后， 18O存在于下列物质中的( ) A．多余的氧气中 B．生成的三氧化硫中 C．氧气和二氧化硫中 D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中 解析：选D。 18O2 的加入定会与SO2 结合生成含 18O的SO ，同时含 18O的SO 又会分解得到含 18O 3 3 的SO2 和O2 ，因此， 18O可存在于SO2 、O2 、SO3 这三种物质中。
(5) 开始 转化 平衡
N2 16 4 12
＋
3H2 3 2NH
催化剂
高温、高压
24 12 12
0 8 8
4 12 N2、H2 的转化率之比为 α(N2)∶α(H2)＝ ∶ 16 24 ＝1∶2。
【答案】 (5)1∶2
(1)16
(2)8 mol
(3)5∶4
(4)2∶3
自主体验
1．可逆反应达到平衡的重要特征是( A．反应停止了 B．正、逆反应的速率均为零 C．正、逆反应都还在继续进行 D．正、逆反应的速率相等 答案：D
)
2．在密闭容器中发生合成氨的反应：N2＋ 3H2催化剂 3，反应一段时间后，容器 2NH 中存在的物质为( A．N2、H2 B．NH3 C．N2、H2、NH3 D．不能确定 )
探究整合应用
有关化学平衡的计算方法 1．计算模式 设a mol· －1、b mol· －1分别为A、B两物质的起 L L 始浓度，mx mol· －1 为反应物A的转化浓) pC(g)＋qD(g) c始(mol· －1) L a b 0 0 Δc(mol· －1) mx nx L px qx c平(mol· －1) a－mx L b－nx px qx
思考感悟
1 ． (1)2H2 ＋ O2 ===== 2H2O 和 2H2O===== 2H2↑＋O2↑属于可逆反应吗？ (2)把 3 mol H2 和 1 mol N2 充入密闭容器中反 应，最终可以生成 2 mol NH3 吗？
点燃 通电
【提示】 (1)二者不属于可逆反应，因为可 逆反应是在相同条件下进行的。 (2)可逆反应不能进行到底，故不能生成2 mol NH3。
解析：选B。解答本题的关键是根据所给条件判 断出v(正)＝v(逆)。①中生成n mol O2的同时生 成2n mol NO，都是正反应速率，不能作为判断 依据；②中生成n mol O2为正反应速率，同时生 成2n mol NO2为逆反应速率，且符合化学计量数 之比，正确；③不能作为判断依据；④中NO2为 红棕色气体，颜色不再发生变化，说明其浓度不 再发生变化，说明反应平衡了；⑤中该体系混合 气体的密度为一恒定的数值，不变，所以不能作 为判断达到平衡的标志。
可逆反应N2＋3H2 2NH3的正、逆反应 速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。 下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是 ( ) A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3) C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
例2
【解析】 当正反应速率等于逆反应速率时，可 逆反应达到平衡状态。根据化学方程式中NH3和 H2 的计量关系，可以看出正反应在单位时间内 有3 mol H2发生化合反应，必定同时生成2 mol NH3 ，故有2v 正 (H2)＝3v 正 (NH3)。这时逆反应如 果同时有2 mol NH3发生分解反应，NH3的物质 的量就相当于没有变化，好像“表面上静止”达 到平衡状态。所以当2v 正 (H2)＝3v 逆 (NH3)时， NH3的正、逆反应速率相等，说明反应已达到平 衡状态。 【答案】 C
例1
【思路点拨】 本题考查对可逆反应的特征的理 解，解答时，应注意两点： (1)可逆反应既可向正反应方向进行，同时又可 向逆反应方向进行； (2)可逆反应不能进行到底，只能反应到一定程 度达到平衡状态，平衡时各物质的物质的量都大 于零。 【解析】 对于本题，若反应从题给某一时刻开 始向正反应方向进行并达平衡，此时SO3的浓度 应小于0.40 mol/L；若反应从题给某一时刻开始 向逆反应方向进行并达平衡，此时SO2的浓度应
课堂互动讲练
可逆反应的特征 一是正反应和逆反应在同一条件下进行；否则，是 非可逆反应。 二是正、逆反应同时进行，即进行的时间、地点是 相同的，反应物和生成物共存。 三是无论一种物质的投入量有多大，另外与它反应 的物质总也不能完全反应，总有剩余。
(2011年福州高一检测)在一定量的密闭容 器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g) S 2O3(g)。已 知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别 为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，当反应达到 平衡时，可能存在的数据是( ) A．SO2为0.4 mol/L，O2为0.2 mol/L B．SO2为0.25 mol/L C．SO2、SO3均为0.15 mol/L D．SO3为0.40 mol/L
(2)间接判断法 ①各组分的百分含量保持不变(各物质的物质的量 分数一定、各物质的质量分数一定、各气体的体 积分数一定)； ②各组分的物质的量不随时间的改变而改变； ③各气体的体积不随时间的改变而改变。 (3)特例判断法 ①对反应前后气体物质的分子总数不相等的可逆 反应来说，混合气体的总压强、总体积、总物质 的量、平均摩尔质量不随时间的改变而改变时，
2．基本步骤 (1)确定反应物或生成物的起始加入量。 (2)确定反应过程中各物质的变化量。 (3)确定平衡时各物质的平衡量。 (4)依据题干中的条件建立等式关系进行解答。 3．有关化学平衡的计算 (1)反应物的转化率
反应物转化的物质的量或气体的体积、质量 ＝ ×100%。 反应物起始的物质的量或气体的体积、质量 (2)生成物的产率 实际生成产物的物质的量或质量、气体的体积 ＝ 理论上可得产物的物质的量或质量、气体的体积 ×100%。 (3)某组分的体积分数 混合物中该组分的物质的量或体积 ＝ ×100%。 混合物的总物质的量或体积 mx (4)反应物 A 的转化率：α(A)＝ ×100%。 a (5)反应平衡后 A 的百分含量 a－mx ＝ ×100%。 a－mx＋b－nx＋px＋qx
反应即达化学平衡状态； ②对反应前后气体物质的分子总数相等的可逆反 应来说，混合气体的总压强、总体积、总物质的 量、平均摩尔质量不随时间的改变而改变时，不 能判断该反应是否已达化学平衡状态； ③反应体系内有色物质的颜色不再改变。 无论用什么方法判断可逆反应是否达到平衡状态， 都要以本质特征或现象特征为依据来展开分析和 判断。也就是说，判断可逆反应是否达到平衡状 态的根本标志是v(正)＝v(逆)，其余的判断方法都 是从这个方法的基础上衍生出来的。
(4)原混合气体中，a∶b＝________。 (5)达到平衡时，N2和H2的转化率之比，α(N2)∶α(H2) ＝________。 【解析】 (1)由反应的化学方程式得知，反应掉的 N2和生成NH3的物质的量之比为1∶2。 设反应掉的N2的物质的量为x mol，则x∶6＝1∶2 解之x＝3 则a＝13＋3＝16。 (2)平衡时NH3的物质的量为(716.8 L/22.4 L· －1)×25%＝8 mol。 mol (3)可利用差量法计算：假设气体总物质的量减少y，
第2课时 化学反应的限度
课前自主学案
第2课时
课堂互动讲练
探究整合应用
知能优化训练
课前自主学案
自主学习
一、可逆反应 1．概念：在同一条件下，既可以向______方向 正反应 逆反应 进行，又可以向_______方向进行的反应。 2．表示：用“ ”连接反应物和生成物。 3．特点：在一定条件下，可逆反应有一定的 限度 ______，反应物不能完全转化为生成物。