《化学反应的快慢和限度第二课时》课件1.ppt

第第2课时化学反应的限度课时化学反应的限度1.可逆反应的定义可逆反应的定义在在 条件下条件下 向向正正、反反两两个个方方向向进进行行的的反反应应称称为为可逆反可逆反应应。2可逆反应的特点可逆反应的特点对对可可逆逆反反应应来来说说，在在一一定定条条件件下下，反反应应物物 全全部部转转化成化成产产物，反物，反应应只能只能进进行到行到 。笃学一笃学一可逆反应可逆反应 相同相同同时同时不可能不可能一定程度一定程度3可逆反应的书写可逆反应的书写 在可逆反在可逆反应应的化学方程式中，用的化学方程式中，用“”号代替号代替“”号。号。=1.化学平衡状态的建立化学平衡状态的建立(1)当当反反应应开开始始时时，SO2和和O2的的浓浓度度 ，因因此此，反反应应生生成成SO3的的正正反反应应速速率率 ；而而SO3的的浓浓度度为为零零，因因此此，SO3分解生成分解生成SO2和和O2的逆反的逆反应应速率速率为为 (如下如下图图所示所示)。(2)随随着着反反应应的的进进行行，反反应应物物SO2和和O2的的浓浓度度逐逐渐渐 ，因因此此，正正反反应应速速率率逐逐渐渐 ；生生成成物物SO3的的浓浓度度逐逐渐渐 ，因此，逆反因此，逆反应应速率逐速率逐渐渐 (如下如下图图所示所示)。笃学二笃学二化学反应的限度化学反应的限度化学平衡状态化学平衡状态 最大最大最大最大零零减小减小减小减小增大增大增大增大(3)如果外界条件不如果外界条件不发发生生变变化，可逆化，可逆反反应进应进行到一定程度行到一定程度时时，正反，正反应应速速率和逆反率和逆反应应速率相等，反速率相等，反应应物和生物和生成物的成物的 不再随不再随时间时间的延的延长长而而发发生生变变化，反化，反应应好像好像“停滞停滞”了。了。实际实际上，上，这时这时正反正反应应和逆反和逆反应应都依然在都依然在 ，只是在同一瞬，只是在同一瞬间间，正反，正反应应生成的三氧化硫的物生成的三氧化硫的物质质的量与逆反的量与逆反应应消耗的三氧消耗的三氧化硫的物化硫的物质质的量的量 而已。此而已。此时时，可逆反，可逆反应应达到达到 _(如如图图所示所示)。浓度浓度进行进行相等相等平衡状态平衡状态2化学平衡状态的含义化学平衡状态的含义在在一一定定条条件件下下的的 进进行行到到一一定定程程度度时时，反反应应物物和和生生成成物物的的浓浓度度 ，正正反反应应速率与逆反速率与逆反应应速率速率 ，这这种状种状态态称称为为化学平衡状化学平衡状态态。3化学平衡的特征化学平衡的特征(1)逆逆：只只有有 反反应应才才能能在在一一定定条条件件下下建建立立化化学学平平衡衡状状态态。(2)动动：化学平衡是一种：化学平衡是一种 平衡。平衡。可逆反应可逆反应不再随时间的延长而发生变化不再随时间的延长而发生变化相等相等可逆可逆动态动态(3)等：反等：反应应达到平衡达到平衡时时，v(正正)v(逆逆)。(4)定：条件一定定：条件一定时时，反，反应应混合物的含量混合物的含量 。(5)变变：当：当 改改变时变时，平衡一般要，平衡一般要发发生生 。(6)无：建立平衡与途径无：建立平衡与途径 。即在相同的条件下，一个可。即在相同的条件下，一个可逆反逆反应应，不，不论论是从正反是从正反应应方向开始，方向开始，还还是从逆反是从逆反应应方向开方向开始，或者从两个反始，或者从两个反应应方向同方向同时时开始，都可建立同一平衡状开始，都可建立同一平衡状态态。保持不变保持不变外界条件外界条件改变改变无关无关(1)降降温温：浸浸入入冷冷水水中中的的烧烧瓶瓶里里的的气气体体混混合合物物颜颜色色变变 ，这这是是因因为为温温度度降降低低后后原原平平衡衡状状态态被被 ，在在新新的的条条件件下下达达到到 ，导导致致二二氧氧化化氮氮浓浓度度 ，四四氧氧化化二二氮氮浓浓度度 。笃学三笃学三化学平衡移动化学平衡移动 浅浅破坏破坏新的平衡状态新的平衡状态减小减小增加增加(2)升升温温：浸浸入入热热水水中中的的烧烧瓶瓶里里的的气气体体混混合合物物颜颜色色 ，这这是是因因为为温温度度升升高高后后原原平平衡衡状状态态被被破破坏坏，在在新新的的条条件件下下达达到到 ，导导致致二二氧氧化化氮氮浓浓度度 ，四四氧氧化化二二氮氮浓浓度度 。(3)结结论论：当当其其他他条条件件不不变变时时，升升高高反反应应体体系系的的温温度度，平平衡衡向向 反反应应方向移方向移动动；降低反；降低反应应体系的温度，平衡向体系的温度，平衡向 反反应应方向移方向移动动。2化学平衡移动的含义化学平衡移动的含义当当条条件件改改变变时时，原原来来的的化化学学平平衡衡将将被被 ，并并在在新新的的条条件下建立件下建立 ，即，即发发生化学平衡移生化学平衡移动动。变深变深新的平衡状态新的平衡状态增加增加减小减小吸热吸热放热放热破坏破坏新的化学平衡新的化学平衡3影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素(1)温度温度对对化学平衡的影响化学平衡的影响当当其其他他条条件件不不变变时时，升升高高反反应应体体系系的的温温度度，平平衡衡向向 反反应应方方向向移移动动；降降低低反反应应体体系系的的温温度度，平平衡衡向向 反反应应方方向移向移动动。(2)浓浓度度对对化学平衡的影响化学平衡的影响在在其其他他条条件件不不变变的的情情况况下下，增增大大反反应应物物浓浓度度或或减减小小生生成成物物浓浓度度，平平衡衡向向 方方向向移移动动；反反之之，则则向向逆逆反反应应方方向向移移动动。吸热吸热正反应正反应放热放热(3)压压强强对对化学平衡的影响化学平衡的影响在其他条件不在其他条件不变变的情况下，增大的情况下，增大压压强强会使化学平衡向着会使化学平衡向着 的方向移的方向移动动；减小；减小压压强强，会使平衡向着，会使平衡向着 的方向移的方向移动动。气体体积缩小气体体积缩小气体体积增大气体体积增大提提示示在在该该平平衡衡体体系系中中，涉涉及及三三种种物物质质，从从正正、逆逆反反应应两两方方面面讲讲，应应当当有有六六个个反反应应速速率率值值，即即N2的的消消耗耗速速率率(v正正)和和生生成成速速率率(v逆逆)，H2的的消消耗耗速速率率(v正正)和和生生成成速速率率(v逆逆)以以及及NH3的的生生成成速速率率(v正正)和和消消耗耗速速率率(v逆逆)，v正正v逆逆的的具具体体意意义义有有两两点点，一一是是同同一一物物质质的的v正正v逆逆，不不同同物物质质的的v正正、v逆逆应应与与计计量量数数之之比比成成正正比比才才是是真真正正意意义义的的v正正v逆逆，反反应应达达平平衡衡状状态态。如如对对于于合合成成氨氨的的反反应应，如如果果v(N2)消消耗耗v(NH3)消消耗耗并并不不是是真真正正意意义义的的正正、逆逆反反应应速速率率相相等等，应应该该有有2v(N2)消消耗耗v(NH3)消消耗耗才才是是真真正正意意义义的的v正正v逆逆，此此时时反反应应达达平平衡衡状状态。态。【慎慎思思2】某某一一可可逆逆反反应应，一一定定条条件件下下达达到到了了平平衡衡，若若化化学学反反应应速速率率改改变变，平平衡衡一一定定发发生生移移动动吗吗？若若平平衡衡发发生生移移动动，化学反，化学反应应速率一定改速率一定改变吗变吗？提提示示不不一一定定，如如反反应应前前后后气气体体体体积积不不变变的的反反应应增增大大压压强或使用催化剂，速率发生变化，但平衡不移动。强或使用催化剂，速率发生变化，但平衡不移动。一一定定，化化学学平平衡衡移移动动的的根根本本原原因因就就是是外外界界条条件件改改变变，使使v(正正)v(逆逆)才发生移动的。才发生移动的。【慎慎思思3】可可逆逆反反应应在在一一定定条条件件下下总总会会达达到到化化学学平平衡衡，这这里里的的“一定条件一定条件”指什么条件？指什么条件？提示提示通常包括一定的温度、浓度、压强等。通常包括一定的温度、浓度、压强等。【慎慎思思4】对对于于反反应应COH2O(g)CO2H2，如如果果起起始始加加入入的的CO和和H2O(g)分分别别为为0.01 mol和和0.02 mol，二二者者的的浓浓度度比比为为1 2，反反应应进进行行时时，二二者者的的消消耗耗速速率率相相等等吗吗？达达到到平平衡衡时时，二者的，二者的浓浓度比度比还还是是1 2吗吗？提提示示二二者者无无论论以以何何种种比比例例加加入入，消消耗耗速速率率始始终终是是相相等等的的，达到平衡时，二者的浓度比不会是达到平衡时，二者的浓度比不会是1 2。【慎慎思思5】升升高高温温度度，化化学学平平衡衡会会向向着着吸吸热热反反应应的的方方向向移移动动，此此时时放放热热反反应应方向的反方向的反应应速率会减小速率会减小吗吗？提提示示不不会会。升升高高温温度度，v吸吸和和v放放均均增增大大，但但二二者者增增大大的的程程度度不不同同，前前者者增增大大的的程程度度大大于于后后者者，故故v吸吸与与v放放不不再再相相等等。v吸吸v放放，原原平平衡衡被被破破坏坏，向向着着吸吸热热反反应应方方向向移移动动，直直至至建立新的平衡。降温则相反。建立新的平衡。降温则相反。给给出出某某一一可可逆逆反反应应，判判断断是是否否已已达达平平衡衡状状态态，关关键键是是紧紧紧紧围绕围绕着着“等等”与与“定定”这这两个基本特征来判断。两个基本特征来判断。1根据根据“等等”这个基本特征来判断化学平衡状态这个基本特征来判断化学平衡状态(1)正逆反正逆反应应的描述的描述应应指指明明正正、逆逆反反应应速速率率：同同一一物物质质的的消消耗耗与与生生成成；反反应应物与生成物的消耗与生成。物与生成物的消耗与生成。要点一要点一|化学平衡状态的判断化学平衡状态的判断(2)速率相等速率相等同一物同一物质质的反的反应应速率相等；速率相等；不同物不同物质质的反的反应应速率与速率与对应对应化学方程式中各物化学方程式中各物质质的系数成正比。的系数成正比。(3)其他其他说说法法同一物同一物质质化学化学键键的断裂与化学的断裂与化学键键形成的量相等；形成的量相等；不同反不同反应应物物间间的化学的化学键键断裂与化学断裂与化学键键形成的量与形成的量与该该化学方程式中各化学方程式中各物物质质的系数成正比。的系数成正比。2根据根据“定定”这个基本特征来判断化学平衡状态这个基本特征来判断化学平衡状态“定定”是是指指条条件件一一定定时时反反应应混混合合物物的的含含量量“保保持持不不变变”，并并非非是是“相等相等”或或“成比例成比例”。(1)一一定定条条件件下下，反反应应物物的的转转化化率率最最大大或或产产物物的的产产率率最最大大的的状状态态。(2)对对于有于有颜颜色色变变化的可逆反化的可逆反应应，颜颜色不再改色不再改变变的状的状态态。(3)对对于于反反应应前前后后气气体体体体积积改改变变的的可可逆逆反反应应，化化学学平平衡衡状状态态的的判判断断依依据据还还有有：反反应应混混合合物物的的平平均均相相对对分分子子质质量量不不再再变变化化的的状状态态；反反应应混混合合物物的的密密度度不不再再变变化化的的状状态态；反反应应混混合合物的物的压压强强不再不再变变化的状化的状态态。解析解析本题考查如何判断一个可逆反应是否达到平衡状态，本题考查如何判断一个可逆反应是否达到平衡状态，解题的关键是掌握化学平衡状态的标志。观察第解题的关键是掌握化学平衡状态的标志。观察第(1)题反应的题反应的特征可知：此反应在反应前后气体的体积不发生变化，即在特征可知：此反应在反应前后气体的体积不发生变化，即在反应的任何一个阶段，容器内压强不发生改变。气体的总质反应的任何一个阶段，容器内压强不发生改变。气体的总质量不变、总的物质的量不变，因此混合气体的密度、平均相量不变、总的物质的量不变，因此混合气体的密度、平均相对分子质量均不发生改变。观察第对分子质量均不发生改变。观察第(2)题反应的特征：反应前题反应的特征：反应前后气体体积发生改变，因此在反应未达到平衡状态时，混合后气体体积发生改变，因此在反应未达到平衡状态时，混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、容器内压强等气体的平均相对分子质量、混合气体的密度、容器内压强等都会发生改变，当反应处于平衡状态时，这些量都不再改都会发生改变，当反应处于平衡状态时，这些量都不再改变，此时变，此时c(NO2)恒定，颜色不再变化。恒定，颜色不再变化。答案答案(1)(2)化学平衡状态的最根本特征是正、逆反应速率相等，但在题化学平衡状态的最根本特征是正、逆反应速率相等，但在题目中有多种表述方法。在解题时，应具体问题具体分析，并目中有多种表述方法。在解题时，应具体问题具体分析，并明确题目的叙述是表示正反应速率还是逆反应速率等。明确题目的叙述是表示正反应速率还是逆反应速率等。答案答案C某可逆反某可逆反应应达到平衡达到平衡时时，当改，当改变变外界条件引起化学反外界条件引起化学反应应速率速率发发生相生相对对的改的改变时变时，化学平衡就会被破坏，平衡，化学平衡就会被破坏，平衡发发生移生移动动。影响平衡移影响平衡移动动的因素有温度、的因素有温度、浓浓度、度、压压强强等，但改等，但改变压变压强强是是通通过过改改变变反反应应体系的体体系的体积积来来实现实现的。分析化学平衡移的。分析化学平衡移动动的一的一般思路：般思路：要点二要点二|化学平衡发生移动的判断化学平衡发生移动的判断 说说明明：增增加加固固体体或或纯纯液液体体的的量量，由由于于浓浓度度不不变变，所所以以化化学学平平衡衡不不移移动动。通通常常指指的的加加压压就就是是通通过过缩缩小小体体系系的的容容积积达达到到的的，而而减减压压就就是是增增大大体体系系的的容容积积达达到到的的。压压强强对对固固体体和和液液体体的的浓浓度度无无影影响响，若若平平衡衡体体系系中中无无气气体体，则则压压强强变变化化不不能能改改变变反反应应速速率率，平平衡衡不不移移动动。加加入入催催化化剂剂，因因催催化化剂剂使使正正、逆逆速速率率同同等等程程度度地地加加快快，故故不不能能使使平平衡衡发发生生移移动动。但能。但能缩缩短达到平衡的短达到平衡的时间时间。解析解析该题考查外界条件对化学平衡的影响。因该题考查外界条件对化学平衡的影响。因COCl2分解分解的反应为正向气体物质的量增加的吸热反应，故升温、减压的反应为正向气体物质的量增加的吸热反应，故升温、减压均可使平衡右移，提高均可使平衡右移，提高COCl2的转化率；增大的转化率；增大CO的浓度平的浓度平衡左移，可降低衡左移，可降低COCl2的转化率；加催化剂、恒容通入稀有的转化率；加催化剂、恒容通入稀有气体对平衡移动无影响，不改变气体对平衡移动无影响，不改变COCl2的转化率；恒压通入的转化率；恒压通入稀有气体，必将引起容器体积增大，相当于减压，平衡右稀有气体，必将引起容器体积增大，相当于减压，平衡右移，提高移，提高COCl2的转化率。的转化率。答案答案B若为恒容容器，通入稀有气体，由于容器的体积不变，各组若为恒容容器，通入稀有气体，由于容器的体积不变，各组分的浓度保持不变，故反应速率不变，平衡也不移动；若为分的浓度保持不变，故反应速率不变，平衡也不移动；若为恒压容器，通入稀有气体，容器的体积膨胀，对于反应体系恒压容器，通入稀有气体，容器的体积膨胀，对于反应体系则相当于减压，平衡移动。则相当于减压，平衡移动。解析解析解这类题目，关键是分析反应的特点，依此进行判解这类题目，关键是分析反应的特点，依此进行判断。对于题目中的反应，正反应方向是体积减小、放热的反断。对于题目中的反应，正反应方向是体积减小、放热的反应。由此，要使平衡向生成应。由此，要使平衡向生成Z的方向移动，可采取降低温的方向移动，可采取降低温度、增大压强和及时分离出度、增大压强和及时分离出Z等措施。等措施。答案答案C要点三要点三|化学平衡常用的计算方法化学平衡常用的计算方法三段式法三段式法 答案答案D答案答案A规律探究十化学平衡的图像规律探究十化学平衡的图像【知识支持知识支持】1化学平衡图像的主要特点化学平衡图像的主要特点通通过过多多种种图图像像对对化化学学反反应应速速率率和和化化学学平平衡衡的的有有关关知知识识、规规律律进进行行分分析析考考查查。题题目目往往往往灵灵活活性性强强，迷迷惑惑性性大大，涉涉及及内内容容多多，要要求求高高，特特别别对对知知识识综综合合应应用用能能力力和和分分析析能能力力的的考考查查。2化学平衡图像题的解析思路：化学平衡图像题的解析思路：(1)看看图图像像。一一看看轴轴，即即纵纵横横坐坐标标的的意意义义；二二看看点点，即即起起点点、拐拐点点、交交点点、终终点点；三三看看线线，即即线线的的走走向向和和变变化化趋趋势势；四四看看辅辅助助线线，即即等等温温线线、等等压压线线、平平衡衡线线等等；五五看看量量的的变变化化，如如浓浓度度变变化化、温温度度变变化化、转转化化率率变变化化、物物质质的的量量的的变变化化等等等。等。(2)依依据据图图像像信信息息，利利用用平平衡衡移移动动原原理理，分分析析可可逆逆反反应应的的特特征征：吸吸热热还还是是放放热热，气气体体系系数数增增大大、减减小小还还是是不不变变，有有无无固体或固体或纯纯液体参加或生成等等。液体参加或生成等等。(3)在化学平衡在化学平衡图图像中，先出像中，先出现现拐点的反拐点的反应应先达到平衡，可知先达到平衡，可知该该反反应应的温度高、的温度高、浓浓度大、度大、压压强强高或使用了催化高或使用了催化剂剂。(4)定一定一议议二：只适用于一个条件的改二：只适用于一个条件的改变变，所以，所以图图像中有三个像中有三个变变量量时时，先固定一个量，再，先固定一个量，再讨论讨论另外两个量的关系。另外两个量的关系。解析解析达到平衡状态时，达到平衡状态时，v正正v逆逆0且保持恒定不变，由图且保持恒定不变，由图中可看出中可看出v正正还在变化，故还在变化，故A项错误；在反应开始后，反应物项错误；在反应开始后，反应物的浓度会减小，故的浓度会减小，故B项错误；由图中可看出项错误；由图中可看出ac段正反应速率段正反应速率增大，由于该反应是在密闭容器内进行，因此不考虑压强对增大，由于该反应是在密闭容器内进行，因此不考虑压强对化学反应速率的影响，且反应物浓度在减小，则可推知是由化学反应速率的影响，且反应物浓度在减小，则可推知是由于温度升高而引起正反应速率增大，故该反应是放热反应，于温度升高而引起正反应速率增大，故该反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应物的总能量高于生成物的总能量，C项错误；正反应速项错误；正反应速率越快，消耗的率越快，消耗的SO2就越多，故就越多，故D项正确。项正确。答案答案D