第二单元 化学反应的方向和限度优质课教案设计

高一化学导学案

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王喜林

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化学必修1

专题二化学反应与能量转化

11

第一单元

化学反应速率与化学反应限度

第二课时

化学反应限度

[使用说明与学法指导] 1．先使用10分钟阅读教材32-33页并完成预习自学本节知识，用红色笔做好疑难标记。

2.联系课本知识和学过的知识，小组合作讨论完成学案合作探究内容；

【学习目标】掌握可逆反应的概念，认识可逆反应有一定的限度，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态

【重点难点】

化学平衡状态

【情感态度与价值观】激发我们的学习兴趣，培养我们严谨认真的科学态度。

1．为使可燃物充分燃烧，下列措施不正确的是(

)。

A．适当增加空气

B．将煤粉碎后燃烧

C．降低可燃物的着火点

D．将液体燃料雾化后燃烧

2．下列过程中发生了可逆反应的是( A．盐酸与氢氧化钠反应

B．氯气溶于水

C．铁与稀盐酸反应

D．木炭在氧气中燃烧

3．在合成氨反应中NH3 的浓度在

30 min 内由

0.2 mol/L 变为

3.2 mol/L ，那么用

N2

表示该反

应的化学反应速率：v(N2)＝_______________。

预习自学案

一、可逆反应

1．可逆反应

(1)定义：在同一条件下既可以向 进行，同时又可以向 进行的反应。

(2)特点：

①二同可逆反应必须同时满足两个条件，即 和 。

②不可逆的相对性：

不同的反应其可逆程度不一样，通常我们把可逆程度很小即逆反应倾向很小的反应视为

“

”。

(3)表示

书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“”。例如：Cl2和H2O反应的化学方程式为：

。

课内探究案

2．实验探究

探究目的

FeCl3溶液与KI溶液反应的特点

验步骤

实验现象

实验结论

Fe3＋将I－氧化为 ，

①取5 mL 0.1 mol·L－1 反应方程KI溶液，滴加0.1 mol·L－1 FeCl3 溶液变 式：

溶液5～6滴，观察现象

②在反应①所得的溶液中

溶液分层，上加入2 mL CCl

易溶于CCl4等

4，充分振荡，

层

色，

静置后观察现象

下层

色

有机溶剂

上层溶液中含有 ，

③取②的上层溶液，滴加

说明过量的KI与FeCl3 KSCN溶液，观察现象

溶液由 色变 色

反应时，Fe3＋

为Fe2＋

上述实验中，过量的碘化钾溶液与少量的氯化铁溶液反应时，Fe3＋

为Fe2＋，即FeCl3和KI的反应

，该反应有一定的

。

事实上，在一定条件下，许多反应都是

，在同一条件下既可以向

方向进行，同时又可以向

方向进行，反应物

完全转化为生成物，即可逆反应有一定的

。

思维拓展

点燃通电1．2H2＋O2=====2H2O和2H2O=====2H2↑＋O2↑属于可逆反应吗？为什么？

2．已知合成氨的反应是可逆反应，将3 mol H2

和1 mol N2充入密闭容器中反应，最终可生成2 mol NH3吗？为什么？

二、化学反应的限度——化学平衡状态

1

．化学平衡状态的建立

以合成氨反应：N2＋3H22NH3为例：

(1)反应刚开始时：反应物的浓度

，正反应速率

；生成物的浓度为

，逆反应速率为

。

(2)反应进行中：反应物的浓度逐渐

，正反应速率逐渐

；生成物的浓度逐渐

，逆反应速率逐渐

。

(3)最终有一时刻，正反应速率与逆反应速率

。该过程可用图

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表示为：

2．化学平衡状态的含义

可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率

，反应物和生成物的浓度 ，反应达到化学平衡状态。

3.

化学平衡是一种

平衡。在化学平衡状态下化学反应

，但反应混合物

的

保持不变。但反应条件改变时，原化学平衡被

，一段时间后会达到新

的平衡状态。

讨论

1.对于可逆反应来说，其达到化学平衡状态的根本原因是什么？

2．化学平衡状态有哪些特征？

答案

化学平衡状态特征有：逆、等、动、定、

变。

①逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。

②等：平衡时，正反应速率和逆反应速率相等且都大于0，即v正＝v逆>0。

③动：是指动态平衡。达到化学平衡状态时，正

逆反应仍在进行，而不是反应停止了。

即v正＝v逆>0。

④定：平衡时，平衡混合物中各组分的浓度保持

一定，各组分的百分含量保持一定。

⑤变：化学平衡状态是一定条件下的平衡状态，

当外界条件(如温度、浓度、压强等)变化时，则

原平衡被破坏，反应混合物中各组分的百分含量就会发生变化，维持条件不变，又会在新

条件下建立新的平衡状态，也就是说，化学平衡是可以改变的。

3．如何理解“反应物和生成物的浓度不再改变”？

答案：

反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，

即反应物和生成物中各物质的浓度保持一

定，各

物质的质量保持一定，各物质的物质的量保持一

定，各物质的质量分数也保持一定。

随堂训练

选择题

1．对于2SO催化剂2(g)＋O2(g)△2SO3(g)的反应，下列叙述中正确的是(

) A．“高温”和“催化剂”的条件使SO2和O2产生了可发生性

B．“高温”和“催化剂”的条件可使SO3分解为SO2和O2

C．在该反应的平衡状态，SO3、SO2、O2的浓度一定都相等

D．在该反应的平衡状态，正反应速率和逆反应速率相等

2．反应2SO催化剂2(g)＋O2(g)△2SO3(g)达到平衡后，再向反应器中充入含氧的同位素18O的氧气，经过一段时间后，18O原子存在于

(

) A．O2中

B．SO2中

C．O2和SO2中

D．O2、SO2和SO3中

3．能充分说明可逆反应N2(g)＋O2

2NO(g)已达到平衡状态的是

(

) A．O2的消耗速率等于NO的生成速率

B．容器内始终有N2、O2和NO共存

C．容器内反应混合物的总物质的量不随时间改变

D．单位时间内每生成n mol N2，同时生成2n mol NO

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化学反应限度

11训练案

1.化学平衡状态的含义

可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率

，反应物和生成物的浓度

，反应达到化学平衡状态。

2．化学平衡状态有哪些特征？

答案

化学平衡状态特征有：

。

①逆：

。

②等：

。

③动：

。

④定：

。

⑤变：

。

化学平衡状态的判据

1．达到化学平衡的标志

(1)v(正)＝v(逆)>0。

(2)反应物的浓度、生成物的浓度、各物质在总量中所占的百分比均不变。

2．化学平衡的常用判据

(1)直接判据。

①依据“v(正)＝v(逆)>0”判断反应达到平衡状态。

②体系中各组分的物质的量浓度或体积分数或物质的量分数保持不变。

③对同一物质而言，单位时间内，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。

(2)间接判据。

①对于有气体参加或生成，且反应前后气体总体积发生改变的可逆反应，体系的总压强不再随

时间而变化。例如当体系总压强不再随时间改变时，反应

N2(气)＋3H2(气)2NH3(气)

已达平衡。

②对于有气体参加或生成，且反应前后气体总体积发生改变的可逆反应，所有气体的平均相对

分子质量不再随时间而变化。例如当体系中混合气体平均相对分子质量不再随时间改变时，

反应

2SO2(气)＋O2(气)

2SO3(气)已达平衡。

③对于有颜色的物质参加或生成的可逆反应，

体系的颜色不再随时间而变化。例如当体系颜色

不再随时间发生改变时反应

2NO2(气)反应

2NO2(气) ④体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。

随堂训练

1．下列关于化学反应限度的说法正确的是

(

) ①一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度

②当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等

③平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度不再改变

④化学反应的限度不可以通过改变条件而改变

A．①②

B．③④

C．①③

D．②④

2.中国锅炉燃烧采用沸腾炉的逐渐增多，采用沸腾炉的好处在于(

) A．增大煤炭燃烧热并形成清洁能源

B．减少炉中杂质气体(如SO2等)的形成

C．提高煤炭的热效率并减少CO的排放[来源:学+科+网]

D．使燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率

3．(2009年广东理基)已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。下列说法不正确的是(

) A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低[来源:学科网ZXXK]

B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率

C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定

D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡

4.下列说法中，可以证明反应N2＋3H22NH3已达到平衡状态的是(

)

A．1个NN 键断裂的同时，有3个 H—H 键形成

B．1个NN键断裂的同时，有3个 H—H 键断裂

C．1个NN键断裂的同时，有6个 N—H 键断裂

D．1个NN键断裂的同时，有6个 H—H 键形成[来源:Zxxk.Com][

5．在373 K时，密闭容器中充入一定量的NO催化剂2和SO2，发生如下反应：NO2＋SO2NO＋SO3，平衡时，下列叙述正确的是(

) ①NO和SO3的物质的量一定相等

②NO2和SO2的物质的量一定相等

③体系中的总物质的量一定等于反应开始时总物质的量

④SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等

A．①和② B．②和③

C．①和③ D．③和④

6．在一定条件下，反应2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(g)达到平衡状态的标志是(

)[来源:Zxxk.Com]

A．单位时间内生成2n mol A，同时生成n mol D B．容器内压强不随时间而变化[来源:Zxxk.Com]

C．单位时间内生成n mol B，同时消耗1.5n mol C D．容器内混合气体密度不随时间而变化

7．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻

SO、O的浓度分别为：0.2 mol·L－2、SO31、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－21。当反应达到平衡时，

可能存在的数据是

(

) A．SO0.4 mol·L－1，O0.2 mol·L－2为2为1

B．SO－2为0.25 mol·L1

C．SO－2、SO3均为0.15 mol·L1

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D．SO3为0.4 mol·L

－1 Ⅱ.以下是关于化学反应2SO2＋O23的两个素材：

素材1：某温度和压强下，2升容器中，不同时间点测得密闭体系中三种物质的物质的量

时间(s) 0 10 20 30 40 50 60 70 3．一定条件下，可逆反应＋3C，在下列四种状态中，处于平衡状态的是

物质

(

)

正反应速率

逆反应速率

A．v＝2 mol·L－1·min－1

v－－AB＝2 mol·L1·min1

B．v2 mol·L－1·min－1

v－－A＝C＝2 mol·L1·min1

C．vL－1·min－1

v－－A＝1 mol·1B＝2 mol·L1·min1

D．v－·min－1

v－－A＝1 mol·LC＝1.5 mol·L1·min1

4．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图，下列表述正确的

(

)

A．此反应的化学方程式为：2MN B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡

C．t3时，正反应速率大于逆反应速率

D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍

5.恒温下，a mol A和b mol B在如图所

示活塞可自由滑动的容器中发生如

下反应：A(g)+2B(g)2C(g)，一

段时间后达到平衡，生成n mol C。则下列说法中

正确的是

(

) A．物质A、B的转化率之比为a∶b

B．起始时刻和达平衡后容器中的压强比为(a＋b)∶(a＋b－n2) C．若起始时放入2a mol A和2b mol B，则达平衡时生成n mol C D．当v正(A)＝2v逆(B)时，可判定反应达到平衡

6．将11 mL N2和13 mL H2于一定条件下反应：

N2＋3H23，反应达到平衡时测得混合气体的体积(同温同压下)为22 mL，则反应混合气体中含有NH3

(

)

A．4 mL

B．3 mL C．2 mL

D．1 mL 7．Ⅰ.右图是可逆反应X2＋3Y2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，各物质的浓度不再发生变化

SO2

1 0.7 0.5 0.35 0.2 0.1 0.1 0.1 O2

0.5 0.35 0.25 0.18 0.1 0.05 0.05 0.05 SO3

0 0.3 0.5 0.65 0.8 0.9 0.9 0.9

素材2：反应在不同条件下进行时SO2的转化率：(SO2的转化率是反应的SO2占起

始SO2的百分数，SO2的转化率越大，化学反应的限度越大。)

压强

转化率

0.1 MPa 0.5 MPa 1 MPa 10 MPa 温度

400℃

99.2 99.6 99.7 99.9 500℃

93.5 96.9 97.8 99.3 600℃

73.7 85.8 90.0 96.4

根据以上的两个素材回答问题：

(1)根据素材1中计算20－30 s期间，用二氧化硫表示的化学反应平均速率为：________。

(2)根据素材2中分析得到，提高该化学反应限度的途径有：

______________________________________________________________。

(3)根据素材1、素材2中分析得到，要实现素材1中SO2的转化率需控制的反应条件是__________________________________________。

8．在一定温度、压强下，发生如下反应：N2＋3H2

2NH3，起始时，充入的N2和H2的物质的量分别是3.0 mol和6.0 mol，平衡时生成NH3的物质的量是2.4 mol。已知容器的容积为5.0 L，试求：

(1)H2的转化率。

(2)平衡时混合气体中N2的体积分数。