1、专题6 化学反应与能量变化第一单元 化学反应速率与反应限度第2课时1.理解可逆反应的含义及其特征，通过实验探究体会可逆反应有一定限度。2.知道可逆反应在一定条件下能够达到化学平衡状态以及平衡状态的建立。3.掌握化学平衡状态的定义和特征。重点难点学习目标 请描述Cl2 与H2O的反应。哪些证据能说明该反应有一定的限度？ 氯水的成分： Cl 2 + H 2 O HCl + HClO Cl 2 + H 2 O HCl + HClO 可逆反应具有一定限度可逆反应思考讨论分子 Cl2 、H2O、HClO 离子 H+、Cl-、ClO-、OH- 部分反应可逆反应1.定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，
2、又能向逆反应方向进行的化学反应叫作可逆反应。2.表示方法：SO2 O2SO3例如：在SO2和O2在一定条件下合成SO3：正反应逆反应SO2 O2 SO3共存2SO2 + O2 2SO3在书写化学方程式时，可逆反应用符号 “ ”表示。思考讨论H2和O2生成H2O与H2O分解生成H2和O2是可逆反应吗？为什么？可逆反应有哪些特征？两个反应过程是在不同条件下发生的，不是可逆反应点燃通电3.特征：(1) 正反应和逆反应在同一条件下进行。(2) 正反应和逆反应是同时进行的。(3)反应物和生成物是同时存在的。 （即：反应物不能完全转化成生成物，可逆反应是有一定限度的）。(4) 可逆反应是普遍存在的，不同的
3、化学反应限度是不同的。可逆反应22催化剂4.常见的可逆反应：可逆反应 SO2 +H2O H2SO3N2+3H2 2NH3催化剂高温高压2SO2+O2 2SO3催化剂高温高压Cl2 + H2O HClO + HClH2 + I2 2HI NH3 +H2O NH3 H2O 常温下，在0.1 molL -1 醋酸水溶液中，大约只有1%的醋酸分子电离成H + 和CH3COO - ，绝大多数仍以CH3COOH的形式存在，所以醋酸是一种弱酸。请用电离方程式表示上述过程，并用文字解释其特征。学以致用注：水合氢离子可看作H+醋酸电离的微观示意图 在醋酸溶液中，既有醋酸分子在水分子的作用下，电离产生H + 和C
4、H3COO - ，也有电离生成的H + 和CH3COO - 结合生成醋酸分子的过程。该过程也是一个可逆过程。故醋酸的电离方程式可表示为：弱电解质的电离都属于可逆反应成果展示CH3COOH CH3COO - + H +合作探究已知FeCl 3 溶液和KI溶液在常温下能发生如下反应： 2Fe 3+ + 2I - = 2Fe 2+ + I 2【实验1】1 mL 0.1molL -1FeCl 3 溶液5 mL 0.1 molL-1 KI溶液实验现象实验结论试管内溶液由无色变为棕黄色KI和FeCl 3发生了化学反应实验中，反应物的用量是怎样的？合作探究已知FeCl 3 溶液和KI溶液在常温下能发生如下反
5、应： 2Fe 3+ + 2I - = 2Fe 2+ + I 2【实验2】试管内液体分层，上层为紫红色。Fe 3+和I -发生反应生成了I 2。2mL 苯实验现象实验结论实验现象实验结论合作探究已知FeCl 3 溶液和KI溶液在常温下能发生如下反应： 2Fe 3+ + 2I - = 2Fe 2+ + I 2【实验3】5 6滴15% KSCN溶液试管内液体变为血红色。溶液中还有Fe 3+剩余。为什么Fe3+有剩余？实验步骤实验现象实验结论向5 mL 0.1 molL -1 KI溶液中加入1 mL 0.1 molL -1FeCl 3溶液并振荡。向充分反应后的溶液中加入苯，振荡，静置。取下层溶液，滴加
6、KSCN溶液。FeCl 3 溶液与KI溶液的反应试管内溶液由无色变为棕黄色。试管内液体分层，下层为紫红色。试管内液体变为血红色。KI和FeCl 3发生了化学反应。Fe 3+和I -发生反应生成了I 2。溶液中还有Fe 3+剩余。I - 过量Fe 3+不足说明该反应是有限度的，是可逆反应 成果展示验证反应中量不足的反应物在充分反应后依然存在。那么，用实验的方法验证反应是可逆反应的关键是什么呢？用实验的方法验证反应是可逆反应的关键是什么呢？1.在一定条件下，2mol SO2和1mol O2反应，能得到2molSO3吗？ 不能， SO2和 O2发生的是可逆反应：该反应具有一定的限度，反应物不能完全转
7、化成生成物，所以生成的SO3 少于2mol。学以致用2SO2+O2 2SO3催化剂高温高压思考讨论2Fe 3+ + 2I - 2Fe 2+ + I 2在FeCl3与KI的反应过程中，各反应物与生成物的浓度是如何变化的？正反应、逆反应的速率又是如何变化的？试画出速率随时间变化的图象。反应速率时间（t）0化学平衡示意图反应速率时间（t）v(正)v(逆)0v(正)=v(逆)t1化学平衡状态化学平衡状态建立2Fe 3+ + 2I - 2Fe 2+ + I 2开始时c(Fe 3+)最大 c(I - )最大 c(Fe 2+)=0 c(I - )=0 v(正)最大v(逆)最小，等于0反应过程中v(正)v(逆
8、)c(Fe 3+) c(I - ) c(Fe 2+) c(I - ) c(Fe 3+)不变 c(I - )不变 c(Fe 2+)不变 c(I - )不变 一段时间后v(正)=v(逆) 且不变学以致用 在高温、高压和催化剂存在条件下，氮气和氢气发生反应生成氨气。无论反应时间多长，在反应容器中总是同时存在氮气、氢气和氨气。参考图像，描述从反应开始至平衡时各物质浓度变化和正、逆反应速率的变化。化学平衡示意图反应速率时间（t）v(正)v(逆)0v(正)=v(逆)t1化学平衡状态催化剂N2 + 3 H2 2NH3高温高压成果展示t1时刻， v(正)= v(逆) ，体系中各物质的浓度不再改变，该反应达到了
9、该条件下的最大限度，即化学平衡状态。开始时：N2和H2的浓度最大，NH3的浓度为零，只发生正反应；此时，v(正)最大，v(逆)=0；随着反应的进行， N2和H2的浓度逐渐减小， v(正)逐渐减小； NH3的浓度逐渐增大，v(逆)逐渐增大；什么是化学平衡状态？化学平衡状态具有什么特征呢？化学平衡状态1.定义：一定条件下，当可逆反应的正、逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应达到化学平衡状态。改变条件，化学平衡状态发生改变。化学平衡示意图反应速率时间（t）v(正)v(逆)0v(正)=v(逆)t1化学平衡状态化学平衡状态2.特征：内在本质条件一定，平衡混合物中各物质的浓度或百分含量
10、一定条件改变，平衡状态可能改变，新条件下建立新的平衡状态平衡时，v正 = v逆动态平衡，v正 = v逆 0等动定变逆研究对象是可逆反应不是相等平衡时，反应并没有停止，正、逆反应仍在不断进行外在标志 某温度和压强下的密闭容器中发生反2SO2+O2 2SO3催化剂时间(min)物质的量浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9学以致用1.计算前20分钟v(SO3)和v(O2)。2.试分析50分钟后各物质的浓度不再发生改变，反应
11、是否停止了，为什么？c(SO3)t0.5molL-120min=0.025 molL-1min-1=0.0125 molL-1min-1v(SO3)= =v(O2) =12v(SO3) 成果展示时间(min)物质的量浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.950分钟后各物质的浓度不再改变，是因为反应达到了最大限度，此时的 v(正)= v(逆) 0， 反应并未停止，而是处于一种动态平衡状态。 化学平衡观念 化学平衡状态具有丰
12、富的思想内涵 。化学平衡的动态性说明事物的表象与本质之间有时存在较大差异。因此我们只有探索事物本质，才能对事物具有更为深刻、全面的认识。 从反应物与生成物变化的角度看，正逆反应处于同一化学平衡体系中，对立而又统一。改变条件有可能破坏原有的化学平衡，在新的条件下建立一个新的平衡状态。这说明，改变外界条件能促进事物的进一步发展。方法导引1.下列反应，不属于可逆反应的是（ ）A.氯气与水反应生成盐酸与次氯酸B.N2与H2在一定条件下可以生成NH3，同时NH3又可分解为N2和H2C.水的生成与电解D.CO2溶于水和H2CO3分解CC. 可逆反应的正逆反应是在相同条件下进行的，而水的生成需要点燃，水的电
13、解需要通电，两个反应条件不同，不属于可逆反应。2.在一定条件下，某容器中充入N2 和 H2 合成NH3 ，以下叙述错误的是（ ）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。BB. 可逆反应进行到最大限度时达到化学平衡状态。此时正反应速率达到最小，但不为零。A.可逆反应的一旦开始反应直至平衡状态，反应物和生成物一直都处于共存的状态，所以共存不能说明已达平衡。B.该反应遵循质量守恒定律，总质量是定值，不能说明已达平衡
14、。C. 该反应前后物质的量不变，n总是定值，不能说明已达平衡。D.化学平衡的本质依据即正逆反应速率相等。3能说明反应CO+H2O CO2+H2已达到平衡的是（ ）A.容器内CO、H2O、CO2、H2四者共存 B.总的质量保持不变C.总的物质的量保持不变 D.正反应速率和逆反应速率相等D4.下列关于化学平衡的说法中，正确的是（ ）A.当反应达到化学平衡时，反应物已完全转化为生成物。B.当反应达到化学平衡时，正逆反应均已停止。C.当反应达到化学平衡时，反应混合物中各成分的浓度保持不变。D.化学平衡是一定条件下的平衡，当条件改变时，平衡不会被破坏。C化学平衡状态的特征：逆、等、动、定、变炼铁高炉尾气
15、之谜高炉炼铁的主要反应是：其中产生CO的反应是： 生产中炼制生铁所需焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需的量，而且从高炉炉顶出来的气体中总是含有没有利用的CO。开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分造成的，于是设法增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中CO的比例竟然没有改变。这成了炼铁技术中的科学悬念，人们一直在探究其中的原因。直到19世纪下半叶,法国化学家勒夏特列经过深入的研究，才将这一谜底揭开。原来，产生上述现象的原因是: 是一个可逆反应，并且自下而上发生在高炉中有焦炭的地方。后来的研究证明，在高炉中Fe2O3与CO反应也不能全部转化为Fe和CO2。 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高温 C(焦炭)+ O2(空气) CO2高温 C(焦炭)+ CO2(空气) 2CO高温C + CO2 2CO化学反应速率与反应限度第2课时化学平衡状态化学平衡状态的建立可逆反应定义表示方法特征特征常见的可逆反应逆 等 动 定 变 同一条件同时进行同时存在（限度）普遍存在方程式中需用可逆符号“ ”作业： 月 日敬各位老提出宝意！
