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鲁科版 (2019)选择性必修1第2节 化学反应的限度课文内容课件ppt
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这是一份鲁科版 (2019)选择性必修1第2节 化学反应的限度课文内容课件ppt，共46页。PPT课件主要包含了学业基础，核心素养，当堂评价，生成物，反应物，K105，影响因素，很难进行，反应可逆，进行完全等内容，欢迎下载使用。
核心微网络素养新目标1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。2．了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。3．能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算。
一、化学平衡常数1．定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，________浓度的化学计量数次幂之积与________浓度的化学计量数次幂之积的比值，用符号K表示。2．表达式：以化学反应aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)为例：K＝________________，单位：(ml·L－1)(c＋d)－(a＋b)。
3．意义：平衡常数的大小反映化学反应可能进行的________；当________时，该反应进行得就基本完全了。
5．应用(1)判断反应可能进行的程度。
(3)判断反应的热效应。
状元随笔 使用化学平衡常数应注意的问题(1)化学平衡常数K值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的程度，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或反应产物的浓度无关。(3)反应物或反应产物中有固体或纯液体存在时，其浓度可看作“1”，而不计入平衡常数表达式中。如H2O(l)的浓度、固体物质的浓度均不写，但水蒸气浓度要写。
2．规律(1)同一反应的不同反应物，其转化率可能不同；当按照化学计量数之比投入反应物时，反应物转化率相同。(2)多种反应物参加反应时，提高一种反应物的浓度，可以________其他反应物的转化率，而该反应物本身的转化率会________。
状元随笔 (1)平衡时已转化了的某反应物的量(物质的量或浓度)与转化前该反应物的量(物质的量或浓度)之比的百分数，即为该物质的平衡转化率。(2)平衡转化率可表示反应的限度。
【即学即练】1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)其他条件不变，使用不同催化剂，反应的平衡常数不变。( )(2)化学平衡常数有统一的固定单位，单位均为ml·L－1。( )
解析：对于有纯固体或纯液体参与的反应，纯固体或纯液体不列入平衡常数的表达式中计算。
4．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)⇌2CO(g)，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中能使K发生变化的是( )A．将C(s)的表面积增大B．增大体系压强C．升高体系温度D．使用合适的催化剂
解析：只有温度改变K才会变化。正确选项为C。
5．(双选)在容积不变的密闭容器中，可逆反应：4A(g)＋5B(g)⇌4C(g)＋6D(g) ΔH<0，达到化学平衡状态的标志是( )A．气体的密度不再发生变化B．A的物质的量浓度不再改变C．容器内总压强不再改变D．单位时间内消耗4n ml A，同时消耗5n ml B
解析：反应前后混合气体的质量和容器容积均不发生变化，密度始终不变，因此气体密度不再发生变化不能判断反应是否达到平衡状态，A不选；A的物质的量浓度不再改变说明正逆反应速率相等，达到化学平衡状态，B选；正反应体积增大，容器内总压强不再改变说明正逆反应速率相等，达到化学平衡状态，C选；单位时间内消耗4n ml A，同时消耗5n ml B均表示正反应速率，不能判断反应是否达到平衡状态，D不选。
6．已知某温度下可逆反应：M(g)＋N(g)⇌P(g)＋Q(g)，反应物的初始浓度分别为c始(M)＝1 ml·L－1，c始(N)＝2.4 ml·L－1；达到平衡后，M的平衡转化率为60%，则此时平衡常数K的数值为( )A．0.25 B．0.5C．1 D．2
目标一 化学平衡状态的判断例1 已知，NO和NO2之间可以相互转换，二者在恒容密闭容器中发生反应2NO2⇌2NO＋O2，不能说明反应达到平衡状态的是( )A．单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO2B．单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NOC．混合气体的颜色不再改变D．氧气的含量不再改变
解析：单位时间内生成n ml O2就会消耗2n ml NO2，则正逆反应速率相等，可以判断平衡，A正确；单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO，说的均是正反应方向，B不正确；气体的颜色不变就是二氧化氮的浓度不变，可以判断平衡，C正确；氧气的含量不变也可以判断平衡，D正确。
状元随笔 判断依据(满足其一即可)：(1)正反应速率与逆反应速率相等，v(正)＝v(逆)≠0。①对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率；②对不同物质，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。(2)反应混合物中各组分的百分含量保持不变。
[提升1] 如何将水中的氢释放出来是目前氢能研究的重要课题。以生物材质(以C计)与水蒸气反应制取H2是一种低耗能、高效率的制H2方法。该方法由气化炉制造H2和燃烧炉再生CaO两步构成。气化炉中涉及的反应为：Ⅰ.C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g) K1；Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g) K2；Ⅲ.CaO(s)＋CO2(g)⇌CaCO3(s) K3；该工艺制H2总反应可表示为C(s)＋2H2O(g)＋CaO(s)⇌CaCO3(s)＋2H2(g)。在2 L的密闭容器中加入一定量的C(s)、H2O(g)和CaO(s)。下列说法能否说明制H2总反应达到平衡状态？①容器内混合物的质量不变②H2与H2O(g)的物质的量之比不再变化③混合气体的密度不再变化④形成a ml H—H键的同时断裂2a ml H—O键
答案：①根据质量守恒定律，容器内混合物的质量始终不变，不能判断达到平衡状态；②H2与H2O(g)的物质的量之比不再变化，说明正逆反应速率相等，能够判断达到了平衡状态；③C(s)为固体，反应后气体的质量减小，容器的体积不变，则混合气体的密度不再变化，能够判断达到了平衡状态；④形成a ml H—H键的同时断裂2a ml H—O键描述的都是正反应速率，不能判断达到了平衡状态。
状元随笔 常见变量归纳
【关键能力】判断方法——“正、逆向相等，变量不变”：(1)“正、逆相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。【提醒】 (1)用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，不一定是平衡状态，因为不论是否达到平衡，该关系一定存在。(2)各物质的物质的量之比等于方程式的化学计量数之比，不一定是平衡状态，因为此条件并不能说明各组分的物质的量不再变化。
目标二 有关化学平衡常数和转化率的计算例2 已知CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)反应的平衡常数和温度的关系如下表：850 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 ml CO和0.8 ml H2O，下列说法正确的是( )A．反应达到平衡后，升高温度，平衡正向移动B．1 200 ℃时反应CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)的平衡常数为2C.850 ℃达到平衡后，c(CO)为0.04 ml·L－1D．850 ℃达到平衡后，H2O的转化率为40%
[提升2] 温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 ml PCl5，反应PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表，下列说法正确的是( )A．反应起始时与平衡时的压强之比为6∶5B．反应在前50 s的平均速率v(PCl3)＝0.003 2 ml·L－1·s－1C．相同温度下，起始时向容器中充入0.6 ml PCl5、0.20 ml PCl3和0.20 ml Cl2，反应达到平衡前v正>v逆D．温度为T时，反应PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)的平衡常数为0.025 ml·L－1
1．关于化学平衡常数的叙述正确的是( )A．温度一定，一个化学反应的平衡常数不是一个常数B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变C．温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数D．生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积的比值小于K时，v(正)
3．在1 000 K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)⇌NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.005 9。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应( )A．已达平衡状态B．未达平衡状态，反应正向进行C．未达平衡状态，反应逆向进行D．无法确定
4．将等物质的量的CH4(g)和H2O(g)充入1 L恒容密闭反应容器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g)，某温度下反应达平衡，平衡常数K＝27，此时测得CO的物质的量为0.10 ml，则CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)是( )A．61% B．71%C．81% D．91%
5．在恒温恒容的密闭体系中，可逆反应：A(s)＋2B(g)⇌2C(g) ΔH<0，不能作为该反应达到化学平衡的标志的是( )①v正(B)＝v逆(C) ②n(B)∶n(C)＝1∶1 ③容器内压强不再改变 ④容器内气体的密度不再改变 ⑤容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变A．②④⑤ B．②③C．①③④ D．①②③④⑤
6．在一定条件下，有下列反应前后分子数相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是①H2＋F2⇌2HF K＝1047②H2＋Cl2⇌2HCl K＝1017③H2＋Br2⇌2HBr K＝109④H2＋I2⇌2HI K＝1比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )A．①②③④ B．④②③①C．①④③② D．无法确定
核心微网络素养新目标1.认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。2．了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。3．能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算。
一、化学平衡常数1．定义：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，________浓度的化学计量数次幂之积与________浓度的化学计量数次幂之积的比值，用符号K表示。2．表达式：以化学反应aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)为例：K＝________________，单位：(ml·L－1)(c＋d)－(a＋b)。
3．意义：平衡常数的大小反映化学反应可能进行的________；当________时，该反应进行得就基本完全了。
5．应用(1)判断反应可能进行的程度。
(3)判断反应的热效应。
状元随笔 使用化学平衡常数应注意的问题(1)化学平衡常数K值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的程度，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或反应产物的浓度无关。(3)反应物或反应产物中有固体或纯液体存在时，其浓度可看作“1”，而不计入平衡常数表达式中。如H2O(l)的浓度、固体物质的浓度均不写，但水蒸气浓度要写。
2．规律(1)同一反应的不同反应物，其转化率可能不同；当按照化学计量数之比投入反应物时，反应物转化率相同。(2)多种反应物参加反应时，提高一种反应物的浓度，可以________其他反应物的转化率，而该反应物本身的转化率会________。
状元随笔 (1)平衡时已转化了的某反应物的量(物质的量或浓度)与转化前该反应物的量(物质的量或浓度)之比的百分数，即为该物质的平衡转化率。(2)平衡转化率可表示反应的限度。
【即学即练】1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)其他条件不变，使用不同催化剂，反应的平衡常数不变。( )(2)化学平衡常数有统一的固定单位，单位均为ml·L－1。( )
解析：对于有纯固体或纯液体参与的反应，纯固体或纯液体不列入平衡常数的表达式中计算。
4．对于可逆反应：C(s)＋CO2(g)⇌2CO(g)，在一定温度下其平衡常数为K，下列条件的变化中能使K发生变化的是( )A．将C(s)的表面积增大B．增大体系压强C．升高体系温度D．使用合适的催化剂
解析：只有温度改变K才会变化。正确选项为C。
5．(双选)在容积不变的密闭容器中，可逆反应：4A(g)＋5B(g)⇌4C(g)＋6D(g) ΔH<0，达到化学平衡状态的标志是( )A．气体的密度不再发生变化B．A的物质的量浓度不再改变C．容器内总压强不再改变D．单位时间内消耗4n ml A，同时消耗5n ml B
解析：反应前后混合气体的质量和容器容积均不发生变化，密度始终不变，因此气体密度不再发生变化不能判断反应是否达到平衡状态，A不选；A的物质的量浓度不再改变说明正逆反应速率相等，达到化学平衡状态，B选；正反应体积增大，容器内总压强不再改变说明正逆反应速率相等，达到化学平衡状态，C选；单位时间内消耗4n ml A，同时消耗5n ml B均表示正反应速率，不能判断反应是否达到平衡状态，D不选。
6．已知某温度下可逆反应：M(g)＋N(g)⇌P(g)＋Q(g)，反应物的初始浓度分别为c始(M)＝1 ml·L－1，c始(N)＝2.4 ml·L－1；达到平衡后，M的平衡转化率为60%，则此时平衡常数K的数值为( )A．0.25 B．0.5C．1 D．2
目标一 化学平衡状态的判断例1 已知，NO和NO2之间可以相互转换，二者在恒容密闭容器中发生反应2NO2⇌2NO＋O2，不能说明反应达到平衡状态的是( )A．单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO2B．单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NOC．混合气体的颜色不再改变D．氧气的含量不再改变
解析：单位时间内生成n ml O2就会消耗2n ml NO2，则正逆反应速率相等，可以判断平衡，A正确；单位时间内生成n ml O2的同时生成2n ml NO，说的均是正反应方向，B不正确；气体的颜色不变就是二氧化氮的浓度不变，可以判断平衡，C正确；氧气的含量不变也可以判断平衡，D正确。
状元随笔 判断依据(满足其一即可)：(1)正反应速率与逆反应速率相等，v(正)＝v(逆)≠0。①对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率；②对不同物质，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。(2)反应混合物中各组分的百分含量保持不变。
[提升1] 如何将水中的氢释放出来是目前氢能研究的重要课题。以生物材质(以C计)与水蒸气反应制取H2是一种低耗能、高效率的制H2方法。该方法由气化炉制造H2和燃烧炉再生CaO两步构成。气化炉中涉及的反应为：Ⅰ.C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g) K1；Ⅱ.CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g) K2；Ⅲ.CaO(s)＋CO2(g)⇌CaCO3(s) K3；该工艺制H2总反应可表示为C(s)＋2H2O(g)＋CaO(s)⇌CaCO3(s)＋2H2(g)。在2 L的密闭容器中加入一定量的C(s)、H2O(g)和CaO(s)。下列说法能否说明制H2总反应达到平衡状态？①容器内混合物的质量不变②H2与H2O(g)的物质的量之比不再变化③混合气体的密度不再变化④形成a ml H—H键的同时断裂2a ml H—O键
答案：①根据质量守恒定律，容器内混合物的质量始终不变，不能判断达到平衡状态；②H2与H2O(g)的物质的量之比不再变化，说明正逆反应速率相等，能够判断达到了平衡状态；③C(s)为固体，反应后气体的质量减小，容器的体积不变，则混合气体的密度不再变化，能够判断达到了平衡状态；④形成a ml H—H键的同时断裂2a ml H—O键描述的都是正反应速率，不能判断达到了平衡状态。
状元随笔 常见变量归纳
【关键能力】判断方法——“正、逆向相等，变量不变”：(1)“正、逆相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。【提醒】 (1)用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，不一定是平衡状态，因为不论是否达到平衡，该关系一定存在。(2)各物质的物质的量之比等于方程式的化学计量数之比，不一定是平衡状态，因为此条件并不能说明各组分的物质的量不再变化。
目标二 有关化学平衡常数和转化率的计算例2 已知CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)反应的平衡常数和温度的关系如下表：850 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 ml CO和0.8 ml H2O，下列说法正确的是( )A．反应达到平衡后，升高温度，平衡正向移动B．1 200 ℃时反应CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)的平衡常数为2C.850 ℃达到平衡后，c(CO)为0.04 ml·L－1D．850 ℃达到平衡后，H2O的转化率为40%
[提升2] 温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 ml PCl5，反应PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表，下列说法正确的是( )A．反应起始时与平衡时的压强之比为6∶5B．反应在前50 s的平均速率v(PCl3)＝0.003 2 ml·L－1·s－1C．相同温度下，起始时向容器中充入0.6 ml PCl5、0.20 ml PCl3和0.20 ml Cl2，反应达到平衡前v正>v逆D．温度为T时，反应PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)的平衡常数为0.025 ml·L－1
1．关于化学平衡常数的叙述正确的是( )A．温度一定，一个化学反应的平衡常数不是一个常数B．两种物质反应，不管怎样书写化学方程式，平衡常数不变C．温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数D．生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积的比值小于K时，v(正)
3．在1 000 K时，已知反应Ni(s)＋H2O(g)⇌NiO(s)＋H2(g)的平衡常数K＝0.005 9。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时，此反应( )A．已达平衡状态B．未达平衡状态，反应正向进行C．未达平衡状态，反应逆向进行D．无法确定
4．将等物质的量的CH4(g)和H2O(g)充入1 L恒容密闭反应容器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g)，某温度下反应达平衡，平衡常数K＝27，此时测得CO的物质的量为0.10 ml，则CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)是( )A．61% B．71%C．81% D．91%
5．在恒温恒容的密闭体系中，可逆反应：A(s)＋2B(g)⇌2C(g) ΔH<0，不能作为该反应达到化学平衡的标志的是( )①v正(B)＝v逆(C) ②n(B)∶n(C)＝1∶1 ③容器内压强不再改变 ④容器内气体的密度不再改变 ⑤容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变A．②④⑤ B．②③C．①③④ D．①②③④⑤
6．在一定条件下，有下列反应前后分子数相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是①H2＋F2⇌2HF K＝1047②H2＋Cl2⇌2HCl K＝1017③H2＋Br2⇌2HBr K＝109④H2＋I2⇌2HI K＝1比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是( )A．①②③④ B．④②③①C．①④③② D．无法确定
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