高二化学选修4(苏教版) 专题2 第二单元 化学反应的方向和限度4 可逆反应与化学平衡状态(学案)含解析
苏教化学选修 化学反应原理专题2 第二单元 化学反应的方向和限度(共21张PPT)
SO2 10 7 5 3.5 2 1 1 1 O2 5 3.5 2.5 1.75 1 0.5 0.5 0.5 SO3 0 3 5 6.5 8 9 9 9
2、化学平衡状态
（1）定义：在一定条件下的可逆 反应中, 正、逆反应速率相等，反 应混合物中反应物和生成物浓度不 再变化时,称其为化学平衡状态。
5．可逆反应2NO2
N2O4在定容的密闭容器中进行，下
列状态一定属于平衡状态的是 （
）
A．N2O4和NO2的分子数比为1∶2 B．N2O4和NO2的浓度相等 C．平衡体系的颜色不再改变(压强、总物质的量）
D．单位时间内有1 mol N2O4变为NO2的同时，有2 mol NO2变为N2O4
6.在密闭容器内进行下列反应
（2）化学平衡状态的特征
① “动”：化学平衡是一种动态平衡； ② “等”：平衡时,V正=V逆，且大于0； ③“定”：平衡时反应物和生成物浓度保持不变；
④ “变”：改变外界条件时，旧的平衡将被破坏， 并在新的条件下建立新的平衡。
课堂练习
1.在一定条件下，某容器中充入NH3和O2
生成NO和H2O,以下叙述错误的是（C ）
1、可逆反应：
（1）定义：在同一条件下，既可以向正反 应方向进行，同时又可以向逆反应方向进 行的反应。
N2+3H2 催高化温剂高压2NH3
2SO2+O2
催化剂 高温
2SO3
活动与探究:
实验
现象
结论
①FeCl3溶液与 KI溶液反应
②在反应①的溶液 中加CCl4,振荡,静 置
③取②的上层溶液, 滴加KSCN溶液
（3）如何判断可逆反应是否达到了化学 平衡状态 a. V正=V逆(用同种物质表示)
高中化学 专题2 第二单元 化学反应的方向和限度教学设计 苏教版选修4
第二单元化学反应的方向和限度第一课时化学反应的方向(教师用书独具)●课标要求能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
●课标解读1.知道自发过程和自发反应的主要特点。
2．知道焓判据、熵判据的含义，会用焓变和熵变判断反应进行的方向。
●教学地位本课时重点介绍了决定化学反应进行的方向的因素不是由单一的焓变、熵变因素决定，而是由焓变、熵变共同决定，教材对知识点要求不高，只是了解。
(教师用书独具)●新课导入建议自然界中有许多自然发生的现象，如美丽的瀑布总是从高处奔流而下，美丽的雪花会在温度回升的日子里自然融化。
美丽的瀑布而物质间的化学反应有些是能自然进行的(如酸碱中和反应)，有些却不能自然反应(如Ag与盐酸的反应)，那什么样的反应才能自动发生呢？通过本课时的学习，相信你会找到答案。
●教学流程设计课前预习安排：1．看教材P42填写[课前自主导学]中的“一，自发过程和自发反应”并完成[思考交流1]，看教材P43－45，填写[课前自主导学]中的“焓变、熵变对化学反应的影响”并完成[思考交流2]2．建议方式：同学之间可以进行讨论交流⇒步骤1：导入新导入新课，本课时教学地位分析⇒步骤2：建议对[思考交流]1、2多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究⇓步骤5：在老师指导下由学生自主完成[变式训练1]和[当堂双基达标]中的4题，验证学生对探究点的理解掌握情况。
⇐步骤4：教师通过[例1]和教材P42的讲解对探究1中的“自发过程与自发反应的特点”进行总结。
⇐步骤3：师生互动完成探究1“自发过程与自发反应”。
互动方式：可利用[问题导思]所设置的问题，由浅入深进行师生互动。
建议除例1外，再变换一下命题角度，设置一些备选例题以拓展学生的思路。
⇓步骤6：师生互动完成探究2“熵增减的判断方法”。
互动方式：可利用[问题导思]所设置的问题，由浅入深进行师生互动。
⇒步骤7：教师通过[例2]和教材P44的讲解对探究2中的“熵增减的简易判断方法”进行总结。
江苏省泗洪中学苏教版高二化学选修四《专题2第二单元 化学反应的方向和限度》学案
高三化学化学反应的方向和限度1.了解化学反应的方向与焓变与熵变之间的关系，能利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。
2.了解可逆反应的定义,理解化学平衡和化学平衡常数的定义并能进行简单计算。
一化学反应的方向【基础再现1】1．自发反应：在一定条件下____________就能自发进行的反应称为自发反应。
2．判断化学反应方向的依据(1)焓变与反应方向：研究表明，对于化学反应而言，绝大多数__________都能自发进行，且反应放出的热量________，体系能量________得也________，反应越________。
可见，____________是制约化学反应能否自发进行的因素之一。
(2)熵变与反应方向：①研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的_____。
大多数自发反应有趋向于体系_____增大的倾向。
化学反应的ΔS越大，越有利于反应_____。
②常见的熵增加的过程: (1) 气体的扩散,固体的溶解 (2) 同一物质: ______>______>______(3)反应前无气体,反应后产生______ (4)反应前后都有气体,但气体的 __________增大(3)综合判断反应方向的依据①ΔH－TΔS<0，反应________________________。
②ΔH－TΔS>0，反应_____________________。
【任务1】自发反应一定能自动进行,而非自发反应一定不能发生,这句子话对吗?请说明理由.【任务2】请结合焓变和熵变判断反应的方向？【练习1】判断下列说法是否正确。
(1) 常温下，反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0( )(2)温度、压力一定时，放热、熵增加的反应一定能自发进行( )(3)反应2A(g)＋B(g)===3C(s) ＋D(g)在一定条件下能自发进行，说明该反应的ΔH<0( )(4)固体的溶解过程只与焓变有关( )二化学平衡【基础再现2】可逆反应：在同一条件下，既能向__反应方向进行，又能向__反应方向进行的化学反应。
苏教版高中化学选修四课件：专题2第2单元化学反应的方向 (共14张PPT)
四、当△H＜0， △S＜0时，_低___温（填高或低），反应自发
•不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得没有什么事情需要学习，于是他们不进则退2022年4月15日星期五2022/4/152022/4/152022/4/15 •读书，永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月2022/4/152022/4/152022/4/154/15/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022/4/152022/4/15April 15, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
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熵增原理
体系混乱度增大即ΔS >0，有利于反应 正向自发进行。
熵变是反应能否自发进行的一个因素, 但不是唯一因素。
小结
影响自发反应的因素：△H、 △S T
放热反应（即△H<0）有利于反应自发进行，但不 是唯一因素 熵增加的反应（即△S > 0）有利于反应自发进行， 但也不是唯一的因素。
例：CaCO3(s) == CaO (s) +CO2 (g)
④ N2 (g) + 3H2 (g) = 2NH3 (g) ⑤ 2HgO (s) = 2 Hg (l) + O2 (g) ⑥ Ag+ (aq) + Cl- (aq) = AgCl (s)
△S＞0 △S＞0 △S＞0 △S＜0 △S＞0 △S＜0
熵变(△S) ——反应前后体系熵的变化
若：△S＞0，变化前后体系的混乱度增大 若：△S＜0，变化前后体系的混乱度减小 化学反应的△S越大，越有利于反应的自发进行。
高二化学苏教版选修4学案：专题2第二单元化学反应的方向和限度含解析
互动课堂疏导引导知识点1：化学反应进行方向的判据探究1。
自发过程和自发反应（1）自发过程是指不加外力而自动进行的过程。
例如：水总是从高处流向低处；热总能从高温物质传向低温物质;高压气体总是向低压处流动。
这些都是自发过程.（2）自发过程的特点.从(1)中可看出自发过程都有一定的方向性,并且发生后不能自动恢复到原状。
如：水不可能自动流回高处，热传递也不能再恢复，必须借助外力才能恢复.（3)自发反应：在一定条件下自动进行的化学反应，也是一个自发的过程。
（4）自发反应的特点完全符合自发过程特点。
只能在借助外力作用下,才能进行的反应属于非自发反应.如：H2O只能在电解时才转化成H2和O2,若停止通电,则反应停止。
2.反应焓变与反应方向19世纪的化学家曾认为决定化学反应能否自发进行的因素是反应热,放热反应可以自发进行,而吸热反应则不能。
你同意这种观点吗？分析了大量化学反应及其焓变后人们得知,焓变的确是一个与反应能否自发进行有关的因素。
（1)多数能自发进行的化学反应是放热反应。
例如：在常温、常压下，氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，反应放热:4Fe（OH)2（s）+2H2O（l)+O2（g)====4Fe（OH）3（s）ΔH(298K）=—444。
3 kJ·mol-1（2)有不少吸热反应也能自发进行，如：NH4HCO3（s）+CH3COOH(aq) ====CO2（g）+CH3COONH4（aq）+H2O(l) ΔH（298 K)=+37。
30 kJ·mol-1（3)有一些吸热反应在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下则能自发进行。
如在室温下和较高温度下均为吸热过程的CaCO3分解反应。
CaCO3(s) ====CaO(s)+CO2（g）ΔH(298 K)=+178.2 kJ·mol-1，ΔH(1 200 K)=+176.5 kJ·mol-1所以反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一因素.3.反应熵变与反应方向（1)你已知道，固体硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠和蔗糖都能溶于水，它们溶解的过程与焓变有关吗？是什么因素决定它们的溶解过程能自发进行?固体硝酸铵的溶解是吸热过程,氢氧化钠的溶解是放热过程,而氯化钠和蔗糖溶解过程的焓变微乎其微，这些过程都是自发进行的。
2020-2021学年高二化学苏教版选修化学反应原理专题2第二单元 化学反应的方向和限度教案
化学反应的方向一、课程分析1 .教材的地位与作用本节为苏教版化学选修4专题2第二单元《化学反应进行的方向》。
教材从学生已有的知识和生活经验出发，分三个层次就化学反应的方向进行了介绍。
第一，以学生熟悉的自发进行的放热反应为例，介绍化学反应有向能量降低的方向自发进行的倾向——焓判据；以生活现象为例，说明混乱度（熵）增加是自然界的普遍规律，也是化学反应自发进行的一种倾向——熵判据。
第二，用实例说明单独运用上述判据中的任一种，都可能出现错误，都不是全面的。
第三，要正确的判断化学反应的方向，需要综合考虑焓变和熵变的复合判据。
2. 教学目标知识与技能:（1）通过学生日常生活中所见所闻以及常见的化学反应，让学生了解放热反应的自发性和某些吸热过程的自发性(2)通过“有序”和“无序”的对比，引出熵的概念(3)通过日常生活中的见闻引导学生，使学生明确根据反应的焓变和熵变的大小，只能判断反应自发进行的可能性，不能决定反应是否一定发生或反应速率的大小。
过程与方法:通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生构建化学反应方向的判据。
学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加式，构建新知识情感态度价值观:通过日常生活中的焓变和熵变的具体实例，让学生明确化学中的自发反应与自然界中的自发过程是相通的，自然界中的一些变化规律可以为化学研究提供支持，化学研究成果也可以进一步深化人类对自然规律的认识。
3．教学重难点教学重点：自发反应与反应方向的判断。
教学难点：自发反应的概念和对熵变的理解。
二、教学方法教师教法：创设情境、问题引导、重点讲解学生学法：思考交流、动手实验、分析讨论三、教学过程【引入新课】【师】我相信每位同学都应该用过铅笔，那么你知不知道铅笔芯的材料是什么？【生】石墨【师】石墨师碳元素的一种单质，由碳元素构成的单质，除了石墨外，还有什么？【生】金刚石【师】纯度高的金刚石也称为砖石。
我们来看下石墨和金刚石的图片，石墨黑乎乎的，很廉价；而砖石很漂亮，很昂贵。
高中化学苏教版选修四化学反应的方向和限度化学平衡状态PPT课件
天山 海世界
蓄水:进水速率>出水速率(或=0); 平衡(水面保持不变):进水速率=出水速率; 放水:进水速率<出水速率
或只出水(进水速率=0)不进水.
高中化学苏教版选修四化学反应的方 向和限 度化学 平衡状 态PPT课 件
游泳池中的水是活水,水循环的简单过程.
3.化学平衡状态的特征 高中化学苏教版选修四化学反应的方向和限度化学平衡状态PPT课件
2. 正反应速率(V正) 和逆反应速率(V逆)随时间如何变化呢？
提示：在定温定容条件下,影响化学反应速率的重要因素是反应物 的浓度。
所以，影响正反应速率(V正)的是二氧化氮的浓度[c(NO2)]； 影响逆反应速率(V逆) 的是四氧化二氮的浓度[c(N2O4)].
高中化学苏教版选修四化学反应的方 向和限 度化学 平衡状 态PPT课 件
（2）Pb+PbO2+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
是不是可逆反应？
提示：两个反应发生的条件不同，不是可逆反应。
4.我们学过的化学反应中哪些是可逆反应？
学生活动：做“学案”上的 [交流与讨论1]
N2+3H2高温催、化高剂压 2NH3
2SO2+O2
催化剂
△
2SO3
CO2+H2O
H2CO3
课程名称 年级
课本及版本 专题、单元
化学平衡状态 高二年级
《化学反应原理》苏教版 专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度
《化学反应原理》 专题2 化学反应速率与化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度
化学平衡状态
1．了解可逆反应的特点。 2．认识可逆反应有一定的限度，在一定条件下能够达到化学平衡状态。 3．掌握化学平衡状态的特征和判断方法。
2016届高中化学苏教版选修4知识点复习第二章化学反应的方向、限度与速率Word版
第二章化学反应的方向、限度与速率本部分知识网络(一)化学反应的方向1、化学反应方向与反应热效应的关系多数能自发进行的化学反应为放热反应，但很多放热反应也需要加热或点燃才能使反应发生。
同时有不少吸热反应能自发进行。
2、焓变与熵变对反应熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。
对于同一物质：S（g）﹥S（l）﹥S（s）方向的影响ΔH－TΔS＜0 反应能自发进行；ΔH－TΔS＝0 反应达到平衡状态；ΔH－TΔS＞0 反应不能自发进行。
结论：在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。
注意：1．反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。
例如金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。
2．在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。
如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。
例如石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。
(二)化学反应的限度1、化学反应平衡常数(1)定义:在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度系数之幂的积与反应物浓度系数之幂的积比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数。
用 K 表示。
(2) 表达式化学反应：aA＋bBcC＋dD平衡常数(1)K 的意义： K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正反应进行的程度大,反应物的转化率也越大。
因此，平衡常数的大小能够衡量一个化学反应进行的程度，又叫反应的限度。
(2)一定温度时，同一个反应,其化学方程式书写方式、配平计量数不同，平衡常数表达式不同。
(3)在平衡常数的表达式中，物质的浓度必须是平衡浓度（固体、纯液体不表达）。
在稀溶液中进行的反应，水的浓度可以看成常数，不表达在平衡常数表达式中，但非水溶液中的反应，如果反应物或生成物中有水，此时水的浓度不能看成常数。
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【考点精讲】
一、可逆反应
1. 概念：在一定条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。
2. 表示：用表示，如：Cl2 + H2O H+ +Cl－+ HClO
3. 特点：
①二同：a. 相同条件下；b. 正逆反应同时进行，反应物与生成物同时存在。
②一小：任一组分的转化率都小于100%。
二、化学平衡状态
1. 概念：在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的百分含量保持恒定的状态。
2. 化学平衡的建立
3. 特征
①逆：化学平衡状态只对可逆反应而言。
②等：正反应速率等于逆反应速率。
③定：在平衡混合物中，各组成成分的含量保持不变。
④动：化学平衡是一种动态平衡，反应达到平衡时，正逆反应都仍在继续进行。
⑤变：化学平衡是在一定条件下暂时的平衡。
当影响化学平衡的外界条件改变，化学平衡就会发生移动。
【典例精析】
例题1在密闭容器中进行反应：X2（g）＋Y2（g（g），已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是（）
A. Z为0.3 mol·L－1
B. Y2为0.4 mol·L－1
C. X2为0.2 mol·L－1
D. Z为0.4 mol·L－1
思路导航：可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。
假设反应正向进行到底：X2（g）＋Y2（g（g）
起始浓度（mol·L－1）0.1 0.3 0.2
改变浓度（mol·L－1）0.1 0.1 0.2
终态浓度（mol·L－1）0 0.2 0.4
假设反应逆向进行到底：X
（g）＋Y2（g（g）
起始浓度（mol·L－1）0.1 0.3 0.2
改变浓度（mol·L－1）0.1 0.1 0.2
终态浓度（mol·L－1）0.2 0.4 0
平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈（0，0.2），Y2∈（0.2，0.4），Z∈（0，0.4）。
答案：A
例题2一定条件下，对于可逆反应X（g）＋3Y（g（g），若X、Y、Z的起
始浓度分别为c1、c2、c3（均不为零），达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、
0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是（）
A. c1∶c2＝3∶1
B. 平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C. X、Y的转化率不相等
D. c1的取值范围为0 mol·L－1<c1<0.14 mol·L－1
思路导航：平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应且v Y（生成）∶v Z（生成）应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0 mol·L－1<c1<0.14 mol·L－1。
答案：D
例题3在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A（s）＋2B（g（g）＋D（g），
当下列物理量不再变化时，能够表明该反应已达平衡状态的是（）
A. 混合气体的压强
B. 混合气体的平均相对分子质量
C. A的物质的量浓度
D. 气体的总物质的量
思路导航：因反应前后气体分子数不变，故无论反应是否平衡，混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变；A为固态，其物质的量浓度为常数；若反应正向移动，混合气体的质量增加，则混合气体的平均相对分子质量变大，反之变小，故混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态。
答案：B
例题4 一定温度下，可逆反应2NO22NO+O2在容积固定的密闭容器中反应，达到平衡时的标志是（）
①单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2，同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率为2：2：1
④混合气体的压强不再变化
⑤混合气体的颜色不再变化
⑥混合气体的平均分子量不再改变
A. ①④⑤⑥
B. ①②③⑤
C. ②③④⑥
D. 以上全部
思路导航：在一定条件下，可逆反应达到平衡的实质是正逆反应速率相等且不为0。
①中可以说明正逆反应速率相等，正确。
②不正确，氧气和NO均属于生成物，二者的生成速率之比始终是1：2。
③不正确，在任何时刻用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比均为2：2：1。
④正确，由于反应前后气体的体积发生变化，因此当容器体积固定时，压强不再发生变化，可以说明反应已经达到平衡。
⑤正确，颜色的深浅与其自身的浓度大小有关，而体系中只有NO2是红棕色气体，因此当混合气体的颜色不再变化时，可以说明反应达到平衡。
⑥正确，混合气体的平均分子量是混合气体的质量与物质的量的比值，因为反应前后气体质量恒定，但混合气体的物质的量是变化的，故当混合气体的平均分子量不再改变时，可以说明反应达到平衡。
答案：A
【总结提升】
“两审”“两标志”突破化学平衡状态的判断
1. “两审”
一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；
二审反应特点：①全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；
②是有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。
2. “两标志”
（1）本质标志——v正＝v逆≠0
对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。
对同一物质而言，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）等价标志——可变化的量不再改变
①全部是气体参加的气体体积可变的反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间
（g）＋3H2（g3（g）。
而变化。
例如，N
②体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量分数保持不变。
③对于有有色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。
（g2O4（g）。
例如，2NO
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。
[注意]以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志：
①恒温、恒容条件下气体体积不变的反应，混合气体的压强或气体的总物质的量不随时
（g）＋H2（g）
间而变化。
如2HI（g
②全部是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化。
如2HI（g2（g）＋H2（g）
③全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。