高中化学 2.3.2 化学反应的限度 化学反应条件的控制课件 新人教版必修2.ppt
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第二章 第三节化学反应的速率和限度第2课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制 1.了解可逆反应的含义及其特征2.认识化学反应的限度，知道外界条件改变时化学反应限度能发生改变3.初步了解化学反应达到平衡状态的标志4.了解控制反应条件在生产和科研中的作用目标导航 基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引分层训练 一、化学反应的限度基础知识导学答案1.可逆反应(1)概念：在同一条件下 方向和 方向均能进行的化学反应2)特征：反应不能 ，或者在一定条件下反应物与生成物 2.化学平衡状态(1)建立过程：如对于可逆反应2SO2＋O2 2SO3，在一定温度下，将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中其化学平衡建立的过程如图所示正反应逆反应进行到底同时存在 答案①反应开始时，正反应速率 ，原因是 ；逆反应速率 ，原因是②反应进行中，正反应速率的变化是 ，原因是；逆反应速率的变化是 ，原因是。
③反应一段时间(t1)后，正反应速率和逆反应速率的关系是 ，反应物的浓度 ，生成物的浓度最大反应物浓度最大为0生成物浓度为0逐渐减小反应物浓度逐渐减小逐渐增大生成物浓度逐渐增大大小相等不再改变不再改变 (2)概念：对于可逆反应，如果外界条件( 、 、 等)不发生改变，当 反应进行到一定程度时， 与相等，反应物的 与生成物的 不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡，化学平衡状态是化学反应所能进行的最大限度温度浓度压强可逆正反应速率逆反应速率浓度浓度答案 (3)特征：①等：v正 v逆 0②动：化学平衡状态是一种 平衡达到平衡状态时，反应并没有停止，这时正反应和逆反应都依然在进行③定：反应物的浓度和生成物的浓度 ④变：外界条件( 、 、 等)一旦改变，化学平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡点点拨拨 化学反应速率改变，平衡不一定发生移动，如反应前后气体体积不变的反应增大压强或使用催化剂，正逆反应速率变化程度相同，v正＝v逆，平衡不移动；平衡发生移动，化学反应速率一定发生改变，移动的根本原因是外界条件改变，使v正≠v逆。
＝≠动态不再改变温度浓度压强答案 议一议判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)任何可逆反应都有一定的限度( )(2)化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等( )(3)化学反应的限度与时间的长短无关( )(4)化学反应的限度是不可改变的( )答案√√√× 二、反应条件的控制1.化学反应条件的控制(1)目的：促进 的化学反应，抑制 的化学反应2)基本措施①改变化学反应速率：改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等②改变可逆反应进行的限度：改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等有利有害答案 答案2.提高煤的燃烧效率(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是 ；通入适当过量的空气可以使 ；若空气不足，会造成煤燃烧_____，生成 ，产生热量 ，且会造成污染2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是 3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是 增大与空气中O2的接触面积，煤粉燃烧更充分，反应速率快 煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量不完全CO减少防止热量散失将燃烧后的废气通过热交换装置，供其他方面使用 议一议答答案案 不是。
可逆反应是在同一条件下，正向反应和逆向反应同时进行的化学反应以上两个反应是分别在点燃和电解两个不同条件下的反应，不属于可逆反应2.可逆反应达到平衡后，正反应和逆反应是不是都停止了？答答案案 不是可逆反应达到平衡后，正反应和逆反应都仍然进行，只是正反应使反应物的减少量(生成物的增加量)与逆反应使反应物的增加量(生成物的减少量)相等，从表面看没有变化答案返回 一、化学平衡状态的判断重点难点探究例1 可逆反应：2NO22NO＋O2在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是( )①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦C.①③④⑤ D.全部解析答案 化学平衡状态的判断(1)直接标志①v正＝v逆a.同一种物质的生成速率等于消耗速率；b.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比；c.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。
规律总结 ②各组分的浓度保持一定a.各组分的浓度不随时间的改变而改变；b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变2)间接标志①反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)②对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态③全是气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变④对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等 变式训练1 在一定温度下，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)达到化学平衡状态的标志是( )A.单位时间内生成n mol H2，同时就有n mol HI生成B.单位时间内有n mol H2生成，同时就有n mol I2生成C.容器内气体的总压强不随时间的变化而变化D.1个H—H键断裂的同时，有2个H—I键断裂解析答案 二、有关化学平衡的简单计算例2 X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，发生反应X＋2Y2Z达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)＋n(Y)＝n(Z)，则Y的转化率为( )解析答案 解答有关化学反应速率和化学平衡时的注意 事项解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时，一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设其他条件和定律列方程求解。
如： mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)起始/mol a b 0 0转化/mol mx nx px qx平衡/mol a－mx b－nx px qx规律总结 注注意意 (1)转化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例；(2)这里a、b可指物质的量、浓度、体积等；(3)对反应物：平衡时的量＝起始的量－转化的量；对生成物：平衡时的量＝起始的量＋转化的量同时要注意差量法、守恒法等简单计算方法在化学平衡中的应用 变式训练2 在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于( )A.5% B.10% C.15% D.20%解析答案返回 1.下列说法中不正确的是( )A.当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该条件下所能达到的 限度B.当一个可逆反应达到平衡状态时，这个反应的正反应速率和逆反应速率 相等C.可以通过控制反应条件，使2 mol SO2与1 mol O2反应生成2 mol SO3D.化学反应的限度可以通过改变条件来改变随堂达标检测解析答案12345 2.在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X2(g)＋Y2(g)2XY(g)已达到平衡的是( )A.容器内的总压强不随时间变化B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化C.XY气体的物质的量分数不变D.X2和Y2的消耗速率相等12345解析答案 3.如下图，向A、B中均充入1 mol X、1 moI Y，起始时A、B的体积相等都等于a L。
在相同温度、压强和催化剂存在的条件下，关闭活塞K，使两容器中各自发生下述反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)＋W(g) ΔH<0达平衡时，A的体积为1.4a L下列说法错误的是( )12345 A.反应速率：vB>vAB.A容器中X的转化率为80%C.平衡时的压强：pB＝pAD.平衡时向A容器中充入与反应无关的气体M，能减慢A容器内化学反应 的速率12345解析答案 4.已知可逆反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)1)若反应在一容积可变的密闭容器中进行，在其他条件不变的情况下，下列条件的改变对其反应速率无影响的是________(填字母，下同)A.保持体积不变，增加CO的物质的量B.将容器的体积缩小一半C.保持压强不变，充入N2使容器体积增大D.保持体积不变，充入N2使体系压强增大解析答案12345 (2)若反应在一容积恒定的密闭容器内进行，能判断该反应一定达到化学平衡状态的是________①容器内气体的平均相对分子质量不随时间而变化②v正(H2O)＝v逆(H2) ③容器内气体的密度不随时间而变化 ④容器内气体总质量不随时间而变化 ⑤消耗n mol H2的同时消耗n mol COA.①②③ B.①②③④ C.② D.①④⑤12345解析答案 5.将等物质的量的氢气和碘蒸气放入密闭容器中进行反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)(正反应放热)，反应经过5分钟测得碘化氢的浓度为0.5 mol·L－1，碘蒸气的浓度为0.25 mol·L－1。
请填写以下空白：(1)v(HI)＝_________________；v(H2)＝_________________；氢气的起始浓度＝____________2)若上述反应达到平衡时，则平衡浓度c(HI)、c(I2)、c(H2)的关系是__________(填“相等”、“2∶1∶1”或“均为恒量”)123450.1 mol·L－1·min－10.05 mol·L－1·min－10.5 mol·L－1均为恒量答案返回 基础过关分层训练123456789101112解析答案题组题组1 控制反应条件 控制反应条件1.煤本身是可燃物质，但是块状的煤用明火靠近都不燃烧，而当煤变为粉末状态时，在空气中达到一定的浓度遇明火即迅速爆炸，其原因是( )A.粉末状态的煤比块状煤的着火点低B.粉末状态的煤比块状煤放出的热量多C.粉末状态的煤比块状煤的总表面积大D.粉末状态的煤呈气态，属于可燃性气体解解析析 煤变为粉末状态时，总表面积大，与空气中的氧气密切接触时，一旦遇见火源，便发生剧烈的氧化还原反应C 2.下列反应中可判断为可逆反应的是( )A.氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，氯化氢受热分解生成氢气和氯气B.氮气与氢气在高温、高压、催化剂作用下可以生成氨气，同时氨气又分 解为氮气和氢气C.单质溴可以置换出碘，氯气又可以置换出溴D.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸在光照条件下可分解为盐酸和 氧气123456789101112答案B 解析答案题组题组2 正确理解化学平衡状态 正确理解化学平衡状态3.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SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )A.SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1B.SO2为0.25 mol·L－1C.SO2、SO3均为0.15 mol·L－1D.SO3为0.4 mol·L－1123456789101112 4.在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生反应：NO2＋SO2NO＋SO3，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是( )A.SO2和SO3的物质的量一定相等B.NO2和SO3的物质的量一定相等C.反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量D.SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等解解析析 题中没有给出各物质的投料情况，NO2、SO2和SO3的量之间没有必然的关系，可能相等，也可能不等，A、B、D错；该反应反应前后气体分子数不变，故反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量，C正确。
123456789101112解析答案C 解析答案题组题组3 化学平衡状态标志的判断 化学平衡状态标志的判断5.在一定温度下，可逆反应2A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡的标志是( )A.A的生成速率与C的分解速率相等B.单位时间生成2n mol A，同时生成3n mol BC.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的分子数之比为2∶3∶2123456789101112 解析答案6.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示由图可得出正确的结论是( )123456789101112A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度：a点小于b点C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 解析答案7.一定温度下在一定体积的密闭容器中，下列叙述不能作为可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡状态标志的是( )①C的生成速率与C的消耗速率相等 ②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B ③A、B、C的浓度不再变化 ④C的物质的量不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化 ⑥混合气体的总物质的量不再变化 ⑦单位时间消耗a mol A，同时生成3a mol B ⑧A、B、C的分子数之比为1∶3∶2A.②⑧ B.④⑦ C.①③ D.⑤⑥123456789101112 解析答案123456789101112题组题组4 有关化学平衡的计算 有关化学平衡的计算8.一定条件下，对于反应X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。
达平衡时，X、Y、Z浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.08 mol·L－1，则下列判断不合理的是( )①c1∶c2＝1∶3 ②平衡时，Y和Z的生成速率之比2∶3③X和Y的转化率不相等 ④c1的取值范围为0＜c1＜0.14 mol·L－1A.①② B.③④ C.①④ D.②③ 9.在一定温度下，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，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的转化率是________2)平衡时混合气体中N2的体积分数是________123456789101112解析答案 10.一定温度下，在容积为V L的密闭容器中进行反应：aN(g)bM(g)，M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示：能力提升 123456789101112 1234567891011122(2)t1到t2时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为______________________解析答案 123456789101112(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A.反应中M与N的物质的量之比为1∶1B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化D.单位时间内每消耗a mol N，同时生成b mol ME.混合气体的压强不随时间的变化而变化解析答案 123456789101112 123456789101112(1)根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为____________________；反应平衡时c(H2)＝______________解析答案0.003 mol·L－1·min－10.03 mol·L－1 123456789101112(2)判断该反应达到平衡的依据是________(填序号)A.CO减小的化学反应速率和CO2减小的化学反应速率相等B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化D.正、逆反应速率都为零解解析析 达到平衡的标志是各物质的物质的量分数保持一定，浓度不变，正、逆反应速率相等且不为零CO减小的化学反应速率是正反应速率，CO2减小的化学反应速率是逆反应速率，所以选A、C解析答案AC 123456789101112拓展探究12.在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007 123456789101112(1)下图表示NO2的变化的曲线是________。
用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝____________________b1.5×10－3 mol·L－1·s－1解析答案 123456789101112(2)能说明该反应已达到平衡状态的是_____(填字母，下同)a.v(NO2)＝2v(O2) b.容器内压强保持不变c.v逆(NO)＝2v正(O2) d.容器内密度保持不变解解析析 a：在任意状态下，都存在v(NO2)＝2v(O2)这样的速率关系，不能作为平衡状态的标志，故a错b：因该反应为气体体积不等的反应，故压强不变可作为平衡状态的标志c：由v逆(NO)＝2v正(O2)，可推出v逆(NO)＝v正(NO)，说明已达到平衡状态d：由于平衡体系中全是气体，容器体积固定，故任意状态下密度不变，故d错解析答案bc 23456789101112(3)为使该反应的反应速率增大，下列措施正确的是____a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂解解析析 及时分离出NO2气体，只能使平衡向正反应方向移动，不能增大反应速率，故a错；因该反应为放热反应，适当升高温度，虽使反应速率增大，但平衡向逆反应方向移动，故b错；增大O2的浓度既能增大反应速率，又能使平衡向正反应方向移动，故c正确；催化剂只能增大反应速率，不能影响化学平衡的移动，故d错。
解析答案返回bcd 。
