高中化學(xué)必修2第2課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的控制

第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的控制

學(xué)業(yè)要求核心素養(yǎng)對(duì)接

1.認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)及其特征。

通過(guò)對(duì)化學(xué)反應(yīng)限度的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生變

2.了解并會(huì)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)。

化觀念與平衡思想。

3.初步了解化學(xué)反應(yīng)條件的控制。

基礎(chǔ)?自主學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)

［知識(shí)梳理］

知識(shí)點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)的限度

合成氨合成塔

德國(guó)化學(xué)家哈伯(F.Haber,1868?1934)從1902年開(kāi)始研究由氮?dú)夂蜌錃庵苯雍?/p>

成氨。于1908年申請(qǐng)專利，即“循環(huán)法”，在此基礎(chǔ)上，他繼續(xù)研究，于1909

年改進(jìn)了合成，氮的產(chǎn)率達(dá)到8%。這是工業(yè)普遍采用的直接合成法。反應(yīng)過(guò)程

中為解決氫氣和氮?dú)夂铣赊D(zhuǎn)化率的問(wèn)題，將氨產(chǎn)品從合成反應(yīng)后的氣體中分離出

來(lái)，未反應(yīng)氣和新鮮氫氮?dú)饣旌现匦聟⑴c合成反應(yīng)。

合成氨反應(yīng)式為：N2+3H2c彘^該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。

以上是工業(yè)合成氨的發(fā)現(xiàn)史和原理，如何提高氨的產(chǎn)率，學(xué)習(xí)完下列知識(shí)點(diǎn)你就

知道：

1.可逆反應(yīng)

(1)定義：在同一條件下正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向均能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。

⑵特點(diǎn)

①正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。

②一定條件下，反應(yīng)物不可能包轉(zhuǎn)化為生成物，即反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到

100%。

（3）表示：書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)不用“一”而用“

2.化學(xué)平衡狀態(tài)

（1）化學(xué)平衡的建立

___________u（正）最大

反應(yīng)開(kāi)始時(shí)一

—v（逆）=（）

_____y_____I—（正）逐漸減小

反應(yīng)過(guò)程中T

............-（逆）逐漸增大

（,（反應(yīng)物）與（?（生成物）均不再改變

反應(yīng)平衡時(shí)一

—公正）=r（逆）

反

應(yīng)

速

率如2"（正）R（逆）

時(shí)間

（2）化學(xué)平衡狀態(tài)（簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡）

在一定條件下，可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相笠，反

應(yīng)物和生成物的濃度不再改變的狀態(tài)。

知識(shí)點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)條件的控制

1.化學(xué)平衡移動(dòng)的含義

對(duì)一個(gè)化學(xué)平衡狀態(tài)改變條件時(shí)，原來(lái)的化學(xué)平衡將被破壞,并在新的條件下建

立新的化學(xué)平衡,即發(fā)生化學(xué)平衡移動(dòng)。

2.影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素

影響因素有溫度、反應(yīng)物濃度、壓強(qiáng)等。

3.應(yīng)用

在化工生產(chǎn)中，為了提高反應(yīng)進(jìn)行的程度而調(diào)控反應(yīng)條件時(shí)，需要考慮控制反應(yīng)

條件的成本和實(shí)際可能性，例如，合成氨的生產(chǎn)在溫度較低時(shí)，氨的產(chǎn)率較高;

壓強(qiáng)越大,氨的產(chǎn)率越高。但溫度低，反應(yīng)速率小，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到化學(xué)

平衡，生產(chǎn)成本高，工業(yè)上通常選擇在例工下進(jìn)行。而壓強(qiáng)越大，對(duì)動(dòng)

力和生產(chǎn)設(shè)備的要求也越高，合成氨廠隨著生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備條件的不同，采用的

壓強(qiáng)通常為止吆QMPa。

微判斷

（1）任何可逆反應(yīng)都有一定的限度（）

（2）化學(xué)反應(yīng)達(dá)到限度時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等（）

（3）化學(xué)反應(yīng)的限度與時(shí)間的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)（）

（4）化學(xué)反應(yīng)的限度是不可改變的（）

答案⑴J（2）V（3）V（4）X

微訓(xùn)練

1.下列說(shuō)法中不正確的是（）

A.當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度

B.當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，這個(gè)反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等

C.可以通過(guò)控制反應(yīng)條件，使2molSO2與1molO2反應(yīng)生成2molSO3

D.化學(xué)反應(yīng)的限度可以通過(guò)改變條件來(lái)改變

解析對(duì)于可逆反應(yīng)，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

最大，A、B正確；2SO2+O2F=9so3是可逆反應(yīng)，無(wú)論怎樣控制條件，反應(yīng)物

的轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到100%,即2moiS02與1molCh反應(yīng)不會(huì)生成2moiS03,

C錯(cuò)；化學(xué)反應(yīng)的限度可通過(guò)改變條件，如溫度、壓強(qiáng)等來(lái)改變，D正確。

答案C

2.一定溫度下，反應(yīng)A2（g）+B2（g>=^2AB（g）達(dá)到平衡的標(biāo)志是（）

A.單位時(shí)間內(nèi)生成〃molA2的同時(shí)生成〃molAB

B.容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化

C.單位時(shí)間內(nèi)生成2〃molAB的同時(shí)生成〃molB?

D.單位時(shí)間內(nèi)生成〃molA2的同時(shí)生成〃molB2

解析在一定條件下，判斷一個(gè)反應(yīng)是否達(dá)到平衡，主要看正、逆反應(yīng)速率是否

相等，體系中各組分的濃度（或含量）是否保持不變。A項(xiàng)中，生成A2是逆反應(yīng),

生成AB是正反應(yīng)。顯然0（正）Vo（逆），沒(méi)有達(dá)到平衡；B項(xiàng)中，壓強(qiáng)不隨時(shí)間

的變化而變化，不能說(shuō)明反應(yīng)混合物中A2、B2和AB的濃度是否保持一定，也

不能說(shuō)明。（正）是否等于。（逆）。該反應(yīng)前后氣體總的物質(zhì)的量保持不變，在其他

條件一定時(shí)，反應(yīng)從開(kāi)始至達(dá)到平衡，壓強(qiáng)一直保持不變，故壓強(qiáng)不變不能說(shuō)明

反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)；C項(xiàng)表明式正）=貝逆），反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)；D項(xiàng)中，

只說(shuō)明了逆反應(yīng)速率，沒(méi)有說(shuō)明正反應(yīng)速率，且不管平衡是否建立，只要反應(yīng)在

進(jìn)行，生成A2和B2的物質(zhì)的量之比始終為1：1。

答案c

3.(1)炭在火爐中燃燒得很旺時(shí)，在往爐膛底內(nèi)的熱炭上噴灑少量水的瞬間，爐

子內(nèi)的火會(huì)更旺這是因?yàn)開(kāi)___________________________________________

(2)如果欲使?fàn)t內(nèi)炭更充分燃燒，下列措施可行的是()

A.向爐內(nèi)吹空氣B.把塊狀炭碾碎

C.使用H20作催化劑D.提高爐膛內(nèi)的溫度

解析往爐膛底內(nèi)的熱炭上噴灑少量水，即在高溫下熾熱的炭與H20反應(yīng)：C(s)

+H20(g)通遢C0(g)+H2(g),這樣炭經(jīng)反應(yīng)變成氣體燃料，燃燒時(shí)與空氣接觸

充分，燃燒充分且快，所以爐火更旺。使用催化劑或提高爐內(nèi)溫度只能更快地完

成燃燒過(guò)程，而并不能為炭燃燒的更充分提供條件。

答案(1)炭與水反應(yīng)生成CO和H2,燃燒更快，火焰更旺(2)AB

微思考

1.判斷可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)有哪些？

提示直接判據(jù)：a.正、逆反應(yīng)速率相等；b.各物質(zhì)濃度不變。間接判據(jù)：百分

含量、物質(zhì)的量、壓強(qiáng)、平均相對(duì)分子質(zhì)量、密度、顏色不隨時(shí)間改變。

2.如何理解正、逆反應(yīng)速率相等？

提示同一物質(zhì)的生成速率和消耗速率相等。

核心?互動(dòng)探究突破核心任務(wù)

學(xué)習(xí)任務(wù)I化學(xué)平衡的建立和特征

資料：

化學(xué)平衡狀態(tài)

在一定條件下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)物的濃

度與生成物的濃度不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)，即“化學(xué)平衡狀態(tài)”。

其中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等是化學(xué)平衡狀態(tài)的性質(zhì)，而反應(yīng)物的濃度與

生成物的濃度不再改變是化學(xué)平衡狀態(tài)的表現(xiàn)。正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率是針對(duì)

同一可逆反應(yīng)而言，正與反只是相對(duì)而言，不是絕對(duì)概念。

交流討論》

請(qǐng)根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的百度百科，完成下列問(wèn)題：

1.化學(xué)平衡狀態(tài)建立后，反應(yīng)停止，反應(yīng)速率為0,這句話對(duì)嗎？

提示不對(duì)。從下圖可知，化學(xué)平衡建立后，。（正）=。（逆）#0,說(shuō)明反應(yīng)并沒(méi)有

停止。

2.在反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，各組分的濃度及質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)均保持

（填“相等”“不變”），相等，符合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。

（填“一定”“不一定”）

提示不變不一定不一定

名師歸納&

1.化學(xué)平衡建立的速率圖像

反

應(yīng)

速

率

2.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征概括為：逆、等、動(dòng)、定、變，即：

曾一化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)0

⑥一達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。

⑤一化學(xué)平衡是一種表面靜止?fàn)顟B(tài)，反應(yīng)并未停止,是一種

T動(dòng)態(tài)平衡°

?—達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，各組分濃度保持不變，不隨時(shí)間

變化而變化。

外界條件發(fā)生改變時(shí),原平衡狀態(tài)將被打破.再在新條

件下建立新的平衡狀態(tài)。

【例題】對(duì)于可逆反應(yīng)M+N-Q達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.M、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等

B.M、N全部變成了Q

C.反應(yīng)物和生成物的濃度都保持不變

D.反應(yīng)已經(jīng)停止

解析平衡時(shí)反應(yīng)物、生成物的濃度之比應(yīng)從兩個(gè)方面考慮：一是反應(yīng)物的起始

濃度，二是化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)。如2molM與ImolN反應(yīng)，無(wú)論怎樣

反應(yīng)，M與N的濃度永遠(yuǎn)不相等，所以“M、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等”

這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的，A錯(cuò)誤；此反應(yīng)是可逆反應(yīng)，B錯(cuò)誤；反應(yīng)物和生成物的濃

度都保持不變，可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，但未停止，C正確，D錯(cuò)誤。

答案C

變式訓(xùn)練對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)限度的敘述，不正確的是（）

A.當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到最大限度時(shí)反應(yīng)速率為0

B.同一化學(xué)反應(yīng)，若反應(yīng)條件不同，限度可能不同

C.化學(xué)反應(yīng)達(dá)到限度時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等

D.化學(xué)反應(yīng)的限度與時(shí)間的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)

解析A項(xiàng)反應(yīng)達(dá)到最大限度時(shí)。正=。及WO,A項(xiàng)錯(cuò)誤；同一化學(xué)反應(yīng)，條件

改變，化學(xué)平衡可能被破壞，反應(yīng)限度可能就會(huì)被改變，B項(xiàng)正確；任何可逆反

應(yīng)都有一定的限度，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到限度時(shí)，即反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，此時(shí)。（正）=。（逆）,

對(duì)同一可逆反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，當(dāng)外界條件不變時(shí)，反應(yīng)的限度不變，與時(shí)

間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。

答案A

學(xué)習(xí)任務(wù)2（核心素養(yǎng)）化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

—■、知識(shí)要點(diǎn)

化

間變

隨時(shí)

率不

應(yīng)速

、逆反

「①正

反.

向相

述方

的描

質(zhì)H

同物

對(duì)相

②針

）等價(jià)

/（逆

）=1

V（正

相等

數(shù)值

志

）標(biāo)

標(biāo)志

（動(dòng)態(tài)

反，

向相

述方

的描

質(zhì)量

同物

對(duì)不

③針

比）

成正

量數(shù)

學(xué)計(jì)

（與化

等效

數(shù)值

：

標(biāo)志

絕對(duì)

、物質(zhì)

分?jǐn)?shù)

、體積

分?jǐn)?shù)

質(zhì)量

分的

各組

變

率不

、轉(zhuǎn)化

分?jǐn)?shù)

判的量

斷

：

標(biāo)志

標(biāo)相對(duì)

志

化

間變

隨時(shí)

強(qiáng)不

總壓

系中

應(yīng)體

①反

等的

積不

體體

后氣

應(yīng)前

于反

（適用

分濃

各成

入

A/T

）

等的

］

變（靜

度不

）

反應(yīng)

標(biāo)志

不隨

質(zhì)量

分子

相對(duì)

平均

體的

合氣

②混

志）

態(tài)標(biāo)

子

體分

后氣

應(yīng)前

于反

（適用

變化

時(shí)間

的

生成

與或

質(zhì)參

、液物

無(wú)固

等且

數(shù)不

）

反應(yīng)

壓

溫恒

于恒

（適用

密度

體的