化學反應的限度

第六章

化學反應與能量第二節(jié)

化學反應的速率與限度第二課時

化學反應的限度

一、可逆反應1、定義：在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應。正反應方向：反應物→生成物逆反應方向：生成物→反應物2、可逆反應的特點：①雙向性：反應物生成物②雙同性：正逆反應是在同一條件下進行的；③共存性：反應物和生成物同時存在。對于可逆反應來說，在一定條件下反應物不可能全部轉化為產(chǎn)物，反應只能進行到一定的程度，這就是該化學反應在這個條件下所能達到的限度。即無論進行多長時間，反應物都不可能100％地全部轉化為生成物。課堂練習2.設NA為阿伏加德羅常數(shù)值。下列有關敘述正確的打√錯誤的打×。①1molN2與4molH2反應生成的NH3分子數(shù)為2NA（

×

）

②0.1molH2和0.1molI2于密閉容器中充分反應后，其分子總數(shù)為0.2NA

（

√

）

3.在一密閉容器中進行反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。已知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.6mol·L-1、0.3mol·L-1、0.6mol·L-1。當反應達到平衡時,可能存在的數(shù)據(jù)是

(B)A.SO2為1.2mol·L-1,O2為0.6mol·L-1

B.SO2為0.75mol·L-1C.SO3為1.2mol·L-1

D.c(SO2)+c(SO3)=1.0mol·L-1二、化學平衡狀態(tài)的建立1.

反應剛開始時，c(SO2)、c(O2)、c(SO3)和v正、v逆如何？開始時c(SO2)、c(O2)最大，c(SO3)=0只有正反應進行，v(正)最大，v(逆)=02.

反應進行過程中，物質濃度如何改變？

v正、v逆如何變化？c(SO2)、c(O2)逐漸變小，c(SO3)逐漸增大，三種物質的濃度達到一個特定值正逆反應都進行，

v(正)逐漸減小，v(逆)逐漸增大，最終v(正)

=v(逆)≠0反應開始時：C反最大,v正最大;C生=0，v逆=0

C生↑v逆↑反應進行過程中：C反↓,v正↓;

平衡時：C反、C生不再變化，達到了平衡狀態(tài)，v正=v逆≠0化學平衡狀態(tài)(1)化學平衡狀態(tài)的概念在一定條件下，一個可逆反應進行到一定程度時，正向反應速率與逆向反應速率相等時，反應物濃度和生成物濃度不再改變，達到一種表面靜止的狀態(tài),簡稱化學平衡.（2）化學平衡狀態(tài)特征逆：研究對象為可逆反應等：v(正)＝

v(逆)動：動態(tài)平衡，v(正)＝

v(逆)

≠0定：條件一定，平衡混合物中各物質的濃度一定（不是相等）變：外界條件改變，原平衡狀態(tài)被破壞，發(fā)生移動，再在新條件下建立新的平衡（3）化學反應的限度(1)化學平衡狀態(tài)是可逆反應在一定條件下所能達到或完成的最大程度，即該反應進行的限度。(2)對化學反應限度的理解①化學反應的限度決定了反應物在一定條件下的最大轉化率。②同一可逆反應，不同條件下，化學反應的限度不同，即改變條件可以在一定程度上改變一個化學反應的限度。課堂練習4.下列說法正確的是（C

）A.化學反應在一定條件下建立平衡狀態(tài)時，化學反應將會停止B.一定條件可以通過延長化學反應的時間來改變反應物最大轉化率C.化學反應達到化學平衡狀態(tài)時正、逆反應速率相等，是指同一物質的消耗速率和生成速率相等，若用不同物質表示時，反應速率不一定相等D.可逆反應達到平衡狀態(tài)時，各反應物、生成物的濃度相等5.在恒溫恒容密閉容器中，發(fā)生反應：A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)，以下表述，不能證明反應已達化學平衡狀態(tài)的是(D

)A．物質A的質量保持不變B．物質B的濃度保持不變C．用C表示的正反應速率等于用C表示的逆反應速率D．物質D的濃度等于物質C的濃度問：如何判斷可逆反應是否已達到了平衡狀態(tài)？（概念）一定條件下可逆反應進行到一定程度，正反應速率和逆反應速率相等，反應物和生成物濃度不再改變，達到一種表面靜止的狀態(tài)，這種狀態(tài)稱為化學平衡狀態(tài)，簡稱化學平衡。化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)(1)直接依據(jù)—根據(jù)速率關系①同一物質：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。②不同物質：速率之比＝化學計量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率，③反應物與生成物在單位時間物質的量、質量、化學鍵的斷裂和生成等的變化也能體現(xiàn)速率即速率必須一個是正反應速率，一個是逆反應速率，且經(jīng)過換算后同一物質的消耗速率和生成速率相等

逆向相等6.下列各關系中能說明可逆反應：N2+3H2

2NH3,不是達平衡狀態(tài)的是

(

A

)A.一個N≡N鍵斷裂同時，有三個H－H鍵斷裂

B.一個N≡N鍵斷裂同時，有六個N－H鍵斷裂C.2υ正（

H2

）=3υ逆（

NH3

）

D.有1molN2消耗，同時有3molH2生成有正有逆

符合比例(2)間接依據(jù)——根據(jù)各組分的量首先分析該量是“變量”還是“恒量”，如為“恒量”，即隨反應的進行永遠不變，則不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)；如為“變量”，即該量隨反應進行而改變，當其“不變”時，則為平衡狀態(tài)。即：化學反應達到平衡狀態(tài)變量不變：壓強、密度、平均相對分子質量、總物質的量、百分含量、溫度、顏色7.

在固定體積的的密閉容器中發(fā)生反應：2NO22NO+O2該反應達到平衡的標志是（

①②④⑤

）

①混合氣體的顏色不再改變

②混合氣體的平均相對分子質量不變

③混合氣體的密度不變④混合氣體的壓強不變⑤O2氣體的物質的量濃度不變

若改為恒溫恒壓的容器中呢？改④為：混合氣體的體積不變①②③④⑤8.變式訓練在一個不傳熱的固定容積的密閉容器中,發(fā)生可逆反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),當m、n、p、q為任意整數(shù)時,反應達到平衡的標志是（

B

）①體系的壓強不再改變②體系的溫度不再改變③各組分的濃度不再改變④各組分的質量分數(shù)不再改變⑤單位時間內(nèi)mmolA發(fā)生斷鍵反應,同時pmolC也發(fā)生斷鍵反應⑥反應速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q

A.③④⑤⑥

B.②③④⑤

C.①③⑤

D.①④⑥規(guī)避兩個易失分點(1)化學平衡狀態(tài)判斷“三關注”①關注反應條件，是恒溫恒容、恒溫恒壓，還是絕熱恒容容器；②關注反應特點，氣體是等體積反應，還是非等體積反應；③關注特殊情況，是否有固體參加或生成，或固體的分解反應。(2)不能作為平衡標志的“四情況”①反應組分的物質的量之比等于化學方程式中相應物質的化學計量數(shù)之比；②恒溫恒容下的體積不變的反應，體系的壓強或總物質的量不再隨時間而變化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)；③全是氣體參加的體積不變的反應，體系的平均相對分子質量不再隨時間而變化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)；④全是氣體參加的反應，恒容條件下體系的密度保持不變。

三、化學反應條件的控制1.控制化學反應條件的目的促進有利反應：

提高反應物的轉化率即原料的利用率，加快反應速率等抑制有害反應：

減緩反應速率，減少甚至消除有害物質的產(chǎn)生，控制副反應的發(fā)生等2．方法：通過改變條件改變化學反應的速率和可逆反應進行的程度3．工業(yè)合成氨條件的控制在化工生產(chǎn)中，為了提高反應進行的程度而調(diào)控反應條件時，需要考慮控制反應條件的成本和實際可能性。合成氨反應條件的控制溫度較低時，氨的產(chǎn)率較高；但溫度低，反應速率小，需要很長時間才能達到化學平衡，生產(chǎn)成本高，通常選擇在400~500℃下進行。壓強越大，氨的產(chǎn)率越高。而壓強越大，對動力和生產(chǎn)設備的要求也越高，采用的壓強通常為10MPa~30MPa。催化劑也在400~500℃時催化效率高壓強：10~30MPa溫度：400~500℃催化劑：鐵觸媒9.以下關于合成氨工業(yè)中條件控制的敘述正確的是

(D)A.選擇在400~500℃下進行生產(chǎn)的目的是為了減小反應速率B.高壓下反應速率太慢，所以未選擇很高的壓強C.關于生產(chǎn)條件的控制，只需要考慮反應的限度D.加入催化劑的目的是為了加快反應速率10.化學反應限度的調(diào)控在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保技術等方面得到了廣泛的應用，如果改變條件提高化學反應的限度，下列說法錯誤的是(

D

)A.能夠節(jié)約原料和能源

B.能夠提高產(chǎn)品的產(chǎn)量C.能夠提高經(jīng)濟效益

D.能夠提高化學反應速率課堂達標1.下列措施可以提高燃料燃燒效率的是(

C

)①提高燃料的著火點②降低燃料的著火點③將固體燃料粉碎④將液體燃料霧化⑤將煤氣化處理⑥通入足量的空氣A.①③④⑤

B.②③⑤⑥

C.③④⑤⑥

D.①②③④2.反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，達到平衡后，再向反應容器中充入含18O的一氧化碳，經(jīng)過一段時間后，18O存在于（

D

）A.CO

B.H2O

C.CO2、CO

D.CO、H2O、CO23.下列說法中不正確的是(

D)A．當可逆反應達到平衡時，就是此反應在該條件下能達到的限度B．當可逆反應達到平衡時，此反應的正反應速率和逆反應速率相等C．延長反應時間，不能使2molSO2與1molO2反應生成2molSO3D．化學反應達到其限度后，反應就停止了4.在一定溫度下的恒容容器中，當下列物理量不再發(fā)生變化時，不能表明反應N2O4(g)

2NO2(g)已達平衡狀態(tài)的是（

B

）A.

混合氣體的壓強

B.

混合氣體的密度

C.

混合氣體的平均相對分子量

D.

氣體的總物質的量5．如圖是可逆反應：X2＋3Y22Z2，在反應過程中的反應速率(v)與時間(t)的關系曲線，下列敘述正確的是(A)A．t2～t3時，各物質的濃度不再發(fā)生變化B．t2時，反應未達到限度C．t2～t3時，反應已停止進行D．t1時，反應只向正反應方向進行6．在一密閉容器中通入A、B、C三種氣體，保持一定溫度，在t1、t2、t3、t4s時測得各物質的濃度數(shù)據(jù)如下表，則下列判斷正確的是(CD)A.在t3s時反應已經(jīng)停止B.t3～t4s內(nèi)正、逆反應速率不相等C.在容器中發(fā)生的反應為2A＋B

D.在t3s時，反應已達到平衡狀態(tài)7、在一定溫度下的恒容密閉容器中，當下列物理量不再發(fā)生變化時：①混合氣體的壓強，②混合氣體的密度，③混合氣體的總物質的量，④混合氣體的平均相對分子質量，⑤混合氣體的顏色，⑥各反應物或生成物的濃度之比等于化學計量數(shù)之比，⑦某種氣體的百分含量。(1)能說明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達到平衡狀態(tài)的是________。(2)能說明I2(g)＋H2(g)2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是__