第2節(jié)　化學(xué)反應(yīng)的速率與限度第2課時(shí)

1、化 學(xué)第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的控制一、化學(xué)反應(yīng)的限度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)。(2)特點(diǎn)。正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。一定條件下,反應(yīng)物不可能全部轉(zhuǎn)化為生成物,即反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到100%。2.化學(xué)平衡狀態(tài)。(1)化學(xué)平衡的建立。(2)化學(xué)平衡狀態(tài)(簡(jiǎn)稱(chēng)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)速率相等,反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度不再改變,達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)?？赡娣磻?yīng)在一定條件下達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),此時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率最大嗎?提示:可逆反應(yīng)在一定條件下達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后,反應(yīng)物的量不再隨時(shí)間的變

2、化而變化,因此反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率達(dá)最大值,且保持不變。二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制1.化學(xué)反應(yīng)條件的控制。2.燃料燃燒的條件。(1)燃料與空氣或氧氣盡可能接觸。(2)溫度達(dá)到燃料的著火點(diǎn)。3.提高燃料燃燒效率的措施。(1)盡可能使燃料充分燃燒,提高能量的轉(zhuǎn)化率。關(guān)鍵是燃料與空氣或氧氣盡可能接觸,且空氣要適當(dāng)過(guò)量。(2)盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放出的熱能,提高熱能利用率。一 化學(xué)平衡的建立和特征重難歸納1.化學(xué)平衡建立的速率圖像。2.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征概括為:逆、等、動(dòng)、定、變?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)建立后,反應(yīng)停止,反應(yīng)速率為0,這句話(huà)對(duì)嗎?提示:不對(duì)?；瘜W(xué)平衡建立后,v(正)=v(逆)0,反應(yīng)并沒(méi)有停止。典

3、例剖析對(duì)于可逆反應(yīng)M(g)+N(g) Q(g)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QC.反應(yīng)物和生成物的濃度都保持不變D.反應(yīng)已經(jīng)停止答案:C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2 mol M與1 mol N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),但反應(yīng)未停止, C正確,D錯(cuò)誤。學(xué)以致用下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)限度

4、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0B.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)答案:A解析:反應(yīng)達(dá)到最大限度時(shí)v(正)=v(逆)0,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)v(正)=v(逆),對(duì)于同一可逆反應(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),C、D項(xiàng)正確。二 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷重難歸納1.兩個(gè)直接判據(jù)。(1)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。(

5、2)反應(yīng)物和生成物的濃度不再變化。2.幾個(gè)間接判據(jù)。 特別提醒(1)根據(jù)正、逆反應(yīng)速率來(lái)判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡時(shí),要注意達(dá)到平衡時(shí)同一種物質(zhì)正、逆反應(yīng)速率相等,不同種物質(zhì)正、逆反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(2)根據(jù)壓強(qiáng)是否變化來(lái)判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡時(shí),要注意兩點(diǎn):一是容器的容積是否可變;二是反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)是否變化。(3)對(duì)于不同的反應(yīng),用相同物理量判斷時(shí),結(jié)果可能不同。如壓強(qiáng)不再變化時(shí),對(duì)于氣體分子數(shù)變化的反應(yīng)是平衡狀態(tài),但氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)不一定是平衡狀態(tài)。(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)的濃度不變。間接判據(jù):

6、各組分的百分含量、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。典例剖析在一個(gè)固定容積的密閉容器中,可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),當(dāng)m、n、p、q為任意整數(shù)時(shí),下列說(shuō)法一定能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡的是()。體系的壓強(qiáng)不再改變體系的密度不再改變各組分的濃度不再改變各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變反應(yīng)速率v(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq單位時(shí)間內(nèi)m mol A發(fā)生斷鍵反應(yīng),同時(shí)p mol C也發(fā)生斷鍵反應(yīng)A.B.C.D.答案:B解析:由于反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系未知,若該反應(yīng)為m+n=

7、p+q,則體系的壓強(qiáng)始終為一定值,體系的壓強(qiáng)不再改變,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,錯(cuò)誤;由于體系的體積一定,而氣體的總質(zhì)量不變,則密度始終為一定值,因此體系的密度不再改變,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,錯(cuò)誤;反應(yīng)速率之比始終等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,因此錯(cuò)誤。學(xué)以致用可逆反應(yīng)2NO2 2NO+O2在容積固定的密閉容器中進(jìn)行,達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()。單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)生成2n mol NO2單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)生成2n mol NO用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為221的狀態(tài)混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)混合氣體的平均

8、相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A.B.C.D.答案:A解析:中單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)必消耗2n mol NO2,知v(正)=v(逆),所以能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài);所描述的都是指正反應(yīng)方向的速率,無(wú)法判斷;無(wú)論達(dá)到平衡與否,用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比;有色氣體的顏色不變能夠說(shuō)明達(dá)到了化學(xué)平衡;因容器容積固定,密度是一個(gè)常數(shù),所以不能說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài);該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng),容器的容積固定,所以均能說(shuō)明達(dá)到平衡。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

9、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2 mol SO2與1 mol O2反應(yīng)生成2 mol SO3D.化學(xué)反應(yīng)的限度可以通過(guò)改變條件來(lái)改變答案:C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+O2 2SO3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2 mol SO2與1 mol O2反應(yīng)不會(huì)生成2 mol SO3,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。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n mo

10、l A2的同時(shí)生成n mol ABB.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2n mol AB的同時(shí)生成n mol B2D.單位時(shí)間內(nèi)生成n mol A2的同時(shí)生成n mol B2答案:C 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v(正)v(逆),沒(méi)有達(dá)到平衡;B項(xiàng)中,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)達(dá)到平衡狀態(tài);C項(xiàng)表明v(正)=v(逆),反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);D項(xiàng)中,只說(shuō)

11、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11。3.一定條件下,發(fā)生可逆反應(yīng):4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+ 6H2O(g)。下列敘述中,不能作為此可逆反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是()。A.NH3的消耗速率等于NO的生成速率B.NH3的消耗速率等于NO的消耗速率C.NH3的濃度和NO的濃度都不發(fā)生改變D.密閉容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生改變答案:A 解析:當(dāng)v(正)=v(逆)時(shí),為平衡狀態(tài),A項(xiàng)敘述均表示正反應(yīng)速率,且反應(yīng)過(guò)程中兩者恒相等,故不能判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);B項(xiàng)敘述前者表示正反應(yīng)速率,后者表示逆反應(yīng)速率,當(dāng)

12、兩者相等時(shí),可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);當(dāng)反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度不再改變時(shí),可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),在反應(yīng)過(guò)程中體系壓強(qiáng)增大,當(dāng)壓強(qiáng)不再改變時(shí),則達(dá)到平衡狀態(tài)。4.在一定溫度下的恒容密閉容器中,能說(shuō)明反應(yīng)X2(g)+Y2(g) 2XY(g)已達(dá)到平衡的是()。A.容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B.容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化C.XY氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變D.X2和Y2的消耗速率相等答案:C 解析:該反應(yīng)的特點(diǎn):一是可逆反應(yīng);二是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等。根據(jù)氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比推斷,該反應(yīng)在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中總壓強(qiáng)是不變的,A不能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡;

13、同理推斷,容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量始終不隨時(shí)間變化而變化,B不能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡;X2和Y2的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等且均為反應(yīng)物,其消耗速率始終相等。5.已知可逆反應(yīng):C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。(1)若反應(yīng)在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行,在其他條件不變的情況下,下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率無(wú)影響的是_ (填字母,下同)。A.保持容積不變,增加CO的物質(zhì)的量B.將容器的容積縮小一半C.保持壓強(qiáng)不變,充入N2使容器容積增大D.保持容積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大(2)若反應(yīng)在一容積恒定的密閉容器內(nèi)進(jìn)行,能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是。容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而

14、變化v正(H2O)=v逆(H2)容器內(nèi)氣體的密度不隨時(shí)間而變化容器內(nèi)氣體總質(zhì)量不隨時(shí)間而變化消耗n mol H2的同時(shí)消耗n mol COA.B.C.D.答案:(1)D (2)B解析:(1)A項(xiàng),增加CO的物質(zhì)的量,由于容積不變,會(huì)使c(CO)增大,則反應(yīng)速率增大;B項(xiàng),容器容積縮小一半,各氣體的濃度都增大,則反應(yīng)速率增大;C項(xiàng),N2不參與反應(yīng),充入N2使容器的容積增大,從而使參與反應(yīng)的各組分的濃度變小,反應(yīng)速率減小;D項(xiàng),充入N2,體系壓強(qiáng)雖增大,但由于容積不變,則參與反應(yīng)的各組分的濃度不變,對(duì)速率無(wú)影響。(2)由于C是固體,只要反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),氣體的質(zhì)量、密度、相對(duì)分子質(zhì)量就是不斷變化的,它們不變時(shí)說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),故正確;用不同物質(zhì)的反應(yīng)速率表示化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)必須一正一逆且速率數(shù)值之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故正確;任何時(shí)刻,消耗n mol H2的同時(shí)都消耗n mol CO,錯(cuò)誤。6.將等物質(zhì)的量的氫氣和碘蒸氣放入密閉容器