化学反应的限度-化学反应条件的控制(学生版)

1、第 第 页第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制一、化学反应限度1.可逆反应(1)定义在同一条件下 和 均能进行的化学反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“=”，用“”。(2)2.化学平衡状态的建立(1)化学平衡状态的建立过程在一定条件下向反应容器中加入SO2和O2发生反应：2SO2O2eq o(,sup7(催化剂),sdo5()2SO3浓度速率变化v正、v逆关系开始反应物浓度 v正 v正 v逆生成物浓度 v逆 过程中反应物浓度 v正 v正 v逆生成物浓度 v逆 平衡反应物浓度 v正 v正 v逆生成物浓度 v逆 (2)用速率变化图像表示化学平衡状态的建立3.化学平衡状态(1)化学平衡状态的

2、概念如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时， 与 相等，反应物的浓度与生成物的浓度都 ，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。(2)化学平衡状态的特征4.化学反应的限度(1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的 ，即该反应进行的限度。(2)对化学反应限度的理解化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大 。同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的 。(1)PbPbO22H2SO4eq o(,sup7(放电),sdo5(充电)2PbSO42H2O为可逆反应()(2)1 mol

3、 N2和3 mol H2在一定条件下可完全生成2 mol NH3()(3)一定条件，可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率()(4)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等()(5)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等()(6)在一定条件下，一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应所能达到的最大限度()(7)化学反应在一定条件下建立平衡状态时，化学反应将会停止()在一定温度下，在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：2SO2O2eq o(,sup7(催化剂),sdo5

4、()2SO3。(1)一段时间后，再向容器中充入含氧同位素eq oal(18, 8)O的氧气，则eq oal(18, 8)O最终存在的物质为_(填字母)。A.只有氧气 B.只有三氧化硫C.只有氧气、三氧化硫 D.氧气、二氧化硫、三氧化硫(2)一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明达到化学平衡状态的是_(填序号)。v正(SO2)2v逆(O2) v(SO2)v(SO3)单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3 SO2、O2和SO3的浓度之比为212混合气体的总的物质的量不再改变 混合气体的压强不再改变混合气体的密度不再改变 混合气体的平均相对分子质量不再改变化学平衡状态的判断

5、依据(1)直接依据根据速率关系同一物质：生成速率消耗速率，即v正(A)v逆(A)。不同物质：速率之比化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，如aAbBcCdD，eq f(v正A,v逆B)eq f(a,b) 。即eq x(avs4col(逆向,相等)eq x(avs4col(速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，,且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等)(2)间接依据根据各组分的量首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。即eq x(变量不变)eq x(化

6、学反应达到平衡状态)二、化学反应条件的控制1.化学反应条件控制的目的(1)促进有利的化学反应：提高反应 ；提高反应物的转化率，即原料的 。(2)抑制有害的化学反应： 反应速率，控制 的发生，减少甚至消除 的产生。2.化工生产中反应条件的调控(1)考虑因素化工生产中调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本和 。(2)实例合成氨生产条件的选择1.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是()提高燃料的着火点降低燃料的着火点将固体燃料粉碎将液体燃料雾化将煤气化处理通入足量的空气A. B. C. D.2.下图所示为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用分析正确的是_(填序号)。(1)步骤中“净化”可以

7、防止催化剂中毒 (2)步骤中“加压”可以加快反应速率(3)步骤采用的压强是2107 Pa，因为在该压强下铁触媒的活性最大(4)步骤，选择高效催化剂是合成氨反应的重要条件 (5)目前，步骤一般选择控制反应温度为700 左右(6)步骤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本1.下列过程中，化学反应速率的增大对人类有益的是()A.金属的腐蚀 B.食物的腐败 C.塑料的老化 D.合成氨2.一定条件下N23H2eq o(,sup7(高温、高压),sdo5(催化剂)2NH3为放热反应，下列说法正确的是()A.该反应是可逆反应 B.反应达到平衡时，反应速率为零C.氢气可以完全转化为氨 D.反应物的总能量小于生

8、成物的总能量3.(2020南京高一期中)可逆反应2NO2(g)2NO(g)O2(g)在恒容密闭容器中进行：单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO用NO2、NO和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为221混合气体的颜色不再改变 混合气体的密度不再改变混合气体的压强不再改变 混合气体的平均相对分子质量不再改变可说明该反应达到化学平衡状态的是()A. B. C. D.4.(2020北京161中学期中)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)3H2(g)eq o(,sup7(

9、高温、高压),sdo5(催化剂)2NH3(g)(正反应为放热反应)，673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间t变化的关系如图所示。下列叙述正确的是()A.c点处正反应速率和逆反应速率相等 B.a点的正反应速率比b点的大C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同 D.在t2时刻，正反应速率大于逆反应速率5.已知在2 L的密闭容器中进行如下可逆反应，各物质的有关数据如下： aA(g)bB(g)2C(g)起始物质的量浓度/molL1 1.5 1 02 s末物质的量浓度/molL1 0.9 0.8 0.4请回答下列问题：(1)该可逆反应的化学方程式可表示为_。(2)用物质

10、B来表示02 s的平均反应速率为_。(3)从反应开始到2 s末，A的转化率为_。(4)下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是_(填字母)。A.vB(消耗)vC(生成) B.容器内气体的总压强保持不变C.容器内气体的密度不变 D.容器内气体C的物质的量分数保持不变题组一可逆反应1.(2020临川区校级期中)下列反应不属于可逆反应的是()A.二氧化硫的催化氧化 B.氯气溶于水C.工业合成氨 D.水电解生成H2和O2与H2在O2中的燃烧反应2.(2020历城区校级月考)500 时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入体积为10 L的恒容密闭容器中，反应达到平衡时，NH3

11、的浓度不可能是()A.0.1 molL1 B.0.12 molL1 C.0.05 molL1 D.0.16 molL1题组二化学反应的限度3.一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。当SO2、O2、 SO3的浓度不再变化时，下列说法正确的是()A.SO2和O2全部转化为SO3 B.正、逆反应速率相等且等于零C.该反应已达化学平衡状态 D.SO2、O2、SO3的浓度一定相等4.(2020杜集区校级期中)已知反应：NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)，起始时向某密闭容器中通入1 mol NO2、2 mol S18O2，反应达到平衡后，下列有关说法正确

12、的是()A.NO2中不可能含18O B.有1 mol N18O生成C.S18O2的物质的量不可能为0.8 mol D.SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，说明该反应达到平衡题组三化学平衡状态的判断5.一定条件下的可逆反应2NO2(红棕色)2NO(无色)O2(无色)，在恒压密闭容器中充入NO2，达到化学平衡状态的标志是()A.反应停止了 B.NO的正反应速率与O2的逆反应速率相等C.c(NO)c(O2)21 D.气体的颜色不再变化6.(2020海淀区校级检测)煤与水蒸气的反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)(是吸热反应)是煤气化过程中的主要反应之一。若该反应在恒温、恒容的密闭体系中

13、进行，仅通过以下数据可以判断t时刻反应是否达到平衡状态的是()t时刻及其前后H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度 t时刻，H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度t时刻，消耗H2O(g)的速率与生成CO(g)的速率 t时刻，生成CO(g)的速率与消耗H2(g)的速率A. B. C. D.7.在体积不变的密闭容器中发生反应N2(g)3H2(g)eq o(,sup7(高温、高压),sdo5(催化剂)2NH3(g)，下列叙述表示该反应处于化学平衡状态的是()A.N2、H2、NH3的浓度之比为132 B.混合气体的密度不随时间变化C.当有1 mol NN断裂时，有6 mol NH断裂 D.单位

14、时间内生成2a mol NH3，同时消耗a mol N2题组四化学反应条件的控制8.将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是()使煤充分燃烧，提高煤的利用率减少SO2的产生，避免造成“酸雨”减少有毒的CO产生，避免污染空气减少CO2的产生，避免“温室效应”A. B. C. D.9.(2020襄阳五中期中)化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下面的说法错误的是()A.能够节约原料和能源 B.能够提高产品的产量C.能够提高经济效益 D.能够提高化学反应速率10.工业上合成氨的反应为N2(g)3H2(g)eq o(,sup

15、7(高温、高压),sdo5(催化剂)2NH3(g)，在实际生产中为提高合成氨的反应速率，下列说法正确的是()A.温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好B.压强越大，反应速率越快，因此采取的压强越大越好C.催化剂能加快反应速率，因此可选用适当的催化剂D.可向容器中加入一定量的水蒸气，使氨气溶解以提高反应速率11.在密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，一定条件下发生如下反应2SO2O22SO3。反应达到平衡后，各物质的物质的量可能为()选项n(SO2)/moln(O2)/moln(SO3)/molA2.01.00B1.00.81.0C0.200.101.80D002

16、.012.(2020卫辉市月考)已知SO2和O2反应生成4 mol SO3时放出的热量为Q kJ，那么2 mol SO2和1 mol O2在一有催化剂的密闭容器中发生反应时，放出的热量为()A.大于Q kJ B.等于Q kJ C.小于0.5Q kJ D.无法确定13.在一定条正确的是()A.A和B的转化率均是20% B.x3 C.平衡时A的物质的量为2.8 mol D.平衡时气体压强比原来小14.一定温度下，在某恒容的密闭容器中，建立化学平衡：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)。下列叙述不能说明该反应已达到化学平衡状态的是()A.体系的压强不再发生变化 B.v正(CO)v逆(H2O)C.

17、生成n mol CO的同时生成n mol H2 D.1 mol HH断裂的同时断裂2 mol HO15.(2020武汉高一期中)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%16.在2 L密闭容器中，800 时，反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表所示。时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上图中，A点处v正_v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)图中表示NO2变化的曲线是_。用O2表示从02 s内该反应的平均速率v_。(3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_(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.容器内的密度保持不变(4)下列能使该反应的反应速率增大的是_。a.向容器中充入氩气 b.适当升高温度 c.增大O2的浓度 d.选择高效的催化剂17.向某容积