第10讲-化学反应限度(学生版)

第10讲第10讲化学反应的限度知识导航知识导航知识预习知识预习一、可逆反应1．定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。2．表示：书写可逆反应的方程式不用“”，而用“”连接。3．特点：（1）双向性：正反应和逆反应； （2）双同性：同一条件，同时进行； （3）共存性：反应物与生成物共存，转化率达不到100%。二、化学平衡的建立与特征1．化学平衡状态的建立过程加入反应物，从正反应方向开始加入生成物，从逆反应方向开始2．化学平衡状态的概念一定条件下的可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再改变，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。3．化学平衡的基本特征三、化学平衡状态的判断1．速率相等：①同种物质——v正(A)=v逆(A)②不同物质——v正(A):v逆(B)=a:b（化学计量数之比）2．变量不变：①各组分的物质的量、质量、浓度、百分含量等保持不变。②总压强、总物质的量、混合气体的Mr、体系的密度、颜色等，根据具体情况分析。对点训练对点训练题型一：可逆反应判断与特点【例1】下列反应属于可逆反应的是()A．Na溶于水的反应B．NH3溶于水的反应C．可充电电池的反应，如H2O＋Zn＋Ag2OZn(OH)2＋2AgD．电解水生成H2和O2，点燃H2和O2的混合物生成水【例2】在下列反应CO+H2O⇌CO2+H2中，加入C18O后，则18O存在于A．只存在于CO和CO2中 B．存在于CO、H2O、CO2中C．只存在于CO中 D．存在于CO、H2O、CO2、H2中【变2】在一密闭容器中进行如下反应：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0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是A．SO2为0.4mol/L、O2为0.2mol/L B．SO2、SO3均为0.15mol/LC．SO3为0.25mol/L D．SO3为0.4mol/L题型二：化学平衡状态的特征【变3】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2molSO2与1molO2反应生成2molSO3D．化学反应的限度可以通过改变条件来改变题型三：化学平衡状态的判断【变4-2】一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体。将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列不能说明反应达到平衡状态的是A．混合气体颜色保持不变 B．体系的平均相对分子质量保持不变C．NO2和SO2的体积比保持不变 D．每消耗1molSO2的同时生成1molNO2【变5-2】一定温度下，在恒容的密闭容器中。该反应A(g)+3B(g)=2C(g)达到平衡状态的标志有①B的生成速率与C的消耗速率之比为3：2②容器中的压强不再发生变化③容器内混合气体的密度不变化④混合气体的平均相对分子质量不变⑤C的物质的量浓度不再变化⑥密闭容器中n(A)：n(B)：n(C)=1：3：2A．①④⑤ B．②③⑤ C．②④⑥ D．②④⑤【变5-3】在恒温恒容的密闭容器中,有可逆反应2NO2⇌N2O4,下列能说明反应达到了平衡状态的是①NO2生成N2O4的速率与N2O4分解生成NO2速率相等时②C(NO2)=C(N2O4)时③N2O4处于不再分解时④NO2的分子数与N2O4分子数比为2:1时⑤体系颜色深浅不再发生改变时⑥反应器中压强不再随时间变化时⑦混合气体的平均分子量保持不变时⑧混合气体的密度保持不变时A．①③⑤⑧ B．②④⑥⑧ C．③⑤⑦ D．⑤⑥⑦题型四：化学反应速率与化学平衡【变6-1】向容积为2.0L的密闭容器中通入一定量的N2O4(无色气体)和NO2的混合气体，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，反应吸热，体系中各物质的物质的量随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是A．64s时，反应达到化学平衡状态B．到达化学平衡前，混合气体的颜色逐渐变深C．若该容器与外界无热传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高D．前100s内，用NO2浓度的变化表示的化学反应速率是0.008mol·L-1·s-1【变6-3】Ⅰ.在2L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(s)012345n(NO)(mol)0.0200.0100.0080.0070.0070.007（1）下图中表示NO2的变化的曲线是___________(填字母)；（2）800℃，反应达到平衡时，NO的转化率是___________；（3）用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=___________。Ⅱ．将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。（4）下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是___________(填选项)；A．v正(NH3)=2v逆(CO2)B．密闭容器中氨气的物质的量不变C．容器中CO2与NH3的物质的量之比保持不变D．密闭容器中总压强保持不变E．形成6个N-H键的同时有2个C=O键断裂F．气体平均相对分子质量不变（5）能使该反应的反应速率增大的是___________(填选项)；A．及时分离出CO2气体 B．适当升高温度C．加入少量NH2COONH4(s) D．保持容器体积不变，充入N2（6）如图所示，上述反应中断开反应物中化学键吸收的能量___________形成生成物中化学键放出的能量(填写“大于”“等于”“小于”)。提分作业提分作业【练1】一定条件下的某可逆反应，其正反应速率v(正)和逆反应速率v(逆)随反应时间t的变化如图所示。下列判断不正确的是()A．t1时刻，v(正)>v(逆)B．t2时刻，v(正)＝v(逆)C．t2时刻，反应达到最大限度D．t3时刻，反应停止【练2】下列关于化学平衡状态的叙述不正确的是A．化学平衡是所有可逆反应都存在的一种状态B．在给定条件下，达到平衡时可逆反应完成程度达到最大C．达到平衡时，正、逆反应速率为零D．达到平衡时，反应物和生成物的浓度不再发生变化【练3】下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是（）A．H2（g）+Br2（g）2HBr（g），恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变B．2NO2（g）N2O4（g），恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变C．CaCO3（s）CO2（g）+CaO（s），恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变D．N2（g）+3H2（g）2NH3（g），反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3:1【练4】在一定条件下的恒容密闭容器中发生可逆反应2X(g)⇌Y(g)+Z(s)，下列不能说明该反应达到化学平衡状态的是A．2v正(X)=v逆(Y) B．反应容器中Y的质量分数不变C．体系压强不再变化 D．混合气体的密度不再变化【练5】100℃时，将0.1molN2O4置于1L密闭的烧瓶中，然后将烧瓶放入100℃的恒温槽中，烧瓶内的气体逐渐变为红棕色：N2O4(g)2NO2(g)。下列结论不能说明上述反应在该条件下已经达到平衡状态的是①烧瓶内气体的颜色不再加深，②N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比为1∶2，③NO2的生成速率与NO2消耗速率相等，④NO2的物质的量浓度不变，⑤烧瓶内气体的质量不再变化，⑥烧瓶内气体的压强不再变化，⑦烧瓶内气体的密度不再变化，⑧烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化A．②⑤⑦ B．①③④⑥⑧ C．只有③ D．只有⑤【练6】在恒容密闭容器中发生2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，下列说法能够判断该反应达到化学平衡状态的个数是①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO②单位时间内NO2、NO、O2的物质的量浓度变化量之比为2︰2︰1③混合气体的颜色不再改变④混合气体的密度不再改变⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变⑥混合体系中c(NO)保持不变A．1个 B．2个 C．3个 D．4个【练7】（2021·峨山彝族自治县第一中学高二期中）某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，下列有关说法错误的是A．该反应的化学方程式为X＋3Y2ZB．2min时，反应达最大限度，但化学反应仍在进行C．反应开始至2min，Z的反应速率为0.05mol·L-1·min-1D．反应达到平衡时，压强是开始时的0.9倍【练8】如图表示800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况，t是到达平衡状态的时间。试