2024-2025学年高中化学第2章化学反应与能量第3节化学反应的速率和限度课时2化学反应的限度和化学反应条件的控制学案新人教版必修2

PAGEPAGE8课时2化学反应的限度和化学反应条件的限制目标与素养：1.相识可逆反应及其特点。(变更观念与平衡思想)2.了解并会推断化学平衡状态。(证据推理与平衡思想)3．知道限制反应条件的意义以及相应的措施。(宏观辨识与社会责任)4.相识提高燃料的燃烧效率的重要性。(科学看法与社会责任)一、化学反应的限度1．可逆反应(1)正向反应：由反应物得到生成物的化学反应。(2)逆向反应：由生成物得到反应物的化学反应。(3)可逆反应：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。(4)可逆反应的特点①正向反应和逆向反应同时进行，两向条件相同。②肯定条件下，反应物不行能完全转化为生成物，即反应物的转化率不行能达到100%，即反应物、生成物共存。2．化学平衡状态(1)化学平衡状态的建立即化学平衡建立过程的v­t图为(2)化学平衡状态的概念在肯定条件下，可逆反应进行到肯定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再变更，达到一种表面静止的状态。(3)化学反应的限度化学平衡状态是可逆反应达到的一种特别状态，是在给定条件下化学反应所能达到的或完成的最大程度，任何可逆反应在给定条件下的进程都有肯定的限度。可逆反应在肯定条件下达到化学平衡状态，此时反应物的转化率最大吗？变更条件，转化率变更吗？[答案]转化率最大。变更条件，转化率可能变更。二、化学反应条件的限制1．化学反应条件的限制(1)促进有利的化学反应①提高反应物的转化率即原料的利用率。②加快反应速率。(2)抑制有害的化学反应①减缓反应速率。②削减甚至消退有害物质的产生。③限制副反应的发生。2．燃料燃烧效率的提高措施(1)燃料燃烧的条件①燃料与空气或氧气尽可能充分接触，且空气要适当过量。②温度达到燃料的着火点。(2)提高燃料燃烧效率的措施①尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。②尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。(3)提高燃料燃烧效率的实质和意义①实质：从多方面限制燃烧反应的条件(包括环境)。②意义：节约能源、节约资源、削减污染等。结合燃料燃烧的条件分析灭火的措施有哪些？[答案]隔绝空气，降低火焰温度。1．推断对错(对的打“√”，错的打“×”)(1)Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(,\s\up9(放电),\s\do10(充电))2PbSO4＋2H2O为可逆反应()(2)Cl2通入足量的水中，溶液中不存在Cl2()(3)当反应达到平衡时，v正＝v逆，c(生成物)不变，反应停止()(4)为了提高燃料燃烧效率尽可能增加空气的量，且越多越好()[提示](1)×(2)×(3)×(4)×2．某可逆反应达到平衡状态时，下列说法正确的是()①正反应和逆反应同时进行，两者的速率完全相等②反应物和生成物同时存在，两者的浓度相同③混合物的组成比例不会因时间而变更A．① B．①③C．② D．①②③[答案]B3．在容积为5L的密闭容器中，加入0.2molCO和0.2molH2O(g)，在催化剂存在的条件下高温加热，发生反应：CO(g)＋H2O(g)eq\o(,\s\up9(催化剂),\s\do10(△))CO2(g)＋H2(g)，并放出热量。反应中CO2的浓度随时间变更的曲线如图所示。(1)依据图中数据，从反应起先至达到平衡时，CO的化学反应速率为____________________；反应达到平衡时c(H2)＝________。(2)推断该反应达到平衡状态的依据是________(填字母)。A．单位时间内CO消耗的物质的量和CO2消耗的物质的量相等B．CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等C．CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变更D．正、逆反应速率都为0[答案](1)0.003mol·L－1·min－10.03mol·L－1(2)AC化学平衡的建立与特征1．建立——与反应途径无关(1)正向建立(2)逆向建立2．化学平衡状态的特征化学平衡特征可概括为逆、等、动、定、变。即：1．对化学反应速率与化学反应限度的叙述，不正确的是()A．当化学反应达到最大限度时反应速率为0B．同一化学反应，若反应条件不同，限度可能不同C．化学反应达到限度时，正逆反应速率相等D．化学反应的限度与时间的长短无关A[A项反应达到最大限度时v正＝v逆≠0，A项错误；同一化学反应，条件变更，化学平衡可能被破坏，反应限度可能就会被变更，B项正确；任何可逆反应都有肯定的限度，当反应达到限度时，即反应达到化学平衡，此时v正＝v逆，C项正确；对同一可逆反应，达到化学平衡时，当外界条件不变时，反应的限度不变，与时间长短无关，D项正确。]2．对于可逆反应M＋NQ达到平衡时，下列说法正确的是()A．M、N、Q三种物质的浓度肯定相等B．M、N全部变成了QC．反应物和生成物的浓度都保持不变D．反应已经停止C[平衡时反应物、生成物的浓度之比应从两个方面考虑：一是反应物的起始浓度，二是化学方程式中的化学计量数。如2molM与1molN反应，无论怎样反应，M与N的浓度恒久不相等，所以“M、N、Q三种物质的浓度肯定相等”这种说法是错误的，A错误；此反应是可逆反应，B错误；反应物和生成物的浓度都保持不变，可以说明反应达到平衡状态，但未停止，C正确，D错误。]化学平衡状态的判定干脆推断依据v正＝v逆同一物质生成速率等于消耗速率不同物质化学速率之比等于化学计量数之比，且表示不同方向(即“一正一逆”)间接推断依据各物质的某些物理量各组成成分的质量、物质的量、分子数、物质的量浓度保持不变各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变对于压强、密度、平均相对分子质量的推断要视条件或反应特点而定，总之要抓住“变量不变”即可——假如所给的物理量随着反应的进行是一个变量，在某时间段内不变，就可以说明反应达到平衡状态；假如该物理量始终是一个定值，就不能作为推断的依据。3．肯定温度下的恒容容器中，能标记某可逆反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达平衡状态的是()A．混合气体的压强不随时间变更而变更B．气体总物质的量不随时间变更而变更C．2v正(B)＝v逆(D)D．混合气体的密度保持不变D[因为反应前后气体的体积不变，所以气体总物质的量、压强始终不随时间变更而变更，不能作为依据，A、B错误；当反应达到平衡时，v正(B)＝2v逆(D)，C错误；因为容器的体积恒定，但是气体的质量不守恒，所以只要反应未达到平衡，密度就变更，反应达到平衡时，密度不再变更，D正确。]4．肯定温度下，对于在恒容密闭容器中进行的可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)。推断下列描述中该反应处于平衡状态的是________。①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变更表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再变更的状态⑤密闭容器中压强不再变更的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再变更的状态[解析]①中单位时间内生成nmolO2的同时，必消耗2nmol的NO2，能说明反应达到平衡状态；②中描述的都是正反应方向的速率，不能说明反应是否处于平衡状态；③中无论反应是否达平衡状态，同向的速率之比肯定等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比；④中混合气体的颜色不变，即c(NO2)保持不变，说明反应处于平衡状态；⑤、⑥因该反应是一个反应前后气体物质的量不等的反应，容器的体积固定，故气体的压强不变，气体的平均相对分子质量不变，均能说明反应处于平衡状态。[答案]①④⑤⑥利用“变量”与“不变量”来推断化学平衡状态(1)选变量选定反应中“变量”，即随反应进行而变更的量，当变量不再变更时，反应已达平衡。(2)常见的变量①气体的颜色；②对于气体体积有变更的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；③对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变更的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；④对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。(3)说明在利用eq\x\to(M)、ρ、n(总)、p(总)推断时要留意反应特点和容器的体积变更问题。1．下列各组反应互为可逆反应的是()①2NaHCO3eq\o(=,\s\up9(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O与CO2＋H2O＋Na2CO3=2NaHCO3②SO2＋H2O=H2SO3与H2SO3=SO2＋H2O③2SO2＋O2eq\o(=,\s\up9(催化剂),\s\do8(△))2SO3与2SO3eq\o(=,\s\up9(催化剂),\s\do8(△))2SO2＋O2④NH3＋HCl=NH4Cl与NH4Cleq\o(=,\s\up9(△))NH3↑＋HCl↑A．①② B．②③C．②③④ D．①②④[答案]B2．可逆反应达到最大反应限度的本质特征是()A．反应停止了B．正逆反应的速率均为零C．正逆反应都还在接着进行D．正逆反应的速率相等且不为零[答案]D3．在一个不传热的固定容积的密闭容器中，可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当m、n、p、q为随意整数时，肯定达到平衡的标记是()①体系的压强不再变更②体系的温度不再变更③各组分的浓度不再变更④各组分的质量分数不再变更⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q⑥单位时间内mmolA发生断键反应，同时pmolC也发生断键反应A．③④⑤⑥ B．②③④⑥C．①③⑤ D．①④⑥B[m＋n与p＋q的相对大小不确定，①不正确；v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不能明确v正与v逆的关系，⑤不正确。]4．下列说法不正确的是()A．化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体C．干脆燃烧煤不如将煤进行深加工后燃烧效果好D．固体煤变为气体燃料后，能提高燃烧效率[答案]A5．在200℃时，将amolH2(g)和bmolI2(g)充入到体积为VL的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。(1)反应刚起先时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________。而c(HI)＝________，所以化学反应速率________最大，而________最小(为0)。(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变更趋势为c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)________，从而化学反应速率v正________，而v逆________。(3)当反应进行到v正与v逆________时，此可逆反应达到了最大限度。若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、