化学反应的限度

第六章

化学反应与能量第二节

化学反应的速率与限度第二课时

化学反应的限度

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。正反应方向：反应物→生成物逆反应方向：生成物→反应物2、可逆反应的特点：①双向性：反应物生成物②双同性：正逆反应是在同一条件下进行的；③共存性：反应物和生成物同时存在。对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为产物，反应只能进行到一定的程度，这就是该化学反应在这个条件下所能达到的限度。即无论进行多长时间，反应物都不可能100％地全部转化为生成物。课堂练习2.设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的打√错误的打×。①1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA（

×

）

②0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2NA

（

√

）

3.在一密闭容器中进行反应: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0.6mol·L-1、0.3mol·L-1、0.6mol·L-1。当反应达到平衡时,可能存在的数据是

(B)A.SO2为1.2mol·L-1,O2为0.6mol·L-1

B.SO2为0.75mol·L-1C.SO3为1.2mol·L-1

D.c(SO2)+c(SO3)=1.0mol·L-1二、化学平衡状态的建立1.

反应刚开始时，c(SO2)、c(O2)、c(SO3)和v正、v逆如何？开始时c(SO2)、c(O2)最大，c(SO3)=0只有正反应进行，v(正)最大，v(逆)=02.

反应进行过程中，物质浓度如何改变？

v正、v逆如何变化？c(SO2)、c(O2)逐渐变小，c(SO3)逐渐增大，三种物质的浓度达到一个特定值正逆反应都进行，

v(正)逐渐减小，v(逆)逐渐增大，最终v(正)

=v(逆)≠0反应开始时：C反最大,v正最大;C生=0，v逆=0

C生↑v逆↑反应进行过程中：C反↓,v正↓;

平衡时：C反、C生不再变化，达到了平衡状态，v正=v逆≠0化学平衡状态(1)化学平衡状态的概念在一定条件下，一个可逆反应进行到一定程度时，正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物浓度和生成物浓度不再改变，达到一种表面静止的状态,简称化学平衡.（2）化学平衡状态特征逆：研究对象为可逆反应等：v(正)＝

v(逆)动：动态平衡，v(正)＝

v(逆)

≠0定：条件一定，平衡混合物中各物质的浓度一定（不是相等）变：外界条件改变，原平衡状态被破坏，发生移动，再在新条件下建立新的平衡（3）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或完成的最大程度，即该反应进行的限度。(2)对化学反应限度的理解①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大转化率。②同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。课堂练习4.下列说法正确的是（C

）A.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B.一定条件可以通过延长化学反应的时间来改变反应物最大转化率C.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D.可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等5.在恒温恒容密闭容器中，发生反应：A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)，以下表述，不能证明反应已达化学平衡状态的是(D

)A．物质A的质量保持不变B．物质B的浓度保持不变C．用C表示的正反应速率等于用C表示的逆反应速率D．物质D的浓度等于物质C的浓度问：如何判断可逆反应是否已达到了平衡状态？（概念）一定条件下可逆反应进行到一定程度，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。化学平衡状态的判断依据(1)直接依据—根据速率关系①同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。②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，③反应物与生成物在单位时间物质的量、质量、化学键的断裂和生成等的变化也能体现速率即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

逆向相等6.下列各关系中能说明可逆反应：N2+3H2

2NH3,不是达平衡状态的是

(

A

)A.一个N≡N键断裂同时，有三个H－H键断裂

B.一个N≡N键断裂同时，有六个N－H键断裂C.2υ正（

H2

）=3υ逆（

NH3

）

D.有1molN2消耗，同时有3molH2生成有正有逆

符合比例(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：化学反应达到平衡状态变量不变：压强、密度、平均相对分子质量、总物质的量、百分含量、温度、颜色7.

在固定体积的的密闭容器中发生反应：2NO22NO+O2该反应达到平衡的标志是（

①②④⑤

）

①混合气体的颜色不再改变

②混合气体的平均相对分子质量不变

③混合气体的密度不变④混合气体的压强不变⑤O2气体的物质的量浓度不变

若改为恒温恒压的容器中呢？改④为：混合气体的体积不变①②③④⑤8.变式训练在一个不传热的固定容积的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意整数时,反应达到平衡的标志是（

B

）①体系的压强不再改变②体系的温度不再改变③各组分的浓度不再改变④各组分的质量分数不再改变⑤单位时间内mmolA发生断键反应,同时pmolC也发生断键反应⑥反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q

A.③④⑤⑥

B.②③④⑤

C.①③⑤

D.①④⑥规避两个易失分点(1)化学平衡状态判断“三关注”①关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；②关注反应特点，气体是等体积反应，还是非等体积反应；③关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。(2)不能作为平衡标志的“四情况”①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比；②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)；③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)；④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。

三、化学反应条件的控制1.控制化学反应条件的目的促进有利反应：

提高反应物的转化率即原料的利用率，加快反应速率等抑制有害反应：

减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等2．方法：通过改变条件改变化学反应的速率和可逆反应进行的程度3．工业合成氨条件的控制在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。合成氨反应条件的控制温度较低时，氨的产率较高；但温度低，反应速率小，需要很长时间才能达到化学平衡，生产成本高，通常选择在400~500℃下进行。压强越大，氨的产率越高。而压强越大，对动力和生产设备的要求也越高，采用的压强通常为10MPa~30MPa。催化剂也在400~500℃时催化效率高压强：10~30MPa温度：400~500℃催化剂：铁触媒9.以下关于合成氨工业中条件控制的叙述正确的是

(D)A.选择在400~500℃下进行生产的目的是为了减小反应速率B.高压下反应速率太慢，所以未选择很高的压强C.关于生产条件的控制，只需要考虑反应的限度D.加入催化剂的目的是为了加快反应速率10.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，如果改变条件提高化学反应的限度，下列说法错误的是(

D

)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课堂达标1.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是(

C

)①提高燃料的着火点②降低燃料的着火点③将固体燃料粉碎④将液体燃料雾化⑤将煤气化处理⑥通入足量的空气A.①③④⑤

B.②③⑤⑥

C.③④⑤⑥

D.①②③④2.反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡后，再向反应容器中充入含18O的一氧化碳，经过一段时间后，18O存在于（

D

）A.CO

B.H2O

C.CO2、CO

D.CO、H2O、CO23.下列说法中不正确的是(

D)A．当可逆反应达到平衡时，就是此反应在该条件下能达到的限度B．当可逆反应达到平衡时，此反应的正反应速率和逆反应速率相等C．延长反应时间，不能使2molSO2与1molO2反应生成2molSO3D．化学反应达到其限度后，反应就停止了4.在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时，不能表明反应N2O4(g)

2NO2(g)已达平衡状态的是（

B

）A.

混合气体的压强

B.

混合气体的密度

C.

混合气体的平均相对分子量

D.

气体的总物质的量5．如图是可逆反应：X2＋3Y22Z2，在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是(A)A．t2～t3时，各物质的浓度不再发生变化B．t2时，反应未达到限度C．t2～t3时，反应已停止进行D．t1时，反应只向正反应方向进行6．在一密闭容器中通入A、B、C三种气体，保持一定温度，在t1、t2、t3、t4s时测得各物质的浓度数据如下表，则下列判断正确的是(CD)A.在t3s时反应已经停止B.t3～t4s内正、逆反应速率不相等C.在容器中发生的反应为2A＋B

D.在t3s时，反应已达到平衡状态7、在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比，⑦某种气体的百分含量。(1)能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是________。(2)能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是__