新 高中化学 2.3 化学反应的限度 化学反应条件的控制（第2课时）课件 新人教版必修2.ppt

第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制 第二章第三节化学反应的速率和限度 1 通过实验认识化学反应的限度 可逆反应和化学平衡的含义 知道当一定的外界条件改变时化学反应限度可能发生改变 2 了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用 学习目标定位 内容索引 一化学反应限度 二化学反应条件的控制 当堂检测 40分钟课时作业 一化学反应限度 1 可逆反应 1 定义 在同一条件下 和均能同时进行的化学反应称为可逆反应 2 特征 可逆反应在一定条件下不能进行到底 只能进行到一定程度 反应有一定限度 即达到 此时各物质的量都大于零 在可逆反应的化学方程式中 用 号代替 号 答案 导学探究 正反应方向 逆反应方向 平衡状态 2 化学平衡的建立 1 对于可逆反应2so2 o22so3 在一定温度下 将2molso2 g 和1molo2 g 通入一定体积的密闭容器中 其化学反应速率与时间关系如图所示 分析回答下列问题 答案 反应开始时 正反应速率 原因是 逆反应速率为 原因是 反应进行中 正反应速率的变化是 原因是 逆反应速率的变化是 原因是 反应一段时间 t1 后 正反应速率和逆反应速率的关系是 反应物的浓度 生成物的浓度 最大 反应物浓度最大 0 生成物浓度为0 逐渐减小 反应物浓度 逐渐减小 逐渐增大 生成物浓度逐 渐增大 大小相等 不再改变 不再改变 2 化学平衡状态也可从逆反应开始建立 如图 答案 3 化学平衡状态 1 化学平衡状态的概念 如果外界条件 等 不发生改变 当反应进行到一定程度时 与 相等 反应物的与生成物的不再改变 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 化学平衡研究的对象是 温度 浓度 压强 可逆 正反应速率 逆反应 速率 浓度 浓度 可逆反应 答案 2 化学平衡状态的特征 动态 保持一定 化学平衡的移动 答案 4 影响化学反应的限度的因素 1 决定因素 化学反应的限度首先决定于 不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同 反应物的最大转化率不同 2 外界因素 化学反应的限度受 等条件的影响 改变其中的一个条件 可以在一定程度上改变一个 要注意的是 压强只影响的可逆反应的限度 反应物的化学性质 温度 浓度 压强 化学反应的限度 有气体物质参与或生成 归纳总结 化学平衡状态的判断方法可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征 v正 v逆 混合物中各组分的百分含量不变 除百分含量外其他在反应过程中变化的量 达到平衡后均不再发生变化 即 变化量达不变 以上两个特征均可作为判断可逆反应达平衡的标志 对于反应ma g nb g pc g qd g 判断下列条件下是否平衡 活学活用 1 2 1 某可逆反应达到平衡状态时 下列说法正确的是 正反应和逆反应同时进行 两者的速率完全相等 反应物和生成物同时存在 两者的浓度相同 混合物的组成比例不会因时间而改变a b c d 解析答案 1 2 解析可逆反应达到平衡状态时 v正 v逆 0 且各组分的含量保持不变 故 正确 而反应物和生成物浓度相同 只是反应达到的某一特殊状态 并不一定达到平衡 答案b 1 2 2 在一定温度下 反应h2 g i2 g 2hi g 达到化学平衡状态的标志是 a 单位时间内生成nmolh2 同时就有nmolhi生成b 单位时间内有nmolh2生成 同时就有nmoli2生成c 容器内气体的总压强不随时间的变化而变化d 1个h h键断裂的同时 有2个h i键断裂 解析答案 理解感悟 返回 1 2 解析选项a 生成h2是逆反应 生成hi是正反应 根据化学方程式中的化学计量数关系 如果正 逆反应速率相等 则生成nmolh2的同时应有2nmolhi生成 因此a选项并没有达到化学平衡 选项b 生成h2和生成i2均是逆反应 没有说明正反应速率 且不管平衡是否建立 只要反应进行 生成h2和i2的物质的量之比始终为1 1 因此b选项并不一定达到化学平衡 选项c 该反应前后气体总的物质的量保持不变 在其他条件一定时 反应从开始到反应达到平衡状态时 压强就一直保持不变 故气体总的压强不变不能说明反应已经达到平衡状态 解析答案 理解感悟 1 2 选项d 断裂h h键是正反应 断裂h i键是逆反应 根据化学方程式的计量数关系 断裂1个h h键的同时 有2个h i键断裂 其正反应速率等于逆反应速率 因此d选项一定达到了化学平衡状态 答案d 理解感悟 返回 理解感悟 在运用 v正 v逆 来判断反应是否达到化学平衡状态时 要把握两点 既要描述正反应 又要描述逆反应 根据化学方程式的计量数关系来判断速率是否相等 只有这两点均满足 才能说明达到化学平衡状态 1 2 二化学反应条件的控制 答案 导学探究 1 化学反应条件的控制 1 目的 促进的化学反应 抑制的化学反应 2 基本措施 改变化学反应速率 改变反应物的温度 溶液中溶质的浓度 气体压强 或浓度 固体表面积以及催化剂的合理使用等 改变可逆反应进行的限度 改变可逆反应体系的温度 溶液中溶质的浓度 气体压强 或浓度 等 有利 有害 答案 2 提高煤的燃烧效率问题探究 1 煤燃烧时 将煤块粉碎成煤粉的依据是 通入过量空气的依据是 2 选择保温隔热且耐热的炉 灶 膛材料的主要目的是 3 充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是 与空气中o2的接触面积增大 煤粉燃烧更充分 反应速率快 足 煤粉燃烧充分 生成co2 放出热量多 若空气不足 煤燃烧不完全 生成co 产生热量减少 且会造成污染 空气充 防止热量散失 将燃烧后的废气 通过交换装置 供其他方面使用 归纳总结 1 提高燃料的燃烧效率的措施 1 尽可能使燃料 提高 关键是 2 尽可能充分利用 提高 2 提高燃料的燃烧效率的意义在于 答案 充分燃烧 能量的转化率 空气或氧气要尽可能充分接触 且空气要适当过量 燃料与 燃料燃烧所释放出的热能 热能的利用率 节约能源 节省资源 减少污染 3 4 解析答案 活学活用 3 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 3 4 解析煤块粉碎是为了提高煤的利用率 脱硫是为了减少so2的产生 过量空气是为了减少co的产生 答案a 3 4 解析答案 4 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 将液体燃料雾化处理 将煤进行气化处理 通入适当过量的空气a b c d 理解感悟 解析理论上 提高燃料燃烧效率的常用方法是增大燃料与空气的接触面积 并通入适当过量的空气 对于 和 由于燃料的着火点是其固有的性质 不可改变 故这两项措施不可行 所采取的措施均是为了增大燃料与空气的接触面积 答案c 3 4 理解感悟 理解感悟 当今世界各国能源研究的前沿课题之一就是如何提高燃烧效率 节约能源 如果我们能把煤等燃料的燃烧利用率提高一倍 就相当于将这些燃料的使用时间延长一倍 燃料燃烧不充分 不仅使燃料燃烧产生的热量减少 浪费资源 而且还会产生大量的co等气体 这些气体及燃烧时产生的固体颗粒等随烟气排出后 会污染空气 危害人体健康 为了提高锅炉的供热效率 工业上常采用粉碎固体燃煤的方法 从而使固体燃煤可以和液体燃料一样 采用 喷雾 式的燃烧工艺 以增大燃料与空气的接触面积 提高燃烧效率 煤的气化和液化是高效 清洁地利用煤炭的重要途径 3 4 学习小结 返回 当堂检测 1 2 4 3 5 答案 1 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 下列说法错误的是 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 d 1 2 4 3 5 解析答案 2 下列对可逆反应的认识正确的是 a so2 br2 2h2o h2so4 2hbr与2hbr h2so4 浓 br2 so2 2h2o互为可逆反应b 既能向正反应方向进行 又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应c 在同一条件下 同时向正 逆两个方向进行的反应叫可逆反应d 电解水生成氢气和氧气与氢气和氧气点燃生成水的反应是可逆反应 解析正确理解可逆反应定义中的 同一条件下 同时 正 逆两个方向 等关键字眼 c 1 2 4 3 5 3 对于化学反应的限度的叙述 错误的是 a 任何可逆反应都有一定的限度b 化学反应达到限度时 正 逆反应速率相等c 化学反应的限度与时间的长短无关d 化学反应的限度是不可改变的 解析答案 解析任何可逆反应都有一定的限度 当反应达到限度时 此时v正 v逆 对同一可逆反应 当外界条件不变时 反应的限度不变 与时间长短无关 但当外界条件发生改变时 化学反应的限度也会发生改变 d 1 2 4 3 5 4 在一定温度下的恒容密闭容器中 能说明反应x2 g y2 g 2xy g 已达到平衡的是 a 容器内的总压强不随时间变化b 容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化c xy气体的物质的量分数不变d x2和y2的消耗速率相等 解析答案 1 2 4 3 5 解析该反应的特点 一是可逆反应 二是反应前后气体体积相等 根据气体压强之比等于气体物质的量之比推断 该反应在整个反应过程中总压强是不变的 a项不能说明该反应已经达到平衡 同理推断 容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间变化而变化 b项不能说明该反应已经达到平衡 x2和y2的化学计量数相等 其消耗速率始终相等 答案c 1 2 4 3 5 5 将no2装入带有活塞的密闭容器中 当反应2no2 g n2o4 g 达到平衡后 改变某个条件 下列叙述正确的是 a 升高温度 气体颜色加深 则此反应为吸热反应b 慢慢压缩气体体积 平衡向正反应方向移动 混合气体的颜色变浅c 慢慢压缩气体体积 若体积减小一半 压强增大 但小于原来的两倍d 恒温恒容时 充入惰性气体 压强增大 平衡向正反应方向移动 混合气体的颜色变浅 解析答案 返回 1 2 4 3 5 解析升高温度 气体颜色加深 则平衡向逆反应方向移动 故正反应为放热反应 a错误 首先假设平衡不移动 压缩体积 气体颜色加深 但平衡向正反应方向移动 使混合气体的颜色在加深后的基础上变浅 但一定比原平衡的颜色深 b错误 同理c项 首先假设平衡不移动 若体积减小一半 则压强变为原来的两倍 但平衡向正反应方向移动 使压强在原平衡两倍的基础上减小 正确 体积不变 反应物及生成物浓度不变 所以正 逆反应速率均不变 平衡不移动 颜色无变化 d错误 答案c 返回 40分钟课时作业 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 经典基础题 15 解析答案 解析可逆反应在相同条件下 可以同时向两个反应方向进行 反应体系中各物质同时存在 由于三种物质均含有氧元素 故原子可能存在于三种物质中 d a o2b so2c o2和so2d o2 so2和so3 2 下列反应中可判断为可逆反应的是 a 氢气在氯气中燃烧生成氯化氢 氯化氢受热分解生成氢气和氯气b 氮气与氢气在高温 高压 催化剂作用下可以生成氨气 同时氨气又分解为氮气和氢气c 单质溴可以置换出碘 氯气又可以置换出溴d 氯气和水反应生成盐酸和次氯酸 次氯酸在光照条件下可分解为盐酸和氧气 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 答案 b 二 化学平衡状态的特征3 一定温度下 可逆反应a g 3b g 2c g 未达到平衡的是 a c的生成速率与c的分解速率相等b 单位时间生成nmola同时消耗4nmolbc a b c的浓度不再变化d c的百分含量达到最大值 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 解析化学平衡的标志是正反应速率与逆反应速率相等 c的生成速率是正反应速率 c的分解速率是逆反应速率 a项达到平衡 a b c各物质的浓度不变化 是平衡状态的宏观表现 c项达到平衡 逆反应生成nmola 同时生成3nmolb 对于正反应却消耗了4nmolb 说明v正 v逆 反应向正反应方向进行 b项未达到平衡 c的百分含量达到最大值 说明反应达到限度 即d项达到平衡 答案b 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 4 在一定温度下 向密闭容器中充入一定量的no2和so2 发生反应 no2 so2 no so3 g 当化学反应达到平衡时 下列叙述正确的是 a so2和so3的物质的量一定相等b no2和so3的物质的量一定相等c 反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时no2和so2的总物质的量d so2 no2 no so3的物质的量一定相等 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 解析题中没有给出各物质的投料情况 no2 so2和so3的量之间没有必然的关系 可能相等 也可能不等 a b d项错 该反应反应前后气体分子数不变 故反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时no2和so2的总物质的量 c项正确 答案c 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 5 在密闭容器中进行反应 x2 g y2 g 2z g 已知x2 y2 z的起始浓度分别为0 1mol l 1 0 3mol l 1 0 2mol l 1 在一定条件下 当反应达到平衡时 各物质的浓度有可能是 a z为0 3mol l 1b y2为0 4mol l 1c x2为0 2mol l 1d z为0 4mol l 1 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 a 三 化学平衡状态的判断6 一定条件下 可逆反应2a g b g 3c g 在下列四种状态中 处于平衡状态的是 正反应速率逆反应速率a va 2mol l 1 min 1vb 2mol l 1 min 1b va 2mol l 1 min 1vc 2mol l 1 min 1c va 1mol l 1 min 1vb 2mol l 1 min 1d va 1mol l 1 min 1vc 1 5mol l 1 min 1 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 解析将逆反应速率根据化学方程式统一折算成a表达的速率来表示a的生成速率 正反应速率表示a的消耗速率 二者相等 则说明达到了平衡状态 d 7 在一定温度下 反应a2 g b2 g 2ab g 达到化学平衡的标志是 a 容器内a2 b2 ab三种气体的浓度相等b 单位时间内有xmola2生成 同时就有xmolb2生成c 单位时间内有xmola2被消耗 同时就有2xmolab生成d 单位时间内有xmolb2发生反应 同时就有2xmolab被分解 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 解析选项a 达到化学平衡的标志是反应体系中各物质的浓度不再变化 而不是浓度的具体值为多少 达到平衡时各物质的浓度大小不仅与反应限度有关 还与起始加入的物质的浓度有关 选项b所指的均是逆反应 选项c所指的均是正反应 都不能体现出正 逆反应速率相等 因此是错误的 d 8 在一定温度下的定容密闭容器中 当物质的下列物理量不再变化时 表明反应 a g b g c g d g 已达平衡的是 a 混合气体的压强b 混合气体的密度c b的物质的量浓度d 气体的总物质的量 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 解析根据化学方程式的特点 各物质均为气态且反应前后气体的计量数之和相等 故在反应过程中气体的物质的量不变 压强也不变 由质量守恒 该反应在恒容容器中进行 体系的密度不变 故a b d三项中的物理量均不能作为平衡状态的判据 c 四 化学反应条件的控制9 下列措施 能使煤炭燃烧更充分 提高热能利用率的是 a 多加煤以使炉火更旺b 把煤炭做成大煤球c 把煤中掺和一些黄泥做成蜂窝煤d 把煤粉碎 在煤粉燃烧器中燃烧 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 解析a项中只会增加煤的用量 不会使煤炭燃烧充分 也不能提高热能的利用率 b c项无论从煤的粉碎程度 还是空气用量上都比不上d项 d 10 天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为ch4 2o2co2 2h2o c3h8 5o23co2 4h2o 现有一套以天然气为燃料的灶具 今改为燃烧液化石油气 应采取的正确措施是 a 减少空气进入量或增大石油气进入量b 增大空气进入量或减少石油气进入量c 减少空气进入量或减少石油气进入量d 增大空气进入量或增大石油气进入量 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 解析从燃烧的化学方程式知 燃烧单位体积的天然气比液化石油气耗o2少 因此 原来烧天然气的灶具今若改烧液化石油气 必须增大空气进入量或减少石油气进入量 b 11 某温度时 在一个2l的密闭容器中 x y z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示 根据图中数据 试填写下列空白 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 解析 n x 0 3mol n y 0 1mol n z 0 2mol 所以3x y 2z 能力提升题 1 该反应的化学方程式为 3x y 2z 2 从开始至2min z的平均反应速率为 平衡时 y的转化率为 平衡时 x的浓度为 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 0 05mol l 1 min 1 10 0 35mol l 1 3 下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是 填字母 a 容器内压强不再发生变化b 容器内气体原子总数不再发生变化c x的体积分数不再发生变化d 相同时间内消耗2nmol的z的同时消耗nmol的ye 相同时间内消耗nmol的y的同时消耗3nmol的x 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 答案 acd 12 在一定温度下 发生如下反应 n2 g 3h2 g 2nh3 g 起始时 充入的n2和h2的物质的量分别是3 0mol和6 0mol 平衡时生成nh3的物质的量是2 4mol 已知容器的容积为5 0l 试求 1 h2的转化率是 2 平衡时混合气体中n2的体积分数是 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 解析n2 3h2 2nh3起始3 0mol6 0mol0转化1 2mol3 6mol2 4mol平衡1 8mol2 4mol2 4mol 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 答案 1 60 2 27 3 13 已知 工业上合成氨 n2 3h2 2nh3的反应为可逆反应 铁触媒是合成氨反应的催化剂 能同等程度的加快合成氨的正 逆反应速率 但不能改变合成氨反应的限度 在一定条件下进行的合成氨反应的速率随反应时间变化的曲线如图所示 1 上述合成氨反应进行到什么时刻达到反应限度 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 答案 答案反应进行到t2时刻达到反应限度 2 t3时 向反应混合物中加入了铁触媒 请你在图中画出t3后的速率随反应时间变化的曲线图 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 答案 答案 14 某温度下 将2molco与5molh2的混合气体充入容积为2l的密闭容器中 在催化剂的作用下发生反应 co g 2h2 g ch3oh g 经过5min后 反应达到平衡 此时转移电子6mol 1 v ch3oh mol l 1 min 1 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 解析某温度下 将2molco与5molh2的混合气体充入容积为2l的密闭容器中 经过5min后 反应达到平衡 依据化学方程式可知转移电子4mol消耗co物质的量为1mol 则此时转移电子6mol 消耗co物质的量 1mol 1 5mol co g 2h2 g ch3oh g 起始量 mol 250变化量 mol 1 531 5平衡量 mol 0 521 5甲醇表示的反应速率v ch3oh 0 15mol l 1 min 1 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 答案0 15 2 在其他条件不变的情况下 再增加2molco与5molh2 达到新平衡时 co的转化率 填 增大 减小 或 不变 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 解析在其他条件不变的情况下 再增加2molco与5molh2 相当于增大压强 co g 2h2 g ch3oh g 反应是气体体积减小的反应 平衡正向进行 一氧化碳的转化率增大 增大 3 下列不能说明该反应已达到平衡状态的是 a ch3oh的质量不变b 混合气体的平均相对分子质量不再改变c v逆 co 2v正 h2 d 混合气体的密度不再发生改变 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 解析ch3oh的质量不变 物质的量不变 说明反应达到平衡状态 a不符合 反应前后气体质量不变 反应前后气体物质的量变化 当混合气体的平均相对分子质量不再改变 说明反应达到平衡状态 b不符合 反应速率之比等于化学方程式计量数之比 当满足2v逆 co v正 h2 时 说明氢气的正 逆反应速率相同 反应达到平衡状态 但v逆 co 2v正 h2 不能说明反应达到平衡状态 c符合 反应前后气体质量不变 容器体积不变 混合气体的密度始终不发生改变 不能说明反应达到平衡状态 d符合 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 答案cd 4 在一定压强下 容积为vl的容器充入amolco与2amolh2 在催化剂作用下反应生成甲醇 平衡转化率与温度 压强的关系如图所示 则p1 p2 填 大于 小于 或 等于 该反应的正反应为 填 放热 或 吸热 反应 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 15 解析答案 解析相同温度下 同一容器中 增大压强 平衡向正反应方向移动 则co的转化率增大 根据图像知 p1小于p2 温度升高co转化率减小 说明升温平衡逆向进行 逆反应为吸热反应 正反应为放热反应 小于 放热 5 能使该反应的反应速率增大 且平衡向正反应方向移动的是 a 及时分离出ch3oh气体b 适当升高温度c 增大h2的浓度d 选择高效催化剂 1 2 4 3 5 6 7