高中化学必修2第2课时 化学反应的限度化学反应条件的控制

第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制

学业要求核心素养对接

1.认识可逆反应及其特征。

通过对化学反应限度的学习培养学生变

2.了解并会判断化学平衡状态。

化观念与平衡思想。

3.初步了解化学反应条件的控制。

基础•自主学习预习基础知识

［知识梳理］

知识点一化学反应的限度

合成氨合成塔

德国化学家哈伯(F.Haber,1868〜1934)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合

成氨。于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909

年改进了合成，氮的产率达到8%。这是工业普遍采用的直接合成法。反应过程

中为解决氢气和氮气合成转化率的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出

来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。

合成氨反应式为：N2+3H2c彘^该反应为可逆反应。

以上是工业合成氨的发现史和原理，如何提高氨的产率，学习完下列知识点你就

知道：

1.可逆反应

(1)定义：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。

⑵特点

①正向反应和逆向反应同时进行。

②一定条件下，反应物不可能包转化为生成物，即反应物的转化率不可能达到

100%。

（3）表示：书写可逆反应的化学方程式时不用“一”而用“

2.化学平衡状态

（1）化学平衡的建立

___________u（正）最大

反应开始时一

—v（逆）=（）

_____y_____I—（正）逐渐减小

反应过程中T

............-（逆）逐渐增大

（,（反应物）与（•（生成物）均不再改变

反应平衡时一

—公正）=r（逆）

反

应

速

率如2"（正）R（逆）

时间

（2）化学平衡状态（简称化学平衡）

在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相笠，反

应物和生成物的浓度不再改变的状态。

知识点二化学反应条件的控制

1.化学平衡移动的含义

对一个化学平衡状态改变条件时，原来的化学平衡将被破坏,并在新的条件下建

立新的化学平衡,即发生化学平衡移动。

2.影响化学平衡移动的因素

影响因素有温度、反应物浓度、压强等。

3.应用

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，例如，合成氨的生产在温度较低时，氨的产率较高;

压强越大,氨的产率越高。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，工业上通常选择在例工下进行。而压强越大，对动

力和生产设备的要求也越高，合成氨厂随着生产规模和设备条件的不同，采用的

压强通常为止吆QMPa。

微判断

（1）任何可逆反应都有一定的限度（）

（2）化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等（）

（3）化学反应的限度与时间的长短无关（）

（4）化学反应的限度是不可改变的（）

答案⑴J（2）V（3）V（4）X

微训练

1.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2molSO3

D.化学反应的限度可以通过改变条件来改变

解析对于可逆反应，达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，反应物的转化率

最大，A、B正确；2SO2+O2F=9so3是可逆反应，无论怎样控制条件，反应物

的转化率不可能达到100%,即2moiS02与1molCh反应不会生成2moiS03,

C错；化学反应的限度可通过改变条件，如温度、压强等来改变，D正确。

答案C

2.一定温度下，反应A2（g）+B2（g>=^2AB（g）达到平衡的标志是（）

A.单位时间内生成〃molA2的同时生成〃molAB

B.容器内的总压强不随时间的变化而变化

C.单位时间内生成2〃molAB的同时生成〃molB?

D.单位时间内生成〃molA2的同时生成〃molB2

解析在一定条件下，判断一个反应是否达到平衡，主要看正、逆反应速率是否

相等，体系中各组分的浓度（或含量）是否保持不变。A项中，生成A2是逆反应,

生成AB是正反应。显然0（正）Vo（逆），没有达到平衡；B项中，压强不随时间

的变化而变化，不能说明反应混合物中A2、B2和AB的浓度是否保持一定，也

不能说明。（正）是否等于。（逆）。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，反应从开始至达到平衡，压强一直保持不变，故压强不变不能说明

反应是否达到平衡状态；C项表明式正）=贝逆），反应已达到平衡状态；D项中，

只说明了逆反应速率，没有说明正反应速率，且不管平衡是否建立，只要反应在

进行，生成A2和B2的物质的量之比始终为1：1。

答案c

3.(1)炭在火炉中燃烧得很旺时，在往炉膛底内的热炭上喷洒少量水的瞬间，炉

子内的火会更旺这是因为____________________________________________

(2)如果欲使炉内炭更充分燃烧，下列措施可行的是()

A.向炉内吹空气B.把块状炭碾碎

C.使用H20作催化剂D.提高炉膛内的温度

解析往炉膛底内的热炭上喷洒少量水，即在高温下炽热的炭与H20反应：C(s)

+H20(g)通遢C0(g)+H2(g),这样炭经反应变成气体燃料，燃烧时与空气接触

充分，燃烧充分且快，所以炉火更旺。使用催化剂或提高炉内温度只能更快地完

成燃烧过程，而并不能为炭燃烧的更充分提供条件。

答案(1)炭与水反应生成CO和H2,燃烧更快，火焰更旺(2)AB

微思考

1.判断可逆反应已达到平衡状态的依据有哪些？

提示直接判据：a.正、逆反应速率相等；b.各物质浓度不变。间接判据：百分

含量、物质的量、压强、平均相对分子质量、密度、颜色不随时间改变。

2.如何理解正、逆反应速率相等？

提示同一物质的生成速率和消耗速率相等。

核心•互动探究突破核心任务

学习任务I化学平衡的建立和特征

资料：

化学平衡状态

在一定条件下，当一个可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时，反应物的浓

度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，即“化学平衡状态”。

其中，正反应速率与逆反应速率相等是化学平衡状态的性质，而反应物的浓度与

生成物的浓度不再改变是化学平衡状态的表现。正反应速率与逆反应速率是针对

同一可逆反应而言，正与反只是相对而言，不是绝对概念。

交流讨论》

请根据化学平衡状态的百度百科，完成下列问题：

1.化学平衡状态建立后，反应停止，反应速率为0,这句话对吗？

提示不对。从下图可知，化学平衡建立后，。（正）=。（逆）#0,说明反应并没有

停止。

2.在反应达到化学平衡状态时，各组分的浓度及质量分数、体积分数均保持

（填“相等”“不变”），相等，符合化学计量数之比。

（填“一定”“不一定”）

提示不变不一定不一定

名师归纳&

1.化学平衡建立的速率图像

反

应

速

率

2.化学平衡状态的特征概括为：逆、等、动、定、变，即：

曾一化学平衡研究的对象是可逆反应0

⑥一达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等。

⑤一化学平衡是一种表面静止状态，反应并未停止,是一种

T动态平衡°

®—达到化学平衡状态后，各组分浓度保持不变，不随时间

变化而变化。

外界条件发生改变时,原平衡状态将被打破.再在新条

件下建立新的平衡状态。

【例题】对于可逆反应M+N-Q达到平衡时，下列说法正确的是（）

A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等

B.M、N全部变成了Q

C.反应物和生成物的浓度都保持不变

D.反应已经停止

解析平衡时反应物、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ImolN反应，无论怎样

反应，M与N的浓度永远不相等，所以“M、N、Q三种物质的浓度一定相等”

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。

答案C

变式训练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0

B.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

解析A项反应达到最大限度时。正=。及WO,A项错误；同一化学反应，条件

改变，化学平衡可能被破坏，反应限度可能就会被改变，B项正确；任何可逆反

应都有一定的限度，当反应达到限度时，即反应达到化学平衡，此时。（正）=。（逆）,

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。

答案A

学习任务2（核心素养）化学平衡状态的判断

—■、知识要点

化

间变

随时

率不

应速

、逆反

「①正

反.

向相

述方

的描

质H

同物

对相

②针

）等价

/（逆

）=1

V（正

相等

数值

志

）标

标志

（动态

反，

向相

述方

的描

质量

同物

对不

③针

比）

成正

量数

学计

（与化

等效

数值

：

标志

绝对

、物质

分数

、体积

分数

质量

分的

各组

变

率不

、转化

分数

判的量

断

：

标志

标相对

志

化

间变

随时

强不

总压

系中

应体

①反

等的

积不

体体

后气

应前

于反

（适用

分浓

各成

入

A/T

）

等的

］

变（静

度不

）

反应

标志

不随

质量

分子

相对

平均

体的

合气

②混

志）

态标

子

体分

后气

应前

于反

（适用

变化

时间

的

生成

与或

质参

、液物

无固

等且

数不

）

反应

压

温恒

于恒

（适用

密度

体的