第09讲化学反应的限度（课件）-高

09化学反应的限度小杨老师

知识导图模块一可逆反应与化学平衡写出SO2转化为SO3、工业合成氨、形成氯水的三个化学方程式。观察上述方程式，有何共同的特点？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。新制氯水中含有哪些微粒？氯气的转化率有没有可能达到100%？Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-可逆反应中，反应物与生成物共存，任何反应物的转化率都不可能达到100%下列属于可逆反应的是___________。A．氯化钠溶解与结晶析出B．氯气溶于水C．电解水生成H2、O2与H2在O2中燃烧生成H2OD．反应物和生成物相反的反应E．SO2被氧气氧化成SO3F．H2和I2在高温下边化合边分解G．品红溶液通入SO2褪色，加热后又恢复红色H．Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2OI．SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr与2HBr+H2SO4(浓)===Br2+SO2↑+2H2O及时小练BEF（1）该可逆反应的v正、v逆取决于什么因素？

（2）反应刚开始时，v正、v逆的大小比较？

（3）随着反应的进行，v正、v逆的大小如何变化？为什么？

（4）v正、v逆的变化将导致二者出现什么结果？

思考与交流v正取决于反应物浓度；v逆取决于生成物浓度。反应开始时：反应物浓度最大，v正最大；生成物浓度为零，v逆为零；v正＞v逆。随着反应的进行，反应物减少，v正逐渐减小；生成物由无到有逐渐增大，v逆从0开始逐渐增大。反应进行到一定程度时，v正=v逆，反应物与生成物浓度不再变化，反应达到最大限度，即化学平衡状态。在恒温恒容的条件下，往容器中充入1molN2和3molH2，发生反应N2+3H22NH3二、化学反应的限度1．化学平衡状态的建立过程

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。二、化学反应的限度3．化学平衡的基本特征逆化学平衡状态的研究对象是_______反应等各组分浓度/物质的量/百分含量________动v正____v逆____0，是一个动态平衡定变外界条件改变时，原平衡状态被破坏，在新条件下建立平衡可逆＝≠保持不变（1）平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度已经不再改变（

）（2）化学平衡状态时，所有物质的速率都相等（

）（3）化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等且等于零（

）（4）化学平衡状态时，反应物与生成物的浓度/含量保持不变（

）（5）化学平衡状态时，各物质的浓度之比等于化学计量数之比（

）（6）当一个可逆反应达到平衡状态时，体系中只存在生成物（

）（7）化学反应的限度不可以通过改变条件而改变（

）（8）一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度（

）明辨是非×××√×××√【例1】下列不属于可逆反应的是（

）A．氯气与水反应生成盐酸与次氯酸B．N2与H2在一定条件下可以生成NH3，同时NH3又可分解为N2和H2C．电解水生成H2和O2，氢气和氧气转化为H2OD．SO2溶于水和H2SO3分解C【例2】对于可逆反应2SO2+O22SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，经足够长的时间后，下列有关说法中正确的是（

）A．18O只存在于O2中B．18O只存在于O2和SO3中C．某个二氧化硫分子的相对分子质量可能为66D．三氧化硫的相对分子质量均为82C【例3】在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是（）A．Z为0.4mol/L B．Y2为0.4mol/LC．X2为0.4mol/L D．Z为0.3mol/LD【变3-1】在密闭容器中发生反应X(g)

+3Y(g)

2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L和0.2mol/L，则平衡时各物质的浓度不可能是（

）A．Y为0.1mol/L B．Z为0.1mol/L时，Y为0.45mol/LC．Z为0.3mol/L D．X为0.2mol/LD【变3-2】在一个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分别是0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，当反应达到平衡时，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．SO2为0.25mol/L D．SO3为0.4mol/LC【例4】向一密闭容器中放入1molX，进行可逆反应2X(g)3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是（

）A．t1时，只有正反应B．t2～t3时，反应不再发生C．t2时，容器内有1.5molYD．t2～t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化D【例5】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D【变5】下列关于化学反应限度的说法中正确的是（

）A．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的最大限度B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等且等于零C．平衡状态时，各物质的浓度保持相等D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变A

思考与交流：判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡？1．在体积固定的密闭容器中发生可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)（1）单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2（）（2）单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO（）（3）用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态（）（4）单位时间内消耗2nmolNO2的同时，生成2nmolNO2（）（5）单位时间内断开nmolNO中的N—O键的同时生成2nmolO＝O键（）（6）NO2减少的化学反应速率和NO减少的化学反应速率相等（）√××√×√

N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)H2(g)+I2(g)

2HI(g)①气体的总物质的量不变

②气体的总质量不变

③气体的总压强不变

④气体的密度不变

⑤气体的平均相对分子质量不变

⑥混合气体的颜色不变

⑦体系的温度不变

思考与交流：判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡？√×√×√×2．在两个恒容容器中各发生如下反应√×√×√√√√【例6】对于以下反应：A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，在一定温度、压强下，在一体积可变的容器中，当下列物理量不再发生变化时就可确定反应一定达到平衡状态的是()A．容器的体积不再发生变化B．B的生成速率和D的反应速率之比为3∶1C．混合气体的密度不随时间变化D．B、C、D的分子个数之比为3∶2∶1C【变6-1】一定温度下，在某容器中进行如下可逆反应，当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，能说明反应达到平衡状态的是（

）①恒容时发生反应：A(g)+B(g)3C(g)②恒压时发生反应：A(g)+B(g)2C(g)③恒容时发生反应：A(g)+B(g)2C(g)+D(g)④恒压时发生反应：A(g)+B(g)3C(g)+D(g)A．②③ B．①④ C．①③ D．②④B【变6-2】反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0，若在恒压容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是（

）A．容器内气体的密度不再变化B．容器内压强保持不变C．相同时间内，生成N-H键的数目与断开H-H键的数目相等D．容器内气体的浓度之比c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2A【变6-3】下列可以证明2HI(g)

2H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是（

）①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂③温度和体积一定时，混合气体密度不再变化④v(H2)＝v(I2)＝0.5v(HI)⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化⑧温度和压强一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化A．②③④⑤⑥ B．②⑥⑦⑧⑨C．①②⑥⑧ D．②⑥⑨D模块二化学反应条件的控制高炉炼铁的主要反应是：2C(焦炭)+O2(空气)===2CO(放出热量)，Fe2O3+3CO2Fe＋3CO2。炼制1吨生铁所需焦炭的实际用量远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉中出来的气体中含有没利用的CO气体。开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度，然而高炉增高后，高炉尾气中的CO比例竟没有改变，这是什么原因呢？一、控制化学反应条件的意义促进有利反应，抑制有害反应。

二、控制化学反应条件的方法改变化学反应速率，改变可逆反应进行的程度。三、合成氨工业反应条件的控制

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400~500℃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10~30MPa。

四、煤燃烧反应条件的控制1．将固体煤粉碎以增大接触面积，同时空气适当过量，以提高转化率。2．炉膛材料尽量选择保温性能好的，烟道废气中的热量用来加热水、发电等，以提高热量利用率。【例7】下列措施可以提高燃料燃烧效率的是_________（填序号）。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将液体燃料雾化处理

⑤将煤进行气化处理

⑥通入适当过量的空气③④⑤⑥【例8】工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400-500℃和常压下的催化氧化:2SO2+O22SO3,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下述相关说法中错误的是（

）A．反应温度选择400-500℃是该反应催化剂的催化活性、反应速率、反应限度等角度综合考虑的结果B．因为在常压下该反应的速率和SO2的转化率已经很高了，所以选择常压条件主要是从生产成本角度考虑C．为提高SO2的转化率,应适当提高O2的浓度D．使用催化剂是为了加快反应速率,提高SO3产率D【例9】（1）在2L的密闭容器中放入4molN2O5，发生如下反应：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。反应至5min时，测得N2O5转化了20%，则v(NO2)为____________________；5min时，