第2节 第2课时　化学反应的限度　化学反应条件的控制

化学第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制一、化学反应的限度1.可逆反应。(1)定义:在同一条件下

正反应

和

逆反应

均能进行的化学反应。

(2)特点:①正反应和逆反应

同时

进行。

②一定条件下,反应物不可能

全部

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用“”。微训练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又可以分解为N2和H2C.电解水生成H2和O2,氢气与氧气转化为H2OD.SO2溶于水和水溶液中H2SO3分解答案:C解析:可逆反应指在同一条件下,既能向正反应进行,同时又能向逆反应进行的化学反应,电解水生成氢气和氧气,氢气与氧气点燃生成水,反应条件不同,不是可逆反应。2.化学平衡状态。(1)化学平衡的建立。(2)化学平衡状态。

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

相等

,反应物的浓度和生成物的浓度

都不再改变

的状态,简称

化学平衡

。

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的或完成的

最大程度

,即该反应进行的限度。任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度。

(2)化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。(3)不同条件下,同一可逆反应的限度不同;相同条件下,不同可逆反应的限度也不同。微判断(1)化学反应达到平衡状态时,该反应就停止了。(

)(2)可逆反应达平衡状态时,反应物与生成物的浓度相等。(

)(3)一个化学反应只有一个限度。(

)(4)当一个化学反应在一定条件下达到最大限度时,反应速率也最大。(

)××××二、化学反应条件的控制1.化学反应条件的控制。(1)目的。(2)化工生产中反应条件的控制。①考虑因素:化工生产中调控反应条件时,需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。②实例——合成氨生产条件的选择:2.燃料燃烧的条件。(1)燃料与空气或氧气充分接触。(2)温度达到燃料的

着火点

。

3.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。关键是燃料与空气或氧气尽可能接触,且空气要

适当过量

。

(2)尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能,提高热能利用率。微训练2下列措施可以提高燃料燃烧效率的是(

)。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A.①③④⑤

B.②③⑤⑥C.③④⑤⑥

D.①②④⑥答案:C解析:着火点是燃料的固有性质,不能改变,①②错误;③④⑤⑥都可以使燃料与氧气充分接触,正确。一

化学平衡的建立和特征重难归纳1.化学平衡建立的速率图像。2.化学平衡状态的要点:逆、等、动、定、变。答案:A典例剖析【例1】在一定条件下,乙烷生成乙烯的反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)达到平衡后(

)。A.C2H6的浓度保持不变B.C2H6仍在不断分解,其浓度不断减小C.C2H6的分解速率大于其生成速率D.C2H4仍在不断生成,其浓度不断增加解析:浓度保持不变说明反应达到平衡状态,A项正确;化学平衡是动态平衡,C2H6仍在不断分解,C2H4仍在不断生成,但它们的浓度保持不变,B项、D项错误;达到平衡状态正、逆反应速率相同,所以C2H6的分解速率等于其生成速率,C项错误。1.对于可逆反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g),在混合气体中充入一定量的18O2,足够长的时间后,18O原子(

)。A.只存在于O2中B.只存在于O2和SO3中C.只存在于O2和SO2中D.存在于SO2、O2和SO3中答案:D学以致用二

化学平衡状态的判断重难归纳1.两个根本判据。(1)正反应速率和逆反应速率相等。(2)反应物和生成物的浓度不再变化。2.判断的依据。

举例aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g)直接依据v正=v逆①单位时间内消耗了amolA,同时生成了amolA,即v正=v逆平衡②单位时间内消耗了bmolB,同时消耗了cmolC,则v正=v逆平衡③单位时间内生成了bmolB,同时消耗了dmolD,均指v逆不一定平衡④v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d,v正不一定等于v逆不一定平衡⑤单位时间内同一物质断裂的化学键与形成的化学键的物质的量相等平衡举例aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g)直接依据各组分的浓度保持不变①各物质的物质的量或物质的量分数不再变化平衡②各物质的质量或质量分数不再变化平衡③各气体的体积分数不再变化平衡④各物质浓度相等或各物质浓度之比等于化学计量数之比不一定平衡⑤总体积、总压强、总物质的量不再变化不一定平衡举例aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g)间接依据压强①a+b≠c+d时,总压强不再变化(其他条件一定)平衡②a+b=c+d时,总压强不再变化(其他条件一定)不一定平衡温度任意化学反应都伴随着能量变化,绝热体系下温度不再变化时(其他条件一定)平衡密度密度不再变化不一定平衡颜色含有有色物质的体系颜色不再变化平衡相对分子质量体系中气态物质的平均相对分子质量不再变化不一定平衡转化率体系中某反应物的转化率不再变化平衡特别提醒(1)判断化学平衡状态的“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;

②关注反应特点,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)化学平衡状态判断的“一等一不变”。典例剖析【例2】炭在火炉中燃烧很旺时,在往炉膛底内的热灰上喷洒少量水的瞬间,炉子内火会更旺,这是因为发生了反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),在某恒温恒容反应器中模拟该反应,下列不能作为反应达到平衡状态的标志的为(

)。A.压强不变B.v正(H2O)=v正(CO)C.混合气体的密度不变D.CO的体积分数不变B解析:恒温恒容条件下,气体压强与气体的物质的量成正比,反应后气体的物质的量增大,则压强增大,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态,故A项不符合题意;无论反应是否达到平衡状态都存在“v正(H2O)=v正(CO)”,不能据此判断平衡状态,故B项符合题意;反应前后气体质量增大、容器容积不变,则反应后气体密度增大,当混合气体密度不变时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故C项不符合题意;随着反应的进行,CO体积分数增大,当CO体积分数不变时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故D项不符合题意。学以致用2.可逆反应2NO2

2NO+O2为吸热反应,一定条件下在容积固定的密闭容器中进行,下列描述中能说明反应达到平衡状态的是(

)。①单位时间内生成amolO2的同时生成2amolNO2②单位时间内生成amolO2的同时生成2amolNO③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态⑧体系的温度不再改变的状态⑨反应物NO2的转化率不再改变的状态A.①④⑥⑦⑧⑨

B.②③⑤⑦⑨C.①③④⑤⑧

D.①②③④⑤⑥⑦答案:A1.下列关于化学反应限度的说法正确的是(

)。

A.Cl2溶于水发生了可逆反应B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正反应速率和逆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答案:A2.一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡状态,下列描述一定不对的是(

)。A.单位时间内生成amolA2的同时生成amolABB.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2amolAB的同时生成amolB2D.单位时间内生成amolA2的同时生成amolB2答案:A3.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义。在673K、30MPa下的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是(

)。A.点A的正反应速率比点B的小B.点C处反应达到平衡C.点D(t1时刻)和点E(t2时刻)处n(N2)不一样D.点E处反应达到平衡答案:D4.将等物质的量的氢气和碘蒸气放入密闭容器中进行反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)(正反应放热),反应经过5min测得碘化氢的浓度为0.5mol·L-1,碘蒸气的浓度为0.25mol·L-1。请回答下列问题。