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1、第二章 第三节 化学反应的速率和限度,第2课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制,1.了解可逆反应的含义及其特征。 2.认识化学反应的限度，知道外界条件改变时化学反应限度能发生改变。 3.初步了解化学反应达到平衡状态的标志。 4.了解控制反应条件在生产和科研中的作用。,目标导航,基础知识导学,重点难点探究,随堂达标检测,栏目索引,分层训练,一、化学反应的限度,基础知识导学,答案,1.可逆反应 (1)概念：在同一条件下 方向和 方向均能进行的化学反应。 (2)特征：反应不能 ，或者在一定条件下反应物与生成物 。 2.化学平衡状态 (1)建立过程： 如对于可逆反应2SO2O2 2SO3，在一定温
2、度下，将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中。其化学平衡建立的过程如图所示。,正反应,逆反应,进行到底,同时存在,答案,反应开始时，正反应速率 ，原因是 ； 逆反应速率 ，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,为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)概念：对于可逆反应，如果外界条件( 、 、 等)不发生改变，当 反应
3、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，化学平衡状态是化学反应所能进行的最大限度。,温度,浓度,压强,可逆,正反应速率,逆反应速率,浓度,浓度,答案,(3)特征： 等：v正 v逆 0。 动：化学平衡状态是一种 平衡。达到平衡状态时，反应并没有停止，这时正反应和逆反应都依然在进行。 定：反应物的浓度和生成物的浓度 。 变：外界条件( 、 、 等)一旦改变，化学平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。 点拨 化学反应速率改变，平衡不一定发生移动，如反应前后气体体积不变的反应增大压强或使用催化剂，正逆反应速
4、率变化程度相同，v正v逆，平衡不移动；平衡发生移动，化学反应速率一定发生改变，移动的根本原因是外界条件改变，使v正v逆。,动态,不再改变,温度,浓度,压强,答案,议一议 判断正误，正确的打“”，错误的打“” (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,二、反应条件的控制,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：改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等。
5、改变可逆反应进行的限度：改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等。,有利,有害,答案,答案,2.提高煤的燃烧效率 (1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是 ；通入适当过量的空气可以使 ；若空气不足，会造成煤燃烧_， 生成 ，产生热量 ，且会造成污染。 (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 。,增大与空气中O2的接触面积， 煤粉燃烧更充分，反应速率快,煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量,不完全,CO,减少,防止热量散失,将燃烧后的废气,通过热交换装置，供其他方面使用,议一议,答案 不是。可逆反应是在同一条件下，正
6、向反应和逆向反应同时进行的化学反应。以上两个反应是分别在点燃和电解两个不同条件下的反应，不属于可逆反应。,2.可逆反应达到平衡后，正反应和逆反应是不是都停止了？,答案 不是。可逆反应达到平衡后，正反应和逆反应都仍然进行，只是正反应使反应物的减少量(生成物的增加量)与逆反应使反应物的增加量(生成物的减少量)相等，从表面看没有变化。,答案,返回,一、化学平衡状态的判断,重点难点探究,例1 可逆反应：2NO22NOO2在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是( ) 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO 用NO
7、2、NO、O2表示的反应速率的比为221的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A. B. C. D.全部,解析答案,解析 中单位时间内生成n mol O2的同时必消耗2n mol NO2，知v正v逆，所以能说明达到平衡状态； 所描述的都是指正反应方向的速率，无法判断； 无论达到平衡与否，物质的反应速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比； 有色气体的颜色不变能够说明达到了化学平衡；因容器体积固定，密度是一个常数，所以不能说明； 该反应是一个反应前后气体体积不等的反应，容器的体积又固定，所以
8、均能说明达到平衡。 答案 A,化学平衡状态的判断 (1)直接标志 v正v逆 a.同一种物质的生成速率等于消耗速率； b.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比； c.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。,规律总结,各组分的浓度保持一定 a.各组分的浓度不随时间的改变而改变； b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。 (2)间接标志 反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。 对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。 全是
9、气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。 对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。,变式训练1 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n mol H2，同时就有n mol HI生成 B.单位时间内有n mol H2生成，同时就有n mol I2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HH键断裂的同时，有2个HI键断裂,解析答案,解析 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n mol H2的同时应有2n
10、 mol HI生成，A错误； 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11，B错误； 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，C错误； 断裂HH键是正反应，断裂HI键是逆反应，根据化学方程式的化学计量数关系，断裂1个 HH 键的同时，有2个HI键断裂，其正反应速率等于逆反应速率，D正确。 答案 D,二、有关化学平衡的简单计算 例2 X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，发
11、生反应X2Y2Z。达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)n(Y)n(Z)，则Y的转化率为( ),解析答案,答案 B,解答有关化学反应速率和化学平衡时的注意 事项 解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时，一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设其他条件和定律列方程求解。如： mA(g)nB(g) pC(g)qD(g) 起始/mol a b 0 0 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol amx bnx px qx,规律总结,注意 (1)转化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例；(2)这里a、b可指物质的量、浓度、体积等；(3)对反应物：平衡时的量起始的
12、量转化的量；对生成物：平衡时的量起始的量转化的量。同时要注意差量法、守恒法等简单计算方法在化学平衡中的应用。,变式训练2 在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于( ) A.5% B.10% C.15% D.20%,解析答案,返回,解析 达到平衡时，H2转化的物质的量为8 mol25%2 mol。在一定条件下，N2与H2发生反应：,答案 C,返回,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
13、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2 mol SO2与1 mol O2反应生成2 mol SO3 D.化学反应的限度可以通过改变条件来改变,随堂达标检测,解析答案,1,2,3,4,5,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；,1,2,3,4,5,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.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
14、D.X2和Y2的消耗速率相等,1,2,3,4,5,解析答案,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不能说明该反应已经达到平衡；X2和Y2的化学计量数相等且均为反应物，其消耗速率始终相等。 答案 C,1,2,3,4,5,3.如下图，向A、B中均充入1 mol X、1 moI Y，起始时A、B的体积相等都等于a L。在相同温度、压强和催化剂存在的条件下，关闭活塞K，使两容器中各自发生下述反应：X(g)Y
15、(g)2Z(g)W(g) H0。达平衡时，A的体积为1.4a L。下列说法错误的是( ),1,2,3,4,5,A.反应速率：vBvA B.A容器中X的转化率为80% C.平衡时的压强：pBpA D.平衡时向A容器中充入与反应无关的气体M，能减慢A容器内化学反应 的速率,1,2,3,4,5,解析答案,解析 对于X(g)Y(g)2Z(g)W(g)来说，正反应是气体物质的量增大的反应，A、B容器分别在恒压、恒容下建立平衡。平衡之前，由于B的气体压强增大，根据压强对化学反应速率的影响可知，每个时刻的反应速率B都将大于A容器，即反应速率：vBvA，A正确；,1,2,3,4,5,解析答案,根据阿伏加德罗定律(同温同容时，压强之比等于物质的量之比)，达平衡后，混合气体的物质的量是初始时物质的量的1.4倍，即1.42 mol2.8 mol，即增加了0.8 mol，根据化学方程式的计算可知，,1,2,3,4,5,解析答案,1,2,3,4,5,从反应开始至达到平衡，反应体系的压强BA，C错误； 由于A是恒压条件下进行反应，平衡时向A容器中充入与反应无关的气体M，使体系的压强增大，则容
