第14講-化學反應的限度(學生版)

第14講第14講化學反應的限度知識導航知識導航模塊一模塊一可逆反應與化學平衡知識精講知識精講思考與交流（1）（1）寫出SO2轉化為SO3、工業(yè)合成氨、形成氯水的三個化學方程式。（2）觀察上述方程式，有何共同的特點？一、可逆反應1．定義：在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應。2．表示：書寫可逆反應的方程式不用“”，而用“”連接。3．特點：思考與交流：新制氯水中含有哪些微粒？氯氣的轉化率有沒有可能達到100%？二、化學反應的限度1．化學平衡狀態(tài)的建立過程加入反應物，從正反應方向開始加入生成物，從逆反應方向開始2．化學平衡狀態(tài)的概念一定條件下的可逆反應進行到一定程度時，正反應速率和逆反應速率相等，反應物和生成物的濃度不再改變，達到一種表面靜止的狀態(tài)，稱為“化學平衡狀態(tài)”，簡稱化學平衡。3．化學平衡的基本特征對點訓練對點訓練題型一：可逆反應判斷與特點【例1】下列反應屬于可逆反應的是()A．Na溶于水的反應B．NH3溶于水的反應C．可充電電池的反應，如H2O＋Zn＋Ag2OZn(OH)2＋2AgD．電解水生成H2和O2，點燃H2和O2的混合物生成水【例2】在下列反應CO+H2O?CO2+H2中，加入C18O后，則18O存在于A．只存在于CO和CO2中 B．存在于CO、H2O、CO2中C．只存在于CO中 D．存在于CO、H2O、CO2、H2中題型二：化學平衡狀態(tài)的特征【變3-1】向一密閉容器中放入1molX，進行可逆反應2X(g)3Y(g)，反應過程中的反應速率(v)與時間(t)的關系曲線如圖所示，下列敘述正確的是（）A．t1時，只有正反應B．t2～t3時，反應不再發(fā)生C．t2時，容器內有1.5molYD．t2～t3時，X、Y的物質的量均沒有發(fā)生變化知識精講知識精講三、化學平衡狀態(tài)的判斷1．速率相等：①同種物質——v正(A)=v逆(A)②不同物質——v正(A):v逆(B)=a:b（化學計量數(shù)之比）2．變量不變：①各組分的物質的量、質量、濃度、百分含量等保持不變。②總壓強、總物質的量、混合氣體的Mr、體系的密度、顏色等，根據(jù)具體情況分析。思考與交流：判斷下列條件能否說明該反應已達化學平衡？1．在體積固定的密閉容器中發(fā)生可逆反應2NO2(g)2NO(g)+O2(g)（1）單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO2（）（2）單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO（）（3）用NO2、NO、O2表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)（）（4）單位時間內消耗2nmolNO2的同時，生成2nmolNO2（）（5）單位時間內斷開nmolNO中的N—O鍵的同時生成2nmolO＝O鍵（）（6）NO2減少的化學反應速率和NO減少的化學反應速率相等（）2．在兩個恒容容器中各發(fā)生如下反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H2(g)+I2(g)2HI(g)①氣體的總物質的量不變②氣體的總質量不變③氣體的總壓強不變④氣體的密度不變⑤氣體的平均相對分子質量不變⑥混合氣體的顏色不變⑦體系的溫度不變對點訓練對點訓練題型三：化學平衡狀態(tài)的判斷【變4-2】一定條件下，NO2與SO2反應生成SO3和NO兩種氣體。將體積比為1∶2的NO2、SO2氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應，下列不能說明反應達到平衡狀態(tài)的是A．混合氣體顏色保持不變 B．體系的平均相對分子質量保持不變C．NO2和SO2的體積比保持不變 D．每消耗1molSO2的同時生成1molNO2【變4-3】一定溫度下，在恒容的密閉容器中。該反應A(g)+3B(g)=2C(g)達到平衡狀態(tài)的標志有①B的生成速率與C的消耗速率之比為3：2②容器中的壓強不再發(fā)生變化③容器內混合氣體的密度不變化④混合氣體的平均相對分子質量不變⑤C的物質的量濃度不再變化⑥密閉容器中n(A)：n(B)：n(C)=1：3：2A．①④⑤ B．②③⑤ C．②④⑥ D．②④⑤【變4-5】將一定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空容器中(假設容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達到分解平衡：H2NCOONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)。能判斷該反應已經(jīng)達到化學平衡的是①v(NH3)正=2v(CO2)逆②密閉容器中總壓強不變③密閉容器中混合氣體的密度不變④密閉容器中混合氣體的平均相對分子質量不變⑤密閉容器混合氣體的總物質的量不變⑥密閉容器中CO2的體積分數(shù)不變⑦混合氣體總質量不變A．①②⑤⑦ B．①②③⑤⑦ C．①②③⑤⑥ D．全部模塊二模塊二化學反應條件的控制知識精講知識精講一、控制化學反應條件的意義促進有利反應，抑制有害反應。二、控制化學反應條件的方法改變化學反應速率，改變可逆反應進行的程度。三、合成氨工業(yè)反應條件的控制合成氨的生產(chǎn)在溫度較低時，氨的產(chǎn)率較高；壓強越大，氨的產(chǎn)率越高。但溫度低，反應速率小，需要很長時間才能達到化學平衡，生產(chǎn)成本高，工業(yè)上通常選擇在400~500℃下進行。而壓強越大，對動力和生產(chǎn)設備的要求也越高，合成氨廠隨著生產(chǎn)規(guī)模和設備條件的不同，采用的壓強通常為10~30MPa。四、煤燃燒反應條件的控制1．將固體煤粉碎以增大接觸面積，同時空氣適當過量，以提高轉化率。2．爐膛材料盡量選擇保溫性能好的，煙道廢氣中的熱量用來加熱水、發(fā)電等，以提高熱量利用率。對點訓練對點訓練題型四：化學反應條件的控制【例5】下列措施可以提高燃料燃燒效率的是_________（填序號）。①提高燃料的著火點②降低燃料的著火點 ③將固體燃料粉碎④將液體燃料霧化處理 ⑤將煤進行氣化處理 ⑥通入適當過量的空氣【例6】工業(yè)制硫酸中的一步重要反應是SO2在400-500℃和常壓下的催化氧化:2SO2+O22SO3,這是一個正反應放熱的可逆反應。如果反應在密閉容器中進行,下述相關說法中錯誤的是（）A．反應溫度選擇400-500℃是該反應催化劑的催化活性、反應速率、反應限度等角度綜合考慮的結果B．因為在常壓下該反應的速率和SO2的轉化率已經(jīng)很高了，所以選擇常壓條件主要是從生產(chǎn)成本角度考慮C．為提高SO2的轉化率,應適當提高O2的濃度D．使用催化劑是為了加快反應速率,提高SO3產(chǎn)率題型五：化學反應速率與限度綜合【變7-1】向容積為2.0L的密閉容器中通入一定量的N2O4(無色氣體)和NO2的混合氣體，發(fā)生反應：N2O4(g)2NO2(g)，反應吸熱，體系中各物質的物質的量隨時間變化如圖所示。下列有關說法正確的是A．64s時，反應達到化學平衡狀態(tài)B．到達化學平衡前，混合氣體的顏色逐漸變深C．若該容器與外界無熱傳遞，則反應達到平衡前容器內氣體的溫度逐漸升高D．前100s內，用NO2濃度的變化表示的化學反應速率是0.008mol·L-1·s-1提分特訓提分特訓【題1】下列反應屬于可逆反應的是A．二氧化碳與水反應 B．銅與濃硫酸反應C．鹽酸與氫氧化鈉反應 D．氫氣在氯氣中燃燒【題2】化學反應在硫酸工業(yè)中有重要應用。關于該反應的敘述正確的是A．無限延長化學反應的時間能改變化學反應的限度B．、、的物質的量比1：2：2時達到平衡狀態(tài)C．該反應達到化學平衡狀態(tài)時，正反應速率和逆反應速率相等且等于零D．若開始加入和，達到化學平衡時核素存在于三種物質中【題3】2molNH3和3molO2在2L密閉容器中發(fā)生反應，2min后達到平衡，生成1.5molNO。下列有關說法正確的是A．達到平衡時，4v正(O2)=5v逆(NO)B．若單位時間內生成xmolNO，同時消耗xmolNH3，則反應達到平衡狀態(tài)C．達到平衡時，若增加容器體積，則v正減小，v逆增大D．2min內用NH3表示的反應速率為v(NH3)=0.75mol·L-1·min-1【題4】在恒溫恒容的密閉容器中,有可逆反應2NO2?N2O4,下列能說明反應達到了平衡狀態(tài)的是①NO2生成N2O4的速率與N2O4分解生成NO2速率相等時②C(NO2)=C(N2O4)時③N2O4處于不再分解時④NO2的分子數(shù)與N2O4分子數(shù)比為2:1時⑤體系顏色深淺不再發(fā)生改變時⑥反應器中壓強不再隨時間變化時⑦混合氣體的平均分子量保持不變時⑧混合氣體的密度保持不變時A．①③⑤⑧ B．②④⑥⑧ C．③⑤⑦ D．⑤⑥⑦【題5】下列說法正確的是A．，其他條件不變，縮小反應容器體積，正逆反應速率不變B．，碳的質量不再改變說明反應已達平衡C．若壓強不再隨時間變化能說明反應已達平衡，則A、C不能同時是氣體D．和反應達到平衡時轉化率為，放出的熱量為；在相同溫度和壓強下，當分解為和的轉化率為時，吸收的熱量為，不等于【題6】如圖表示800℃時A、B、C三種氣體物質的濃度隨時間變化的情況，t是到達平衡狀態(tài)的時間。試回答：（1）該反應的反應物是___。（2）該反應的化學反應方程式為____。（3）若達到平衡狀態(tài)的時間是2min，A物質的平均反應速率為___。（4）假設該反應在體積固定的密閉容器中進行，下列能做為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的標志的是___。A．每有3molA消耗，就會有3molC消耗 B．B的體積分數(shù)保持不變C．氣體的密度保持不變 D．B和C的濃度之比1：3（5）達到平衡時，A的體積分數(shù)是___。提分作業(yè)提分作業(yè)【練1】在一個密閉容器中發(fā)生反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L，當反應達到反應限度時可能的數(shù)據(jù)是（）A．c(SO3)=0.4mol/L B．c(SO2)=c(SO3)=0.15mol/LC．c(O2)=0.35mol/L D．c(SO2)+c(SO3)=0.4mol/L【練2】一定溫度下，密閉容器中可逆反應3X(g)+Y(g)2Z(g)達到限度的標志是（）A．X的生成速率與Z的生成速率相等 B．單位時間內生成3nmolX，同時消耗nmolYC．某時刻X、Y、Z的濃度相等 D．某時刻X、Y、Z的分子個數(shù)比為3:1:2【練3】一定條件下將0.1molN2和0.3molH2置于密閉容器中發(fā)生反應：N2+3H22NH3（放熱反應）。下列關于該反應的說法正確的是（）A．最終可生成0.2molNH3B．增大壓強能使反應速率減小C．降低反應體系的溫度能加快反應速率D．向容器中再加入N2，能加快反應速率【練4】在一定溫度下可逆反應N2+3H22NH3已達到平衡，下列有關說法正確的是（）①1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵形成②反應混合物中各組分的物質的量保持不變③1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個N—H鍵斷裂④NH3生成的速率與NH3分解的速率相等⑤單位時間生成nmolN2，同時生成2nmolNH3⑥N2、H2、NH3的分子數(shù)一定為1∶3∶2A．①②③④⑤ B．①②③⑤⑥C．③④⑤⑥ D．①②④⑤【練5】將4molA氣體和1molB氣體在2L的容器內混合，在一定條件下發(fā)生反應：2A(g)+B(g)3C(g)，若2min后測得C的濃度為0.6mol·L-１，則下列說法正確的是（）A．用物質A表示反應的平均速率為v(A)=0.4mol·(L·min)-１B．2min時B的轉化率為20％C．2min時A、B、C三種氣體的總量為5molD．若2min后該反應達平衡，則各種氣體的量不再變化，反應停止【練6】化學反應限度的調控在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保技術等方面得到了廣泛的應用，如果設法提高化學反應的限度，下面說法中錯誤的是（）A．能夠節(jié)約原料和能源 B．能夠提高產(chǎn)品的產(chǎn)量C．能夠提高經(jīng)濟效益 D．能夠提高化學反應速率【練7】（1）一定溫度下，在密閉容器內進行某化學反應，氣體X、Y的物質的量隨反應時間變化的曲線如圖所示。①寫出該反應的化學方程式：__________________。②在和時正反應速率分別為和，則二者大小關系為_______（填“>”“<”或“=