2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)與能量第3節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度課時(shí)2化學(xué)反應(yīng)的限度和化學(xué)反應(yīng)條件的控制學(xué)案新人教版必修2

PAGEPAGE8課時(shí)2化學(xué)反應(yīng)的限度和化學(xué)反應(yīng)條件的限制目標(biāo)與素養(yǎng)：1.相識(shí)可逆反應(yīng)及其特點(diǎn)。(變更觀念與平衡思想)2.了解并會(huì)推斷化學(xué)平衡狀態(tài)。(證據(jù)推理與平衡思想)3．知道限制反應(yīng)條件的意義以及相應(yīng)的措施。(宏觀辨識(shí)與社會(huì)責(zé)任)4.相識(shí)提高燃料的燃燒效率的重要性。(科學(xué)看法與社會(huì)責(zé)任)一、化學(xué)反應(yīng)的限度1．可逆反應(yīng)(1)正向反應(yīng)：由反應(yīng)物得到生成物的化學(xué)反應(yīng)。(2)逆向反應(yīng)：由生成物得到反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)。(3)可逆反應(yīng)：在同一條件下正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向均能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。(4)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)①正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，兩向條件相同。②肯定條件下，反應(yīng)物不行能完全轉(zhuǎn)化為生成物，即反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不行能達(dá)到100%，即反應(yīng)物、生成物共存。2．化學(xué)平衡狀態(tài)(1)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立即化學(xué)平衡建立過(guò)程的v-t圖為(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的概念在肯定條件下，可逆反應(yīng)進(jìn)行到肯定程度時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再變更，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)。(3)化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)達(dá)到的一種特別狀態(tài)，是在給定條件下化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到的或完成的最大程度，任何可逆反應(yīng)在給定條件下的進(jìn)程都有肯定的限度?？赡娣磻?yīng)在肯定條件下達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，此時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率最大嗎？變更條件，轉(zhuǎn)化率變更嗎？[答案]轉(zhuǎn)化率最大。變更條件，轉(zhuǎn)化率可能變更。二、化學(xué)反應(yīng)條件的限制1．化學(xué)反應(yīng)條件的限制(1)促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)①提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率即原料的利用率。②加快反應(yīng)速率。(2)抑制有害的化學(xué)反應(yīng)①減緩反應(yīng)速率。②削減甚至消退有害物質(zhì)的產(chǎn)生。③限制副反應(yīng)的發(fā)生。2．燃料燃燒效率的提高措施(1)燃料燃燒的條件①燃料與空氣或氧氣盡可能充分接觸，且空氣要適當(dāng)過(guò)量。②溫度達(dá)到燃料的著火點(diǎn)。(2)提高燃料燃燒效率的措施①盡可能使燃料充分燃燒，提高能量的轉(zhuǎn)化率。②盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放出的熱能，提高熱能的利用率。(3)提高燃料燃燒效率的實(shí)質(zhì)和意義①實(shí)質(zhì)：從多方面限制燃燒反應(yīng)的條件(包括環(huán)境)。②意義：節(jié)約能源、節(jié)約資源、削減污染等。結(jié)合燃料燃燒的條件分析滅火的措施有哪些？[答案]隔絕空氣，降低火焰溫度。1．推斷對(duì)錯(cuò)(對(duì)的打“√”，錯(cuò)的打“×”)(1)Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(,\s\up9(放電),\s\do10(充電))2PbSO4＋2H2O為可逆反應(yīng)()(2)Cl2通入足量的水中，溶液中不存在Cl2()(3)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正＝v逆，c(生成物)不變，反應(yīng)停止()(4)為了提高燃料燃燒效率盡可能增加空氣的量，且越多越好()[提示](1)×(2)×(3)×(4)×2．某可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()①正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，兩者的速率完全相等②反應(yīng)物和生成物同時(shí)存在，兩者的濃度相同③混合物的組成比例不會(huì)因時(shí)間而變更A．① B．①③C．② D．①②③[答案]B3．在容積為5L的密閉容器中，加入0.2molCO和0.2molH2O(g)，在催化劑存在的條件下高溫加熱，發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)eq\o(,\s\up9(催化劑),\s\do10(△))CO2(g)＋H2(g)，并放出熱量。反應(yīng)中CO2的濃度隨時(shí)間變更的曲線如圖所示。(1)依據(jù)圖中數(shù)據(jù)，從反應(yīng)起先至達(dá)到平衡時(shí)，CO的化學(xué)反應(yīng)速率為_(kāi)___________________；反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)c(H2)＝________。(2)推斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是________(填字母)。A．單位時(shí)間內(nèi)CO消耗的物質(zhì)的量和CO2消耗的物質(zhì)的量相等B．CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等C．CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變更D．正、逆反應(yīng)速率都為0[答案](1)0.003mol·L－1·min－10.03mol·L－1(2)AC化學(xué)平衡的建立與特征1．建立——與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)(1)正向建立(2)逆向建立2．化學(xué)平衡狀態(tài)的特征化學(xué)平衡特征可概括為逆、等、動(dòng)、定、變。即：1．對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)限度的敘述，不正確的是()A．當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到最大限度時(shí)反應(yīng)速率為0B．同一化學(xué)反應(yīng)，若反應(yīng)條件不同，限度可能不同C．化學(xué)反應(yīng)達(dá)到限度時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等D．化學(xué)反應(yīng)的限度與時(shí)間的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)A[A項(xiàng)反應(yīng)達(dá)到最大限度時(shí)v正＝v逆≠0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同一化學(xué)反應(yīng)，條件變更，化學(xué)平衡可能被破壞，反應(yīng)限度可能就會(huì)被變更，B項(xiàng)正確；任何可逆反應(yīng)都有肯定的限度，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到限度時(shí)，即反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，此時(shí)v正＝v逆，C項(xiàng)正確；對(duì)同一可逆反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，當(dāng)外界條件不變時(shí)，反應(yīng)的限度不變，與時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，D項(xiàng)正確。]2．對(duì)于可逆反應(yīng)M＋NQ達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．M、N、Q三種物質(zhì)的濃度肯定相等B．M、N全部變成了QC．反應(yīng)物和生成物的濃度都保持不變D．反應(yīng)已經(jīng)停止C[平衡時(shí)反應(yīng)物、生成物的濃度之比應(yīng)從兩個(gè)方面考慮：一是反應(yīng)物的起始濃度，二是化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)。如2molM與1molN反應(yīng)，無(wú)論怎樣反應(yīng)，M與N的濃度恒久不相等，所以“M、N、Q三種物質(zhì)的濃度肯定相等”這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的，A錯(cuò)誤；此反應(yīng)是可逆反應(yīng)，B錯(cuò)誤；反應(yīng)物和生成物的濃度都保持不變，可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，但未停止，C正確，D錯(cuò)誤。]化學(xué)平衡狀態(tài)的判定干脆推斷依據(jù)v正＝v逆同一物質(zhì)生成速率等于消耗速率不同物質(zhì)化學(xué)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，且表示不同方向(即“一正一逆”)間接推斷依據(jù)各物質(zhì)的某些物理量各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、物質(zhì)的量濃度保持不變各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體的體積分?jǐn)?shù)保持不變對(duì)于壓強(qiáng)、密度、平均相對(duì)分子質(zhì)量的推斷要視條件或反應(yīng)特點(diǎn)而定，總之要抓住“變量不變”即可——假如所給的物理量隨著反應(yīng)的進(jìn)行是一個(gè)變量，在某時(shí)間段內(nèi)不變，就可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；假如該物理量始終是一個(gè)定值，就不能作為推斷的依據(jù)。3．肯定溫度下的恒容容器中，能標(biāo)記某可逆反應(yīng)A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A．混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間變更而變更B．氣體總物質(zhì)的量不隨時(shí)間變更而變更C．2v正(B)＝v逆(D)D．混合氣體的密度保持不變D[因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體的體積不變，所以氣體總物質(zhì)的量、壓強(qiáng)始終不隨時(shí)間變更而變更，不能作為依據(jù)，A、B錯(cuò)誤；當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正(B)＝2v逆(D)，C錯(cuò)誤；因?yàn)槿萜鞯捏w積恒定，但是氣體的質(zhì)量不守恒，所以只要反應(yīng)未達(dá)到平衡，密度就變更，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，密度不再變更，D正確。]4．肯定溫度下，對(duì)于在恒容密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)。推斷下列描述中該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的是________。①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO2②單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變更表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再變更的狀態(tài)⑤密閉容器中壓強(qiáng)不再變更的狀態(tài)⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變更的狀態(tài)[解析]①中單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)，必消耗2nmol的NO2，能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；②中描述的都是正反應(yīng)方向的速率，不能說(shuō)明反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)；③中無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)平衡狀態(tài)，同向的速率之比肯定等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；④中混合氣體的顏色不變，即c(NO2)保持不變，說(shuō)明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；⑤、⑥因該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不等的反應(yīng)，容器的體積固定，故氣體的壓強(qiáng)不變，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，均能說(shuō)明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。[答案]①④⑤⑥利用“變量”與“不變量”來(lái)推斷化學(xué)平衡狀態(tài)(1)選變量選定反應(yīng)中“變量”，即隨反應(yīng)進(jìn)行而變更的量，當(dāng)變量不再變更時(shí)，反應(yīng)已達(dá)平衡。(2)常見(jiàn)的變量①氣體的顏色；②對(duì)于氣體體積有變更的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，恒壓反應(yīng)時(shí)的體積、恒容反應(yīng)時(shí)的壓強(qiáng)；③對(duì)于反應(yīng)體系中全部為氣體，且氣體物質(zhì)的量有變更的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量；④對(duì)于反應(yīng)體系中不全部為氣體的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，恒容時(shí)混合氣體的密度等。(3)說(shuō)明在利用eq\x\to(M)、ρ、n(總)、p(總)推斷時(shí)要留意反應(yīng)特點(diǎn)和容器的體積變更問(wèn)題。1．下列各組反應(yīng)互為可逆反應(yīng)的是()①2NaHCO3eq\o(=,\s\up9(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O與CO2＋H2O＋Na2CO3=2NaHCO3②SO2＋H2O=H2SO3與H2SO3=SO2＋H2O③2SO2＋O2eq\o(=,\s\up9(催化劑),\s\do8(△))2SO3與2SO3eq\o(=,\s\up9(催化劑),\s\do8(△))2SO2＋O2④NH3＋HCl=NH4Cl與NH4Cleq\o(=,\s\up9(△))NH3↑＋HCl↑A．①② B．②③C．②③④ D．①②④[答案]B2．可逆反應(yīng)達(dá)到最大反應(yīng)限度的本質(zhì)特征是()A．反應(yīng)停止了B．正逆反應(yīng)的速率均為零C．正逆反應(yīng)都還在接著進(jìn)行D．正逆反應(yīng)的速率相等且不為零[答案]D3．在一個(gè)不傳熱的固定容積的密閉容器中，可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，當(dāng)m、n、p、q為隨意整數(shù)時(shí)，肯定達(dá)到平衡的標(biāo)記是()①體系的壓強(qiáng)不再變更②體系的溫度不再變更③各組分的濃度不再變更④各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再變更⑤反應(yīng)速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q⑥單位時(shí)間內(nèi)mmolA發(fā)生斷鍵反應(yīng)，同時(shí)pmolC也發(fā)生斷鍵反應(yīng)A．③④⑤⑥ B．②③④⑥C．①③⑤ D．①④⑥B[m＋n與p＋q的相對(duì)大小不確定，①不正確；v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不能明確v正與v逆的關(guān)系，⑤不正確。]4．下列說(shuō)法不正確的是()A．化石燃料在任何條件下都能充分燃燒B．化石燃料在燃燒過(guò)程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體C．干脆燃燒煤不如將煤進(jìn)行深加工后燃燒效果好D．固體煤變?yōu)闅怏w燃料后，能提高燃燒效率[答案]A5．在200℃時(shí)，將amolH2(g)和bmolI2(g)充入到體積為VL的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。(1)反應(yīng)剛起先時(shí)，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________。而c(HI)＝________，所以化學(xué)反應(yīng)速率________最大，而________最小(為0)。(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)混合物中各組分濃度的變更趨勢(shì)為c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)________，從而化學(xué)反應(yīng)速率v正________，而v逆________。(3)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到v正與v逆________時(shí)，此可逆反應(yīng)達(dá)到了最大限度。若保持外界條件不變時(shí)，混合物中各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、