1、第二章 化学反应与能量 第2课时 化学反应的限度学习目标 1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。2.认识可逆反应及其特征。3.学会判断可逆化学反应的平衡状态，初步了解化学反应条件的控制。知识衔接1影响化学反应速率的外界因素主要有哪些？提示：温度、浓度、压强(有气体反应或生成)、催化剂、固体反应物的表面积等。2二氧化硫与水的反应、二氧化硫与氧气的反应是否属于可逆反应？试写出反应的化学方程式。提示：属于；SO2H2OH2SO3；2SO2O2催化剂2SO3。3可燃物质充分燃烧需要具备的两个主要条件：温度达到着火点，与空气(或 O2)接触。自主学习一、化学反应的限度1可逆反应
2、。(1)定义：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。(2)特点。(3)表示方法：化学方程式用“”连接而不用“=”连接。2化学反应限度。(1)化学平衡状态的建立。图示：（2）化学平衡状态的概念：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，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种宏观静止的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。（3）化学反应的限度：化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下所能达到的最大程度，任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。二、化学反应条件的控制目的促进有利反应增大反应速率提高原料利用率抑制有害反应减小有害
3、反应速率减少甚至消除有害物质产生控制副反应的发生措施改变速率改变温度 改变气体压强 改变浓度 改变固体的表面积 合理使用催化剂改变进行程度改变温度 改变气体压强 改变浓度燃料与空气或氧气接触，且空气或氧气要适当过量燃料燃烧的条件温度达到燃料的着火点尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率实例 提高燃料燃烧效率的措施尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热量，提高热能的利用率易错提醒1.正反应和逆反应均能进行的化学反应不一定是可逆反应，需注意前提条件：在相同条件下。2.可逆反应达到化学平衡后，反应并没有停止，实际上正反应和逆反应始终在进行，只是正、逆反应速率相等。3.对于反应前后气体体积不变的反应，总
4、物质的量、总压强始终保持不变，不能作为依据。4.利用密度判断化学平衡时，不仅要看化学方程式的特点（质量变化和物质的量的变化），还要看容器的特点（容器容积不变还是可变）。自我检测1.判断正误（正确的打“”，错误的打“”）。（1）SO2 和 O2 的反应可写为 2SO2O2=催化剂2SO3。()(2)CaOCO2=CaCO3 和 CaCO3=高温 CaOCO2属于可逆反应。()(3)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。()(4)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。()解析：(1)SO2 和 O2 反应的方程式中应用“”。(2)CaOCO
5、2=CaCO3和 CaCO3=高温 CaOCO2两反应的反应条件不同。(4)反应达到平衡时 v 正v 逆0。答案：(1)(2)(3)(4)2下列说法正确的是()A密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2可生成2 mol NH3B一定条件下，可逆反应达到平衡状态，该反应就达到了这一条件下的最大限度C对于任何反应增大压强，化学反应速率均增大D化学平衡是一种动态平衡，条件改变，原平衡状态不会被破坏解析：N2 和 H2 生成 NH3 的反应为可逆反应，1 mol N2和 3 mol H2 不能完全反应生成 2 mol NH3，A 项不正确；压强是影响化学反应速率的一个因素，但并不适合于所有的反
6、应，必须有气体参与的反应才适合，C 项不正确；化学平衡是一种动态平衡，该平衡是建立在一定条件下的平衡，如果条件改变，平衡可能会发生移动，D 项不正确。答案：B3一定温度下，密闭容器中进行的反应：N23H22NH3 达到平衡时的说法不正确的是()A平衡体系中氮气、氢气、氨的物质的量保持不变B平衡体系中氮气、氢气、氨的浓度保持不变C单位时间内生成的氨和分解的氨物质的量相同D单位时间内消耗的氮气和氢气与生成的氨气物质的量相同解析：反应 N23H22NH3 达到平衡时，平衡体系中氮气、氢气、氨的物质的量、浓度保持不变，A、B正确；单位时间内生成的氨和分解的氨物质的量相同，正、逆反应速率相等，反应达到平
7、衡，C 正确；反应达到平衡时，单位时间内消耗的氮气和氢气和生成的氨气都表示正反应方向，且物质的量之比始终为 21，D 错误。答案：D4下列关于提高燃料燃烧效率的说法，不正确的是()A空气量越多越好B应通入适量的空气C固体燃料燃烧前最好粉碎D液体燃料燃烧时可以以雾状喷出解析：燃料充分燃烧，把固体粉碎或液体雾化都是为了增大与空气的接触面积以利于充分燃烧，而空气的量要适当，因为空气量过多，会带走一部分热量。答案：A要点一 可逆反应的特征问题 1：在一定条件下，将 1 mol N2 和 3 mol H2 置于密闭容器中充分反应，能否得到 2 mol NH3?答案：不能。原因是 N2 和 H2 合成氨的
8、反应属于可逆反应，反应物转化率在该条件下达不到 100%。问题 2：可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态，此时反应物的转化率最大吗？答案：可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态后，反应物的量不再随时间的变化而变化，因此反应物的转化率在该条件下达最大值，且保持不变。例 1 一定温度下，在 2 L 的密闭容器中，X、Y、Z 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是()A反应开始到 10 s，用 Z 表示的反应速率为 0.158 molL1s1B反应开始到 10 s 时，Y 的转化率为 79.0%Ct1 s 时，Z 和 X 的浓度相等，达到了化学平衡状态D反应的化学方程式为 X(g
9、)Y(g)Z(g)解析：反应开始到 10 s 时，v(Z)0.079 molL1s1，Y的转化率为0.79 mol1.00 mol100%79.0%，A 项错误、B 项正确。分析图象知，10 s 时 X、Y、Z 三种物质的物质的量不再变化，即反应达到平衡状态，C 项错误；从 010 s，X、Y、Z 物质的量的变化量分别为 0.79 mol、0.79 mol、1.58 mol，所以三者的物质的量的变化量之比为 112，又因 10 s 后各物质均存在，但物质的量随时间都不改变，故为可逆反应，所以反应的化学方程式为 X(g)Y(g)2Z(g)，D 项错误。答案：B解题归纳可逆反应的特征1正、逆反应，
10、同时进行。2可逆反应不可能向一个方向进行到底。3可逆反应最终都能达到平衡状态。1下列关于化学反应速率与化学反应限度的叙述，不正确的是 ()A当化学反应达到最大限度时反应速率为 0B同一化学反应，若反应条件不同，限度可能不同C化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等D化学反应的限度与时间的长短无关解析：反应达到最大限度时 v 正v 逆0，A 项错误；同一化学反应，条件改变，化学平衡可能被破坏，反应限度可能就会改变，B 项正确；任何可逆反应都有一定的限度，当反应达到限度时，即反应达到化学平衡，此时 v 正v 逆，C 项正确；对同一可逆反应，达到化学平衡时，当外界条件不变时，反应的限度不变，与时间长短
11、无关，D 项正确。答案：A要点二 化学平衡状态的特征及判断问题 1：请用五个字简练的概括一下化学平衡状态的特征。答案：化学平衡状态的特征：逆、等、动、定、变，即：问题 2：化学平衡状态的判断依据有哪些？答案：(1)微观：v 正v 逆0。同种物质：生成速率等于消耗速率；不同物质：化学反应速率之比等于化学计量数之比，且表示不同方向(即“一正一逆”)。(2)宏观：各组分浓度保持不变。各组分的质量、物质的量、分子数、物质的量浓度保持不变；各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数保持不变。例 2 在体积固定的容器中，对于反应：A(g)B(g)3C(g)(正反应为放热反应)，下列叙述为达到平衡状态标志的是
12、()单位时间内 A、B 反应生成 C 的分子数与分解 C的分子数相等 外界条件不变时，A、B、C 浓度不随时间变化而变化 体系温度不再变化 体系的压强不再变化 体系的分子总数不再变化A BCD解析：同一物质的正、逆反应速率相等，说明已达平衡；浓度不变，说明已达平衡；如果该反应没有达到平衡，则反应要和外界有能量的交换，必然导致体系温度改变。现在体系温度不变，说明已达平衡；由于该反应是一个体积改变的反应，没有达到平衡之前，压强是改变的，分子总数也是改变的，只有平衡了，二者才不会改变，故均正确。答案：D解题归纳不能判断可逆反应达到化学平衡状态的几种情况1反应各组分的物质的量的变化量之比(或分子个数比
13、)等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比的状态。2恒温恒容下 n0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的压强、总物质的量不随时间改变而改变的状态。3全是气体参加且 n0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的平均相对分子质量不随时间的改变而改变的状态。4全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变的状态。2一定温度下，在某恒容的密闭容器中，建立化学平衡：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)。下列叙述不能说明该反应已达到化学平衡状态的是()A体系的压强不再发生变化Bv 正(CO)v 逆(H2O)C生成 n mol CO 的同时生成 n mol H2D1 mol HH 键断裂的同时断裂 2 mol HO 键解析：A 项，由于该反应前后气体总物质的量改变，当体系的压强不再发生变化时，说明反应已达到化学平衡状态。B 项，CO 的正反应速率等于其逆反应速率，说明反应已达到化学平衡状态。C 项，生成 CO、H2 均表示反应向正反应方向进行，没有表示出正、逆反应速率的关系，不能说明反应已达到化学平衡状态。D 项，HH 键断裂和 HO 键断裂是两个相反的反应方向，1 mol HH 键断裂的同时断裂 2 mol HO 键，即消耗 1 mol H2 的同时消耗了 1 mol H2O，可知 H2 的消耗量等于其生成量，说明反应已达到化学平衡状态。答案：C