1、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_方向和_方向均能进行的化学反应。(2)特点:共存性:反应_进行到底;双同性:反应物与生成物_;双向性:正、逆反应方向_。2.化学平衡(1)化学平衡的建立:速率时间(v -t)图像(2)化学平衡状态:在一定条件下,当反应进行到一定程度时,_与_相等,反应物和生成物的_都不再改变,达到一种表面静止的状态。(3)特征:逆、等、动、定、变。(4)化学平衡状态的判断标志.直接标志“正逆相等”a.同一物质的生成速率_消耗速率。b.不同物质表示的正反应速率与逆反应速率之比等于_。.间接标志“变量不变”如反应:恒温
2、恒容条件下,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列量一定时能否判断该反应达到平衡状态?混合物体系中各组分的含量各物质的物质的量、物质的量分数、体积分数、质量或质量分数一定_(填“平衡”“不一定平衡”,下同)总压强、总物质的量一定_混合气体的平均摩尔质量不变_混合气体的密度不变_(5)可逆反应限度:可逆反应达到化学平衡状态时达到该条件下的最大限度,反应物转化率_。二、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.合成氨工业(1)化学理论:_温、_压时有利于提高氨的产率。(2)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_和实际可能性。(3)工业
3、实际:选用400500 ,1030 MPa。3.反应条件调控的措施(1)改变化学反应_。(2)改变可逆反应进行的_:改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等。1.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2.生活中家庭常用的气体燃料有三种:天然气、水煤气和液化石油气。天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4+2O2CO2+2H2O,C3H8+5O23CO2+4H2O,现有一套以天然气为燃料的灶具,今将燃料改
4、为液化石油气,应采用的正确措施是()A.减少空气进入量,增大石油气进入量B.增大空气进入量,减少石油气进入量C.减少空气进入量,减少石油气进入量D.增大空气进入量,增大石油气进入量3.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 molL-1、0.1 molL-1、0.2 molL-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是()A.SO2为0.4 molL-1,O2为0.2 molL-1B.SO2为0.25 molL-1C.SO3为0.4 molL-1D.SO2、SO3均为0.15 molL-14.如图所示是425
5、时,在1 L密闭容器中发生化学反应的浓度随时间的变化示意图。下列叙述错误的是()A.图中t0时,三种物质的物质的量相同B.图中t0时,反应达到平衡状态C.图中的逆反应为H2(g)+I2(g)2HI(g)D.图中当c(HI)=3.16 molL-1时,反应达到平衡状态5.对于可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是()A.NH3、O2、NO、H2O(g)同时存在时,则反应达到平衡状态B.单位时间内生成x mol NO,同时消耗x mol NH3时,说明反应达到平衡状态C.达到化学平衡状态时,若增大容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大D.化学反应速
6、率的关系是3v正(NH3)=2v正(H2O)6.将6 mol A气体和2 mol B气体在2 L密闭容器中混合并在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。若经5 min后反应达到平衡状态,容器内的压强变小,并知D的平均反应速率为0.2 molL-1min-1,请填写下列空白:(1)x的数值为_;(2)A的平均反应速率为_;(3)5 min时B的转化率为_。7.在一体积2 L的密闭容器中加入反应物N2、H2,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。反应过程中的部分数据如表所示,下列说法正确的是()时间/min物质的量/moln(N2)n(H2)n(NH3)0
7、1.01.2020.940.7560.3A.02 min内,NH3的反应速率为0.1 molL-1min-1B.2 min时,H2的物质的量为0.3 molC.4 min时,反应已达到平衡状态,此时正、逆反应的速率都为0D.46 min内,容器内气体分子的总物质的量不变8.一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL-1、0.3 molL-1、0.08 molL-1,则下列判断正确的是()A.c1c2=31B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为23C.X、Y的转化率不相等D.c1
8、的取值范围为0c10.14 molL-19.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是()A.2v(NH3)=v(CO2)B.密闭容器中NH3与CO2的物质的量之比不变C.密闭容器中混合气体的密度不变D.密闭容器中氨气的体积分数不变10.如图所示,将6 mol N2和14 mol H2充入一容积可变的密闭容器中发生反应。反应开始时可滑动的活塞的位置如图1所示,当反应达到平衡时,活塞位置如图2所示。则达到平衡时,N2的转化
9、率为()A.33.3%B.25%C.50%D. 66.6%11.化学反应的速率和限度对人类生产生活有重要的意义。.已知Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S+SO2+H2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响,设计实验如下:(所取溶液体积均为2 mL)实验编号温度/c(Na2S2O3)/molL-1c(H2SO4)/molL-1250.10.1250.20.1500.20.1(1)上述实验中溶液最先变浑浊的是_。(填实验编号,下同)(2)为探究浓度对化学反应速率的影响,应选择实验_和_。.NO2和N2O4之间发生反应:N2O4(g)(无色)2NO2
10、(g)(红棕色),一定温度下,体积为2 L的恒容密闭容器中,各物质的物质的量随时间变化的关系如图所示。请回答下列问题:(3)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得:甲中v(N2O4)=0.2 molL-1min-1,乙中v(NO2)=0.3 molL-1min-1,则_中反应更快。(4)该反应达最大限度时Y的转化率为_;若初始压强为p0,则平衡时p平=_(用含p0的表达式表示)。第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制必备知识 落实一、1.(1)正反应逆反应(2)不能同时存在同时进行 2.(2)正反应速率 逆反应速率 浓度(4).a.等于b.化学计量数之比.平衡平衡平衡不一定平衡(
11、5)最大二、1.有利有害2.(1)低高(2)成本 3.(1)速率(2)限度知能素养 进阶1.AA项,发生了可逆反应:Cl2+H2OHCl+HClO,正确;B项,达到平衡状态,v正=v逆0,错误;C项,达到平衡状态,各物质的浓度保持不变,不一定相等,错误;D项,一定条件下反应达到限度,改变浓度、温度或压强,平衡可能改变,错误。2.B从化学方程式可知,单位体积的甲烷比液化石油气燃烧消耗O2少,若改为液化石油气,必须增大进空气量或减少进石油气量。3.B化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分是不可能完全转化的,所以平衡时各物质的浓度范围为0c(SO2)0.4 molL-1,0c(O2)0.2 mol
12、L-1,0c(SO3)x+2。方程式的系数都是正整数。所以x=1。(2)v(D)=0.2 molL-1min-1,由于v(A)v(D)=32,所以v(A)=(0.2 molL-1min-13)2=0.3 molL-1min-1。(3)5 min时v(D)=0.2 molL-1min-1,由于v(B)v(D)=12,所以v(B)=0.1 molL-1min-1,c(B)=v(B)t=0.1 molL-1min-15 min=0.5 molL-1,因此B的转化率为0.5 molL-1(2 mol2 L)100%=50%。答案:(1)1(2)0.3 molL-1min-1(3)50%7.D依据表中数
13、据可知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始量(mol)11.20变化量(mol)0.10.30.22 min量(mol)0.90.90.2N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始量(mol)11.20变化量(mol)0.150.450.34 min量(mol)0.850.750.3N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始量(mol)11.20变化量(mol)0.150.450.36 min量(mol)0.850.750.302 min内NH3的反应速率为0.2mol2 L2min=0.05 molL-1min-1,故A错误;02 min过程中消耗H2的物质的量为0.3 mol,2
14、min时H2的物质的量为0.9 mol,故B错误;根据分析可知,4 min时与6 min时各组分的浓度相等,说明该反应已达到平衡状态,但此时正、逆反应的速率不等于0,故C错误;46 min 内已经达到平衡状态,正逆反应速率相等,则容器内气体分子的总物质的量不变,故D正确。8.D平衡浓度之比为13,转化浓度亦为13,故c1c2=13,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应速率,Z生成表示正反应速率且v生成(Y)v生成(Z)应为32,B不正确;由可逆反应的特点可知0c10.14 molL-1。9.CA项,未指明其速率是代表正反应速率还是逆反应速率,且倍数关系也不正确;由于得到的气体中NH3与CO2的
15、体积比恒为21,且体系中只有这两种气体,故NH3的体积分数始终不变,B、D项不能说明是平衡状态。该反应中NH2COONH4为固体,当压强或气体密度不变时,反应达到平衡状态,C项能说明是平衡状态。10.A同温同压下,体积之比等于物质的量之比:n1n2=V1V2=108,故平衡后混合气体的总的物质的量为(6 mol+14 mol)45=16 mol,混合气体物质的量减少(6 mol+14 mol)-16 mol=4 mol,则根据:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)n=2,则n(N2)变=124 mol=2 mol,所以氮气的转化率为2mol6mol100%33.3%。11.【解析】(1)三次
16、实验中所用H2SO4溶液的浓度相同;实验和实验中温度相同,实验中Na2S2O3溶液的浓度是实验的两倍,在其他条件相同时,增大反应物的浓度化学反应速率加快,实验比实验快;实验和实验中所用Na2S2O3溶液、H2SO4溶液的浓度相同,实验的温度比实验高,在其他条件相同时,升高温度化学反应速率加快,实验比实验快;故反应速率最快的是实验,即最先变浑浊的是实验。(2)为探究浓度对化学反应速率的影响,应控制温度等其他条件相同,只改变反应物的浓度,故选择实验和。(3)甲中v(N2O4)=0.2 molL-1min-1;乙中v(NO2)=0.3 molL-1min-1,同一反应同一时间段内用不同物质表示的化学
17、反应速率之比等于化学计量数之比,则乙中v(N2O4)=0.15 molL-1min-10.2 molL-1min-1,甲中反应更快。(4)X、Y起始物质的量依次为0.4 mol、1 mol,该反应达最大限度时X、Y的物质的量依次为0.7 mol、0.4 mol,从起始到平衡,Y物质的量减少0.6 mol,X物质的量增加0.3 mol,则Y代表NO2,X代表N2O4;该反应达最大限度时Y的转化率为1mol-0.4mol1mol100%=60%;起始气体总物质的量为1.4 mol,平衡气体总物质的量为1.1 mol,恒温恒容时气体的压强之比等于气体物质的量之比,p0p平=1.4 mol1.1 mol,p平=1114p0。答案:(1)(2)(3)甲(4)60%1114p0
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