1、第2课时化学反应的限度1.理解可逆反应的含义。2.了解化学平衡的特征，知道外界条件能够影响化学平衡状态。可逆反应和化学平衡状态学生用书P331可逆反应(1)概念：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应。(2)特征可逆反应在一定条件下不能进行到底，只能进行到一定程度，反应有一定限度，即达到平衡状态，此时各物质的量都大于零。在可逆反应的化学方程式中，用“”代替“=”。2化学平衡状态的建立(1)以反应2SO2O22SO3为例，在一定温度下，将0.02 mol SO2和0.01 mol O2通入1 L密闭容器中，依据反应进行阶段填空。(2)在一定条件下的可逆反应中，正反应速率和逆反
2、应速率随时间的变化如图所示。3化学平衡状态(1)概念：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物与生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率与逆反应速率相等，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。(2)特征1判断正误(1)NH3HCl=NH4Cl和NH4ClHClNH3为可逆反应。()(2)可逆反应达到最大限度状态也是反应停止状态。()(3)可以通过改变温度控制可逆反应的反应限度。()(4)可以通过延长时间增大可逆反应的反应限度。()(5)2SO2O22SO3反应中，v(SO2)v(O2)21 时，反应达到平衡状态。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2在容器中充入SO2和只由
3、18O组成的氧气(18O2)。在一定条件下达到平衡时，关于18O的说法正确的是()A只存在于O2中B只存在于O2和SO3中C只存在于SO2和SO3中DSO3、SO2和O2中都有可能存在解析：选D。可逆反应的特征是在同一条件下，正、逆反应同时进行，故18O在反应物和生成物分子中均可能存在。化学平衡状态的判断反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡各气体的体积或气体体积分数一定平衡总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A同时生成m mo
4、l A平衡在单位时间内消耗了n mol B同时消耗了p mol C平衡v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq不一定平衡在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D不一定平衡压强mnpq时，总压强一定(其他条件不变)平衡mnpq时，总压强一定(其他条件不变)不一定平衡混合气体的平均相对分子质量(r)当mnpq时，Mr一定平衡当mnpq时，Mr一定不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量的变化，当体系温度一定时(其他条件不变)平衡体系的密度()密度一定不一定平衡其他若体系颜色不再变化等平衡判断化学平衡的关键是分析反应过程中的可变量和恒量：(1)当反应过程中可变量不变时，则可逆反应达到
5、平衡状态。(2)恒量在反应过程中始终不变，不能作为判断平衡状态的标志。如图所示是可逆反应X2(g)3Y2(g)2Z2(g)在反应过程中的化学反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是()At1时，只有正方向反应在进行Bt1t2，X2的物质的量越来越多Ct2t3，反应已经停止Dt2t3，各物质的浓度保持不变解析t1时正、逆反应都在进行，A错误；t1t2，v(正)v(逆)，反应物X2和Y2的物质的量逐渐减少，B错误；t2t3，反应达到平衡状态，v(正)v(逆)0，各物质的浓度保持不变，C错误，D正确。答案D(1)上述例题中反应是哪一时刻达到化学平衡状态的？(2)上述例题中t2t3，v正
6、(X2)和v逆(Y2)存在什么关系？答案：(1)t2。(2)3v正(X2)v逆(Y2)。可逆反应的判断及特点1下列各组两个反应互为可逆反应的是()H2Cl22HCl与2HClH2Cl2H2SO4(浓)2HBr=2H2OBr2SO2与Br2SO22H2O=2HBrH2SO42NO2=N2O4与N2O4=2NO22SO2O22SO3与2SO32SO2O2ABC D解析：选C。可逆反应必须是在相同条件下同时向正、逆两个方向都能进行的反应，互为可逆反应。2一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中和代表不同元素的原子。关于此反应说法错误的是()A一定属于吸热反应B一定属于可逆反应C一定
7、属于氧化还原反应D一定属于分解反应解析：选A。A.吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，或者反应物中化学键键能总和大于生成物中化学键键能总和，但题图中没有这种体现，故它不一定是吸热反应。B.可逆反应的特征之一是经过充分反应之后，体系中反应物与生成物共存，该反应经过充分反应，体系中(反应物)与和(生成物)共存，故它一定属于可逆反应。C.氧化还原反应的特征是有元素化合价变化，该反应中的生成说明有元素化合价变化，故它一定属于氧化还原反应。D.分解反应是一种物质生成两种或两种以上新物质的反应，该反应可表示为22，故它一定属于分解反应。3已知可逆反应2SO2O22SO3，生成2 mol SO3时放
8、出的热量为Q。现将1 mol SO2和0.5 mol O2在相同条件下反应生成SO3，放出的热量为Q1，则()A2Q1Q D无法判断解析：选A。若将1 mol SO2和0.5 mol O2在相同条件下放入密闭容器发生反应，因2SO2O22SO3是可逆反应，则1 mol SO2和0.5 mol O2不会完全反应生成1 mol SO3，即生成SO3的物质的量小于1 mol，根据反应2SO2O22SO3，当生成2 mol SO3时放出热量为Q，生成1 mol SO3放出的热量为Q，则生成少于1 mol的SO3时放出的热量必小于Q，即Q1Q，2Q1b2，t1t2Bb1b2，t1t2C两图中阴影部分面积
9、相等D图中阴影部分面积更大解析：选C。加入催化剂，反应速率增大，但催化剂只影响反应速率，不影响平衡移动。加入催化剂时，正、逆反应速率都增大，缩短了达到平衡的时间，由此可得，a1a2，b1t2。阴影部分面积为反应物浓度的变化量，由于催化剂不影响平衡移动，故两图中阴影部分面积相等。10如图所示，烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2和N2O4的混合气体，中间用止水夹K夹紧，烧杯甲中盛放100 mL 6 molL1的盐酸，烧杯乙中盛放100 mL冷水，两烧杯液体温度相同。(1)写出烧瓶中存在反应的化学方程式：_，实验前两烧瓶中气体均呈_色。(2)现向烧杯甲的溶液中放入25 g NaOH固体，同时向烧杯乙中
10、放入25 g NH4NO3固体，搅拌使之溶解。某同学又用温度计测量两烧杯中液体的温度，发现烧杯甲中温度_(填“升高”或“降低”，下同)，烧杯乙中温度_，原因是_。同时发现烧瓶A中气体颜色变深，烧瓶B中气体颜色变浅。(3)由此，该小组同学得出的结论是_。解析：(1)NO2和N2O4两种气体存在以下平衡：2NO2(红棕色)N2O4(无色)，实验前两烧瓶中气体均为红棕色。(2)NaOH固体与盐酸反应为放热反应，使溶液温度升高。NH4NO3固体溶于水吸收热量，使溶液温度降低。(3)通过对比烧瓶A、B中气体颜色的变化可知温度对化学平衡的影响。答案：(1)2NO2N2O4红棕(2)升高降低烧杯甲中NaOH
11、固体与盐酸发生的中和反应为放热反应，使溶液温度升高；烧杯乙中NH4NO3固体溶于水吸收热量，使溶液温度降低(3)温度升高，气体颜色变深，证明平衡2NO2N2O4向生成NO2的方向移动；温度降低，气体颜色变浅，证明平衡2NO2N2O4向生成N2O4的方向移动11在2 L的密闭容器中有如图所示的反应，据图回答下列问题：(1)写出图中反应物：图是_，图是_。(2)写出各反应的化学方程式。图：_；图：_。(3)在图中，以010 s内的平均化学反应速率计算，t6 s时A的浓度是_molL1。解析：在图和中，都是A的浓度随反应的进行而减小，B、C的浓度随反应的进行而增加，所以A为反应物，B、C为生成物。不
12、同的是图中A的最终浓度为0，图中不为0，所以图中的反应是不可逆反应，而图中的反应是可逆反应。图中，10 s时c(A)1.2 molL10.8 molL10.4 molL1，所以6 s时c(A)6 s0.24 molL1，此时c(A)0.96 molL1。答案：(1)AA(2)3A=2BCAB2C(3)0.96能力提升12向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，使反应SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)在一定条件下达到平衡，正反应速率随时间变化的曲线如图所示。由图可得出的正确结论是()A反应在c点达到平衡状态B反应物浓度：a点小于b点C反应物的总能量低于生成物的总能量Dt1t2时，SO
13、2的转化率：ab段小于bc段解析：选D。化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡状态，A错误；a到b时正反应速率增大，反应物浓度随时间变化不断减小，B错误；随着反应的进行，反应物浓度减小，但正反应速率增大，说明体系温度升高，正反应是放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；因为正反应速率：ab段小于bc段，t1t2，故SO2的转化率：ab段小于bc段，D正确。13反应：2SO2O22SO3在一定条件下的密闭容器中进行。已知反应的某一时间SO2、O2、SO3浓度分别为0.2 molL1、0.1 mol
14、L1、0.2 molL1，当达到平衡时，可能存在的数据为()ASO2为0.4 molL1、O2为0.2 molL1BSO2为0.25 molL1CSO2、SO3均为0.25 molL1DSO3为0.4 molL1解析：选B。由题目中的数据可知，达到平衡时，SO3不可能全部变为SO2与O2，即SO2达不到0.4 molL1，O2也达不到0.2 molL1，A错误；达到平衡时，SO2与SO3不能都增多，C错误；达到平衡时，SO2与O2也不能全部转化为SO3，即SO3达不到0.4 molL1，D错误。14在一定温度下，容器内某一反应中M、N(M、N均为气体)的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下
15、列表述中正确的是()A反应的化学方程式为2MNBt2时刻正、逆反应速率相等，达到平衡Ct3时刻正反应速率大于逆反应速率Dt1时刻N的浓度是M的浓度的2倍解析：选D。分析图像可知：反应由开始到t3时刻建立化学平衡，其间n(M)5 mol2 mol3 mol，n(N)8 mol2 mol6 mol。根据N与M的物质的量的变化之比等于N与M的化学计量数之比，化学方程式为2NM，故A项错误。该反应在t3时刻才达到平衡，此时的正、逆反应速率相等，故B、C项错误。t1时刻M和N的物质的量分别为3 mol和6 mol，故N的浓度是M的浓度的2倍，故D项正确。15.一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z
16、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。(1)从反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为_。(2)该反应的化学方程式为_。.在恒温恒容的密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：混合气体的压强；混合气体的密度；混合气体的总物质的量；混合气体的平均相对分子质量；混合气体的颜色；各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比(1)一定能证明2SO2(g)O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是_(填序号，下同)。(2)一定能证明I2(g)H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_。解析：.(1)从反应开始到10 s时，Z的物质的量增加了1.58 mol，则用Z表示的反应速率为0.079 mol
17、L1s1。(2)根据图像可知X和Y的物质的量减小，是反应物，平衡时变化量分别是1.20 mol0.41 mol0.79 mol、1.00 mol0.21 mol0.79 mol；Z的物质的量增加了1.58 mol，Z是生成物。根据物质的量的变化量之比等于相应的化学计量数之比，可知该反应的化学方程式为X(g)Y(g)2Z(g)。.混合气体的密度是混合气体的总质量与容器容积的比值，混合气体的平均相对分子质量是混合气体的总质量与总物质的量的比值，混合气体颜色的深浅与有色气体的浓度有关系。在任何时刻各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比，则(1)反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)是反
18、应前后气体体积减小的可逆反应，因此混合气体的压强、混合气体的总物质的量和混合气体的平均相对分子质量不变均可以说明反应达到平衡状态。(2)反应I2(g)H2(g)2HI(g)是反应前后气体体积不变的可逆反应，由于碘是有色气体，则混合气体的颜色不变可以说明反应达到平衡状态。答案：.(1)0.079 molL1s1(2)X(g)Y(g)2Z(g).(1)(2)16在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)nY(g)pZ(g)qQ(g)，式中m、n、p、q为化学计量数。在03 min内，各物质的物质的量的变化如下表所示：物质XYZQ起始/mol0.712 min末/mol0.82.70.82.73 min
19、末/mol0.8已知：2 min内v(Q)0.075 molL1min1，v(Z)v(Y)12。请回答下列问题：(1)2 min内Z的反应速率v(Z)_。(2)起始时n(Y)_、n(Q)_。(3)化学方程式中m_、n_、p_、q_。(4)对于该反应，能增大正反应速率的措施是_(填序号，下同)。A增大容器体积 B移走部分QC通入大量X D升高温度(5)该反应达到化学平衡状态时_。A反应停止了B正反应速率与逆反应速率均为0C反应物与生成物浓度相等D正反应速率与逆反应速率相等解析：(1)Z的物质的量浓度的改变量为0.1 molL1，2 min内用Z表示的反应速率为0.05 molL1min1。(2)
20、因为v(Z)v(Y)12，则说明Z、Y的物质的量的改变量之比为12，因为Z减少了0.2 mol，所以Y增加了0.4 mol，则Y起始时物质的量为2.7 mol0.4 mol2.3 mol。因为2 min内v(Q)0.075 molL1min1，说明Q的物质的量的改变量为0.075 molL1min12 L2 min0.3 mol，则起始时Q的物质的量为2.7 mol0.3 mol3 mol。(3)物质的物质的量的改变量之比等于其化学计量数之比，所以mnpq0.1 mol0.4 mol0.2 mol0.3 mol1423，则m1，n4，p2，q3。(4)增大容器的体积，物质的量浓度减小，反应速率减慢，故A错误；移走部分Q，Q的物质的量浓度减小，反应速率减慢，故B错误；通入大量X，X的浓度增大，反应速率加快，故C正确；升温，反应速率加快，故D正确。(5)反应达到平衡状态时，反应没有停止，正、逆反应速率相等但不为0，反应物和生成物的浓度不一定相等，故选D。答案：(1)0.05 molL1min1(2)2.3 mol3 mol(3)1423(4)CD(5)D