第2课时化学反应的限度
一、化学反应的限度
1．可逆反应
(1)定义：在同一条件下________和________均能进行的化学反应。
(2)特点
在____________，正向反应(反应物→生成物)和逆向反应(生成物→反应物)__________。
(3)表示
书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“____”。
2．化学反应的限度——化学平衡状态
(1)化学平衡的建立
①反应开始时：v正最大，v逆为____。
②反应过程中：反应物浓度逐渐减少→v正逐渐______，生成物浓度逐渐增大→v逆从____开始逐渐______。
③反应达到平衡时：v正____v逆，反应物和生成物各组分浓度____________。
(2)化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像：
(3)概念
在一定条件下，当一个______反应进行到____________和____________相等，反应物和生成物的浓度不再改变时的状态。
(4)化学平衡状态特征有：逆、动、等、定、变。
①逆：化学平衡研究的对象是____________。
②动：是指______平衡。达到化学平衡状态时，正逆反应____________，而不是反应________。
③等：平衡时，正反应速率和逆反应速率______且都______0，即v正＝v逆>0。
④定：平衡时，平衡混合物中各组分的浓度____________，各组分的百分含量____________。
⑤变：化学平衡状态是__________下的平衡状态，当外界条件(如温度、浓度、压强等)变化时，则原平衡被______，反应混合物中各组分的百分含量就会__________，维持条件不变，又会在新条件下建立________________，也就是说，化学平衡是____________。二、化学反应条件的控制
1．控制化学反应条件的意义
通过对化学反应条件的控制，改变化学反应______和化学反应的______，促进对人类有利的化学反应，抑制有害的化学反应。
2．“提高煤的燃烧效率”的研究
(1)燃料燃烧的条件
①燃料与______或氧气接触；
②温度达到燃料的__________。
(2)影响煤燃烧效率的条件
①煤的状态；
②空气用量；
③炉(灶)膛材料的选择；
④燃烧后烟道废气中热量的利用。
(3)提高燃料燃烧效率的措施
①尽可能使燃料__________，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能____________，且空气要______。
②尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高____________。
知识点一化学反应的限度
1．下列关于化学反应限度的说法中正确的是()
A．当一个可逆反应达到平衡状态时，这就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B．当一个可逆反应进行到平衡状态时，那么这个反应的所有物质的反应速率均相等
C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再变化
D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
2．下列说法错误的是()
A．任何化学反应都有一定的限度，只是不同反应的限度不同罢了
B．化学反应的限度可通过改变条件而改变，如浓度、温度和压强
C．可逆反应是指同一条件下，既可以向正反应方向进行，又可向逆反应方向进行的反应
D．当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应就停止了
3．反应2SO2＋O22SO3达到平衡后，再向反应容器中充入含氧的同位素的氧气，经过一段时间后，原子存在于()
A．O2B．SO2
C．O2和SO2D．O2、SO2和SO3
知识点二化学平衡的标志
4．可逆反应达到化学平衡的标志是()
A．反应停止了
B．正、逆反应速率为零
C．正、逆反应都还在继续进行
D．正、逆反应速率相等
5．在一定条件下，可逆反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是()
A．单位时间内生成xmol的A2，同时生成xmol的AB
B．容器内的总压强不随时间变化
C．单位时间内生成2xmolAB，同时生成xmol的B2
D．单位时间内生成xmol的A2，同时生成xmol的B2
6．在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)已达平衡的是()
A．混合气体的压强
B．混合气体的密度
C．B的物质的量浓度
D．气体的总物质的量
知识点三反应条件的控制
7．中国锅炉燃烧采用沸腾炉的逐渐增多，采用沸腾炉的好处在于()
A．增大煤炭燃烧时的燃烧效率并形成清洁能源
B．减少炉中杂质气体(如SO2等)的形成
C．提高煤炭的热效率并不再排放任何气体
D．使燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率
8．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，今改为烧液化石油气，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
练基础落实
1．能充分说明可逆反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)已达到平衡状态的是()
A．O2的消耗速率等于NO的消耗速率
B．容器内始终有N2、O2和NO共存
C．容器内反应混合物的总物质的量不随时间改变
D．单位时间内每生成nmolN2，同时生成2nmolNO
2．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是()
①固体燃料粉碎②液体燃料雾化③煤经气化处理④通入足量的空气
A．①③B．①②③
C．①③④D．全部
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0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是()
A．SO2为0.4mol·L－1，O2为0.2mol·L－1
B．SO2为0.25mol·L－1
C．SO2、SO3均为0.15mol·L－1
D．SO3为0.4mol·L－1
4．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是()
A．此反应的化学方程式为2MN
B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
5.
恒温下，amolA和bmolB在如图所示活塞可自由滑动的容器中发生如下反应：A(g)＋2B(g)2C(g)，一段时间后达到平衡，生成nmolC。则下列说法中正确的是()
A．物质A、B的转化率之比为ab
B．起始时刻和达平衡后容器中的压强比为(a＋b)∶(a＋b－)
C．若起始时放入2amolA和2bmolB，则达平衡时生成nmolC
D．当v正(A)＝2v逆(B)时，可判定反应达到平衡
练方法技巧——控制反应限度的技巧
6．已知2SO2＋O22SO3是工业制H2SO4的一个重要的反应，控制此反应条件，使之向有利于生成SO3的反应方向进行，下列有关叙述错误的是()
A．使用催化剂(V2O5)可提高该反应的反应速率
B．定期抽走SO3，有利于提高SO3的产率
C．增大O2的浓度，有利于提高SO2的转化率
D．增大SO2的浓度，有利于提高SO2的转化率7．欲提高合成氨：N2＋3H22NH3反应的反应速率，下列措施可行的是()
①采用高温②采用高压③使用催化剂④增大N2的浓度⑤增大H2的浓度
A．①②③B．②③④C．①③⑥D．全部
8．对于化学反应A(g)＋3B(g)3C(g)，下列措施既可加快反应速率，又可提高A的转化率的是()
A．使用催化剂
B．增大A物质的浓度
C．增大B物质的浓度
D．减小C物质的浓度
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 练综合拓展
9．向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B，在一定条件下发生反应；xA(g)＋yB(g)pC(g)＋qD(g)已知：平均反应速率vC＝vA；反应2min时，A的浓度减少了，B的物质的量减少了mol，有amolD生成。
回答下列问题：
(1)反应2min内，vA＝________，vB＝__________；
(2)化学方程式中，x＝________、y＝________、p＝______、q＝________；
(3)反应平衡时，D为2amol，则B的转化率为__________；
(4)如果只升高反应温度，其他反应条件不变，平衡时D为1.5amol，则该反应的ΔH________0(填“＞”、“＜”或“＝”)；
(5)如果其他条件不变，将容器的容积变为1L，进行同样的实验，则与上述反应比较：
①反应速率____________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是______
________________________________________________________________________；
②平衡时反应物的转化率__________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；第2课时化学反应的限度
基础落实
一、
1．(1)正反应逆反应(2)相同条件下同时进行
(3)
2．(1)①0②减小0增大③＝不再变化
(3)可逆正反应速率逆反应速率(4)①可逆反应②动态仍在进行停止了③相等大于④保持一定保持一定⑤一定条件破坏
发生变化新的平衡状态可以改变的
二、
1．速率限度
2．(1)①空气②着火点(3)①完全燃烧充分接触过量②能源利用率
对点训练
1．A[要搞清楚，当一个可逆反应在一定条件下达到平衡，亦就是这个反应在该条件下所达到的限度，并且此时的化学平衡状态是一个动态平衡，只要条件改变，平衡即被破坏。当一个可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时，该反应已达到平衡状态；反之，当一个可逆反应进行到平衡状态时，这个反应的正反应速率和逆反应速率相等，而不是所有物质的反应速率均相等，所以B不正确；当一个可逆反应进行到平衡状态时，这个反应的正反应速率和逆反应速率相等，从表面上看，反应物不再被消耗，生成物也不再增加，反应物达到最大转化率，生成物达到最大生产率，这就是这个反应在该条件下所能达到的限度，所以A正确；化学平衡状态是一种动态平衡，一旦条件改变，平衡就要被破坏，化学反应的限度也就随之而改变，所以C、D说法是错误的。]
2．D[可逆反应达到正反应速率与逆反应速率相等时，反应并没有停止；只是v正＝v逆＞0，各物质的浓度不再改变。]
3．D[可逆反应达到平衡状态，正、逆反应并没有停止，所以氧气中的18O可通过正反应进入SO3中，SO3中的18O又可通过逆反应而进入SO2中。]
4．D
5．C[单位时间内生成2xmol的AB，同时生成xmol的B2，即正、逆反应速率相等。]
6．C[化学反应达到平衡的标志之一是各物质的浓度保持不变。对于定容密闭容器中的等体反应，混合气体的压强、密度、总物质的量始终不变，A、B、D项不能说明反应已达平衡，B物质的量浓度不变，表明反应已达平衡。]
7．D[本题解答的关键是了解燃料充分燃烧的条件：一是燃烧时要有充足的空气，二是燃料与空气或氧气要有足够大的接触面。
由于大块的固体燃料与空气的接触面有限，燃烧往往不够充分，采用沸腾炉是将固体燃料粉碎，以增大燃料与空气的接触面，提高燃烧效率，同时又能防止煤炭不充分燃烧生成的CO污染空气。]
8．B[从化学方程式可知，单位体积的甲烷比液化石油气燃烧耗O2少，若改烧液化石油气，必须增大空气进入量或减少石油气进入量。]
课后作业
1．D[A项以消耗O2表示的正反应速率与以消耗NO表示的逆反应速率不相等；B项对任意一个可逆反应，体系中的各物质同时存在，不能作为化学平衡状态判断的依据；C项从反应方程式看反应体系中总的物质的量始终不变，不能作为判断依据；D项中以N2表示的逆反应速率与以NO表示的正反应速率相等，即达到平衡状态。]
2．D[由于大块固体燃料与空气的接触面积有限，燃烧往往不够充分，固此工业上常将固体燃料粉碎，或将液体燃料雾化以增大燃料与空气的接触面积，提高燃烧效率。]
3．B[解答可逆反应的问题时，要特别注意反应物不可能完全转化为产物，产物也不可能完全转化为反应物；另外从量上来讲，元素的原子不可能凭空增加或减少。总之要理解好“可逆”和“守恒”这两个词的含义。A项数据表明，0.2mol·L－1的SO3完全转化生成了SO2和O2，即平衡时SO3的浓度为0，这是不可能的；B项说明在题给浓度的基础上又有0.05mol·L－1的SO3分解生成0.025mol·L－1的O2和0.05mol·L－1的SO2，这是可能的；C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原有的基础上减少了0.05mol·L－1，这也是不可能的；D项数据说明SO2完全转化生成了SO3，即平衡时SO2和O2的浓度都是0，这也是不可能的。]
4．D[由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比(与是否达到平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是2NM。t2时刻M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速率。t3时刻及t3时刻之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达到平衡状态，此时正、逆反应速率相等。]
5．B[由题意计算可知：
A(g)＋2B(g)2C(g)
ab0
a－b－nn
nn
则A、B的转化率之比：＝b2a，A项不正确；起始时与平衡时压强之比：，B项正确；此容器为恒压容器，当投入量加倍时，达平衡时，生成C的物质的量加倍，C项不正确；D项中v正(A)∶v逆(B)＝1∶2时，可判定反应达到平衡，D项不正确。]
6．D[要使一个达平衡的可逆反应向生成物方向进行，可以增大反应物浓度或减小生成物浓度，因此B、C正确；D中增大SO2的浓度，只能使SO2转化的物质的量增大，而增大的转化量远小于加入的物质的量，故转化率是降低的，故D错误；使用正确的催化剂只能提高反应速率，而不能增大转化率，A正确。]
7．D[增大化学反应速率采用的方法和采取措施促进反应的完成程度以提高原料的利用率(或转化率)所采用的方法不一定相同。如催化剂的使用可增大反应速率，但不能提高原料的利用率。]
8．C[增大B的浓度，可加快反应速率，同时可增大A的转化率。]
9．(1)mol·L－1·min－1mol·L－1·min－1(2)2316(3)×100%(4)<
(5)①增大体积减小，反应物的浓度增大，因而使反应速率增大②减小体积减小，气体的压强增大，平衡向气体分子数减少的方向(即逆反应方向)移动，因而使反应物转化率减小
解析(1)vA＝＝＝mol·L－1·min－1
vB＝＝＝mol·L－1·min－1
同样可得vD＝mol·L－1·min－1
vC＝vA＝mol·L－1·min－1
(2)由化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比可得xy∶p∶q＝vA∶vB∶vC∶vD＝∶∶∶＝2∶3∶1∶6。
(3)当D为2amol时，B减少了amol，因此B的转化率为×100%＝×100%。
(4)其他条件不变只升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，由题意知原平衡时D为2amol，升高温度达到新平衡时，D为1.5amol，可见反应向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应，即ΔH<0。
(5)原密闭容器的体积为2L，现变为1L，其他条件不变，反应物和生成物的浓度都增大，因此反应速率增大。减小体积即为加压，增大压强，平衡应向气体计量数之和小的方向移动，由于反应方程式为2A(g)＋3B(g)C(g)＋6D(g)，左边气体计量数之和小，因此平衡向左移动，反应物的转化率减小。
催化剂
加热
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