化学反应限度
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《化学反应的限度》知识清单一、化学反应限度的概念在化学反应中,反应物不可能全部转化为生成物,存在着一定的限制。
当一个化学反应在一定条件下,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,这时我们就说这个反应达到了化学平衡状态,也就是达到了化学反应的限度。
例如,工业合成氨的反应:N₂+ 3H₂⇌ 2NH₃。
即使不断提供合适的条件,氮气和氢气也无法完全转化为氨气,而是会在达到一定程度后,反应体系中各物质的浓度保持相对稳定。
二、影响化学反应限度的因素1、温度升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度,化学平衡向放热反应方向移动。
这是因为温度的改变会影响反应的活化能,从而改变反应速率。
以二氧化硫转化为三氧化硫的反应:2SO₂+ O₂⇌ 2SO₃(放热反应)为例。
升高温度,平衡会逆向移动,不利于三氧化硫的生成;降低温度,平衡会正向移动,有利于三氧化硫的生成。
2、浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,化学平衡向逆反应方向移动。
比如在可逆反应:Fe³⁺+ 3SCN⁻⇌ Fe(SCN)₃中,如果增加 Fe³⁺的浓度,平衡会向右移动,溶液颜色加深。
3、压强对于有气体参与的反应,增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,化学平衡向气体体积增大的方向移动。
例如,N₂+ 3H₂⇌ 2NH₃这个反应,气体总体积在反应前后是变化的。
增大压强,平衡会向右移动,有利于氨气的生成。
4、催化剂使用催化剂能同等程度地改变正、逆反应的速率,化学平衡不发生移动,但可以缩短达到化学平衡所需的时间。
三、化学平衡状态的特征1、等正反应速率和逆反应速率相等。
这是化学平衡状态的本质特征,意味着反应在宏观上看起来似乎停止了,但实际上正反应和逆反应仍在进行。
2、定平衡体系中各物质的浓度保持恒定。
一旦达到平衡,反应物和生成物的浓度不再随时间变化而改变。
高中化学必修课---化学反应的限度知识讲解及巩固练习题(含答案解析)【学习目标】1、了解化学平衡的特征;2、掌握化学平衡状态的判断;3、掌握常用的控制反应条件的方法。
【要点梳理】要点一、化学反应的限度1.可逆反应:【高清课堂:挑战有极限—化学反应限度ID:370203#可逆反应】(1)可逆反应:一定条件下既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
要点诠释:不管反应方程式如何书写,向右方向进行的反应叫正反应,向左方向进行的反应叫逆反应。
一个可逆反应是2个反应组成的体系,含有2个反应速率:v(正)和v(逆)来表示各相应反应的快慢程度,v(正)与v(逆)既相互联系又各自独立。
(2)可逆反应在写化学方程式时不用“”而用“”。
如工业制硫酸时,SO2与O2的反应是可逆反(3)可逆反应的特点:①由正反应和逆反应2个反应组成,分别用v(正)和v(逆)来衡量各自反应进行的快慢。
②反应物和生成物同时共存。
③若条件保持一定,最终都会建立一个化学平衡状态。
2.化学反应的限度——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,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物浓度不再发生变化,这种状态称为化学平衡状态,这就是这个反应所能达到的限度。
(2)特点:①逆:化学平衡适用的是可逆反应。
②等:化学平衡引起的原因是正、逆反应速率相等(即v(正)=v(逆)),即同一时间内对某一物质来说,生成的量和消耗的量相等。
③定:正反应速率和逆反应速率相等,引起的结果是各物质的浓度都不再发生变化。
这种相对稳定的状态为化学平衡状态。
④动:平衡后,正、逆反应仍在进行,即正、逆反应速率相等但不为零,平衡为动态平衡。
⑤变:由于速率受条件的影响,当改变外界条件时,速率发生变化,正、逆反应速率可能不再相等(即v(正)≠v(逆)),平衡就会发生变化,这就是平衡移动。
综上所述,可知平衡建立的实质是速率相等,可用图像表示为:要点二、化学平衡状态的判断的速率(即正反应速率和逆反应速率);同一物质,速率相等,不同物质,速率之比等于化学计量数之比。
化学反应的限度化学反应的限度指的是反应的程度、速度、方向和化学平衡的稳定性等方面的限制。
化学反应是物质变化的过程,包括物质的结构和性质的变化,由化学键的形成和断裂所引起。
在化学反应中,反应物转化为产物的过程受到许多因素的影响,如温度、压力、浓度、催化剂等,这些因素可以改变反应的速度和方向,导致化学反应的限度。
一、速率限度化学反应的速率是指物质转化的速度,它受到反应物浓度、温度、催化剂等影响。
在一定温度下,反应速率随着反应物浓度的增加而增加,但当反应物浓度达到一定程度时,反应速率不再变化,这时反应达到了快速反应状态。
当反应物浓度达到梯度时,速率将不再改变,反应已达到平衡状态,称之为化学平衡。
在化学平衡状态下,反应物和产物的浓度比值称为平衡常数,它代表反应方向的倾向性。
化学平衡是化学反应的稳定状态,反应在此状态下无法再发生过程性变化。
二、平衡常数限度平衡常数是反应物转化为产物的比值,它与反应物及其浓度相关。
平衡常数是一定的,反应物浓度不同,产物比值不同,但平衡常数不变。
如果想要改变平衡常数,需要改变温度或压力等因素。
三、能量限度化学反应的能量包含反应的起始能、反应中间状态的能和结束状态的能等部分。
能量在化学反应中是守恒的,反应中产物的总能量等于反应物的总能量。
化学反应的进行与守恒的能量变化有关。
若反应物处于较为稳定的能量状态,则反应所需的能量也相对较高,反应能量不容易获得。
反之,反应物处于不稳定状态,反应所需的能量较低,反应更容易进行。
四、反应机理限度化学反应的速率和方向与反应机理有关。
反应机理是指化学反应的分步过程,直接影响反应速率和方向。
反应机理是反应限度的一个重要方面,在设计催化剂、优化反应条件等方面有重要意义。
在反应机理研究中,需要了解反应的中间体、反应速率受控因素和反应路径等信息,助力于反应动力学和机理的探究、化学反应的改进以及新型化合物的研制。
五、反应条件限度化学反应需要有一定的条件才能进行,反应条件包括温度、压力、氧化还原态、催化剂等,这些条件可以改变反应速率和方向。
《第二章第三节化学反应的速率和限度》1.化学反应速率的含义:通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加(均取正值)来表示。
浓度的变化——△C 时间的变化——△t表达式:v=△C/△t 单位:mol/(L•s)或mol/(L•min)注意:(1)在同一反应中用不同物质来表示时,其反应速率的数值可以不同,但都表同一反应的速率。
(必须标明用哪种物质来做标准) (2)起始浓度与化学计量数比无关,但是变化浓度一定与化学计量数成比例。
(3)同一反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。
例如: 2A(g)+3B (g)C(g)+4D(g)ν(A):ν(B):ν(C):ν(D) = 2:3:1:4(3)化学反应速率均用正值来表示,且表示的是平均速率而不是瞬时速率(4)一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率(5)改变压强对无气体参与的反应的化学反应速率无影响。
【例1】某一反应物的初始浓度是2摩尔/升,经过两分钟的反应,它的浓度变成了摩尔/升,求该反应的反应速率。
[ mol/(L•min) ]【例2】某温度时,2L容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化如图所示。
由图中数据分析,该反应的化学方程式为 3X +Y == 2Z ;反应开始至2min ,Z的平均反应速率为:mol/(L•min)【例3】在2A + B = 3C + 4D的反应中, 下列表示该反应的化反速率最快的是---------------( B )A. V(A) = mol/(L·s)B. V(B) = mol/(L·s)C. V(C) = mol/(L·s)D. V(D) = 1 mol/(L·s)【总结】对于同一反应,比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时,要换算成同一物质表示的速率,才能比较。
3.影响化学反应速率的因素内因:由参加反应的物质的性质决定。
影响反应速率的因素有外因:浓度、温度、压强、催化剂、其它因素。
化学反应的限度教案【篇一:化学反应限度教学设计】化学反应的限度授课人:一、三维目标知识与技能:了解可逆反应的概念,知道可逆反应的特征。
了解化学平衡的建立,能够描述化学平衡状态的特征。
过程与方法:通过实验演示,引导学生观察实验,探究实验原理,从而加强学生对化学学习的热趣。
通过情景的创设,加深化学的理论知识和生活的实例的联系,加强他们对化学知识的理解。
情感态度与价值观:通过化学原理中的相关现象与生活中事例的比喻,表达从生活走进化学,从化学走向生活的教学理念。
重点:可逆反应的判断和方程式的书写;化学平衡状态下的特征。
难点:化学反应平衡的判断。
教学方法:讲授法,实验法,多媒体辅助法二、教学过程环节一:回忆旧知,引入新课【回忆旧知】:前两节课我们学习了化学反应速率,它是描述化学反应的快慢的。
同时也通过实验探究化学反应的影响因素。
那么是否只要我们改变了化学反应的条件,化学反应都会进行完全的?【学生活动】:【新课导入】:同学们举得例子都很到位,我们知道化学反应有些是可以反应完全的,比方碳酸钙是盐酸的反应,碳酸钙在盐酸过量的情况下,是会完全反应的。
同时也有许多反应是不能完全进行的。
我们先结合两张图片回忆一下上个学期我们所学的一个知识点。
氯水的相关性质了。
【解析概念】:我们一起看看ppt上放的两张图片。
同时思考下氯水中含有哪些物质。
氯水具有漂白性〔这说明它里面包含次氯酸〕,同时氯水是呈现黄绿色的〔说明它其中含有氯气〕。
我们知道氯水少量的氯气溶解在大量的水中形成的,同时氯气和水会发生化学反应生成次氯酸。
可是即使氯气和水发生反应了,氯气仍然可以存在于氯水中,这说明氯气和水的反应是不完全的。
我们也就称这个反应是有限度的。
【学生活动】:现在大家先在草稿纸上写下氯气和水的反应方程式。
环节二:概念解析,形象讲解【教师活动】:下面我们在一起看看刚刚我们提取出来的两种物质在氯气的这个反应充当什么角色?【学生活动】:氯气是反应物,次氯酸是生成物。
高二化学第2节化学反应的限度鲁教版【本讲教育信息】一. 教学内容:第2节化学反应的限度二. 教学目的:1. 掌握化学平衡常数和平衡转化率的含义2. 能够利用平衡常数进行平衡转化率的换算3. 掌握条件改变对平衡移动方向的规律三. 重点、难点:平衡常数和平衡移动规律四. 知识分析(一)化学平衡常数1. 定义:对于给定化学方程式的可逆反应,温度一定,不管反应物和产物的初始浓度多大,达到平衡时,产物浓度系数次方的乘积与反应物浓度系数次方乘积的比值是一个不变的常数。
2. 表达式:对于aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g),有K=〔D〕d·〔E〕e/〔A〕a·〔B〕b3. 注意事项:(1)在平衡常数的表达式中,纯固体或纯液体(包括溶剂液体)的浓度视为常数,不在表达式上列出。
(2)化学平衡常数的表达式与方程式的书写有关,系数变为原来的n倍,平衡常数变为原来的n次方,单位也发生相应的变化。
(3)正逆反应的平衡常数互为倒数。
(4)对于给定化学反应方程式的可逆反应,平衡常数仅是温度的函数。
4. 实际应用、判断可逆反应的方向定义所选时刻反应aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g)的浓度商为:Q=c d(D)c e(E)/c a(A)c b(B)则:Q>K 反应逆向进行Q=K 反应已达平衡Q<K 反应正向进行(二)平衡转化率指定反应物A的平衡转化率表示为:a(A)=(A的初始浓度-A的平衡浓度)/ A的初始浓度×100%={c0(A)-〔A〕}/ c0(A)×100%注意:①多种反应物参加反应时,提高其中一种物质的浓度,可以提高其它物质的转化率,而其自身转化率会降低。
②平衡常数和平衡转化率虽然都可以表示可逆反应进行的程度,但是平衡转化率随着反应物起始浓度的不同而变化,而平衡常数却不受起始浓度的影响。
因此平衡常数更能反映出反应的本质。
平衡常数与某反应物的平衡转化率之间是可以互相求算的。
化学学案12 第二章化学反应与能量
第三节化学反应的速率和限度(第二课时)姓名:
【教学目标】
1、认识化学反应限度的存在、概念和产生原因。
2、掌握达到化学反应限度的特征。
3、了解控制反应条件在生产生活中的作用,认识提高燃料的燃烧效率的重要性和方法。
【设疑】炼铁高炉尾气之谜(学生阅读课本50页科学史话)
一、可逆反应
1、概念:条件下,一个化学反应既能从左到右进行,同时又能从右到左进行的反应。
如:。
【讨论】教材P51思考与交流
2、可逆反应在一定条件下,反应物完全转化为生成物(填“能”或“不能”)
3、可逆反应在写化学方程式时不用“=”而应用“”
4、可逆反应的特点:(1)正反应和逆反应发生的条件相同。
(2)反应物、生成物共同存在。
(3)反应有一定的限度。
【练习1】对于可逆反应2SO2+O2 2SO3,在混合气体中充入一定量的18O2足够长时间后,18O原子()
A、只存在于O2中
B、只存在于SO3和O2中
C、只存在于SO2和O2中
D、存在于SO2、SO3和O2中
二.化学反应的限度
1.化学平衡状态:
一定条件下,反应里,反应速率和反应速率时,反应物和生成物的,达到了表面上静止的一种“平衡状态”,反应达到了限度的状态。
2.化学反应的限度:
化学平衡状态是反应达到的一种特殊状态,
是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度,即该反应进行的。
任何可逆反应在给定条件下的进程都是有一定限度,只是不同的反应限度不同。
改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度,即改变该反应的化学平衡状态。
3.化学平衡的特征:
①逆――(研究对象:)
可逆反应不能进行到底,即反应进程中反应物不能全部转化为生成物。
②等――(正反应速率逆反应速率)
用同一种物质来表示反应速率时,该物质的消耗的速率与生成的速率相等。
催化剂
③定――(反应混合物中各组分的浓度保持)
在可逆反应到达平衡时,各组成成分的浓度保持一定,不再随时间变化而变化。
注意:浓度不变不等于浓度相等。
④变――(反应条件改变,化学平衡发生)
改变影响化学平衡的条件,平衡就被破坏,正、逆反应速率不再相等。
⑤动――(化学平衡是平衡)
达到平衡时正反应速率和逆反应速率相等,但不为零。
即v(正)=v(逆)>0,正反应和逆反应仍在进行。
4.平衡状态的判断:
①等――正反应速率和逆反应速率相等。
②定――反应混合物中各组分的浓度保持不变。
【讨论】1、一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是( )
A.单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol AB
B.容器内的总压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内生成2n mol AB的同时生成n mol B2
D.单位时间内生成n mol A2的同时生成n mol B2
E.容器内的总物质的量不随时间变化
2、对于反应N2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g) 以下说法能否说明反应达到平衡?
A.容器内的总压强不随时间的变化而变化( )
B.容器内的总物质的量不随时间变化( )
【小结】:
【练习2】哪些说法能作为N2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g) 达到平衡的标志( )
①每生成2 mol NH3时,同时生成1 mol N2和3 mol H2。
②每生成2 mol NH3时,同时消耗1 mol N2和3 mol H2。
③每断开1 molN≡N键,就断开3 molH-H键。
④每断开1 molN≡N键,就生成6 molN-H键。
⑤每断开1 molN≡N键,就生成3 molH-H键。
⑥每断开1 molN≡N键,就断开6 molN-H键。
【练习3】可逆反应:2N O22NO+O2在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志( )
△
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
【填空】判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据
例举反应恒温恒容mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 是否平衡
混合物体系中
各成分的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量浓度一定
②各物质的质量或各物质质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
正、逆反应
速率的关系
①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA
②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC
③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q
④在单位时间内生成n molB,同时消耗了q molD
压强
①m+n≠p+q时,总压力一定(其他条件一定)
②m+n=p+q时,总压力一定(其他条件一定)
温度任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时
体系的密度密度一定
其他如体系颜色不再变化等
5.某指定反应物的转化率或利用率=
三.化学反应条件的控制
1.控制反应条件的意义:按需要改变化学反应的和反应。
【学生活动】阅读课文52页,提高煤的燃烧效率可以采取哪些措施?
2.提高燃料燃烧效率的措施
①、尽可能使燃料,提高的转化率.关键是燃料与
或要尽可能充分地接触,且空气要适当.
②、尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的,提高热能的.3.提高燃料的燃烧效率实质上是从多方面控制 (包括 )。
它的意义在于、、
(如煤在气化过程中可以脱硫、除去灰分等)。
【课后练习】
1、在一定温度下的定容密闭容器中,当物质的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
2、可逆反应H2(g) + I2(g) 2HI(g)达到平衡的标志是()
A、H2、I2、HI的浓度相等
B、H2、I2、HI的浓度保持不变
C、混合气体的密度保持不变
D、混合气体的颜色不再改变
3、在一定温度下,反应A2(g) + B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是()
A、单位时间内生成nmolA2同时生成nmolAB
B、容器内的总物质的量不随时间变化
C、单位时间内生成2nmolAB的同时生成nmolB2
D、单位时间内生成nmolA2的同时生成nmolB2
4、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.①③
B.①②③
C.①③④
D.全部
5、一定条件下,X(g)+3Y(g) 2Z(g)达到化学平衡的标志是()
A.Z的分解速率和生成速率相等B.X、Y、Z的浓度不再变化
C.反应体系的总质量保持不变 D.单位时间内生成nmolZ,同时生成nmolX
6、在一定条件下,某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙述错误的是()
A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后减小为零
C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后保持恒定
D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后与逆反应速率相等且都保持恒定
7、在密闭的容器中进行X2(g) + 3Y2(g) 2 Z2(g),若X2、Y2、Z2的起始浓度分别为
0.2mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L当反应达到平衡后各物质的浓度可能是:()
A.X2为 0.1mol/L 、
B. Y2为0.4mol/L、
C.Z2为 0.3mol/L、
D.Y2为 0.6mol/L
8、一定温度下、密闭容器中,可逆反应X(g)+3Y(g) 2Z(g)达到化学平衡的标志是()
A.Z的生成速率是X的反应速率的2倍B.容器内压强恒定
C.X、Y、Z物质的量之比为1:3:2 D.单位时间内生成nmolZ,同时生成nmolX 9、将4 molA气体和2 molB气体在 2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应,
2A(g)+B(g)= 2C(g)若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol/L,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol/(L·s)
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol/(L·s)
③2 s时物质A的转化率为70%④2 s时物质B的浓度为0.7 mol/L
其中正确的是()
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
10、X、Y、Z三种气体,取X和Y按1∶1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:X+2Y2Z,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物
质的量之比为3∶2,则Y的转化率最接近于()
A.33% B.40% C.50% D.65%。