高一化学反应限度
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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,当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时,反应物和生成物的浓度不再改变,达到一种表面静止的状态,我们称之为化学平衡状态,也就是化学反应的限度。
这种限度是在给定条件下化学反应所能达到的最大程度。
例如,工业合成氨的反应 N₂+ 3H₂⇌ 2NH₃,即使不断地提供合适的反应条件,氮气和氢气也无法完全转化为氨气。
二、影响化学反应限度的因素1、温度温度对化学反应限度有着显著的影响。
一般来说,升高温度,平衡会向吸热反应的方向移动,从而改变反应的限度;降低温度,平衡会向放热反应的方向移动。
以二氧化硫转化为三氧化硫的反应 2SO₂+ O₂⇌ 2SO₃为例,这是一个放热反应。
升高温度,平衡会逆向移动,二氧化硫的转化率降低,反应限度减小;降低温度,平衡正向移动,二氧化硫的转化率提高,反应限度增大。
2、浓度反应物或生成物的浓度变化也会影响反应限度。
增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡会向正反应方向移动,从而提高反应限度;减小反应物浓度或增大生成物浓度,平衡会向逆反应方向移动,降低反应限度。
比如在可逆反应 H₂+ I₂⇌ 2HI 中,如果增加氢气或碘蒸气的浓度,平衡就会向生成碘化氢的方向移动,反应限度增大。
3、压强对于有气体参与且反应前后气体分子数发生变化的反应,压强的改变会影响反应限度。
增大压强,平衡会向气体分子数减小的方向移动;减小压强,平衡会向气体分子数增大的方向移动。
例如,氮气和氢气合成氨的反应 N₂+ 3H₂⇌ 2NH₃,反应前气体分子数为 4,反应后气体分子数为 2。
增大压强,平衡正向移动,有利于氨气的生成,反应限度增大;减小压强,平衡逆向移动,不利于氨气的生成,反应限度减小。
4、催化剂催化剂能够同等程度地改变正反应和逆反应的速率,因此使用催化剂只能缩短达到平衡所需的时间,而不能改变反应的限度。
三、化学平衡状态的特征1、等正反应速率等于逆反应速率。
6.2.2 化学反应的限度化学反应条件的控制一、化学反应的限度研究对象1.可逆反应的定义:在同一条件下,正反应方向和逆反应方向均能同时进行的化学反应称为可逆反应2.可逆反应的特点(1)共存:反应物转化率低于100%,反应物生成物共存。
(2)双同:正逆反应是在同一条件下同时进行的。
(3)双向:可逆反应分为方向相反的两个反应,正反应和逆反应。
注意:正逆反应的热效应相反。
若正反应是吸热反应,则逆反应是放热反应。
3.可逆反应的表示方法:可逆反应的化学方程式中,用“”号代替“===”号二、化学反应的限度1.化学平衡状态的建立在一定条件下向反应容器中加入N2和H2发生反应N2+3H22NH3。
浓度速率变化v正、v逆关系开始反应物浓度最大v正最大v正>v逆生成物浓度为0 v逆为0变化反应物浓度减小v正减小v正>v逆生成物浓度增大v逆增大平衡反应物浓度不变v正不变v正=v逆生成物浓度不变v逆不变2.化学平衡建立过程中化学反应速率的图像:三、化学平衡状态的概念:在一定条件下,当反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变,达到一种表面静止的状态,称之为化学平衡状态,简称化学平衡 概念理解:(1)当可逆反应达到平衡状态时,反应物和生成物的浓度不再发生变化,对应的物质的质量分数、物质的量分数、体积分数、转化率都将保持不变。
(2)达到化学平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等是指同一物质的消耗速率与生成速率相等。
分别用不同物质表示的正、逆反应速率不一定相等。
(3)达到化学平衡状态时,各物质的浓度和质量保持不变,这里的不变不能理解为各物质的浓度和质量相等。
注意:(1)在化学反应中,只有可逆反应才有可能达到化学平衡状态,非可逆反应不存在化学平衡状态。
(2)可逆反应在有关条件(如温度、压强等)确定的前提下才能够达到化学平衡状态,即化学平衡状态是有条件的。
(3)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能达到的或完成的最大程度,即该反应进行的限度。
化学高一知识点归纳必修一1.化学高一知识点归纳必修一篇一化学反应的限度——化学平衡(1)化学平衡状态的特征:逆、动、等、定、变。
①逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
②动:动态平衡,达到平衡状态时,正逆反应仍在不断进行。
③等:达到平衡状态时,正方应速率和逆反应速率相等,但不等于0。
即v 正=v逆≠0。
④定:达到平衡状态时,各组分的浓度保持不变,各组成成分的含量保持一定。
⑤变:当条件变化时,原平衡被破坏,在新的条件下会重新建立新的平衡。
(2)判断化学平衡状态的标志:①VA(正方向)=VA(逆方向)或nA(消耗)=nA(生成)(不同方向同一物质比较)②各组分浓度保持不变或百分含量不变③借助颜色不变判断(有一种物质是有颜色的)④总物质的量或总体积或总压强或平均相对分子质量不变(前提:反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用,即如对于反应xA+yBzC,x+y≠z)2.化学高一知识点归纳必修一篇二化学能与热能1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。
原因:当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要吸收能量,而形成生成物中的化学键要放出能量。
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
E反应物总能量>E生成物总能量,为放热反应。
E反应物总能量2、常见的.放热反应和吸热反应常见的放热反应:①所有的燃烧与缓慢氧化。
②酸碱中和反应。
③金属与酸反应制取氢气。
④大多数化合反应(特殊:是吸热反应)。
常见的吸热反应:①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如:②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。
3.化学高一知识点归纳必修一篇三物质的量的单位――摩尔1.物质的量(n)是表示含有一定数目粒子的集体的物理量。
化学反应的限度知识点总结化学反应限度就是研究可逆反应在一定条件下所能达到的最大程度,也即化学反应动态平衡。
二、化学反应的限度说明(1)绝大多数反应都有一定的可逆性。
一个反应是可逆反应的必需条件:在同一反应条件下进行。
(2)可逆反应在一定条件下进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物与生成物的浓度不再发生变化,单位时间内生成的该物质的量与消耗的该物质的量相等,反应达到化学平衡状态。
(3)化学平衡是一种动态平衡。
在化学平衡状态下化学反应仍进行,但是反应混合物的组成保持一致,当反应条件改变时,原化学平衡状态被破坏,一段时间后会达到新的平衡。
1、化学平衡常数(1)对达到平衡的可逆反应,生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比为一常数,该常数称为化学平衡常数,用符号K表示。
(2)平衡常数K的大小反映了化学反应可能进行的程度(即反应限度),平衡常数越大,说明反应可以进行得越完全。
(3)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。
对于给定的可逆反应,正逆反应的平衡常数互为倒数。
(4)借助平衡常数,可以判断反应是否到平衡状态:当反应的浓度商Qc与平衡常数Kc相等时,说明反应达到平衡状态。
2、反应的平衡转化率(1)平衡转化率是用转化的反应物的浓度与该反应物初始浓度的比值来表示。
如反应物A的平衡转化率的表达式为:(2)平衡正向移动不一定使反应物的平衡转化率提高。
提高一种反应物的浓度,可使另一反应物的平衡转化率提高。
(3)平衡常数与反应物的平衡转化率之间可以相互计算。
3、反应条件对化学平衡的影响(1)温度的影响升高温度使化学平衡向吸热方向移动;降低温度使化学平衡向放热方向移动。
温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数实现的。
(2)浓度的影响增大生成物浓度或减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动;增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。
温度一定时,改变浓度能引起平衡移动,但平衡常数不变。
高中化学反应的限度教案教学目标:1. 了解化学反应的限度概念和计算方法;2. 理解化学反应中限度反应物和多余反应物的概念;3. 掌握化学反应的平衡态和反应物的转化率计算方法。
导入:通过实验演示或图像展示引出化学反应的限度概念,并引发学生对限度反应物和多余反应物的讨论。
教学内容:1. 化学反应中的限度:- 定义:限度反应物是一个反应物中最先用完的反应物;多余反应物是在反应结束后仍有剩余的反应物。
- 计算方法:通过反应方程式和物质的量之间的关系,确定反应物的数量比较。
2. 化学反应的平衡态:- 定义:当反应物和生成物的浓度达到一定比例时,反应达到平衡态。
- 反应物的转化率:反应物的转化率表示反应物被转化为生成物的比例。
- 计算方法:通过实验数据或平衡式中的系数,计算反应物的转化率。
实例练习:1. 对于反应式2H2 + O2 -> 2H2O,如果有3mol H2和2mol O2参与反应,求限度反应物和多余反应物。
2. 对于反应式N2 + 3H2 -> 2NH3,如果有4mol N2和8mol H2参与反应,求反应的平衡态下N2的转化率。
实践应用:让学生通过实验或模拟实验,验证化学反应的限度概念,并计算反应物的转化率。
检测评价:布置相关练习题,检测学生对化学反应限度概念和计算方法的掌握程度。
拓展延伸:引导学生思考在实际生活和工业生产中化学反应的限度如何影响反应过程和产物得率。
课堂总结:总结化学反应的限度概念和计算方法,强化学生对本节课内容的理解和记忆。
教学反思:根据学生反馈和实际教学效果,及时调整教学内容和方法,以提高学生的学习效果和兴趣。
二、化学反应的限度(一)可逆反应:1、定义:在同一条件下,同时向正、反两个方向进行的反应2、特点:(1)向两个相反的方向进行的两个化学反应,在相同的条件下同时进行、共存,两个化学反应构成了一个对立的统一体。
(2)符号:“”号(3)通常从左向右的反应称为正反应,从右向左的反应称为逆反应;(4)在反应体系中,与化学反应有关的各种物质浓度均不能为零。
(二)化学反应限度1、定义:. 当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物和生成物的浓度_ 不再改变_,达到表面上静止的一种“_状态_”,这就是这个反应所能达到的限度;此时这个状态就叫做化学平衡状态。
反应开始:υ正 > υ逆反应过程中:υ正逐渐减小,υ逆逐渐增大;反应物浓度减小,生成物浓度增大;平衡时:υ正 ==υ逆;各组分的浓度不再变化。
2.化学平衡的特征:等:υ正=υ逆;定:各组分的浓度一定;动:动态平衡。
变:如果外界条件的改变,原有的化学平衡状态将被破坏,平衡发生移动。
【例1】.在可逆反应体系2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)加入18O2后,哪些物质中会含有18O?答:SO2、O2、SO3中均含有18O 。
3.影响化学平衡的条件:(催化剂不影响化学平衡)(1)浓度:增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,平衡向正反应方向移动;减少反应物的浓度或增大生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动。
(2)温度:升高温度平衡向吸热反应方向移动;降低温度平衡向放热反应方向移动。
(3)压强:(只对于有气体参加且反应前后气体总体积发生变化的反应)增大压强平衡向气体总体积缩小的方向移动;减小压强平衡向气体总体积增大的方向移动。
第5页(共11页)(三)化学反应条件的控制促进有利的化学反应:提高反应物的转化率即原料的利率、加快在生产和生活中反应速率等。
抑制有害的化学反应:减慢速率、减少或消除有害物质的产生,控制副反应的发生等这就涉及到反应条件的控制。
通过控制反应条件,可以改变反应速率(加快或减慢);也可以在一定程度上改变一个化学反应的限度,使可逆反应朝着有利于人们需要的方向进行。
1、高温高压催化剂条件下,3mol氢气和1mol氨气置于密闭容器中反应能够得到2mol氨气吗?为什么?2.下列关于化学反应限度的叙述错误的是--------------------------------------------------------------()A.不同的化学反应,限度可能不同B.可以通过改变温度来控制化学反应的限度C.可以通过延长化学反应的时间来改变反应的限度D.当一个化学反应在一定条件下达到限度时,正、逆反应便停止不再进行3.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是------------------------------------------------------------------( )①提高燃料的着火点②降低燃料的着火点③将固体燃料燃烧④将液体燃料雾化⑤进行煤气化处理⑥通入适量的空气A.①③④⑤B.②③⑤⑥C.③④⑤⑥D. ①②③④4.可逆反应达到平衡的重要标志是--------------------------------------------------------------------()A.反应停止了B.正逆反应的速率相等C.正逆反应的速率均为零D.正逆反应都还在继续进行55.下列说法正确的是---------------------------------------------------------------------------------------()A.参加反应物质的性质是决定化学反应速率的主要因素B.光是影响某些化学反应速率的外界条件之一C.决定化学反应速率的主要因素是浓度D.不管什么反应,增大浓度,或加热或加压,或使用催化剂,都可以加快反应速率6.下列方法中可以证明2HI(g)H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是---------------------()A.温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化B.温度和体积一定时,容器内压强不再变化C.条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化D.温度和压强一定时混合气体的颜色不再变化E.温度和压强一定时混合气体的密度不再变化7.下列说法可以证明反应N2+3H32NH3已达平衡状态的是----------------------------()A..1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成8.在一定温度下,向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体,发生如下反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),此反应达到平衡的标志是-------------------------------------( )A.容器内压强不随时间变化B.容器内各物质的百分含量不随时间变化C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2D.单位时间消耗0.1molX同时生成0.2molZ.9在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是-----------( )A.单位时间生成nmol的A2同时生成nmol的ABB.容器内的总压强不随时间变化C.单位时间内生成2nmol的AB同时生成nmol的B2D.单位时间内生成nmol的A2同时生成nmol的B210.(10分)恒温下,在2L容积固定的密闭容器内同时充入10molN2和4molH2,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),100s后达到平衡,测得平衡时N2剩余9mol。
求:(1)v(N2);(2)H2的转化率;(3)平衡时NH3的体积分数。
11.某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
根据图中数据,试填写下列空白:(1)该反应的化学方程式为;(2)从开始至2min ,Z 的平均反应速率为 ;(3)若X 、Y 、Z 均为气体,反应达平衡时:此时体系的压强是开始时的 倍。
12.(4分)将等物质的量的A 和B ,混合于2 L 的密闭容器中,发生如下反应3A (g )+B (g )xC (g )+2D (g ),经过4min 时,测得D 的浓度为0.5 mol/L c(A ):c (B )=3:5,C 的反应速率是0.125 mol·L-1·min -1,A 在4 min 末的浓度是__________, x 的值是__________。
13.在2L 的密闭容器中放入4molN 2O 5,发生如下反应:2N 2O 5(g) 4NO 2(g)+ O 2(g)。
反应5min 后,测得N 2O 5转化了20%,则:(1)υ(NO 2)为 、 υ(O 2)为 ;(2)5min 时,N 2O 5占混合气体体积分数是 。
14.一定温度下,可逆反应3X(g)+Y(g) 2Z(g)达到限度的标志是………………( )A.单位时间内生成3n mol X ,同时消耗n mol YB.X 的生成速率与Z 的生成速率相等C.X 、Y 、Z 的浓度相等D.X 、Y 、Z 的分子个数比为3:1:215.已知某反应的各物质浓度数据如下:a A gb B g ()()+2C g ()起始浓度(m o l L/): 30. 10. 0 2s 末浓度(m o l L/): 18. 06. 08. 据此可推算出上述方程式中各物质的计量数之比是……………………………( )A.9:3:4B. 3:1:2C. 2:1:3D. 3:2:116.下列说法中正确的是……………………………………………………… …( )A.01./m o l L H C l 和0124./m o l L H S O 与2m o l L N a O H /溶液反应速率相同 B.大理石块与大理石粉分别同01./m o l L盐酸反应速率相同 C.M g A l 、在相同条件下分别与01./m o l L盐酸反应,其反应速率相同 D.01./m o l L H C l 和013./m o l L H N O 与相同形状和大小的大理石反应,速率相同 17.在10℃时某化学反应速率为0.1 mol / (L•s),若温度每升高10℃反应速率增加到原来的2倍。
为了把该反应速率提高到1.6 mol / (L•s),该反应需在什么温度下进行?……( )A 、30℃B 、40℃C 、50℃D 、60℃18.可逆反应:a A g b B g ()()+c C g d D g ()()+,取am ol A 和bmol B 于V L 容器内。
1分钟后,测得容器内A 的浓度为xm o l L /,这时B 的浓度为__ m o l L/,C 的浓度为 ____m o l L/。
这段时间内反应的平均速率若以物质A 的浓度变化来表示,应为______ 。
19.在2SO 2+O 2 2SO 3 反应中:如果2分钟内SO 2的浓度由6 mol/L 下降为2 mol/L ,那么,用SO 2浓度变化来表示的化学反应速率为 ,用O 2浓度变化来表示的化学反应速率为 。
20.某温度时,在5 L 的容器中,X 、Y 、Z 三种气体的物质的量随时间的变化曲线如右图所示。
请通过计算回答下列问题。
(1)反应开始至2 mim ,Y 的平均反应速率。
(2)分析有关数据,写出X 、Y 、Z 的反应方程式。
(3)写出提高Y 的转化率的两个措施。