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第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制1．在密闭容器中进行反应：X2(g)+3Y2(g)2Z(g)，其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是() A．c(Z)=0.5 mol/LB．c(Y2)=0.5 mol/LC．c(X2)=0.2 mol/LD．c(Y2)=0.6 mol/L2．下列说法中不正确的是()A．当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该条件下所能达到的限度B．当一个可逆反应达到平衡状态时，这个反应的正反应速率和逆反应速率相等C．可以通过控制反应条件，使2 mol SO2与1 mol O2反应生成2 mol SO3D．化学反应的限度可以通过改变条件来改变3．在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X2(g)＋Y2(g)2XY(g)已达到平衡的是()A．容器内的总压强不随时间变化B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化C．XY气体的物质的量分数不变D．X2和Y2的消耗速率相等4．一定条件下，发生可逆反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述中，不能作为此可逆反应已经达到化学平衡状态的标志的是()A．NH3的消耗速率等于NO的生成速率B．NH3的消耗速率等于NO的消耗速率C．NH3的浓度和NO的浓度都不发生改变D．密闭容器内的压强不发生改变5．下列说法不正确的是()A．化石燃料在任何条件下都能充分燃烧B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后燃烧效果好D．固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更高6．在一密闭容器中，用等物质的量的A和B发生如下反应:A(g)+2B(g)2C(g)，反应达到平衡时，若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为()A．40% B．50% C．60% D．70%7．已知可逆反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。
第2课时化学反响的极限化学反响条件的操控方针导航] 1.了解可逆反响的意义及其特征。
2.知道化学反响的极限，知道外界条件改动时化学反响极限能产生改动。
3.开端了解化学反响到达平衡状况的标志。
4.了解操控反响条件在出产和科研中的效果。
一、化学反响的极限1．可逆反响1.概念：在同一条件下正反响方向和逆反响方向均能进行的化学反响。
2.特征：反响不能进行到底，或许在必定条件下反响物与生成物一起存在。
2．化学平衡状况1.树立进程：如关于可逆反响2SO2＋O22SO3，在必定温度下，将2 molSO2(g)和1 mol O2(g)通入必定体积的密闭容器中。
其化学平衡树立的进程如图所示。
①反响开端时，正反响速率最大，原因是反响物浓度最大；逆反响速率为0，原因是生成物浓度为0。
②反响进行中，正反响速率的改动是逐步减小，原因是反响物浓度逐步减小；逆反响速率的改动是逐步增大，原因是生成物浓度逐步增大。
③反响一段时刻(t1)后，正反响速率和逆反响速率的联系是巨细持平，反响物的浓度不再改动，生成物的浓度不再改动。
2.概念：关于可逆反响，假如外界条件(温度、浓度、压强等)不产生改动，当可逆反响进行到必定程度时，正反响速率与逆反响速率持平，反响物的浓度与生成物的浓度不再改动，到达一种外表中止的状况，称为“化学平衡状况”，简称化学平衡，化学平衡状况是化学反响所能进行的最大极限。
3.特征：①等：v正＝v逆≠0。
②动：化学平衡状况是一种动态平衡。
到达平衡状况时，反响并没有中止，这时正反响和逆反响都依然在进行。
③定：反响物的浓度和生成物的浓度不再改动。
④变：外界条件(温度、浓度、压强等)一旦改动，化学平衡状况就会被损坏，并在新的条件下树立新的化学平衡。
指点化学反响速率改动，平衡不必定产生移动，如反响前后气体体积不变的反响增大压强或运用催化剂，正逆反响速率改动程度相同，v正＝v逆，平衡不移动；平衡产生移动，化学反响速率必定产生改动，移动的底子原因是外界条件改动，使v正≠v逆。
第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制目标导航] 1.了解可逆反应的含义及其特征。
2.认识化学反应的限度，知道外界条件改变时化学反应限度能发生改变。
3.初步了解化学反应达到平衡状态的标志。
4.了解控制反应条件在生产和科研中的作用。
一、化学反应的限度1．可逆反应(1)概念：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。
(2)特征：反应不能进行到底，或者在一定条件下反应物与生成物同时存在。
2．化学平衡状态(1)建立过程：如对于可逆反应2SO2＋O2催化剂△2SO3，在一定温度下，将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中。
其化学平衡建立的过程如图所示。
①反应开始时，正反应速率最大，原因是反应物浓度最大；逆反应速率为0，原因是生成物浓度为0。
②反应进行中，正反应速率的变化是逐渐减小，原因是反应物浓度逐渐减小；逆反应速率的变化是逐渐增大，原因是生成物浓度逐渐增大。
③反应一段时间(t1)后，正反应速率和逆反应速率的关系是大小相等，反应物的浓度不再改变，生成物的浓度不再改变。
(2)概念：对于可逆反应，如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡，化学平衡状态是化学反应所能进行的最大限度。
(3)特征：①等：v正＝v逆≠0。
②动：化学平衡状态是一种动态平衡。
达到平衡状态时，反应并没有停止，这时正反应和逆反应都依然在进行。
③定：反应物的浓度和生成物的浓度不再改变。
④变：外界条件(温度、浓度、压强等)一旦改变，化学平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。
点拨 化学反应速率改变，平衡不一定发生移动，如反应前后气体体积不变的反应增大压强或使用催化剂，正逆反应速率变化程度相同，v 正＝v 逆，平衡不移动；平衡发生移动，化学反应速率一定发生改变，移动的根本原因是外界条件改变，使v 正≠v 逆。
课后作业(十二)[基础巩固]一、可逆反应和化学反应限度1．下列各组反应互为可逆反应的是( )①2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O 与CO 2＋H 2O ＋Na 2CO 3===2NaHCO 3②SO 2＋H 2O===H 2SO 3与H 2SO 3===SO 2＋H 2O③N 2＋3H 2=====高温、高压催化剂2NH 3与2NH 3=====高温、高压催化剂3H 2＋N 2 ④NH 3＋HCl===NH 4Cl 与NH 4Cl=====△NH 3↑＋HCl ↑A ．①②B ．②③C ．③④D ．①④[解析] ①、④中两反应的条件不相同，不互为可逆反应。
[答案] B2．一定条件下，在密闭容器中进行反应：2SO 2＋O 22SO 3。
当SO 2、O 2、SO 3的浓度不再改变时，下列说法正确的是( ) A ．SO 2、O 2完全转化为SO 3B ．正、逆反应速率相等且等于零C ．反应已达到化学平衡状态D ．SO 2、O 2、SO 3的浓度一定相等[解析] 对于反应：2SO 2＋O 22SO 3，当SO 2、O 2、SO 3的浓度不再改变时，反应处于平衡状态，这时反应仍然在进行，在单位时间内任一物质的消耗速率与产生速率相等，物质的浓度不变。
[答案] C3．向一密闭容器中放入1 mol X ，进行可逆反应2X(g)3Y(g)，反应过程中的反应速率(v )与时间(t )的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是()A．t1时，只有正反应B．t2～t3时，反应不再发生C．t2时，容器内有1.5 mol YD．t2～t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化[解析]t1时，v正>v逆>0，正、逆反应都在发生，A项错误；t2～t3时，v正＝v逆>0，反应并未停止，B项错误；该反应为可逆反应，1 mol X不能完全反应，所以当反应达到平衡时，容器内Y的物质的量小于1.5 mol，C项错误；t2～t3时为化学平衡状态，X、Y的物质的量均不发生变化，D项正确。
第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制[学习目标定位] 1.通过实验认识化学反应的限度、可逆反应和化学平衡的含义，知道当一定的外界条件改变时化学反应限度可能发生改变。
2.了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。
一化学反应限度1.可逆反应(1)定义：在相同条件下，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)特征①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；②在可逆反应的化学方程式中，用“”号代替“===”号。
2.化学平衡的建立(1)对于可逆反应2SO2＋O2催化剂2SO3，在一定温度下，将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积△的密闭容器中。
其化学反应速率与时间关系如图所示。
分析回答下列问题：①反应开始时，正反应速率最大，原因是反应物浓度最大；逆反应速率为0，原因是生成物浓度为0；②反应进行中，正反应速率的变化是逐渐减小，原因是反应物浓度逐渐减小；逆反应速率的变化是逐渐增大，原因是生成物浓度逐渐增大；③反应一段时间(t1)后，正反应速率和逆反应速率的关系是大小相等，反应物的浓度不再改变，生成物的浓度不再改变。
(2)化学平衡状态也可从逆反应开始建立。
如图：3.化学平衡状态(1)化学平衡状态的概念：如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡，化学平衡研究的对象是可逆反应。
(2)化学平衡状态的特征：4.影响化学反应的限度的因素(1)决定因素：化学反应的限度首先决定于反应物的化学性质。
不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同，反应物的最大转化率不同。
(2)外界因素：化学反应的限度受温度、浓度、压强等条件的影响。
改变其中的一个条件，可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。
化学反应的限度化学反应条件的控制合格考达标练1.(2021天津耀华中学高一检测)下列有关化学反应速率与化学反应限度的叙述错误的是()A.化学反应速率是表示化学反应快慢的物理量B.一般情况下,升高温度能加快化学反应速率C.可逆反应达到化学反应限度时,反应就静止不动了D.可逆反应达到化学反应限度时,正反应速率等于逆反应速率,A正确。
一般情况下,升高温度,分子(或离子)的运动速率加快,彼此之间接触几率增大,发生反应的几率增大,故化学反应速率加快,B正确。
可逆反应达到化学反应限度时,反应并未停止,对于同一物质来说,其消耗速率与生成速率相等,但不等于0,C错误。
可逆反应达到化学反应限度时,各物质的浓度保持不变,正反应速率等于逆反应速率,D正确。
2.在一密闭容器中放入1 mol X,进行可逆反应2X(g)3Y(g),反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的变化关系如图所示,下列叙述正确的是()A.t1时,只有正反应在进行B.t2~t3时间段,反应停止C.t2时,容器内有1.5 mol YD.t2~t3时间段,X、Y的物质的量均没有发生变化时,正、逆反应速率都大于零,都在进行,A错误;t2~t3时间段,正、逆反应速率都大于零,反应仍1在进行,X、Y的物质的量均没有发生变化,B错误,D正确;t2时,反应达到平衡,但X不能完全转化为Y,故Y小于1.5 mol,C错误。
3.(2021山东烟台高一期中)恒容密闭容器中进行的可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g),下列不能说明该反应达到平衡状态的是()A.单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2B.混合气体的颜色不再改变C.混合气体的压强不再改变的状态D.混合气体的密度不再改变的状态n mol O2,必然消耗2n mol NO2,同时生成2n mol NO2,则该反应达到平衡状态,A不符合题意;恒容条件下,混合气体的颜色不再改变,则c(NO2)不变,该反应达到平衡状态,B不符合题意;混合气体的压强不变,说明气体的总物质的量不变,则该反应达到平衡状态,C不符合题意;恒容条件下进行反应,混合气体的总质量不变,则密度始终不变,不能判断是否达到平衡状态,D符合题意。
化学反应的限度及反应条件的控制时间：45分钟一、选择题1．一定条件下的某可逆反应，其正反应速率v(正)和逆反应速率v(逆)随反应时间t 的变化如图所示。
下列判断不正确的是( D )A．t1时刻，v(正)>v(逆)B．t2时刻，v(正)＝v(逆)C．t2时刻，反应达到最大限度D．t3时刻，反应停止解析：A项，由图象知，在t1时刻，v(正)>v(逆)，正确；B项，t2时刻，v(正)＝v(逆)，反应处于平衡状态，正确；C项，t2时刻，反应处于平衡状态，该反应达到最大限度，正确；D项，t3时刻，反应处于平衡状态，此时反应仍在进行，反应并未停止，错误。
2．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，下列表述中正确的是( D )A．反应的化学方程式为2M NB．t2时，正、逆反应速率相等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倍解析：从图象可知，N的物质的量在减少，应为反应物，M的物质的量在增大，应为生成物，由图中数据可得出反应的化学方程式为2N M；由图可知，t2时，未达到平衡，正、逆反应速率不相等；t3时M、N的物质的量保持不变，说明已达到平衡状态，则正反应速率等于逆反应速率；t1时，N的物质的量是6 mol，M的物质的量是3 mol，故N的浓度是M浓度的2倍是正确的。
3．在一个不传热的固定容积的密闭容器中，可逆反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，当m、n、p、q为任意整数时，达到平衡的标志是( B )①体系的压强不再改变②体系的温度不再改变③各组分的浓度不再改变④各组分的质量分数不再改变⑤反应速率v (A)v (B)v (C)v(D)＝m n p q⑥单位时间内m mol A发生断键反应，同时p mol C也发生断键反应A．③④⑤⑥B．②③④⑥C．①③④⑤ D．①③④⑥解析：判断化学平衡的根本标志是v正＝v逆，⑥中m mol A断键，则同时生成p mol C，而p mol C也发生断键反应，因此对C而言v正＝v逆，⑥正确；而⑤中没有指明反应速率的方向，错误；平衡状态的直接标志是各组分的浓度不再改变，则各组分的质量分数不再改变，③④正确；间接标志是体系的温度不再改变，故②正确；但因(m＋n)与(p＋q)的相对大小不确定，故①无法确定，若m＋n＝p＋q，则压强始终不变化，则①错误。
第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制1.下列对可逆反应的认识正确的是( )A.SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr与2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O互为可逆反应B.既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应C.在同一条件下,同时向正、逆两个方向进行的反应叫做可逆反应D.电解水生成氢气和氧气与氢气和氧气点燃生成水的反应是可逆反应解析:理解好可逆反应定义中的“同一条件下”“同时”“正、逆两个方向”等关键字眼。
答案:C2.下列说法正确的是( )A.密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2可生成2 mol NH3B.一定条件下,可逆反应达到平衡状态,该反应就达到了这一条件下的最大限度C.对于任何反应增大压强,化学反应速率均增大D.化学平衡是一种动态平衡,条件改变,原平衡状态不会被破坏解析:N2与H2生成NH3的反应为可逆反应,1 mol N2与3 mol H2不能完全反应生成2 mol NH3,A项错;压强是影响化学反应速率的一个因素,但并不适合于所有的反应,必须有气体参与的反应才适合,C不正确;化学平衡是一种动态平衡,该平衡是建立在一定条件下的平衡,如果条件改变,平衡将发生移动,D项不正确。
答案:B3.工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是:①2C+O22CO;②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
该炼铁工艺中,焦炭的实际用量远远高于按照化学方程式计算所需要的量。
其主要原因是( )A.CO过量B.CO与铁矿石接触不充分C.炼铁高炉的高度不够D.反应①②都有一定限度解析:研究表明,反应①②都是可逆反应,都有一定的限度,因此反应①中的碳和反应②中的CO不能完全转化,致使焦炭的实际用量远远高于按照化学方程式计算所需要的量。
答案:D4.(2013·广东珠海高一检测)一定温度下,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是( )A.N2、H2和NH3的质量分数不再改变B.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2C.N2与H2的物质的量之和是NH3的物质的量的2倍D.单位时间里每生成1 mol N2,同时消耗2 mol NH3解析:化学平衡状态标志的实质是v正=v逆≠0,体现在各组分的浓度(或质量分数)不再改变,而与各组分的浓度比例无关。
D中,单位时间里每生成1 mol N2,同时生成2 mol NH3,就达到平衡状态。
答案:A5.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 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )A.SO2为0.4 mol·L-1、O2为0.2 mol·L-1B.SO2为0.25 mol·L-1C.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1D.SO3为0.4 mol·L-1解析:假设该时刻的SO3全部转化为SO2和O2,则SO2、O2的浓度分别将达到0.4mol·L-1、0.2 mol·L-1;而假设该时刻的SO2和O2全部化合生成SO3,则SO3的浓度将达到0.4 mol·L-1。
因为该反应是可逆反应,三种物质必将同时存在(即可逆反应中的物质均不可能100%转化),很显然,A、D是不可能的。
要得到C中的数据必须是SO2和SO3同时消耗而减少,这不符合S原子守恒,也是不可能的。
答案:B6.一定条件下的密闭容器中,可逆反应2A(g)B(g)+3C(g)在下列四种状态中反应速率A B C Dv正/[mol·(L·min)-1]v(A)=2v(A)=1v(A)=1v(A)=2v逆/[mol·(L·min)-1]v(B)=2v(B)=1.5v(C)=1.5v(C)=2解析:根据平衡状态的特点,将以不同物质表示的化学反应速率转化成同一物质向正、逆两个方向的化学反应速率,C项是相等的。
答案:C7.硫酸是一种重要的化工产品,硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。
目前硫酸的重要生产方法是“接触法”,有关接触氧化反应2SO2+O22SO3的说法不正确的是( )A.该反应为可逆反应,故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫B.达到平衡后,反应就停止了,故此时正、逆反应速率相等且均为0C.一定条件下,向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,则从反应开始到达平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等D.在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题解析:对于可逆反应来说,在一定条件下反应物不可能全部转化为产物,反应只能进行到一定限度。
在达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,最终正、逆反应速率相等,即达到平衡,此时反应物和生成物的浓度都不再随时间的变化而变化,但反应并没有停止,正、逆反应都依然进行着。
答案:B8.在2 L密闭容器中,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:时间/s 012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上述反应(填“是”或“不是”)可逆反应。
(2)如图所示,表示NO2变化曲线的是。
用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是(填序号)。
A.v(NO2)=2v(O2)B.容器内压强保持不变C.v逆(NO)=2v正(O2)D.容器内密度保持不变解析:(1)该反应是可逆反应。
(2)由平衡体系2NO(g)+O2(g)2NO2(g)知,NO2为生成物,n(NO2)=Δn(NO)=0.020 mol-0.007 mol=0.013 molc(NO)==0.006 5 mol·L-12变化曲线的为b。
故表示NO2v(NO)===0.003 mol/(L·s),则v(O2)=v(NO)=0.001 5 mol/(L·s)。
(3)A项中未指明正、逆反应速率,故无法说明该反应是否达到平衡状态;由于该反应是反应前后气体体积不相等的反应,当容器内压强保持不变时,说明该反应已达到平衡状态,故B项正确;C项中已说明正、逆反应速率相等,故说明该反应已达到平衡状态;由于气体总质量不变,气体总体积也不变,因此,无论该反应是否达到平衡,容器内密度保持不变,故D项无法说明该反应是否达到平衡状态。
答案:(1)是(2)b 1.5×10-3mol/(L·s)(3)BC9.在2 L容器中有3种物质进行反应,X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图。
反应在t时刻达到平衡,如图所示:(1)该反应的化学方程式是。
(2)反应起始至t,Y的平均反应速率是。
(3)关于该反应的说法正确的是(填序号)。
A.到达t时刻该反应已停止B.在t时刻之前X的消耗速率大于它的生成速率C.在t时刻正反应速率等于逆反应速率D.在t时刻达到平衡是因为此时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等解析:(1)由图像知,从0~t,n(X)减小,n(Y)增加,n(Z)增加,可以确定X为反应物,Y、Z为生成物,从0~t,Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=0.8∶1.2∶0.4=2∶3∶1。
故该反应的化学方程式为2X3Y+Z。
(2)v(Y)= mol/(L·min)(3)化学平衡是一种动态平衡,故A错;在t时刻之前,可逆反应尚未达到化学平衡,此时v正(X)>v逆(X),故B对;在t时刻,可逆反应已达化学平衡,此时正、逆反应速率相等,故C对;在t时刻达到平衡是因为此时反应混合物中各组分的浓度不再变化,故D错。
答案:(1)2X3Y+Z (2) mol/(L·min)(3)BC10.在100 ℃时,将0.01 mol的四氧化二氮气体充入0.1 L的密闭容器中,发生反应,隔一定时间对该容器内的物质进行分析,得到如下表格:时间020*********/sc (N 2O4)0.1000.070 0.050c 3a b c (NO 2)0.060c 20.1200.1200.120请填空:(1)该反应的化学方程式为 。
达到平衡时N 2O 4的转化率为 ,表中c 2 c 3;a b (填“>”“<”或“=”)。
(2)在0~20 s 内,N 2O 4的平均反应速率为 。
解析:反应方程式为N 2O 42NO 2,在时间为60 s 时,c (NO 2)为0.120 mol·L -1,此后浓度不再发生改变,即时间为60 s 时,反应达到平衡。
由N 2O 42NO 2计算,c 2=(0.100-0.050)mol·L -1×2=0.100mol·L -1,c 3=(0.100-0.120×)mol·L -1=0.040 mol·L -1,所以c 2>c 3。
因60 s 时反应达到平衡,则a=b ;N 2O 4的转化率为×100%=60%。
在0~20 s 内N 2O 4的平均反应速率为v (N 2O 4)==0.001 5 mol/(L·s)。
答案:(1)N 2O 42NO 2 60% > =(2)0.001 5 mol/(L·s)。
