第09講化學(xué)反應(yīng)的限度（課件）-高

09化學(xué)反應(yīng)的限度小楊老師

知識導(dǎo)圖模塊一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡寫出SO2轉(zhuǎn)化為SO3、工業(yè)合成氨、形成氯水的三個化學(xué)方程式。觀察上述方程式，有何共同的特點？一、可逆反應(yīng)1．定義：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進行，同時又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)。2．表示：書寫可逆反應(yīng)的方程式不用“===”，而用“”連接。3．特點：（1）雙向性：正反應(yīng)和逆反應(yīng)；

（2）雙同性：同一條件，同時進行；

（3）共存性：反應(yīng)物與生成物共存。新制氯水中含有哪些微粒？氯氣的轉(zhuǎn)化率有沒有可能達到100%？Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-可逆反應(yīng)中，反應(yīng)物與生成物共存，任何反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率都不可能達到100%下列屬于可逆反應(yīng)的是___________。A．氯化鈉溶解與結(jié)晶析出B．氯氣溶于水C．電解水生成H2、O2與H2在O2中燃燒生成H2OD．反應(yīng)物和生成物相反的反應(yīng)E．SO2被氧氣氧化成SO3F．H2和I2在高溫下邊化合邊分解G．品紅溶液通入SO2褪色，加熱后又恢復(fù)紅色H．Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2OI．SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr與2HBr+H2SO4(濃)===Br2+SO2↑+2H2O及時小練BEF（1）該可逆反應(yīng)的v正、v逆取決于什么因素？

（2）反應(yīng)剛開始時，v正、v逆的大小比較？

（3）隨著反應(yīng)的進行，v正、v逆的大小如何變化？為什么？

（4）v正、v逆的變化將導(dǎo)致二者出現(xiàn)什么結(jié)果？

思考與交流v正取決于反應(yīng)物濃度；v逆取決于生成物濃度。反應(yīng)開始時：反應(yīng)物濃度最大，v正最大；生成物濃度為零，v逆為零；v正＞v逆。隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)物減少，v正逐漸減??；生成物由無到有逐漸增大，v逆從0開始逐漸增大。反應(yīng)進行到一定程度時，v正=v逆，反應(yīng)物與生成物濃度不再變化，反應(yīng)達到最大限度，即化學(xué)平衡狀態(tài)。在恒溫恒容的條件下，往容器中充入1molN2和3molH2，發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3二、化學(xué)反應(yīng)的限度1．化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程

2．化學(xué)平衡狀態(tài)的概念一定條件下的可逆反應(yīng)進行到一定程度時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再改變，達到一種表面靜止的狀態(tài)，稱為“化學(xué)平衡狀態(tài)”，簡稱化學(xué)平衡。二、化學(xué)反應(yīng)的限度3．化學(xué)平衡的基本特征逆化學(xué)平衡狀態(tài)的研究對象是_______反應(yīng)等各組分濃度/物質(zhì)的量/百分含量________動v正____v逆____0，是一個動態(tài)平衡定變外界條件改變時，原平衡狀態(tài)被破壞，在新條件下建立平衡可逆＝≠保持不變（1）平衡狀態(tài)是一種靜止的狀態(tài)，反應(yīng)物和生成物的濃度已經(jīng)不再改變（

）（2）化學(xué)平衡狀態(tài)時，所有物質(zhì)的速率都相等（

）（3）化學(xué)平衡狀態(tài)時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等且等于零（

）（4）化學(xué)平衡狀態(tài)時，反應(yīng)物與生成物的濃度/含量保持不變（

）（5）化學(xué)平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的濃度之比等于化學(xué)計量數(shù)之比（

）（6）當(dāng)一個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，體系中只存在生成物（

）（7）化學(xué)反應(yīng)的限度不可以通過改變條件而改變（

）（8）一個可逆反應(yīng)達到的平衡狀態(tài)就是這個反應(yīng)在該條件下所能達到的限度（

）明辨是非×××√×××√【例1】下列不屬于可逆反應(yīng)的是（

）A．氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸與次氯酸B．N2與H2在一定條件下可以生成NH3，同時NH3又可分解為N2和H2C．電解水生成H2和O2，氫氣和氧氣轉(zhuǎn)化為H2OD．SO2溶于水和H2SO3分解C【例2】對于可逆反應(yīng)2SO2+O22SO3，在混合氣體中充入一定量的18O2，經(jīng)足夠長的時間后，下列有關(guān)說法中正確的是（

）A．18O只存在于O2中B．18O只存在于O2和SO3中C．某個二氧化硫分子的相對分子質(zhì)量可能為66D．三氧化硫的相對分子質(zhì)量均為82C【例3】在密閉容器中進行如下反應(yīng)：X2(g)+Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z起始濃度分別為0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定條件下當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，各物質(zhì)的濃度可能是（）A．Z為0.4mol/L B．Y2為0.4mol/LC．X2為0.4mol/L D．Z為0.3mol/LD【變3-1】在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)X(g)

+3Y(g)

2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為0.1mol/L、0.3mol/L和0.2mol/L，則平衡時各物質(zhì)的濃度不可能是（

）A．Y為0.1mol/L B．Z為0.1mol/L時，Y為0.45mol/LC．Z為0.3mol/L D．X為0.2mol/LD【變3-2】在一個密閉容器中進行反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)，已知反應(yīng)過程中某一時刻，SO2、O2、SO3分別是0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是（）A．SO2為0.4mol/L，O2為0.2mol/L B．SO2、SO3均為0.15mol/LC．SO2為0.25mol/L D．SO3為0.4mol/LC【例4】向一密閉容器中放入1molX，進行可逆反應(yīng)2X(g)3Y(g)，反應(yīng)過程中的反應(yīng)速率(v)與時間(t)的關(guān)系曲線如圖所示，下列敘述正確的是（

）A．t1時，只有正反應(yīng)B．t2～t3時，反應(yīng)不再發(fā)生C．t2時，容器內(nèi)有1.5molYD．t2～t3時，X、Y的物質(zhì)的量均沒有發(fā)生變化D【例5】對于化學(xué)反應(yīng)的限度的敘述，錯誤的是（

）A．任何可逆反應(yīng)都有一定的限度B．化學(xué)反應(yīng)達到限度時，正、逆反應(yīng)速率相等C．化學(xué)反應(yīng)的限度與時間的長短無關(guān)D．化學(xué)反應(yīng)的限度是不可改變的D【變5】下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)限度的說法中正確的是（

）A．一個可逆反應(yīng)達到的平衡狀態(tài)就是這個反應(yīng)在該條件下所能達到的最大限度B．當(dāng)一個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正向反應(yīng)速率和逆向反應(yīng)速率相等且等于零C．平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的濃度保持相等D．化學(xué)反應(yīng)的限度不可以通過改變條件而改變A

思考與交流：判斷下列條件能否說明該反應(yīng)已達化學(xué)平衡？1．在體積固定的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)+O2(g)（1）單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2（）（2）單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO（）（3）用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)（）（4）單位時間內(nèi)消耗2nmolNO2的同時，生成2nmolNO2（）（5）單位時間內(nèi)斷開nmolNO中的N—O鍵的同時生成2nmolO＝O鍵（）（6）NO2減少的化學(xué)反應(yīng)速率和NO減少的化學(xué)反應(yīng)速率相等（）√××√×√

N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)H2(g)+I2(g)

2HI(g)①氣體的總物質(zhì)的量不變

②氣體的總質(zhì)量不變

③氣體的總壓強不變

④氣體的密度不變

⑤氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

⑥混合氣體的顏色不變

⑦體系的溫度不變

思考與交流：判斷下列條件能否說明該反應(yīng)已達化學(xué)平衡？√×√×√×2．在兩個恒容容器中各發(fā)生如下反應(yīng)√×√×√√√√【例6】對于以下反應(yīng)：A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，在一定溫度、壓強下，在一體積可變的容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時就可確定反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的是()A．容器的體積不再發(fā)生變化B．B的生成速率和D的反應(yīng)速率之比為3∶1C．混合氣體的密度不隨時間變化D．B、C、D的分子個數(shù)之比為3∶2∶1C【變6-1】一定溫度下，在某容器中進行如下可逆反應(yīng)，當(dāng)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變時，能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是（

）①恒容時發(fā)生反應(yīng)：A(g)+B(g)3C(g)②恒壓時發(fā)生反應(yīng)：A(g)+B(g)2C(g)③恒容時發(fā)生反應(yīng)：A(g)+B(g)2C(g)+D(g)④恒壓時發(fā)生反應(yīng)：A(g)+B(g)3C(g)+D(g)A．②③ B．①④ C．①③ D．②④B【變6-2】反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0，若在恒壓容器中發(fā)生，下列選項表明反應(yīng)一定已達平衡狀態(tài)的是（

）A．容器內(nèi)氣體的密度不再變化B．容器內(nèi)壓強保持不變C．相同時間內(nèi)，生成N-H鍵的數(shù)目與斷開H-H鍵的數(shù)目相等D．容器內(nèi)氣體的濃度之比c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2A【變6-3】下列可以證明2HI(g)

2H2(g)+I2(g)已達平衡狀態(tài)的是（

）①單位時間內(nèi)生成nmolH2的同時生成nmolHI②一個H—H鍵斷裂的同時有兩個H—I鍵斷裂③溫度和體積一定時，混合氣體密度不再變化④v(H2)＝v(I2)＝0.5v(HI)⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1⑥溫度和體積一定時，某一生成物濃度不再變化⑦溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化⑧溫度和壓強一定時，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化⑨溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化A．②③④⑤⑥ B．②⑥⑦⑧⑨C．①②⑥⑧ D．②⑥⑨D模塊二化學(xué)反應(yīng)條件的控制高爐煉鐵的主要反應(yīng)是：2C(焦炭)+O2(空氣)===2CO(放出熱量)，F(xiàn)e2O3+3CO2Fe＋3CO2。煉制1噸生鐵所需焦炭的實際用量遠高于按照化學(xué)方程式計算所需的量，且從高爐中出來的氣體中含有沒利用的CO氣體。開始，煉鐵工程師們認為是CO與鐵礦石接觸不充分之故，于是設(shè)法增加高爐的高度，然而高爐增高后，高爐尾氣中的CO比例竟沒有改變，這是什么原因呢？一、控制化學(xué)反應(yīng)條件的意義促進有利反應(yīng)，抑制有害反應(yīng)。

二、控制化學(xué)反應(yīng)條件的方法改變化學(xué)反應(yīng)速率，改變可逆反應(yīng)進行的程度。三、合成氨工業(yè)反應(yīng)條件的控制

合成氨的生產(chǎn)在溫度較低時，氨的產(chǎn)率較高；壓強越大，氨的產(chǎn)率越高。但溫度低，反應(yīng)速率小，需要很長時間才能達到化學(xué)平衡，生產(chǎn)成本高，工業(yè)上通常選擇在400~500℃下進行。而壓強越大，對動力和生產(chǎn)設(shè)備的要求也越高，合成氨廠隨著生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備條件的不同，采用的壓強通常為10~30MPa。

四、煤燃燒反應(yīng)條件的控制1．將固體煤粉碎以增大接觸面積，同時空氣適當(dāng)過量，以提高轉(zhuǎn)化率。2．爐膛材料盡量選擇保溫性能好的，煙道廢氣中的熱量用來加熱水、發(fā)電等，以提高熱量利用率。【例7】下列措施可以提高燃料燃燒效率的是_________（填序號）。①提高燃料的著火點

②降低燃料的著火點

③將固體燃料粉碎

④將液體燃料霧化處理

⑤將煤進行氣化處理

⑥通入適當(dāng)過量的空氣③④⑤⑥【例8】工業(yè)制硫酸中的一步重要反應(yīng)是SO2在400-500℃和常壓下的催化氧化:2SO2+O22SO3,這是一個正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)。如果反應(yīng)在密閉容器中進行,下述相關(guān)說法中錯誤的是（

）A．反應(yīng)溫度選擇400-500℃是該反應(yīng)催化劑的催化活性、反應(yīng)速率、反應(yīng)限度等角度綜合考慮的結(jié)果B．因為在常壓下該反應(yīng)的速率和SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高了，所以選擇常壓條件主要是從生產(chǎn)成本角度考慮C．為提高SO2的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)適當(dāng)提高O2的濃度D．使用催化劑是為了加快反應(yīng)速率,提高SO3產(chǎn)率D【例9】（1）在2L的密閉容器中放入4molN2O5，發(fā)生如下反應(yīng)：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。反應(yīng)至5min時，測得N2O5轉(zhuǎn)化了20%，則v(NO2)為____________________；5min時，