化学反应限度.docx
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化学反应限度
第三节化学反应限度学案班级_______姓名_______
初稿人:
边冬审稿人:
陈乐园【学习目标】
识记：
可逆反应的概念；化学平衡即化学反应限度的概念。
理解：
化学平衡状态的特征。
应用：
有关化学平衡的基本计算；化学平衡状态的确定。
【重点难点】影响化学平衡状态的确定及化学平衡的计算。
【自主检测】
一、可逆反应
1．定义：
在________的外界条件下，既可以向________反应方向进行，同时又可以向________反应方向进行的化学反应。
特点：
反应物和生成物________同一体系；任一组分的转化率都________于100%。
在方程式中用“________”连接。
二、化学平衡状态
1．概念：
在一定条件下的________反应里，v正____v逆≠0，反应混合物中各组分的_________________保持不变的状态。
2．化学平衡状态的建立：
一个可逆反应在开始时，正反应速率________，逆反应速率最小，随着反应的进行，反应物浓度逐渐________，正反应速率逐渐________；生成物浓度逐渐________，逆反应速率逐渐________。
条件不变，随着时间的推移，某时刻正、逆反应速率相等，该可逆反应即达到平衡状态。
图示如下：
三．化学平衡状态的特征
（1）逆：
化学平衡研究的对象是________。
（2）等：
平衡时，正反应速率和逆反应速率________且大于0，即v正＝v逆＞0。
（3）动：
是指________平衡。
达到平衡状态时，正、逆反应仍在进行，而不是反应停止了。
（4）定：
平衡时，各组分的________保持一定，各组分的________保持________。
（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，化学平衡状态可能改变，新条件下建立新的平衡状态
四.化学反应达到限度（化学平衡）的判断
1.直接特征
⑴正逆速率相等
⑵各组分的含量不变（各组分的物质的量,质量,体积,质量分数,体积分数不变）
2间接特征
⑴压强（总物质的量）
⑵平均相对分子质量
⑶密度
⑷温度
⑸颜色
【练习】
1.一定温度下，反应H2（g）+I2（g）
2HI（g）达到平衡的标志是（）
A.单位时间内生成nmolH2同时生成nmolHI。
B.单位时间内生成2nmolHI同时生成nmolI2。
C.单位时间内生成nmolH2同时生成nmolI2D.1mol的H-H键断裂的同时，有1mol的I-I键断裂
2.在一定温度下，2NO2（g）
N2O4（g）（无色）的可逆反应中，下列情况属于平衡状态的是（）
A.N2O4不再分解B.v（N2O4）:
v（NO2）=1:
2
C.体系的颜色不再改变D.NO2的浓度与N2O4的浓度之比2：
1
3．将4molNH3和5molO2在10L的密闭容器中发生反应4NH3（g）＋5O2（g）
4NO（g）＋6H2O（g），平衡时，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，求NH3、O2的转化率。
四、化学反应条件的控制
提高燃料燃烧效率的措施：
（1）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
（2）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
【经典体验2】
3.天然气（CH4）、液化石油气（主要含C3H8）燃烧的化学方程式分别为CH4+2O2CO2+2H2O；C3H8+5O23CO2+4H2O，现有一套以天然气为燃料的灶具，欲改为燃烧石油气，应采取的正确措施是（）
A.减小空气进入量，增大石油气进入量B.增大空气进入量，减小石油气进入量
C.减小空气进入量，减小石油气进入量D.增大空气进入量，增大石油气进入量
班级_______姓名_______
1．已知汽车尾气无害化处理反应为2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g）下列说法不正确的是（）
A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定
D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡
2．在一定温度下的定容容器中，当下列的物理量不再发生变化时，表明反应
A（s）+2B（g）C（g）+D（g）已达到平衡状态的是（）
A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.气体的总物质的量D.A的物质的量浓度一定
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O的氧气，经过一段时间后，O原子存在于（）
A．O2B．SO2C．O2和SO2D．O2、SO2和SO3
4．下列哪种说法可以证明反应N2＋3H22NH3已达平衡状态（）
A．一个N≡N键断裂的同时，有三个H—H键形成
B．一个N≡N键断裂的同时，有三个H—H键断裂
C．一个N≡N键断裂的同时，有六个N—H键形成
D．一个N≡N键形成的同时，有六个N—H键断裂
5．对反应A（g）+B（g）C（g）+D（g）的以下叙述中，能说明恒温下已达平衡状态的是（）
A.反应容器中，压强不随时间改变而改变B.反应容器中，A、B、C、D能共存
C.反应容器中，A、B、C、D质量不再改变D.反应容器中的各物质物质的量不随时间变化
6．下列措施，能使煤炭燃烧更充分，提高热能利用率的是（）
A．向燃烧正旺的炉火上洒一些水B．把煤炭做成大煤球
C．在煤中掺和一些黄泥做成蜂窝煤D．把煤粉碎，在煤粉燃烧器中燃烧
7．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，又可以向逆反应方向进行的反应
D．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，反应就停止了
8．在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应：
A（s）＋2B（g）C（g）＋D（g），当下列物理量不再变化时，不能说明反应已达平衡的是（）
A．混合气体的的总质量B．混合气体的密度
C．混合气体的平均相对分子质量D．气体总物质的量
9．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示：
下列描述正确的是（）
A．反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158mol/（L·s）
B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol/L
C．反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%
D．反应的化学方程式为X（g）＋Y（g）Z（g）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
10．t℃时，将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g），2min时反应达到化学平衡，此时测得反应物O2还剩余0.8mol，请填写下列空白：
（1）从反应开始到化学平衡，生成SO3的平均反应速率为______；平衡时SO2转化率为____________。
（2）下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是（填标号，下同）____________。
A．容器内压强不再发生变化B．SO2的体积分数不再发生变化
C．容器内气体原子总数不再发生变化D．相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2
E．相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2
（3）t2℃时，若将物质的量之比n（SO2）∶n（O2）＝1∶1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中，反应达到平衡时，混合气体体积减少了20%。
SO2的转化率为__________。
实验班练习
11．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、0.1mol/L、0.2mol/L，当反应达到平衡时，可能存在的数据是（）
A．SO2为0.4mol/L、O2为0.2mol/LB.SO2为0.25mol/L
C.SO2、SO3均为0.15mol/LD.SO3为0.4mol/L
12．在一定温度和一定容积的容器中进行反应2HIH2＋I2，若反应物浓度由0.1mol/L
降到0.06mol/L需20s，那么由0.06mol/L降到0.024mol/L，需要的反应时间为（）
A．等于18sB．等于12sC．大于18sD．小于18s
13．在一定温度和压强下，可发生可逆反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g），将5molSO2和3molO2混合，反应达到平衡时混合气体体积缩小为原来的4/5。
试求平衡混合气体中SO3的体积分数。
13．在一定条件下，可逆反应A2（g）＋B2（g）2C（g）达到平衡时，各物质的平衡浓度分别为c（A2）＝0.5mol/L，c（B2）＝0.1mol/L，c（C）＝1.6mol/L。
若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度（mol/L），则：
（1）a、b应满足的关系是______________。
（2）a的取值范围是____________。
14.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；
【课堂反馈】
1.
2.
3.
2.3化学反应速率和限度
班级_______姓名_______
1．下列关于化学反应速率的说法正确的是（）
A．化学反应速率是指在一段时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B．化学反应速率为0.8mol/（L·s），是指在1s时某物质的浓度是0.8mol/L
C．化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢
D．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象越明显
2．为了说明影响化学反应快慢的因素，某同学分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是（）
A．将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，两者速率一样大
B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同浓度的盐酸反应，大理石粉反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同
3．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是（）
A．加热B．不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸
C．滴加少量CuSO4溶液D．不用铁片，改用铁粉
4．在一定温度和一定容积的容器中进行反应2HIH2＋I2，若反应物浓度由0.1mol/L
降到0.06mol/L需20s，那么由0.06mol/L降到0.024mol/L，需要的反应时间为（）
A．等于18sB．等于12sC．大于18sD．小于18s
5．将ag块状碳酸钙跟足量盐酸反应，反应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示。
在相同的条件下，将bg（a>b）粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线（图中虚线所示）正确的是（）
6．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（）
A．10℃20mL3mol/L的X溶液B．20℃30mL2mol/L的X溶液
C．20℃10mL4mol/L的X溶液D．10℃10mL2mol/L的X溶液
7．向100mL2mol/L稀硫酸中加入过量的锌粉，在一定温度下发生反应，为了减缓反应速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的（）
A．硫酸钾溶液B．氢氧化钠固体C．碳酸钠固体D．水
8．反应E＋F===G在温度T1下进行，反应M＋N===K在温度T2下进行。
已知T1>T2且E和F的浓度均大于M和N的浓度（其他条件相同），则这两个反应的反应速率（）
A．前者大B．后者大C．一样大D．无法判断
9.对可逆反应X＋YZ＋W，在其他条件不变的情况下，增大压强，反应速率变化图象如图所示，则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态正确的说法为（）
A．Z、W均为气体，X、Y中有一种是气体
B．Z、W中有一种是气体，X、Y皆非气体
C．X、Y、Z、W皆非气体
D．X、Y均为气体，Z、W中有一种为气体
10．在25℃时，向100mL含氯化氢14.6g的盐酸溶液里放入5.6g纯铁粉（不考虑反应前后溶液体积的变化），反应开始至2min末收集到氢气1.12L（标况），在此之后，又经过4min铁粉全部溶解。
则：
（1）在前2min内用FeCl2表示的平均反应速率是多少？
（2）在后4min内用HCl表示的平均反应速率是多少？
（3）前2min与后4min相比，反应速率哪个较快？
为什么？
试解释原因。
11．等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：
3A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（g），经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c（A）∶c（B）＝3∶5，C的平均反应速率是0.1mol/（L·min），则5min时，A的浓度为______，B的平均反应速率为______，x的值是______。
12．Ⅰ.试写出中学阶段常见的两种不用加热的方法制取氧气的化学方程式：
_________________________________；_____________________________________。
Ⅱ.实验室中通常用MnO2作催化剂分解过氧化氢，已知CuSO4溶液对过氧化氢的分解也具有催化作用，某实验兴趣小组同学猜想其他盐溶液也可能在这个反应中起同样的作用，于是他们做了以下探究。
请你帮助他们完成实验报告：
（1）实验过程：
在一支试管中加入5mL5%的H2O2溶液，然后滴入适量的FeCl3溶液，把带火星的木条伸入试管。
实验现象：
____________________________________________________________。
实验结论：
FeCl3溶液可以催化分解H2O2。
（2）已知FeCl3在水中可解离出Fe3＋和Cl－，同学们提出以下猜想：
甲同学的猜想：
真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的H2O；
乙同学的猜想：
真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3＋；
丙同学的猜想：
真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Cl－。
实验过程
实验现象
结论
你认为最不可能的是________同学的猜想，理由是_____________________________________。
（3）同学们对余下的两个猜想，用实验进行了探究，请你仔细分析后填表：
13．在一定温度和压强下，可发生可逆反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g），将5molSO2和3molO2混合，反应达到平衡时混合气体体积缩小为原来的4/5。
试求平衡混合气体中SO3的体积分数。
14．在合成氨时，将1体积氮气和3体积氢气混合后通过合成塔中的催化剂，若从塔中导出的混合气体中，氨气的体积分数为12%，求N2和H2的体积分数各为多少？
1.C一般情况下不用固体或纯液体表示化学反应速率，A项错误；0.8mol/（L·s）表示一段时间内，某物质的浓度平均每秒改变0.8mol/L，B项错误；对于无明显现象的化学反应而言，反应速率的大小与现象无关，D项错误。
2.A影响化学反应速率的因素有浓度、压强、温度、催化剂等主要因素，还有光、固体颗粒大小、超声波等，而A中的镁和铝是由于其活泼性不同，决定了反应的快慢。
决定反应快慢的主要因素是反应物本身的性质。
3.B影响化学反应速率大小的因素有温度、浓度、固体表面积、原电池反应、催化剂等。
A项加热升高了温度；B项铁与浓硫酸反应，或被钝化或受热生成SO2等气体而不是H2；C项由于发生Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋形成Cu—Fe原电池，加快了氢气的生成速率；D项增大了固体的表面积。
4.C由题意知第一个反应阶段的反应速率为v＝＝0.002mol/（L·s），
在第二个阶段，若按第一个阶段的反应速率计算：
t＝＝18s，
但由于反应物浓度减小，反应速率变慢，故需要的时间比18s长。
5.C粉末状碳酸钙的表面积比块状碳酸钙的表面积大，故在相同条件下，与同浓度的盐酸反应时化学反应速率快，即单位时间内损失的CaCO3的质量大，可排除A、B；由于a>b，且粉末状CaCO3的消耗量大于块状CaCO3，故当粉末状CaCO3完全消耗时，块状CaCO3尚有剩余，此后单位时间内块状CaCO3的损失量又大于粉末状CaCO3。
6.B在化学反应中，当其他条件不变时，浓度越大，反应速率越快；温度越高，反应速率越快。
在本题中要综合考虑浓度和温度的影响。
先比较浓度的大小，这里的浓度应该是混合以后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只要比较X的浓度，X浓度越大，反应速率越快。
因为反应后溶液的体积均为50mL，所以X的物质的量最大，浓度就最大。
通过观察可知，混合后A、B选项中X的浓度相等，且最大，但B中温度更高，因此B的反应速率最快。
7.AD此反应的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，锌过量，则生成氢气的量由H＋的物质的量决定。
锌为固体，要在一定温度下减缓反应速率，通常采用降低H＋浓度的方法，B、C项加入的物质不仅降低H＋的浓度，同时也减少了生成氢气的总量；A、D项可对硫酸起稀释作用，降低H＋的浓度，但H＋的总量不变。
8.D决定化学反应速率大小的根本原因是内因，由于两个反应不同，因此在此条件下无法比较。
9.A图象告诉我们：
增大压强，正、逆反应速率均增大，但逆反应速率增大的幅度大于正反应速率增大的幅度，由此而导致平衡向左移动。
所以，逆反应方向是气体分子数目减小的方向，即Z、W必须均为气体，X、Y中必有一种是气体。
10.
（1）0.25mol/（L·min）
（2）0.25mol/（L·min）
（3）前2min的反应速率快 随反应的进行，溶液中c（H＋）减小，速率减小
解析 n（HCl）＝＝0.4moln（Fe）＝＝0.1mol
n（H2）＝＝0.05mol
反应方程式：
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2min内0.1mol0.05mol0.05mol则v（FeCl2）＝0.25mol/（L·min）
4min内：
v（FeCl2）＝＝0.125mol/（L·min）
则v（HCl）＝2v（FeCl2）＝0.25mol/（L·min）即前2min的反应速率快。
11.0.75mol/L;0.05mol/（L·min）;2计算化学反应速率，关键是求出一定时间内反应物或生成物浓度的变化量（或单位时间、单位体积内物质的量的变化）。
由题意可知，5min内C生成了0.1mol/（L·min）×5min×2L＝1mol。
D生成了0.5mol/L×2L＝1mol，所以x＝2。
设A、B起始物质的量均为amol，则
3A（g）＋B（g）2C（g）＋2D（g）
起始物质的量aa00
转化物质的量1.50.511
5min后物质的量a－1.5a－0.511
因体积不变，5min后有＝＝＝得a＝3mol
此时A的浓度c（A）＝＝0.75mol/Lv（B）＝＝0.05mol/（L·min）。
12.Ⅰ.2H2O2O2↑＋2H2O 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
Ⅱ.
（1）试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃
（2）甲 因过氧化氢溶液中自身有水，可见水不是催化剂（3）
实验过程
实验现象
结论
向盛有5mL5%的H2O2溶液的试管中滴入少量的HCl，把带火星的木条伸入试管
无明显现象
起催化作用的不是Cl－
向盛有5mL5%的H2O2溶液的试管中滴入少量的Fe2（SO4）3[或Fe（NO3）3]溶液，把带火星的木条伸入试管
试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃
起催化作用的是Fe3＋
解析Ⅰ.中学阶段常见的不用加热的方法制取氧气的反应有H2O2催化分解、Na2O2与H2O或CO2的反应。
Ⅱ.
（1）根据实验结论可知，FeCl3溶液可作H2O2溶液分解的催化剂，因此试管中产生氧气，使带火星的木条复燃。
（2）根据提出的猜想分析，H2O2溶液中自身有水，因此真正起催化作用的最不可能的是FeCl3溶液中的H2O，甲同学的猜想最不可能。
（3）根据前面的实验过程，要验证余下的两个猜想，最关键的是选用恰当的试剂，可选用HCl验证丙同学的猜想，选用Fe2（SO4）3溶液[或Fe（NO3）3溶液]验证乙同学的猜想。
结合CuSO4溶液可作为催化剂的事实分析，FeCl3溶液中真正起催化作用的是Fe3＋，据此写出相关结论。
13.50﹪14.N2:
22﹪H2:
66﹪
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