第二三课时化学反应限度.docx
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第二三课时化学反应限度
专题二：
化学反应与能量转化
第一单元：
化学反应速率与反应限度
课时二：
影响化学反应速率的因素
[学习目标]
了解影响化学反应速率的因素并能用于解释有关问题。
知道化学反应限度的本质原因及外部特征。
基础知识梳理
影响化学反应速率的因素
1．内因：
（如：
钠与水反应和钾与水反应速率明显不同）。
2．外内：
其他条件不变
（1）浓度的影响：
增大反应物（或生成物）浓度，可以速率，反之，减小反应物（或生成物）浓度，可以速率。
注意：
①对固体，反应速率与其表面积大小有关，一般认为其浓度为一常数，它的量的多少对速率无影响。
纯液体浓度也可看成是一常数；
②对可逆反应而言，在增大反应物浓度的瞬间，v正增大，v逆不变。
（2）温度的影响：
（不管反应是吸热反应还是放热反应）升高温度可以反应速率；降低温度可以反应速率。
注意：
①一般温度每升高10℃，反应速率增大为原来的2～4倍。
②对可逆反应而言，升高温度可使正、逆反应速率同时增大，但吸热方向速率增大的倍数更大。
（温度对吸热方向速率的速率影响更大）
（3）压强的影响：
对于有气体参加的反应，增大压强可以反应速率；减小压强，可以减小化学反应速率。
注意：
①对可逆反应而言，增大压强可同时增大正逆反应速率，但气体体积缩小方向的速率增大的倍数更大。
（压强对气体体积缩小方向的速率的影响更大）
②只有引起浓度改变的压强改变才能引起反应速率的改变。
（4）催化剂的影响：
使用合适催化剂能地影响正逆反应速率。
（不会导致化学平衡的移动。
）
（5）其他因素：
表面积、溶剂、激光、射线、超声波、紫外线等。
【例1】设C+CO2
2CO；△H＞0；反应速率为V1，N2+3H2
2NH3；△H＜0，反应速率为V2，当温度升高时，V1和V2的变化情况为（）
A．同时增大B．同时减小C．V1增大，V2减小D．V1减小，V2增大
【例2】（08广东卷）对于反应2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g），能增大正反应速率的措施（）
A．通入大量O2B．增大容器容积
C．移去部分SO3D．降低体系温度
【例3】把镁带投入盛有盐酸的敞口容器里，在下列因素中：
①盐酸的浓度，②镁带的表面积，③溶液的温度，④氯离子的浓度。
对反应速率有影响的是（）
A．①② B．③④ C．①②③④D．①②③
【例4】盐酸与碳酸钠固体反应时，能使反应的最初速率明显加快的是（）
A．增加碳酸钠固体的量B．盐酸的量增加一倍
C．盐酸的用量减半浓度加倍D．温度升高40℃
【例5】一定温度下，对于反应N2+O2
2NO在密闭容器中进行，下列措施能加快反应速率的是（）
A．缩小体积使压强增大B．恒容，充入N2
C．恒容，充入He气D．恒压，充入He气
【例6】（09年广东理基·29）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
【例7】下列措施对增大反应速率明显有效的是（）
A．Al在氧气中燃烧生成A12O3，将Al片改成Al粉
B．Fe与稀硫酸反应制取H2时，该用浓硫酸
C．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强
D．Na与水反应时增大水的用量
【例8】下列说法正确的是（）
①增加水的量或温度，可以加快镁跟水的反应速率；②增加硫酸的浓度，一定可以加快锌与硫酸反应制取氢气的速率；③对于反应CaCO3（s）
CaO（s）+CO2（g），增加CaCO3的量，可以加快正反应速率，而增加CaO或CO2的浓度，则可以加快逆反应速率；④对反应3H2（g）+N2（g）
2NH3（g），在密闭容器中进行（固定体积），充入氦气，压强增大，则化学反应速率加快；⑤对于反应3H2（g）+N2（g）
2NH3（g），使用催化剂，正逆反应速率同等程度加快。
A．①②B．①②③C．①②③④D．⑤
1-8AADCDABAAD
[巩固练习]
1、不同的化学反应有不同的反应速率，决定化学反应速率的主要因素是（）
A．温度B．浓度C．催化剂D．反应物的性质
2、将镁带投入盛放在敞口容器内的盐酸里，反应速率用产生的氢气的速率表示，在下列因素中：
①盐酸的浓度，②镁带的表面积，③溶液的温度，④盐酸的体积，⑤氯离子的浓度，影响反应速率的因素是
A、①④ B、③⑤ C、①②③⑤ D、①②③
3、盐酸倒在碳酸钠粉末上，能使反应的最初速率加快的是
A.增加碳酸钠的用量B.盐酸浓度不变，使用量增加一倍
C.盐酸浓度增加一倍，使用量减半D.盐酸浓度不变，使用量减半
4、下列四种硫酸溶液，向其中加入铁粉，其中反应最快的是
A.10℃20mL3mol/L的硫酸溶液B.20℃30mL18.4mol/L的硫酸溶液
C.20℃10mL4mol/L的硫酸溶液D.10℃10mL2mol/L的硫酸溶液
5、汽车尾气里含有有毒的NO和CO，NO和CO能缓慢地反应生成N2和CO2．对此反应的下列叙述不正确的是（）
A．使用催化剂能加快反应速率B．改变压强对反应速率无影响
C．升高温度能加快反应速率D．此反应能减轻尾气对环境的污染
1----5DDCCB
第三课时：
化学反应的限度
[学习目标]
1了解许多化学反应在一定条件下是可逆的，学会可逆反应的表示方法；
2、知道化学反应限度的本质原因及外部特征；
3、理解化学平衡状态，能说出化学平衡状态的特征及标志；
[教学重难点]
教学重点：
可逆反应，化学反应限度，化学平衡状态的概念和特征。
教学难点：
化学平衡状态的特征。
[课前准备]
我们已经知道，氯气溶解于水得到的氯水中既含有Cl2、H2O分子，也含有H+、Cl-、HClO等微粒，你想过这是为什么吗？
[新课指导]
一可逆反应及其限度
1、定义：
可逆反应是指在_下既可以向进行，同时又可以向进行的化学反应。
2、特征：
任意时刻，反应体系中，同时存在反应物和生成物。
3、可逆反应的限度：
在可逆反应中，反应物不能完全转化为生成物，即可逆反应有一定的限度。
4、可逆反应是普遍存在的。
二化学平衡状态
1.基本概念
（1）定义：
可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率，反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态，叫做化学平衡状态。
（2）研究对象：
反应
2.化学平衡的建立
例：
在一定条件下，向某密闭容器中充入一定量的N2和H2。
反应一开始，容器中N2、H2浓度为最大值，此时正反应速率[1]，逆反应速率为[2]，随着反应进行，N2、H2浓度下降，正反应速率[3]，NH3浓度增加，逆反应速率逐渐[4]，一定时间后，正反应速率[5]逆反应速率，即各物质单位时间内的消耗量等于其生成量，各物质的量不再改变，反应达到平衡。
例、一定条件下2molSO2与1molO2反应能否得2molSO3？
在一个固定容积的密闭容器中，放入2molSO2和1molO2，在一定温度和有催化剂存在时发生反应，反应的化学方程式是__________________，一段时间后，发现SO2、O2、SO3的浓度保持不变。
这个过程可以用下面两个图示表示：
ⅠⅡ
请想象反应的过程，认真观察、分析上面的图线，回答问题：
图Ⅰ中t1时刻，各气体的浓度不再变化，是不是反应已经停止？
正、逆反应的速率与反应物、生成物的浓度有什么关系？
图Ⅱ中t1时刻起，v（正反应）＝v（逆反应），请从微观的视角，分析反应体系中的物质的变化。
①开始时刻：
C反应物，所以v正。
C产物，所以v逆。
②反应进行中：
C反应物不断，所以v正不断。
C产物不断，所以v逆不断。
③外界条件不变下的某一时刻（t1）：
v正==v逆，即每个物质的v生v消，此时C反应物、C产物，因此v正、v逆。
v正与v逆保持。
该条件下化学反应进行到，此时反应物和生成物的混合物（简称反应混合物）就处于化学平衡状态.
3.化学平衡状态的特征
（1）逆：
密闭容器中的可逆反应。
（2）等：
正反应速率和逆反应速率相等，但不等于零。
即v正=v逆≠0。
（3）动：
在平衡状态下，反应物和生成物浓度不再随时间而变化。
但并不意味着反应已经停止，反应仍在进行，因此它是一个动态平衡。
（4）定：
反应混合物中各组成成分的百分含量保持一定。
（5）变：
当条件改变时，正、逆反应速率发生变化，平衡便发生改变。
4.判断的主要依据是化学平衡状态的两个重要标志
（1）v（正）=v（逆），即一种物质的消耗速率等于其生成速率。
（2）达平衡时，各组分的“量”保持一定，即：
反应体系中各物质的质量、各物质的浓度、各物质的物质的量、各物质的质量百分含量、物质的量百分含量、气体的体积百分含量不再变化。
附表：
依据
aA（g）+bB（g）
cC（c）+dD（g）
根本依据
V（正）＝
V（逆）
在单位时间内消耗了amolA,同时生成了amolA，即V（正）＝V（逆）
平衡
在单位时间内消耗了bmolB,同时消耗了cmolC，即V（正）＝V（逆）
平衡
v（A）:
v（B）:
v（C）:
v（D）=a:
b:
c:
d，V（正）比一定等于V（逆）
不一定平衡
在单位时间内消耗了bmolB,同时消耗了dmolD，均指V（逆）
不一定平衡
单位时间内同一物质断裂的化学键与生成的化学键的物质的量相等
平衡
直接标志
各组分的浓度保持不变
各物质的物质的量或物质的量分数不再变化
平衡
各物质的质量或质量分数不再变化
平衡
各气体的体积或体积分数不再变化
平衡
总体积、总压强、总物质的量不再变化
不一定平衡
间接依据
压强
a+b≠c+d时，总压强不再变化（其他条件一定）
平衡
a+b=c+d时，总压强不再变化（其他条件一定）
不一定平衡
平均式量
一定，a+b≠c+d时
平衡
一定，a+b=c+d时
不一定平衡
温度
任意化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变）
平衡
密度
密度不再变化
不一定平衡
颜色
含有有色物质的体系颜色不在变化
平衡
规律总结：
化学平衡状态的标志：
正逆相等，变量不变。
[巩固练习]
一、选择题
1.当可逆反应2SO2+O2
2SO3达到一定限度后，通入18O2，再经过一段时间，18O存在于（）
A.SO3、O2中B.SO2、SO3中
C.SO2、SO3、O2中D.SO2、O2中
2.在500℃、钒触媒的作用下，对某密闭容器中反应2SO2+O2
2SO3达到化学平衡状态时的标志，下列说法错误的是（）
A.SO2的消耗速率等于SO3的生成速率B.SO3的生成速率等于O2生成速率的2倍C.容器中气体总物质的量不随时间发生变化D.容器中压强不随时间发生变化
3.在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下叙述中错误的是（）
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，最后正反应速率减小为零
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
4.对化学反应限度的叙述，错误的是（）
A.任何可逆反应都有一定的限度B.化学反应达到限度时，正逆反应速率相等
C.化学反应的限度与时间的长短无关D.化学反应的限度是不可改变的
5.以下是几位同学在学习了化学反应速率和化学平衡理论以后发表的一些看法，其中不正确的是（）
A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B.化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品
C.化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率
D.正确利用化学反应速率和化学平衡理论可提高化工生产的综合经济效益
6.对可逆反应4NH3（g）+5O2（g）
4NO（g）+6H2O（g），下列叙述正确的是（）
A.达到化学平衡时，4v正（O2）=5v逆（NO）
B.若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时，若增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是2v正（NH3）=3v正（H2O）
7.可逆反应2NH3
N2+3H2在密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是（）
①单位时间内生成nmolN2的同时生成2nmolNH3②单位时间内生成nmolN2的同时生成3nmolH2③用NH3、N2、H2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶1∶3
④各气体的浓度不再改变⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变
A.①④⑤B.②③⑤
C.①③④D.①②③④⑤
8.密闭容器中进行如下反应：
X2（g）+3Y2（g）
2Z（g），X2、Y2、Z起始浓度分别为0.2mol·L-1、0.6mol·L-1、0.4mol·L-1，当平衡时，下列数据肯定不对的是（）
A.X2为0.4mol·L-1，Y2为1.2mol·L-1B.Y2为1.0mol·L-1
C.X2为0.3mol·L-1，Z为0.2mol·L-1D.Z为0.7mol·L-1
9.可逆反应：
2A（g）+3B（g）
3C（g），在一定条件下，使一定量的A和B反应达到平衡状态时，具有的性质是（）
A.各物质浓度之比c（A）∶c（B）∶c（C）=2∶3∶3B.平衡时混合物的体积是反应前2/5C.平衡时有2nmolA，同时有2nmolBD.单位时间内若消耗nmolA，同时消耗1.5nmol
10.amolN2与bmolH2混合，在一定条件下反应达到平衡，生成cmolNH3，则NH3在平衡体系中的质量分数为（）
A.
B.
C.
×100%D.
二、非选择题
11.反应：
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）在恒温恒容条件下进行，下列情况中，反应正向进行的是；反应逆向进行的是；处于平衡状态的是；无法判断是否达到平衡的是。
A.单位时间内消耗2molN2，同时生成4molNH3
B.单位时间内消耗3molH2，同时生成2molNH3
C.单位时间内生成2molN2，同时形成6molN—H键
D.混合气的密度不再随时间而改变
E.容器中气体的压强不再随时间而改变
F.单位时间内生成2molNH3，同时又形成2molH—H键
12.反应A（g）+B（s）
C（g）ΔH＜0，在其他条件不变时，改变其中一个条件，则生成C的速率（填“加快”“减慢”或“不变”）：
（1）升温；
（2）增大压强；
（3）增大容器容积；
（4）加入A；
（5）加入B；
（6）加正催化剂。
13.将等物质的量的氢气和碘蒸气放入密闭容器中进行反应：
H2（g）+I2（g）
2HI（g）（正反应放热），反应经过5min测得碘化氢的浓度为0.5mol/L，碘蒸气的浓度为0.25mol/L。
请填写以下的空白：
（1）v（HI）=；v（H2）=；氢气的起始浓度=。
（2）若上述反应达到平衡，则平衡浓度c（HI）、c（I2）、c（H2）的关系是（填“相等”、“2∶1∶1”或“均为恒量”）。
14.往一容积为5L的密闭容器中充入2molN2、4molH2进行合成氨反应N2+3H2
2NH3。
5min后达到平衡，该合成反应5min内的速率v（NH3）=0.02mol/（L·min）。
试求平衡时，容器中各物质的物质的量是多少？
参考答案
1.C 2.A 3.B 4.D 5.C 6.A 7.A 8.A9.D 10.B
11.F C E ABD
12.
（1）加快
（2）加快 （3）减慢
（4）加快 （5）不变 （6）加快
13.
（1）0.1mol·L-1·min-10.05mol·L-1·min-1 0.5mol/L
（2）均为恒量
14.解析：
Δn（NH3）=v（NH3）·Δt·V=0.02mol/（L·min）×5min×5L=0.5mol
平衡时N2为1.75mol，H2为3.25mol，NH3为0.5mol。
答案：
n（N2）=1.75mol；n（H2）=3.25mol；n（NH3）=0.5mol
[巩固练习]
1．化学平衡主要研究下列哪一类反应的规律
（A）可逆反应（B）任何反应（C）部分反应（D）气体反应
2．现有反应mA（g）＋nB（g）
wC（g），测得在同一时间内A每分钟减少0.15mol·L－1，B每分钟减少0.05mol·L－1，C每分钟增加0.1mol·L－1，则下列叙述不正确的是（）
A．在体积和温度不变的条件下，随反应进行压强逐渐下降，一段时间后压强保持恒定不变
B．m∶n∶w＝3∶1∶2
C．单位时间内反应物浓度的减少等于生成物浓度的增加
D．恒温下若在前10s内A减少了xmol，则在前20s减少小于2xmol
3．可逆反应N2＋3H2
2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。
下列关系中能说明反应已达到平衡状态的是（）
A．3v正（N2）＝v正（H2）B．v正（N2）＝v正（NH3）
C．v正（H2）＝3v逆（NH3）D．3v正（N2）＝v逆（H2）
4．在密闭容器中进行反应：
2A＋3B
2C。
开始时C的浓度为amol·L－1，2min后C的浓度变为2amol·L－1，A和B的物质的量浓度均变为原来的1/2，则下列说法中不正确的是（）
A．用B表示的反应速率是0.75amol/（L·min）
B．反应开始时，c（B）＝3amol·L－1
C．反应2min后，c（A）＝0.5amol·L－1
D．反应2min后，c（B）＝1.5amol·L－1
5．在一定条件下，对于在密闭容器中进行的反应P（g）＋Q（g）
R（g）＋S（g），下列说法中可以充分说明这一反应已经达到平衡状态的是（）
A．P、Q、R、S的浓度相等B．P、Q、R、S在容器中共存
C．P、Q、R、S的浓度不再变化D．P、Q的反应速率相等
6．对于在密闭容器中、一定条件下进行的可逆反应N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g），能说明反应已达到平衡状态的是（）
A．各物质体积分数相等B．c（NH3）保持不变
C．各物质浓度相等D．c（NH3）∶c（N2）∶c（H2）=2∶1∶3
7．在一定温度下，某固定体积容器中，反应A2（g）＋B2（g）
2AB（g）达到平衡状态的标志是（）
A．单位时间生成nmolA2同时生成nmolAB
B．容器内的总压强不随时间变化
C．单位时间生成2nmolAB同时生成nmolB2
D．单位时间生成nmolA2同时生成nmolB2
8．一定温度下，某固定体积容器中，能叙述可逆反应A（g）＋3B（g）
2C（g）达平衡状态的是
（1）C生成速率与C分解速率相等。
（2）单位时间内生成amoLA，同时生成3amoLB
（3）A、B、C的浓度相等。
（4）混合气体的总压强不再变化。
（5）混合气体的总物质的量不再变化。
（6）单位时间内消耗amoLA，同时生成3amoLB
（7）A、B、C的分子数之比为1:
3:
2。
答案
巩固练习
1----7ACDCCBC81456
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