步步高必修2专题2 第一单元 第2课时化学反应限度.docx

1、步步高必修2专题2 第一单元 第2课时化学反应限度第2课时化学反应的限度学习目标定位1.认识可逆反应的特征。2.通过实验认识化学反应的限度。3.知道化学平衡的含义及其特征，会判断可逆反应的平衡状态。一化学反应限度1按表中实验步骤完成实验，填写下表空格：实验步骤实验现象实验结论溶液由棕黄色变为褐色有I2生成溶液分层，上层为浅绿色，下层油状液体呈紫色反应中有Fe2和I2生成溶液变为血红色上层清液中存有未反应的Fe32.上述实验中反应的离子方程式是2Fe32I 2Fe2I2；由实验可知，反应物Fe3(I过量条件下)不能完全转化为反应物，即可逆反应具有一定的限度。3可逆反应：在同一条件下，即可以向正反

2、应方向进行又可以向逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。其特征为不能进行到底，只能进行到一定程度，反应有一定限度，即达到化学平衡状态。归纳总结1化学反应限度是在给定的条件下，可逆反应所能达到或完成的程度。化学反应限度的意义在于决定了反应的最大转化率。2不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同；同一可逆反应在不同条件(如温度、浓度、压强等)下，其反应限度不同。活学活用1对于化学反应的限度的叙述，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答案D解析任何可逆反应都有一定的限度，当反应达到限度时，此时

3、v正v逆，对同一可逆反应，当外界条件不变时，反应的限度不变，与时间长短无关，但当外界条件发生改变时，化学反应的限度也会发生改变。2在容器中充入SO2和只有18O原子组成的氧气(18O2)，在一定条件下发生可逆反应，经过一段时间后，18O存在于()A只存在于O2中B只存在于SO2中C只存在于SO2和SO3中DO2、SO2和SO3中都存在答案D解析因为该反应为可逆反应，反应向正反应方向进行的同时也向逆反应方向进行，所以18O存在于三种物质中，即O2、SO2和SO3中都存在。二化学平衡状态1对于可逆反应2SO2O22SO3，在一定温度下，将 2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体

4、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，反应物和生成物的浓度不再改变。2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

5、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：等：v正v逆0；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；定：反应物的浓度和生成物的浓度不再改变；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。归纳总结化学平衡状态的判断方法可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征：(1)v正v逆。(2)混合物中各组分的百分含量不变(除百分含量外其他在反应过程中变化的量，达到平衡后均不再发生变化，即“变化量达不变”)。以上两个特征均可作为判断可逆反应达平衡的标志。对于反应mA(

6、g)nB(g) pC(g)qD(g)，判断下列条件是否平衡。条件是否平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，则v(正)v(逆)平衡在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C，则v(正)v(逆)平衡v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq，v(正)不一定等于v(逆)不一定平衡在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D，v(正)不一定等于v(逆)不一定平衡变化量达不变的关系混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压强、

7、总物质的量一定不一定平衡压强mnpq时，总压强一定(其他条件一定)平衡mnpq时，总压强一定(其他条件一定)不一定平衡混合气体的平均相对分子质量(r)r一定，且mnpq平衡r一定，且mnpq不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量的变化，当体系温度一定时(其他条件一定)平衡体系的密度密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化等平衡活学活用3对于反应C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)的描述，正确的是()A达到平衡时，各反应物和生成物的浓度相等B增大压强，对此反应的反应速率无影响C达到平衡时，c(H2O)c(CO)11D达到平衡时，H2O转化为CO的速率等于CO转化为H2O的速率答案D4在一定

8、温度下，反应H2(g)I2(g) 2HI(g)达到化学平衡状态的标志是()A单位时间内生成n mol H2，同时就有n mol HI生成B单位时间内有n mol H2生成，同时就有n mol I2生成C容器内气体的总压强不随时间的变化而变化D1个HH键断裂的同时，有2个HI键断裂答案D解析选项A，生成H2是逆反应，生成HI是正反应，根据化学方程式中的化学计量数关系，如果正、逆反应速率相等，则生成n mol H2的同时应有2n mol HI生成，因此A选项并没有达到化学平衡状态。选项B，生成H2和生成I2均是逆反应，没有说明正反应速率，且不管平衡是否建立，只要反应进行，生成H2和I2的物质的量之

9、比始终为11。因此B选项并不一定达到化学平衡状态。选项C，该反应前后气体总的物质的量保持不变，在其他条件一定时，反应从开始到反应达到平衡状态时，压强就一直保持不变，故气体总的压强不变不能说明反应已经达到平衡状态。选项D，断裂HH键是正反应，断裂HI键是逆反应，根据化学方程式的计量数关系，断裂1个HH键的同时，有2个HI键断裂，其正反应速率等于逆反应速率，因此D选项一定达到了化学平衡状态。理解感悟在运用“v(正)v(逆)”来判断是否达到化学平衡状态时，要把握两点：既要描述正反应，又要描述逆反应；根据化学方程式的计量数关系来判断速率是否相等。只有这两点均满足，才能说明达到化学平衡状态。当堂检测1下

10、列说法正确的是()AH2与O2点燃生成水，水电解可以生成H2与O2,2H2O2 2H2O是可逆反应B无论在什么条件下可逆反应都不可能进行到底C可逆反应不属于化学反应的分类方法D对于化工生产中的可逆反应，人们只关注反应限度的调控而不注重化学反应速率答案B2下列不属于可逆反应的是()APbPbO22H2SO42PbSO42H2OBN23H22NH3CCl2H2O HClHClOD2NO2 N2O4答案A解析可逆反应要求是在同一条件下既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应，选项A中逆反应需要在外加电源的条件下进行，与正反应条件不同，是在不同条件下进行的反应，故不是可逆反应。3可逆反应达到化学平衡

11、状态的重要特征是()A反应停止了B正、逆反应的速率都为0C正、逆反应都还在进行D正、逆反应的速率相等且不为0答案D4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CXY气体的物质的量分数不变DX2和Y2的消耗速率相等答案C解析该反应的特点：一是可逆反应；二是反应前后气体体积相等。根据气体压强之比等于气体物质的量之比推断，该反应在整个反应过程中总压强是不变的，A不能说明该反应已经达到平衡；同理推断，容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间变化而变化，B不能说明该反应已经达到平衡；X

12、2和Y2的化学计量数相等，其消耗速率始终相等。5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下图所示。请通过计算回答下列问题。(1)反应开始至2 min，Y的平均反应速率是_。(2)分析有关数据，写出X、Y、Z的反应方程式_。答案(1)0.03 molL1min1(2)X(g)3Y(g) 2Z(g)解析(1)v(Y)0.03 molL1min1(2)v(X)v(Y)v(Z)n(X)n(Y)n(Z)0.1 mol0.3 mol0.2 mol132反应方程式是X(g)3Y(g) 2Z(g)40分钟课时作业 基础过关一、可逆反应的特点及其判断1下列对可逆反应的认识正确的

13、是()ASO2Br22H2O=H2SO42HBr与2HBrH2SO4(浓)=Br2SO22H2O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可逆反应D在一定条件下SO2能被完全氧化成SO3答案C2下列反应中可判断为可逆反应的是()A氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，氯化氢受热分解生成氢气和氯气B氮气与氢气在高温、高压、催化剂作用下可以生成氨气，同时氨气又分解为氮气和氢气C单质溴可以置换出碘，氯气又可以置换出溴D氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸在光照条件下可分解为盐酸和氧气答案B3在密闭容器中进行的可逆反应X2(g)Y2(

14、g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 molL1、0.2 molL1、0.2 molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是()AZ为0.3 molL1 BY2为0.35 molL1CX2为0.2 molL1 DZ为0.4 molL1答案A解析对于一个可逆反应，既可以从正反应方向开始建立平衡，也可以从逆反应方向开始建立平衡，反应达到平衡时，各物质的浓度都不为0，则有： X2(g) Y2(g) 2Z(g)起始： 0.1 molL1 0.2 molL1 0.2 molL1若向正反应方向进行到底： 0 0.1 molL1 0.4 molL1若向逆反应方向进行到底

15、： 0.2 molL1 0.3 molL1 0故Z的浓度小于0.4 molL1，X2的浓度小于0.2 molL1，Y2的浓度小于0.3 molL1。二、化学平衡状态的特征4一定温度下，可逆反应A(g)3B(g) 2C(g)未达到平衡的是()AC的生成速率与C的分解速率相等B单位时间生成n mol A消耗4n mol BCA、B、C的浓度不再变化DC的百分含量达到最大值答案B解析化学平衡的标志是正反应速率与逆反应速率相等。C的生成速率是正反应速率，C的分解速率是逆反应速率，A项达到平衡；A、B、C各物质的浓度不变化，是平衡状态的宏观表现，C项达到平衡；逆反应生成n mol A，同时生成3n mo

16、l B，对于正反应却消耗了4n mol B，说明v(正)v(逆)，反应向正反应方向进行，B项未达到平衡；C的百分含量达到最大值，说明反应达到限度，即D项达到平衡。5在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生反应：NO2SO2 NOSO3，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是()ASO2和SO3的物质的量一定相等BNO2和SO3的物质的量一定相等C反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量DSO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等答案C解析题中没有给出各物质的投料情况，NO2、SO2和NO、SO3的量之间没有必然的关系，可能相等，也可能不等，A、B

17、、D项错；该反应反应前后气体分子数不变，故反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量，C项正确。6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反应条件来改变答案C解析对于可逆反应，达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，反应物的转化率最大，A、B项正确；2SO2O2 2SO3是可逆反应，无论怎样控制条件，反应物的转化率都不可能达到100%，即2

18、mol SO2与1 mol O2反应不会生成2 mol SO3，C项错；化学反应的限度可通过改变反应条件，如温度、压强等来改变，D项正确。三、化学平衡状态的判断7一定条件下，可逆反应2A B3C，在下列四种状态中，处于平衡状态的是()正反应速率逆反应速率AvA2 molL1min1vB2 molL1min1BvA2 molL1min1 vC2 molL1min1CvA1 molL1min1 vB2 molL1min1DvA1 molL1min1 vC1.5 molL1min1答案D解析将逆反应速率根据化学方程式统一折算成用A表示的速率来表示A的生成速率，正反应速率表示A的消耗速率，二者相等，则

19、说明达到了平衡状态。8在一定温度下，反应A2(g)B2(g) 2AB(g)达到化学平衡的标志是()A容器内A2、B2、AB三种气体的浓度相等B单位时间内有x mol A2生成，同时就有x mol B2生成C单位时间内有x mol A2被消耗，同时就有2x mol AB生成D单位时间内有x mol B2被消耗，同时就有2x mol AB被分解答案D解析选项A，达到化学平衡的标志是反应体系中各物质的浓度不再变化，而不是浓度的具体值为多少，达到平衡时各物质的浓度大小不仅与反应限度有关，还与起始加入的物质的浓度有关；选项B所指的均是逆反应，选项C所指的均是正反应，都不能体现出正、逆反应速率相等，因此是

20、错误的。9在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，表明反应：A(g)B(g) C(g)D(g)已达平衡的是()A混合气体的压强 B混合气体的密度CB的物质的量浓度 D气体的总物质的量答案C解析根据化学反应方程式的特点：各物质均为气态且反应前后气体的计量数之和相等，故在反应过程中气体的物质的量不变，压强也不变；由质量守恒，该反应在恒容容器中进行，体系的密度不变，故A、B、D三项中的物理量均不能作为平衡状态的判据。10向某一固定体积的密闭容器中充入NO2，在一定条件下进行反应：2NO2 2NOO2。达到平衡状态的标志是()体系的颜色不再发生变化容器内压强不随时间变化而变化NO和

21、O2的消耗速率之比为21容器中c(NO2)c(NO)c(O2)221A B C D答案A解析体系颜色不变即浓度不变，正确；压强不变，对于反应前后气体体积不相等的反应是正确的，故正确；中速率都是指逆反应速率，错误；平衡时各物质浓度不变，与各物质的浓度比等于化学计量数比没有关系，所以错误。能力提升11一定条件下，对于反应X(g)3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时，X、Y、Z浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1和0.08 molL1，则下列判断不合理的是()c1c213平衡时，Y和Z的生成速率之比23X和Y的转化率不相等c1的取值范

22、围为0c10，反应又是可逆的，故也正确。12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下图所示，下列表述中正确的是()A反应的化学方程式为2M NBt2时，正逆反应速率相等，达到平衡Ct3时，正反应速率大于逆反应速率Dt1时，N的浓度是M浓度的2倍答案D解析本题主要考查化学反应速率和化学平衡的有关内容。从图像可知，t1时N的物质的量为6 mol，M的物质的量为3 mol，故N的物质的量浓度是M的2倍，同时也可以得出反应的化学方程式为2N M；t2时，M、N的物质的量虽然相等，但尚未达到平衡状态，因为此时M的物质的量还在增大，N的物质的量还在减小；t3时M、N的物质的量

23、保持不变，说明反应已达到平衡状态，则此时正反应速率等于逆反应速率。故正确答案为D。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5 min 测得碘化氢的浓度为0.5 molL1，碘蒸气的浓度为 0.25 molL1。请填写以下空白：(1)v(HI)_；v(H2)_；氢气的起始浓度_。(2)若上述反应达到平衡时，则平衡浓度c(HI)、c(I2)、c(H2)的关系是_(填“相等”、“211”或“均为恒量”)。答案(1)0.1 molL1min10.05 molL1min10.5 molL1(2)均为恒量14在一定温度下，发生如下反应

24、：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，起始时，充入的N2和H2的物质的量分别是3.0 mol和6.0 mol，平衡时生成NH3的物质的量是2.4 mol。已知容器的容积为5.0 L，试求：(1)H2的转化率是_。(2)平衡时混合气体中N2的体积分数是_(保留一位小数)。答案(1)60%(2)27.3%解析N23H2 2NH3起始 3.0 mol 6.0 mol 0 mol转化 1.2 mol 3.6 mol 2.4 mol平衡 1.8 mol 2.4 mol 2.4 mol(1)H2的转化率100%60%。(2)N2的体积分数100%27.3%。拓展探究15某温度时，在一个2 L的密闭容器

25、中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：(1)该反应的化学方程式为_。(2)反应开始至2 min，用Z表示的平均反应速率为_。(3)若在不同条件下v(X)0.3 molL1s1，v(Z)0.1 molL1s1，v(Y)0.2 molL1s1，比较此反应在不同条件下反应速率最快的是_(填序号)。答案(1)3XY 2Z(2)0.05 molL1min1(3)解析(1)由图可知，X、Y的物质的量随反应的进行而减小，Z的物质的量随反应的进行而增大，则X和Y为反应物，Z为生成物。n(X)1.0 mol0.7 mol0.3 moln(Y)1.0 mol0.9 mol0.1 moln(Z)0.2 mol0 mol0.2 molv(X)v(Y)v(Z)312，即反应方程式为3XY 2Z。(2)v(Z)0.05 molL1min1。(3)把不同条件下的各种物质化为同一物质Y的反应速率，v(Y)0.1 molL1s1，v(Y)0.05 molL1s1，故可知最快。