第六章化學反應與能量第二節(jié)化學反應的速率與限度第3課時化學反應的限度化學反應條件的控制學習目標素養(yǎng)目標學法指導了解可逆反應的含義及其特征；認識化學反應的限度，知道外界條件改變時化學反應限度能發(fā)生改變；初步了解化學反應達到平衡狀態(tài)的標志科學探究與創(chuàng)新意識1．先回顧學過的可逆反應實例，初步了解可逆反應的特點，為學習化學反應的限度及平衡狀態(tài)的判斷打下必要的知識基礎2．結合工業(yè)合成氨的原理和條件，認識控制反應條件的必要性和常用方法了解控制反應條件在生產(chǎn)和科研中的作用科學精神與社會責任課前·新知導學化學反應的限度1．化學平衡狀態(tài)建立過程【答案】最大為零減小增大減小增大2．化學平衡狀態(tài)概念對于可逆反應，如果外界條件(________、________、________等)不發(fā)生改變，當______反應進行到一定程度時，______________與______________相等，反應物的________與生成物的________不再改變，達到一種表面靜止的狀態(tài)，稱為“化學平衡狀態(tài)”，簡稱化學平衡，化學平衡狀態(tài)是化學反應所能進行的最大限度。溫度濃度壓強可逆正反應速率逆反應速率濃度濃度3．化學平衡狀態(tài)的特征(1)等：v正______v逆______0。(2)動：化學平衡狀態(tài)是一種________平衡。達到平衡狀態(tài)時，反應并沒有停止，這時正反應和逆反應都依然在進行。(3)定：反應物的濃度和生成物的濃度_____________。(4)變：外界條件(______、______、________等)一旦改變，化學平衡狀態(tài)就會被破壞，并在新的條件下建立新的化學平衡。＝≠動態(tài)不再改變溫度濃度壓強(1)通過改變反應條件，是否可以使2molSO2(g)和過量的O2(g)反應得到2molSO3?【答案】得到的SO3一定少于2mol，因該反應為可逆反應。(2)可逆反應達到平衡后，正反應和逆反應是不是都停止了？【答案】不是?？赡娣磻_到平衡后，正反應和逆反應都仍然在進行。微思考判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(2)化學反應進行的限度只與化學反應本身有關，與外界條件無關

(

)(3)在一定條件下，向密閉容器中充入1molN2和3molH2充分反應，達到平衡時N2、H2、NH3三者共存

(

)(4)二次電池的充、放電為可逆反應 (

)(5)當反應達到最大限度時，各物質(zhì)濃度保持不變 (

)(6)化學反應的限度可以通過改變反應條件來改變 (

)【答案】(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)√

(6)√化學反應條件的控制1．目的加快提高有害反應副反應2．合成氨工業(yè)(1)化學理論：_______溫、_______壓時有利于提高氨的產(chǎn)率。(2)工業(yè)實際。①溫度——溫度低，速率小，達到平衡所需時間長，生產(chǎn)成本高，通常選擇在______________下進行。②壓強——壓強大，對動力和生產(chǎn)設備的要求高，通常采用壓強為________________。低高400～500℃10～30MPa3．提高煤的燃燒效率(1)煤燃燒時，將煤塊粉碎成煤粉目的是增大與空氣中O2的_____________，煤粉燃燒________，反應速率________；通入適當過量的空氣可以使煤粉充分燃燒，生成CO2，放出____________；若空氣不足，會造成煤燃燒________，生成______，產(chǎn)生熱量______，且會造成污染。(2)選擇保溫隔熱且耐熱的爐(灶)膛材料的主要目的是__________________。(3)充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量可采取的措施是將燃燒后的廢氣通過_________裝置，供其他方面使用。接觸面積更充分更大更多的熱量不完全CO減少防止熱量散失熱交換生活中有很多現(xiàn)象都蘊含化學知識，如爐火越扇越旺，但蠟燭的火焰一扇就滅。同樣是扇風，結果為什么不同？試解釋其中的原因。【答案】“爐火越扇越旺”是扇風為燃燒提供了足量的氧氣，促進燃燒；“蠟燭的火焰一扇就滅”是由于空氣流動帶走大量的熱量，使溫度降低，低于蠟燭的著火點。微思考判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)工業(yè)合成氨反應中，溫度越高越好 (

)(2)工業(yè)合成氨反應中，壓強越大越好 (

)(3)將煤經(jīng)過處理，使之轉(zhuǎn)化為氣體燃料，以使其燃燒更充分

(

)(4)燃燒時，在爐灶內(nèi)放的燃料越多，燃燒越充分 (

)【答案】(1)×

(2)×

(3)√

(4)×課堂·重難探究化學平衡狀態(tài)的直接標志(1)v正＝v逆。①同一種物質(zhì)的生成速率等于消耗速率；②在化學方程式中，同一邊的不同物質(zhì)的生成速率與消耗速率之比等于化學計量數(shù)之比；③在化學方程式兩邊的不同物質(zhì)的生成(或消耗)速率之比等于化學計量數(shù)之比。[重難理解]重難點化學平衡狀態(tài)的判斷(2)各組分的濃度保持一定。①各組分的濃度不隨時間的改變而改變；②各組分的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、體積分數(shù)不隨時間的改變而改變。①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤密閉容器中壓強不再改變的狀態(tài)[典例精練]【答案】①④⑤

【解析】①中單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時，必消耗2nmol的NO2，說明v正＝v逆，能說明反應達到平衡狀態(tài)；②中描述的都是正反應方向的速率，不能說明反應是否處于平衡狀態(tài)；③中無論反應是否達平衡狀態(tài)，同向的速率之比一定等于化學方程式中相應物質(zhì)的化學計量數(shù)之比；④中混合氣體的顏色不變，即c(NO2)保持不變，說明反應處于平衡狀態(tài)；⑤因該反應是一個反應前后氣體物質(zhì)的量不等的反應，容器的體積固定，故氣體的壓強不變，能說明反應處于平衡狀態(tài)?！疽?guī)律方法】利用“變量”與“不變量”來判斷化學平衡狀態(tài)(1)選變量。選定反應中的“變量”，即隨反應進行而變化的量，當變量不再變化時，反應已達平衡。(2)常見的變量。①氣體的顏色；②對于氣體體積有變化的反應來說，恒壓反應時的體積、恒容反應時的壓強；③對于反應體系中全部為氣體，且氣體物質(zhì)的量有變化的反應來說，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量；④對于反應體系中不全部為氣體的反應來說，恒容時混合氣體的密度等。

下列關于化學反應限度的說法，正確的是 (

)A．一個可逆反應達到的平衡狀態(tài)就是這個反應在該條件下所能達到的限度B．當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正向反應速率和逆向反應速率相等且等于零C．平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的濃度保持相等D．化學反應的限度不可以通過改變條件而改變【答案】A

【解析】本題易錯選B或D，其原因是片面理解化學反應的限度，認為可逆反應達到最大限度時，反應即停止，速率為0，不可再發(fā)生改變?？赡娣磻_到平衡狀態(tài)時，正、逆反應速率相等，但不等于0，各物質(zhì)的濃度保持不變，但不一定相等。外界條件改變時，化學反應的限度可發(fā)生改變。A．N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2B．當有3molH—H鍵斷裂時，有6molN—H鍵斷裂C．混合氣體的密度不隨時間變化D．單位時間內(nèi)生成2amolNH3，同時消耗amolN2【答案】B

【解析】N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2時，正、逆反應速率不一定相等，所以反應不一定達平衡狀態(tài)，A不正確；當有3molH—H鍵斷裂時，有6molN—H鍵斷裂，反應進行的方向相反，且H2、NH3的物質(zhì)的量的變化量之比等于化學計量數(shù)之比，所以反應達平衡狀態(tài)，B正確；混合氣體的質(zhì)量不變、體積不變，密度始終不變，則當密度不隨時間變化時，反應不一定達平衡狀態(tài)，C不正確；單位時間內(nèi)生成2amolNH3，同時消耗amolN2，雖然物質(zhì)的量的變化量之比等于化學計量數(shù)之比，但反應進行的方向相同，所以反應不一定達平衡狀態(tài)，D不正確。A．HI、H2、I2的濃度相等B．混合氣體的顏色不再變化C．混合氣體的密度不再變化D．消耗2molHI(g)的同時，生成1molH2(g)【答案】B

【解析】HI、H2、I2的濃度相等，無法判斷各組分濃度是否繼續(xù)變化，則無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，A錯誤；該混合體系中只有I2為有色氣體，當混合氣體的顏色不再變化，表明c(I2)不變，該反應達到平衡狀態(tài)，B正確；該反應中混合氣體的總體積始終不變，總質(zhì)量不變，則混合氣體的密度一直不變，不能根據(jù)密度判斷平衡狀態(tài)，C錯誤；消耗2molHI(g)的同時，生成1molH2(g)均指的是正反應速率方向，無法判斷正、逆反應速率是否相等，D錯誤。[課堂小結]小練·素養(yǎng)達成1．(2024·天津第二十一中學第一次月考)下列各組兩個反應互為可逆反應的是

(

)②H2SO4(濃)＋2HBr═══2H2O＋Br2＋SO2↑與Br2＋SO2＋2H2O═══2HBr＋H2SO4③2NO2═══N2O4與N2O4═══2NO2

④CO2＋H2O═══H2CO3與H2CO3═══H2O＋CO2↑A．①② B．②③C．③④ D．①④【答案】C2．(2024·四川成都東部新區(qū)養(yǎng)馬中學期中)下列關于化學反應限度的說法正確的是

(

)A．一個可逆反應達到的平衡狀態(tài)，就是這個反應在該條件下不再反應B．當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正、逆反應速率相等且為零C．平衡狀態(tài)是一種靜止的狀態(tài)，反應物和生成物的濃度相等D．化學反應的限度可以通過改變條件而改變【答案】DA．0.2mol·L－1 B．0.3mol·L－1C．0.7mol·L－1 D．0.8mol·L－1【答案】D

【解析】用極值法分析，0.2mol·L－1N2(g)和0.6mol·L－1H2(g)假設完全反應，可以使NH3(g)濃度增加0.4mol·L－1，加上原有氨氣的濃度也是0.4mol·L－1，故氨氣最大濃度是0.8mol·L－1；假設0.4mol·L－1氨氣全部逆向反應，氨氣的最小濃度為0，由于合成氨反應是可逆反應，因此0＜c(NH3)＜0.8mol·L－1，D不可能。A．反應一段時間后18O只存在于O2和SO3中B．向容器中通入少量SO3，反應速率增大C．達到平衡狀態(tài)時，SO2與SO3物質(zhì)的量之比一定為1∶1D．容器內(nèi)密度不再變化時，判定反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)【答案】B

5．(2024·河北鄭口中學5月月考)下圖所示為工業(yè)合成氨的流程圖。下列有關生產(chǎn)條件的調(diào)控作用分析錯誤的是 (

)A．步驟①中“凈化”可以防止雜質(zhì)對催化劑產(chǎn)生影響B(tài)．步驟②中“加壓”可以加快反應速率，因此壓強越大越好C．步驟③一般選擇控制反應溫度為400～500℃左右D．步驟④⑤有利于提高原料的利用率，能節(jié)約生產(chǎn)成本【答案】B【答案】B

(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，從反應開始達到平衡時，CO的化學反應速率為________________；反應達到平衡時c(H2