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第二章化学反应与能量第三节化学反应的速率和限度第2课时化学反应的限度课前预习课堂练习课后作业基础训练课前预习一、化学反应的限度1．可逆过程(1)定义：在同一条件下，________和________能同时进行的化学反应。(2)表示方法：书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“”。(3)特点：①正向反应和逆向反应________进行。②正向反应和逆向反应的条件________。③在一定条件下，反应物________全部转化为生成物。2．化学平衡状态——化学平衡(1)化学平衡的建立。①反应开始时，v正最大，v逆为________。②反应过程中：反应物浓度逐渐减少―→v正逐渐________。生成物浓度逐渐增大―→v逆从________开始逐渐________。③反应达到平衡时：v正________v逆，反应物和生成物各组分浓度________。(2)化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图象(3)概念：在一定条件下，当一个________反应进行到________和________相等，反应物和生成物的浓度不再改变时的状态。3.判断可逆反应达到平衡状态的方法二、化学反应条件的控制1．控制化学反应条件的意义(1)促进有利的化学反应提高加快(2)抑制有害的化学反应减缓反应速率减少或甚至消除有害物质产生控制副反应发生2.“提高煤的燃烧效率”的研究(1)燃料燃烧的条件①燃料与________接触。②温度达到燃料的________。(2)影响煤燃烧效率的条件①煤的状态。②空气用量。③炉(灶)膛材料的选择。④燃烧后烟道废气中热量的利用。(3)提高燃料燃烧效率的措施①尽可能使燃料________，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能________，且空气要________。②尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高________。课前预习一、1.(1)正向反应逆向反应(3)①同时②相同③不能2．(1)①0②减小0增大③＝不再改变(3)可逆正反应速率逆反应速率3.平衡平衡平衡不一定平衡平衡平衡不一定平衡不一定平衡平衡不一定平衡平衡不一定平衡平衡不一定平衡平衡二、1.(1)原料的利用率或转化率反应速率2．(1)①空气或氧气②着火点(3)①充分燃烧充分接触适当过量②热能的利用率基础训练课堂练习限时：20分钟总分：60分1．下列各组反应中，不属于可逆反应的是()A．N2＋3H2=====高温、高压催化剂2NH3和2NH3=====高温、高压催化剂N2＋3H2B．H2＋I2=====△2HI和2HI=====△H2＋I2C．2H2＋O2=====点燃2H2O和2H2O=====通电2H2↑＋O2↑D．2SO2＋O2=====催化剂△2SO3和2SO3=====催化剂△2SO2＋O22．下列关于化学反应限度的说法中正确的是()A．一个可逆反应达到的平衡状态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，正向反应速率和逆向反应速率相等且等于零C．平衡状态时，各物质的浓度保持相等D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变3．一定温度下，可逆反应：A(g)＋3B(g)2C(g)达到限度的标志是()A．C的生成速率与A的消耗速率相等B．单位时间生成nmolA，同时生成3nmolBC．A、B、C的浓度不再变化D．A、B、C的分子数之比为1∶3∶24．中国锅炉燃烧采用沸腾炉的逐渐增多，采用沸腾炉的好处在于()①增大煤炭燃烧时的燃烧热并形成清洁能源②减少炉中杂质气体(如SO2等)的形成③提高煤炭的热效率并减少CO的排放④使燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率A．①②B．③④C．①③D．②④5．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在体积不变的密闭容器中反应，下列叙述表示处于化学平衡状态的是()A．N2、H2、NH3的浓度比为1∶3∶2的状态B．混合气体的密度不随时间而变化C．当有1molN≡N键断裂时，有6molN—H键断裂D．单位时间内消耗amolN2的同时，消耗3amol的H2的状态6.(多选)可逆反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)达到平衡的标志是()A.混合气体密度恒定不变B.混合气体颜色不再改变C.H2、I2、HI浓度相等D.I2在混合气中体积分数不变7．(多选)在密闭容器中进行如下可逆反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1和0.2mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是()A.Z为0.3mol·L－1B.X2为0.2mol·L－1C.X2为0.15mol·L－1Y2为0.35mol·L－1D.Z为0.5mol·L－18．在一定条件下，可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)达到平衡时，X的转化率与Y的转化率之比为1∶2，则起始充入容器中的X与Y的物质的量之比为()A.1∶1B.1∶3C.2∶3D.3∶29．(1)下列方法可以证明2HI(g)△H2(g)＋I2(g)已达平衡状态的是________(填序号)。①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI；②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂；③百分组成ω(H2)＝ω(I2)时；④反应速率v(H2)＝v(I2)＝vHI2时；⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1时；⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化时；⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化时；⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化时；⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化时；⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化时。(2)在上述⑥～⑩的说法中能说明2NO2N2O4达到平衡状态的是________(填序号)。10．某温度时，在2L容器中，X、Y、Z三种气体及N物质的物质的量(n)随着时间(t)变化的曲线如图所示。如图中数据分析：(1)物质N在反应中的作用是_________________________。(2)该反应的化学方程式为__________________________。(3)反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为______。(4)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是________(填序号)。A．混合气体的压强不随时间的变化而变化B．单位时间内每消耗3molX，同时生成2molZC．混合气体的总质量不随时间的变化而变化D．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化课堂练习1．C根据可逆反应的定义，在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。所以，C中的反应不是可逆反应。2．A平衡状态就是一个可逆反应在该条件下所能达到的最大限度，A正确；反应达到平衡时，v正＝v逆≠0，各物质浓度保持不变但不一定相等，且当外界条件发生改变时，这种状态也会发生改变，B、C、D错误。3．CA项中C的生成速率和A的消耗速率不可能相等；B项中均表示的是逆反应速率，没有说明v正、v逆是否相等，因此不能确定是否处于平衡状态；C项中表示各物质的浓度保持不变，即“定”，表明化学反应已达到平衡状态；D项中平衡时，A、B、C的分子数之比与化学计量数之比没有必然关系，不一定相等或成比例，关键是能否保持不变。4．B沸腾炉只是促使燃料燃烧充分，提高燃料的利用率并减少CO的排放，但不能增大煤炭燃烧时的燃烧热，也无法减少SO2气体的形成。5．CA中，N2、H2、NH3的浓度比等于化学计量数之比时，不能确定是否处于平衡状态，因为无法以v正＝v逆和浓度是否不变进行判断。B中，因容器的体积不变，而混合气体的总质量不改变，则无论平衡与否，混合气体的密度均不变化。C中，当有1molN≡N键断裂时，相当于生成2molNH3(1molNH3中含有3molN—H键)，即生成6molN—H，与有6molN—H键断裂符合v(NH3)正＝v(NH3)逆，故处于化学平衡状态。D中，消耗amolN2的同时消耗3amolH2是同向的，不管平衡与否，只要N2和H2反应就一定符合该比例。6.BD对于一个可逆反应，到达平衡的标志是v正＝v逆，反应混合物中各组分含量保持不变，此时各物质的浓度、气体体积不随时间的改变而改变，但却不一定相等。故D对而C不对。因浓度不变，颜色亦不变。故B对。A种情况不论是否达平衡，密度均不变。故A错。7.AC没有限定温度和压强，即任意温度，压强条件下可逆反应达平衡时，反应物或生成物可能达到的浓度。先从两个极端来分析。①若条件有利于反应向正反应完全转化X2(g)＋Y2(g)2Z(g)0.1－0.1＝0(mol/L)0.3－0.1＝0.2(mol/L)0.2＋0.2＝0.4(mol/L)显然，D选项中Z＝0.5mol·L－1不可能达到。②若条件有利于反应向逆反应完全转化X2(g)＋Y2(g)2Z(g)0.1＋0.1＝0.2(mol/L)0.3＋0.1＝0.4(mol/L)0.2－0.2＝0(mol/L)B选项中X2浓度达到0.2mol·L－1，但此时Z浓度为0，违反了可逆反应达到平衡时反应混合物各组成成分的浓度必须都大于0的规律。B错可逆反应是部分向正反应转化，部分向逆反应转化介于两个极端之间。X2浓度在0～0.2mol/L之间，Y2浓度在0～0.4mol/L之间，Z浓度在0～0.4mol/L之间。故应选A、C。8.C设起始充入X气体amol，Y气体bmol，X气体转化了mmolX(g)＋3Y(g)2Z(g)132起：amolbmol0转化：mmol3mmol2mmol所以ma∶3mb＝1∶2则a∶b＝2∶3。9．(1)②⑥⑨(2)⑥⑦⑧⑨⑩解析：本题考查如何判断一个可逆反应是否达到平衡状态，解题的关键是掌握化学平衡状态的标志。观察第(1)题反应的特征可知：此反应在反应前后气体的体积不发生变化，即在反应的任何一个阶段，容器内压强不发生改变。气体的总质量不变、总的物质的量不变，因此混合气体的密度、平均相对分子质量均不发生改变。观察第(2)题反应的特征：反应前后气体体积发生改变，因此混合气体的平均相对分子质量、混合气体密度都发生改变，当反应处于平衡状态时，这些都不再改变，此时c(NO2)恒定，颜色不再变化。10．(1)催化剂(2)3X(g)＋Y(g)N2Z(g)(3)0.05mol/(L·min)(4)AD