资源简介

(共51张PPT)
第二节 化学反应的速率与限度
第2课时 化学反应的限度 化学反应
条件的控制
学习任务一 化学反应的限度
学习任务二 化学反应条件的控制
学习任务一 化学反应的限度
【新知自主预习】
1.可逆反应特征
（1）可逆反应在一定条件下不能进行到底,只能进行到一定程度,反
应有一定限度,即达到______________,
此时各物质的量都大于零。
（2）在可逆反应的化学方程式中,用“ ”代替“ ”。
化学平衡状态
2.化学平衡的建立
（1）在一定条件下，将某可逆反应的反应物装入密闭容器中，反应
中正、逆反应速率随时间的变化情况如下：
最大
为零
最大
为零
减小
增大
减小
增大
不再改变
（2）当反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率______，
反应物和生成物的浓度都不再______，达到一种表面静止的状态，
即______________，
相等
改变
化学平衡状态
如图所示：
3.化学反应的限度
（1）化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的
__________，即该反应进行的限度。
（2）化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的
_______转化率。
最大程度
最大
【情境问题思考】
炼制 生铁所需焦炭的实际用量，远高
于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉
中出来的气体中含有没被利用的 气体，炼
铁工程师设法增加高炉的高度，高炉尾气中
的比例竟然没有改变，这成了炼铁技术的
科学悬念。直到19世纪下半叶，人们才认识
到还原 的反应实质，这一谜底才得以揭开。
问题一： 炼铁工程师设法增加高炉的高度，高炉尾气中 的比例竟
然没有改变，其原因是什么？
提示：高炉炼铁时发生反应：、 和
，后两个反应是可逆反应，
反应进行到一定程度时达到反应的最大限度，只增加高炉的高度，
不改变其他反应条件，高炉尾气中 的比例不会改变。
问题二： 恒容条件下进行反应
，试写出四个能反映该反
应达到平衡状态的依据。
提示：或 的浓度保持不变；②混合气体的密度保持不变；
或保持不变； 的质量不变等。
【核心知识讲解】
1.化学平衡状态的特征
2.化学平衡状态的判断方法
（1）判断方法
可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征:
；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也可,即“变化
量达不变”）。
（2）应用示例
对于反应 ，判断下列条件下是否达
到化学平衡状态。
条件 是否平衡 正、逆反应速率的关 系 在单位时间内消耗了 ，同时 生成，则 平衡
在单位时间内消耗了 ，同时 消耗了，则 平衡
， 不一定等于 不一定平衡
条件 是否平衡 正、逆反应速率的关 系 在单位时间内生成了 ，同时 消耗了，不一定等于 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、总物质的量一定 不一定平衡
续表
条件 是否平衡 变化量 达不变 的关系 压强 时，总压强一定 （其他条件一定） 平衡
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 一定，且 平衡
一定，且 不一定平衡
续表
条件 是否平衡 变化量 达不变 的关系 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
续表
【知识迁移应用】
例1 [2024·四川成都石室中学期末] 某温度下，在一固定容积的容器
中进行反应： ，下列情况表示一
定达化学平衡状态的是( )
A.气体密度不再随时间而改变 B.体系总压强不再随时间而改变
C.和的生成速率相同 D.和的浓度比为
√
[解析] 该反应前后气体质量不变，容积不变，密度始终不变，故不
能判断是否达到平衡状态，A错误；
恒容条件，反应前后气体化学计量数之和相等，体系总压强始终不变，
故反应不一定达到平衡状态，B错误；
和 的生成速率相同，说明正、逆反应速率相等，该
反应达到平衡状态，C正确；
和的浓度比为 时，正、逆反应速率不一定相等，该反应
不一定达到平衡状态，D错误。
例2 [2024·江苏连云港新海中学月考] 氨是一种重要的化工原料，可
用于制备硝酸等。工业合成氨
的反应为 。下列有关说法不正
确的是( )
A.绝热条件下当体系温度不变时，说明该反应达到平衡状态
B.在恒容容器内，反应达平衡后，通入，压强增大，但和 都
不变
C.断裂的同时，形成 ，说明该反应达到平衡
状态
D.当混合气体的平均摩尔质量不变时，说明该反应达到平衡状态
√
[解析] 该反应为放热反应，绝热条件下随着反应进行，体系温度不
断变化，体系温度不变，说明反应已达到平衡，A正确；
恒容容器中，反应达到平衡后，通入 ，体系压强增大，但是反应物
和生成物的浓度都不变，正逆反应速率都不变，B正确；
断裂 的同时形成 ，都是逆反应方向发生的变
化，不能说明正逆反应速率相等，不能判断该反应是否达到平衡状
态，C错误；
平均摩尔质量等于气体总质量除以气体总物质的量，气体总质量不
变，气体总物质的量增大，平均摩尔质量减小，当混合气体的平均
摩尔质量不变，则说明该反应达到平衡状态，D正确。
［方法技巧］ 判断可逆反应是否达到化学平衡状态的思维模板
（1）分析可逆反应及反应体系的特点
（2）抓住“动态”和“静态”标志判断是否达到平衡状态
学习任务二 化学反应条件的控制
【新知自主预习】
1.控制化学反应条件的意义
提高反应速率
降低反应速率
2.化工生产中反应条件的控制
在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要
考虑控制反应条件的成本和实际可能性。
【情境问题思考】
燃料的燃烧是将化学能转化为热能的一种重要
方式，因此，提高燃料的燃烧效率，降低对环境的
污染是重要的研究课题。
问题一： 燃料的状态与燃料燃烧的速率有何关系？与燃料的充分燃
烧有何关系？
提示：燃料的状态影响燃料与空气的接触面积，从而影响燃料燃烧
的速率。气体燃料与空气接触最好，反应速率最快，最有利于燃料
的充分燃烧；固体燃料与空气接触有限，反应速率最慢，最不利于
燃料的充分燃烧。
问题二： 空气用量对燃料的充分燃烧有什么影响？原因是什么？
提示：空气不足，燃料燃烧不完全，使燃料产生的热量减少，浪费
资源，且产生大量 等污染物；空气过量，燃料能充分
燃烧，但过量空气会带走部分热量，造成浪费，故应该控制通入空
气的量。
问题三： 为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件？
提示：①尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率，关键是燃料
与空气（或氧气）要尽可能充分地接触，且空气要适当过量；②尽
可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。
【核心知识讲解】
1.化学反应条件的控制
2.合成氨工业中生产条件的控制
【知识迁移应用】
例3 如图所示为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作
用分析正确的是______________________
（填序号）。
（1）（2）（3）（5）
（1）步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
（2）步骤②中“加压”可以加快反应速率
（3）步骤③，选择高效催化剂是合成氨反应的重要条件
（4）目前步骤③一般选择控制反应温度为 左右
（5）步骤④⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本
1.[2024·陕西商洛洛南中学期中]一定条件下，在某密闭容器中充入
和，反应达到平衡时， 存在于( )
A.只存在于 中
B.只存在于和 中
C.只存在于和 中
D.、和 中都有可能存在
[解析] 该反应为可逆反应，正反应和逆反应同时进行，和
反应生成，同时分解生成和，故、和 中都有
可能存在 。
√
2.[2024·江苏淮安淮安区期中]在化工生产中要调控反应速率和反应
进行的程度，下列关于合成氨反应
（放热反应）的说法正确的是( )
A.提高 的浓度能降低反应速率
B.使用催化剂并不能加快反应速率
C.增大压强有利于提高生成 的速率
D.和在适当条件下可以完全转化为
√
[解析] 提高 的浓度能加快反应速率，A错误；
使用合适催化剂能加快反应速率，B错误；
增大压强，相当于缩小容器的容积，反应混合气体的浓度增大，反
应速率增大，C正确；
由于该反应是可逆反应，和在适当条件下也不可能完全转化为
，D错误。
3.[2024·湖北武汉名校联考]在一定条件下，某可
逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的
曲线如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.该反应从逆反应方向开始
B.、、 时刻，正反应速率均大于逆反应速率
C. 时刻，达到反应进行的最大限度
D. 时刻，反应处于平衡状态，反应停止
√
[解析] 由图可知，开始时最大，而 等于0，说明该反应从正反
应方向开始，A错误；
由图可知，、、 时刻，表示正反应速率的曲线始终在逆反应速
率的曲线上方，则有，B正确；
时刻，，说明反应没有达到最大限度，C错误；
时刻，，反应达到平衡状态，但
，反应没有停止，D错误。
4.[2024·江西宜春期末]在一定温度下的恒容密闭容器中发生反应：
。当下列物理量不再发生变化时，不能
表明该反应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.生成的同时产生
D.物质D的质量分数
√
[解析] 该反应过程中气体总物质的量不变，容器内压强始终不变，
无法根据压强判断反应是否已达到平衡状态，A错误；
反应过程中气体总质量不断变化，气体体积不变，因此混合气体的密
度始终变化，当混合气体密度不变时，反应达到平衡状态，B正确；
生成 的同时产生 说明正逆反应速率相等，反应已达到
平衡状态，C正确；
反应过程中的质量不断变化，当 的质量分数不变时，
反应已达到平衡状态，D正确。
5.某温度时，在 恒容密闭容器中，三种气态物
质、、的物质的量随时间 的变化曲线
如图所示，由图中数据分析可得：
（1）该反应的化学方程式为____________。
[解析] 由题图可知，、 是反应物，达平衡时物质的量分别减少
、，是生成物，达平衡时物质的量增加 ，则
方程式中、、的化学计量数之比是 ，即该反应的化学方程
式为 。
（2）反应开始至，用 表示的平均反应速率为______________
__________。
[解析] 根据题图可知时，的浓度减少 ，
根据 计算反应开始至，用 表示的平均反应速率为
。
（3）在恒温恒容的密闭容器里，通入和 ，发生
反应 ，下列情况下，该反应达到最大限度的是
________（填序号）。
①A、B、C的物质的量浓度均保持不变
② 的值保持不变
③
④ 的物质的量分数保持不变
①②④
1.[2024·山东济南期中]下列关于可逆反应
的叙述正确的是( )
A.化学反应速率关系是
B.达到化学平衡时，
C.达到化学平衡时，若增加容器容积，则正反应速率减小，逆反应
速率增大
D.若单位时间内生成的同时消耗 ，则反应达到平
衡状态
√
[解析] 化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，则有
，A错误；
达到化学平衡时物质的正逆反应速率相等，结合化学反应速率之比
等于其化学计量数之比，则有 ，B正确；
增大容积相当于减小压强，正逆反应速率都减小，C错误；
单位时间内生成 的同时消耗 ，反应方向相同，不
能判断是否达到平衡状态，D错误。
2.[2024·江西赣州期末]可逆反应 在恒容密闭容器中
反应，下列叙述表示反应达到化学平衡状态的是( )
①单位时间内消耗的同时生成
②混合气体的颜色不再改变
③混合气体的密度不再改变
④混合气体的平均相对分子质量不再改变
A.①②④ B.②③ C.②④ D.③④
√
[解析] 单位时间内消耗是正反应，同时生成 也是
正反应，反应方向相同，不一定达到平衡，①错误；
一氧化氮和氧气为无色气体，二氧化氮为红棕色气体，故混合气体的
颜色不再变化可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，②正确；
，总质量不变，体积不变，故混合气体的密度不再改变不能作
为判断是否达到平衡状态的依据，③错误；
，总质量不变，总物质的量会变，故混合气体的平均相对分子
质量不再变化可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，④正确。
3.[2024·浙江绍兴期中]某温度下，在 恒容密闭容器中投入一定量
的和，发生反应：， 时
生成C的物质的量为 （反应进程如图所示）。下列说法中正
确的是( )
A.时，B的转化率为
B.内，D的平均反应速率为
C.化学计量数之比，且
D.图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速
率
√
[解析] 时，B的物质的量浓度变化为
，则B的转化率为
，A正确；
D为固体，通常不用固体物质的量浓度变化表示反应速率，B错误；
时生成C的物质的量浓度变化为 ，二者的化
学计量数之比等于其物质的量浓度变化之比，则有
，故 ，C错误；
图中两曲线相交之后，A、B的浓度仍继续减小，此时反应继续正向
进行，则A的消耗速率大于A的生成速率，D错误。
4.某温度下,将与的混合气体充入容积为 的密闭
容器中,在催化剂的作用下发生反应: 。
经过后,反应达到平衡,此时转移 电子。
（1）_____ 。
0.15
[解析] 某温度下,将与的混合气体充入容积为 的
密闭容器中,经过 后,反应达到平衡,依据化学方程式可知转移
电子消耗的物质的量为,此时转移电子,则消耗
的物质的量为 ,列三段式：
以甲醇表示的反应速率 。
（2）下列不能说明该反应已达到平衡状态的是___。
的质量不变
.混合气体的平均相对分子质量不再改变
.
.混合气体的密度不再发生改变
[解析] 的质量不变,物质的量不变,说明反应达到平衡状态, 不
符合题意;
反应前后气体质量不变,反应前后气体的物质的量发生变化, 当混合气
体的平均相对分子质量不再改变,说明反应达到平衡状态, 不符合题意;
反应速率之比等于化学计量数之比,当满足 时,说明
正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,但时反应未
达到平衡状态, 符合题意;
反应前后气体质量不变,容器容积不变,混合气体的密度始终不变,不能
说明反应达到平衡状态, 符合题意。

展开更多......

收起↑