课时2 化学反应的限度和化学反应条件的
控制
学习目标:1.认识可逆反应,了解化学平衡的含义。(难点)2.会判断化学平衡状态。(重难点)3.了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。
[自 主 预 习·探 新 知]
1.可逆反应
(1)正向反应:由反应物得到生成物的化学反应。 (2)逆向反应:由生成物得到反应物的化学反应。
(3)可逆反应:在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。 (4)可逆反应的特点
2.化学反应的限度 (1)化学平衡状态的建立。
(2)化学平衡状态的概念:在一定条件下,可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度与生成物的浓度不再改变,达到一种表面静止的状态。
(3)化学反应的限度:化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态,是在给定条件下化学反应所能达到的或完成的最大程度,任何可逆反应在给定条件下
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的进程都有一定的限度。
3.化学反应条件的控制 (1)化学反应条件的控制
?提高原料利用率
①促进有利反应??加快反应速率
?减缓反应速率
②抑制有害反应?减少甚至消除有害物质的产生
?控制副反应的发生
(2)燃料燃烧的条件
①燃料与空气或氧气接触,且空气要适当过量。 ②温度达到燃料的着火点。 (3)提高燃料燃烧效率的措施
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。 (4)提高燃料燃烧效率的实质和意义
①实质:从多方面控制燃烧反应的条件(包括环境)。 ②意义:节约能源、节省资源、减少污染等。
[基础自测]
1.判断对错(对的打“√”,错的打“×”)。 (1)2H2+O2
2H2O与2H2O
2H2+O2互为可逆反应( )
(2)任何可逆反应都有一定的反应限度,反应物的转化率<100%( ) (3)可逆反应中,当c(反应物)=c(生成物)时v正=v逆( ) (4)为了提高燃料燃烧效率尽可能增加空气的量,且越多越好( ) (5)液体燃烧时以雾状喷出可以提高燃烧效率( ) 【答案】 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√
2.(1)炭在火炉中燃烧得很旺时,在往炉膛底内的热炭上喷洒少量水的瞬间,炉子内的火会更旺这是因为________________________________
____________________________________________________________。
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(2)如果欲使炉内炭更充分燃烧,下列措施可行的是( )
【导学号:43722113】
A.向炉内吹空气 C.使用H2O作催化剂
B.把块状炭碾碎 D.提高炉膛内的温度
【答案】 (1)炭与水反应生成CO和H2,燃烧更快,火焰更旺 (2)AB
[合 作 探 究·攻 重 难]
化学平衡的特征与判定 [问题思考]
(1)化学平衡状态建立后,反应停止,反应速率为0,这句话对吗?为什么?
【提示】 不对。如图可知,化学平衡建立后,v(正)=v(逆)≠0,说明反应并没有停止。
(2)在反应达到化学平衡状态时,各组分的浓度及质量分数、体积分数均保______相等,________符合化学计量数之比。持________(填“相等”“不变”),(填“一定”“不一定”)
【提示】 不变 不一定 不一定 (3)对于N2+3H2么?
【提示】 不对,对同一物质v正=v逆,对不同物质两向速率之比等于化学计量之比即v正(N2)∶v逆(NH3)=1∶2。
(4)当化学达平衡时改变温度,平衡状态改变吗? 【提示】 外界条件改变,平衡状态被破坏。
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2NH3反应,当反应平衡时v正(N2)=v逆(NH3)对吗?为什
(1)化学平衡状态的特征概括为:逆、等、动、定、变,即:
(2)化学平衡状态的判定
同一物质:v正?X?=v逆?X???
v正?X?①速率标志?
??不同物质:v逆?Y?等于X、Y的化学计量数之比
?各组分浓度不变
?各组分的物质的量、质量或体积分数不变
②组成标志?反应物的转化率不变
??含有色物质的体系颜色不变
【注意】 对于压强、密度、平均相对分子质量的判断要视条件或反应特点而定,总之要抓住“变量不变”即可——如果所给的物理量随着反应的进行是一个变量,在某时间段内不变,就可以说明反应达到平衡状态;如果该物理量始终是一个定值,就不能作为判断的依据。
[对点训练]
1.某可逆反应达到平衡状态时,下列说法正确的是( ) ①正反应和逆反应同时进行,两者的速率完全相等 ②反应物和生成物同时存在,两者的浓度相同 ③混合物的组成比例不会因时间而改变 A.①
B.①③
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C.② D.①②③
v(正)=v(逆)≠0,B [可逆反应达到平衡状态时,且各组分的含量保持不变,故①③正确;而反应物和生成物浓度相同,只是反应达到的某一特殊状态,并不一定达到平衡。]
2.一定温度下的恒容容器中,能标志某可逆反应A(s)+2B(g)已达平衡状态的是( )
A.混合气体的压强不随时间变化而变化 B.气体总物质的量不随时间变化而变化 C.2v正(B)=v逆(D)
D.混合气体的密度保持不变
D [因为反应前后气体的体积不变,所以气体总物质的量、压强始终不随时间变化而变化,不能作为依据,A、B错误;当反应达到平衡时,v
正(B)=2v逆
C(g)+D(g)
(D),C错误;因为容器的体积恒定,但是气体的质量不守恒,所以只要反应未达到平衡,密度就变化,反应达到平衡时,密度不再变化,D正确。]
3.在一定温度下的恒容密闭容器中,能说明反应X2(g)+Y2(g)达到平衡的是( )
【导学号:43722114】
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 C.XY气体的物质的量分数不变 D.X2和Y2的消耗速率相等
C [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;X2和Y2的化学计量数相等且均为反应物,其消耗速率始终相等。]
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2XY(g)已