2019年上海高一化学·同步讲义 第06讲 反应物如何尽可能转变成生成物

第06讲反应物如何尽可能转变成生成物一、知识梳理：2NH3，怎样才能使N2、H2尽可能多地转变工业上合成氨的化学反应方程式为N 2 + 3H2高温、高压催化剂成生成物？(一)可逆反应中的化学平衡：1．可逆反应：当一个化学反应发生后，它的生成物在同一条件下又能重新生成原来的反应物，这种化学反应称为可逆反应。

【注意】可逆反应的特点是反应不能进行到底，常用符号“”表示。

2．化学平衡：(1)化学平衡的建立：①如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器，其反应情况如下：a．反应开始时：v(正)最大，v(逆)为零。

b．反应进行时：反应物浓度减小→v(正)逐渐变小。

生成物由无到有逐渐增多→v(逆)从零开始逐渐增大。

c．反应达到平衡时，v(正) = v(逆)，反应混合物各组分的浓度不再发生变化。

以上过程可用下图表示：②如果把某一可逆反应的生成物装入密闭容器，其化学平衡的建立过程如图所示：(2)化学平衡状态的定义：如果外界条件不发生变化，任何可逆反应进行到一定程度的时候，正反应和逆反应的反应速率相等。

反应物和生成物的含量不变，这时反应物和生成物的混合物（简称反应混合物）就处于化学平衡状态。

(3)化学平衡的特征：①逆：研究的对象是可逆反应②动：是指动态平衡，反应达到平衡状态时，反应没有停止③等：平衡时正反应速率等于逆反应速率，但不等于零④定：反应混合物中各组分的百分含量保持一个定值⑤变：外界条件改变、原平衡破坏，建立新的平衡(4)化学平衡的实质：v(正) = v(逆)。

(5)平衡的标志：各组分的浓度保持不变。

(二)影响化学平衡的因素：1．化学平衡的移动：化学平衡状态是一定条件下的化学平衡，当外界条件发生变化后，平衡状态也将被破坏。

平衡发生移动的原因是外界条件的改变，使得正、逆反应速率发生变化，因而，v(正)≠v（逆）是化学平衡移动的根本原因，而平衡移动的结果是平衡混合物中各成分的浓度、各组分的组成发生了变化，移动过程可表示如下：2．影响化学平衡的外界因素：(1)浓度对化学平衡的影响：操作：现象：加入少量1 mol/L FeCl3溶液的试管和加入少量1 mol/LKSCN溶液的试管中溶液颜色都比原来深。

原理：FeCl 3与KSCN反应生成红色的Fe(SCN)3和KCl ：FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl。

结论：增大任何一种反应物浓度的瞬间，v(正)增大，v(逆)不变，化学平衡向正反应方向移动。

规律：其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使平衡向逆反应方向移动。

(2)压强对化学平衡的影响：反应类型平衡移动方向压强改变无气体参与的化学平衡增大压强向气体体积减小的方向移动不移动不移动减小压强向气体体积增大的方向移动不移动不移动(3)温度对化学平衡的影响：操作：现象：烧瓶中的气体颜色在热水中比常温时深，在冷水中比常温时浅。

原理：2NO2(g)N2O4 (g)（正反应为放热反应）（红棕色）（无色）结论：升高温度，NO2浓度变大，说明平衡向逆反应方向即吸热反应方向移动；降低温度，NO2浓度变小，说明平衡向正反应方向即放热反应方向移动。

规律：在其他条件不变的情况下，升高温度，会使化学平衡向着吸热的方向移动；降低温度，会使化学平衡向着放热的方向移动。

3．勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。

【注意】(1)对勒夏特列原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是：从定性角度看，升高温度时，平衡向吸热反应方向移动；增加反应物时，平衡向反应物减少的方向移动；增大压强时，平衡向体积缩小的方向移动。

从定量角度看，平衡移动的结果只能适当降低条件改变的变化，而不能完全抵消外界条件变化的能量。

例如：压强由2. 02×105 Pa增加到4.04×105 Pa，平衡移动后，压强为2.02×105 Pa至4.04×105 Pa之间。

(2)勒夏特列原理又称平衡移动原理，它不仅适用于化学平衡的体系，也适用于溶解平衡等动态平衡体系。

(三)广泛存在的化学平衡：1．酸碱指示剂中存在的化学平衡：酸碱指示剂石蕊试液的颜色变化中就存在着化学平衡。

如果用HZ 表示石蕊分子，它存在着以下平衡： HZH + + Z -（红色） （蓝色）在接近中性的溶液中：c(HZ)≈c(Z -)，溶液呈紫色；在酸性溶液中：由于c(H +)增大，平衡向左移动，溶液呈红色； 在碱性溶液中：由于OH -和H +生成水，平衡向右移动，溶液呈蓝色。

2．血液中的化学平衡： 血液中存在如下平衡：CO 2 + H 2OH 2CO 3H + + HCO 3- ，当有酸性物质进入血液时，平衡向生成CO 2的方向移动，通过加深呼吸排出CO 2，减少的HCO 3由肾脏调节补充；当碱性物质进入血液时，平衡向生成HCO 3-的方向移动，过多的HCO 3由肾脏调节吸收。

血液中HCO 3-与H 2CO 3的物质的量之比维持在20 : 1左右，其pH 值保持稳定。

3．膳食与人体血液的平衡：人们的生活离不开饮食。

对膳食要有如下基本认识：(1)食品的酸碱度并不是指食品本身汁液的酸碱性。

例如，食醋里面含有醋酸，但它却是碱性食品；柑橘汁液的pH 值小于7，可它也是碱性食品。

(2)食品的营养成分中，影响血液pH 值的是食品中的矿物质。

(3)注意酸、碱性食品的平衡，不偏食才能身体健康。

二、例题分析：【例1】下列反应属于可逆反应的是 ( )（A ）NH 4Cl 受热分解，在试管口又生成NH 4Cl(B) 2H 2 +O 2−−−→点燃2H 2O ，2H 2O −−−→电解2H 2↑+O 2↑ (C)2HI ∆−−→H 2 + I 2，H 2 + I 2 ∆−−→2HI (D)工业上用SO 2制SO 3的反应【例2】在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是 ( )( A)C 生成的速率与C 分解的速率相等 (B)单位时间生成n mol A ，同时生成3n mol B (C)A 、B 、C 的浓度不再变化 (D)A 、B 、C 的分子数比为1:3:2 【例3】下列各组数据能反映可逆反应2AB+3C 处于平衡状态的是 ( )【例4】对于可逆反应2HI(g) H2 (g) + I2 (g)的平衡体系，改变外界条件后，下列叙述中说明平衡一定发生了移动的是 ( )(A)混合体系的压强增大为原平衡体系的2倍(B)混合体系气体颜色加深(C)混合体系中H2的体积分数为原平衡体系中H2体积分数的80%(D)混合气体的平均摩尔质量发生了改变【例5】反应A(g)+2B(g)2C(g)-Q达到平衡后，降低反应混合物的温度，下列叙述正确的是 ( )(A)v正增大，v逆减小，平衡向正反应方向移动 (B) v正减小，v逆增大，平衡向逆反应方向移动(C) v正和v逆都增大，平衡向正反应方向移动 (D)v正和v逆都减小r平衡向逆反应方向移动【例6】反应2A(g)2B(g)+E(g)-Q达到平衡时，要使正反应速率增大，A的浓度减小，应采取的措施是 ( ) ( A)加压 (B)减压 (C)增加E的浓度 (D)升温【例7】人体血液的pH保持在7.35—7. 45，适量的CO2可维持这个pH变化范围，可用下面的化学方程式表示：H 2O + CO2肺H2CO3血液H+ +HCO3又知人体呼出的气体中CO2体积分数为5%。

下列说法中正确的是 ( )(A)太快而太深的呼吸可以导致碱中毒（pH过高）(B)太快而太深的呼吸可以导致酸中毒（pH过低）(C)太慢而太浅的呼吸可以导致酸中毒（pH过低）(D)太慢而太浅的呼吸可以导致碱中毒（pH过高）三、课堂练习：1、下列方法中可以证明2 HI(g) H2(g) + I2(g)已达平衡状态的是_________。

①单位时间内生成n mol H2的同时生成 n mol HI②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂③c(HI) = c(I2)④反应速率v(H2) = v(I2) = 1/2· v(HI)⑤c(HI) : c(H2) : c(I2) = 2 : 1 : 1⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化⑦温度和体积一定时．容器内压强不再变化⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化2、下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 ( )(A)可用排饱和食盐水的方法收集Cl2( B)在强碱性条件下，氯水中的Cl-和ClO-能大量共存(C)煅烧硫铁矿制SO2时，将矿石粉碎(D)为加快浓氨水挥发出氨气，可加入适量固体NaOH3、在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达平衡后。

保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则 ( ) (A)平衡向正反应方向移动了 (B)物质A的转化率减小了(C)物质B的质量分数增加了 (D)a>b4、工业上用一氧化碳与水蒸气反应得到氢气，反应达到半衡。

CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)+Q(1)当使用催化剂时，平衡移动。

(2)通入过量水蒸气，平衡移动，其目的是__________________。

(3)增大体系的压强，平衡移动。

5、近年来，某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨，其反应的化学方程式为：NH3+HClO H2O+NH2Cl（一氯氨）．NH2Cl较HClO稳定，试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因：_____________________________________________。

6、有一批做过银镜反应实验的试管要洗涤，可用铁盐溶液来作洗涤剂，因为Fe3+ 与Ag+ 可发生可逆的氧化还原反应：Fe3+ + Ag+ Fe2+ + Ag+。

实验室中可选的铁盐溶液有FeCl3、Fe2(SO4)3和Fe(NO3)3（三种溶液中[Fe3+]相等）。

甲同学认为三种溶液中FeCl3洗银效果最好，乙同学则认为Fe(NO3)。

效果最佳，两人都提出了各自合理的判断依据（结果如何当然还要看谁提出的理由在实际过程中占主导地位）。

(1)甲的判断依据是___________________________。

(2)乙的判断依据是。

7、有两个密闭容器A和B，A容器中有一个可移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。

起始时向这两个容器中分别充入等量的体积比为2 : 1的SO2和O2的混合气体，并使A和B 容积相等。

在保持400℃的条件下使之发生如下反应：2SO2 + O22SO3。