2018_2019版高中化学能与电能第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制学案新人教版

第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制一、化学反应限度1．可逆反应(1)概念：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。

书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“”。

(2)特征①双向性：反应物正向反应逆向反应生成物。

②双同性：正、逆反应是在同一条件下同时进行的。

③共存性：反应物和生成物同时存在。

2．化学平衡状态的建立(1)可逆反应过程中正、逆反应速率的变化①反应开始时：反应物浓度最大，正反应速率最大；生成物浓度为0，逆反应速率为0。

②反应过程中：反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小；生成物浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大。

③反应达平衡时：反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，正反应速率和逆反应速率相等。

(2)用图像表示化学平衡状态的建立3．化学平衡状态(1)化学平衡状态的概念如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，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，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。

(2)化学平衡状态的特征4．化学反应的限度(1)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最大程度，任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。

(2)不同条件下，同一可逆反应的化学反应限度不同；相同条件下，不同反应的化学反应限度也不同。

(1)可逆反应必须在一定的外界条件下(如温度、浓度、压强等)才能建立化学平衡。

相同条件下(如温度、浓度、压强等)，可逆反应无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终达到的平衡状态是相同的，即“殊途同归”。

(2)化学平衡状态的判断依据直接判断依据v正＝v逆同一物质生成速率等于消耗速率不同物质化学反应速率之比等于化学计量数之比，且表示不同方向(即一正一逆)间接判断依据各物质的某些物理量保持不变各组分的质量、物质的量、分子数、物质的量浓度保持不变各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数保持不变例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随时间而改变A．① B．①③ C．② D．①②③考点可逆反应与化学平衡状态题点化学平衡状态的特征答案 B解析可逆反应达到平衡状态时，v正＝v逆≠0，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。

思维启迪化学反应达到平衡时，各组分的浓度保持不变，不要理解为浓度相等，也不要理解为浓度之比等于化学计量数之比。

例2在体积固定的容器中，对于反应A(g)＋B(g)3C(g)(正反应为放热反应)，下列叙述为平衡状态标志的是( )①单位时间内A、B生成C的分子数与分解C的分子数相等②外界条件不变时，A、B、C浓度不随时间变化③体系温度不再变化④体系的压强不再变化⑤体系的分子总数不再变化A．①② B．①②③ C．①②③④ D．①②③④⑤考点化学平衡状态的判断题点恒容条件下非等体反应平衡状态的判断答案 D解析①同一物质的正、逆反应速率相等，说明已达平衡；②浓度不变，说明已达平衡；③如果该反应没有达到平衡，则反应要和外界有能量的交换，必然导致体系温度改变。

体系温度不变，说明已达平衡；④⑤由于该反应是一个体积改变的反应，没有达到平衡之前，压强是改变的，分子总数也是改变的，只有平衡了，二者才不会改变，故①②③④⑤均正确。

特别提示(1)化学平衡的实质是同种物质的正、逆反应速率相等。

用不同物质的正、逆反应速率判断是否达到化学平衡状态时，要根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，转化为同种物质的速率进行比较。

(2)利用v正＝v逆＞0判断平衡状态时注意：反应速率必须是一正一逆，不能都是v正或都是v逆。

二、化学反应条件的控制1．化学反应条件控制的意义与基本措施(1)化学反应条件控制的意义①促进有利的化学反应，提高原料的利用率，加快反应速率。

②抑制有害的化学反应，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生。

(2)化学反应条件控制的基本措施①改变化学反应速率：改变反应物的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积以及催化剂的合理使用等；②改变可逆反应进行的限度：改变可逆反应体系的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)等。

2．控制反应条件、提高煤的燃烧效率(1)煤的状态煤被研得越细，与空气中氧气的接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越大。

(2)空气用量适当过量的空气有利于煤的充分燃烧。

过多的空气会带走大量的热量，降低反应温度，减小燃烧速率，甚至会使燃烧停止(当温度达不到煤的着火点时)；少量的空气则会使煤燃烧不充分，造成能源浪费。

(3)炉(灶)膛材料的选择炉(灶)膛材料采用隔热的耐高温材料。

隔热可以减少热量的流失，耐高温材料可以防止炉(灶)膛熔融(或熔裂)而脱离。

(4)热量的利用燃烧后废气中的热量可用于供暖或发电等。

(1)提高燃料的燃烧效率的措施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尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。

(2)提高燃料的燃烧效率的意义在于节约能源、节省资源、减少污染。

例3将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是( )①使煤充分燃烧，提高煤的利用率②减少SO2的产生，避免造成“酸雨”③减少有毒的CO产生，避免污染空气④减少CO2的产生，避免“温室效应”A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②③④考点化学反应条件的控制题点从化学反应限度选择控制反应条件答案 A解析煤块粉碎是为了提高煤的利用率；脱硫是为了减少SO2的产生；过量空气是为了减少CO的产生。

例4下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( )①提高燃料的着火点②降低燃料的着火点③将固体燃料粉碎④将液体燃料雾化处理⑤将煤进行气化处理⑥通入适当过量的空气A．①③④⑤ B．②③⑤⑥C．③④⑤⑥ D．①②③④考点化学反应条件的控制题点生活、生产中化学反应条件的控制答案 C解析理论上，提高燃料燃烧效率的常用方法是增大燃料与空气的接触面积，并通入适当过量的空气。

对于①和②，由于燃料的着火点是其固有的性质，不可改变，故这两项措施不可行。

③、④、⑤所采取的措施均是为了增大燃料与空气的接触面积。

1．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考点可逆反应与化学平衡状态题点化学反应限度的理解答案 A解析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，这种状态可能会发生改变，B、C、D错误。

2．(2017·杭州市学军中学模拟)一定条件下的可逆反应2NO2(红棕色)2NO(无色)＋O2(无色)，在恒压密闭容器中充入NO2，达到化学平衡状态的标志是( )A．反应停止了B．NO的正反应速率与O2的逆反应速率相等C．c(NO)∶c(O2)＝2∶1D．气体的颜色不再变化考点化学平衡状态的判断题点恒压下非等体反应平衡状态的判断答案 D解析A项，反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，但反应并没有停止，故错误；B项，NO的正反应速率与O2的逆反应速率之比为2∶1时才能确定反应达到平衡状态，故错误；C 项，c(NO)∶c(O2)始终是2∶1，不能作为判断是否达到平衡的依据，故错误；D项，混合气体的颜色不再改变，说明NO2气体的浓度不变，达到平衡状态，故正确。

3．在体积不变的密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)，下列叙述表示该反应处于化学平衡状态的是( )A．N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2B．混合气体的密度不随时间变化C．当有1 mol N≡N键断裂时，有6 mol N—H键断裂D．单位时间内生成2a mol NH3，同时消耗a mol N2考点化学平衡状态的判断题点恒容下非等体反应平衡状态的判断答案 C解析A中，N2、H2、NH3的浓度之比等于化学计量数之比时，不能确定是否处于平衡状态；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；C中，当有1 mol N≡N键断裂时，相当于生成2 mol NH3(1 mol NH3中含有3 mol N—H 键)，即形成6 mol N—H键，同时有6 mol N—H键断裂，符合v正(NH3)＝v逆(NH3)，故处于化学平衡状态；D中，两反应速率均表示正反应速率，反应进行的任何阶段均成比例。

4．化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下面说法中错误的是( )A．能够节约原料和能源B．能够提高产品的产量C．能够提高经济效益D．能够提高化学反应速率考点化学反应条件的控制题点从化学反应限度选择控制反应条件答案 D解析提高化学反应的限度，可使更多的反应物转化为生成物，提高产品的产量，提高原料的利用率，但不一定提高化学反应速率。

[对点训练]题组一化学平衡状态1．下列不属于可逆反应的是( )A．氯气与水反应生成盐酸与次氯酸B．N2与H2在一定条件下可以生成NH3，同时NH3又可分解为N2和H2C．电解水生成H2和O2，氢气和氧气转化为H2OD．SO2溶于水和H2SO3分解考点可逆反应与化学平衡状态题点可逆反应的判断答案 C解析可逆反应指在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气点燃生成水，反应条件不同，不是可逆反应。

2．在密闭容器中发生反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L －1、0.3 mol·L－1和0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到一定限度时，各物质的浓度可能是( )A．X为0.2 mol·L－1B．Y为0.1 mol·L－1C．Z为0.4 mol·L－1D．Z为0.1 mol·L－1时，Y为0.4 mol·L－1考点可逆反应与化学平衡状态题点可逆反应的特点答案 B解析化学反应的限度决定了可逆反应中的各成分是不能完全转化的，反应可能正向进行，也可能逆向进行，所以当反应达到一定限度时各物质的浓度范围为0＜c(X)＜0.2 mol·L－1,0＜c(Y)＜0.6 mol·L－1,0＜c(Z)＜0.4 mol·L－1。