第六章　第二节　第2课时　化学反应的限度　化学反应条件的控制 学案（含答案）

第2课时　化学反应的限度　化学反应条件的控制
[核心素养发展目标]　1.了解可逆反应及其特点。2.理解化学平衡状态的特征及标志，知道改变条件化学平衡会发生改变。3.了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。
一、化学反应的限度
1．可逆反应
(1)定义
在同一条件下__________和____________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．化学平衡状态的建立
(1)化学平衡状态的建立过程
在一定条件下向反应容器中加入SO2和O2发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
浓度 速率变化 v正、v逆关系
开始 反应物浓度______ v正______ v正__v逆
生成物浓度______ v逆______
过程中 反应物浓度______ v正______ v正__v逆
生成物浓度______ v逆______
平衡 反应物浓度______ v正______ v正__v逆
生成物浓度______ v逆______
(2)用速率变化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________反应进行到一定程度时，____________与____________相等，反应物的浓度与生成物的浓度都____________，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)对化学反应限度的理解
①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大________。
②同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的________。
(1)Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O为可逆反应(　　)
(2)1 mol N2和3 mol H2在一定条件下可完全生成2 mol NH3(　　)
(3)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等(　　)
(4)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等(　　)
(5)化学反应在一定条件下建立平衡状态时，化学反应将会停止(　　)
(6)一定条件，可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率(　　)
在一定温度下，在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。
(1)一段时间后，再向容器中充入含氧同位素O的氧气，则O最终存在的物质为________(填字母)。
A．只有氧气
B．只有三氧化硫
C．只有氧气、三氧化硫
D．氧气、二氧化硫、三氧化硫
(2)一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明达到化学平衡状态的是________(填序号)。
①v正(SO2)＝2v逆(O2)
②v(SO2)＝v(SO3)
③单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3
④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2
⑤混合气体的总的物质的量不再改变
⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的密度不再改变
⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变
化学平衡状态的判断依据
二、化学反应条件的控制
1．化学反应条件控制的目的
(1)促进有利的化学反应：提高反应______；提高反应物的转化率，即原料的________。
(2)抑制有害的化学反应：________反应速率，控制__________的发生，减少甚至消除____________的产生。
2．化工生产中反应条件的调控
(1)考虑因素
化工生产中调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的________和____________。
(2)实例——合成氨生产条件的选择
为实现“碳达峰”“碳中和”的目标，提高燃料的燃烧效率与热量的利用率也是重要措施之一。试回答下列调控燃烧反应条件的目的及措施。
(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉且通入适当过量空气的目的是什么？
　
　
(2)煤燃烧时，选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是什么？
　
　
(3)煤燃烧后的废气中的热量，采取什么措施可充分利用？
　
　
1．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　⑤将煤气化处理　⑥通入适当过量的空气
A．①③④⑤ B．②③⑤⑥
C．③④⑤⑥ D．①②③④
2．下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)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②采用的压强是2×107 Pa，因为在该压强下铁触媒的活性最大
(4)步骤③选择高效催化剂是合成氨反应的重要条件
(5)目前，步骤③一般选择控制反应温度为700 ℃左右
(6)步骤④⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本
1．下列过程中，化学反应速率的增大对人类有益的是(　　)
A．金属的腐蚀 B．食物的腐败
C．塑料的老化 D．合成氨
2．(2022·黑龙江鸡西市第四中学高一期中)对于可逆反应M＋NQ达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　)
A．三种物质的浓度一定相等
B．M、N 全部变成了 Q
C．反应物和生成物的浓度都保持不变
D．反应不再进行
3．(2022·四川威远中学高一阶段练习)反应H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)，若在恒温恒容容器中发生，下列情况下反应一定达到平衡状态的是(　　)
A．容器内的压强不再改变
B．容器内气体密度不再改变
C．容器内c(H2S)∶c(CO2)∶c(COS)∶c(H2O)＝1∶1∶1∶1
D．单位时间内，断开H—S的数目和断开H—O的数目相同
4．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间t变化的关系如图所示。
下列叙述正确的是(　　)
A．c点处正反应速率和逆反应速率相等
B．a点的正反应速率比b点的大
C．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同
D．在t2时刻，正反应速率大于逆反应速率
5．已知在2 L的密闭容器中进行如下可逆反应，各物质的有关数据如下：
aA(g)＋bB(g)2C(g)
起始/ mol·L－1 　　　1.5　　1　　　　0
2 s末/ mol·L－1 　　 0.9　　0.8　　　0.4
请回答下列问题：
(1)该可逆反应的化学方程式可表示为______________________________________________。
(2)用物质B来表示0～2 s的平均反应速率为_________________________________________。
(3)从反应开始到2 s末，A的转化率为______。
(4)下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是______(填字母)。
A．vB(消耗)＝vC(生成)
B．容器内气体的总压强保持不变
C．容器内气体的密度不变
D．容器内气体C的物质的量分数保持不变
第2课时　化学反应的限度　化学反应条件的控制
一、
1．(1)正反应方向　逆反应方向　(2)同一条件　同时　小于
2．(1)最大　最大　为0　为0　＞　减小　减小　增大　增大　＞　不变　不变　不变　不变　＝
3．(1)可逆　正反应速率　逆反应速率　不再改变　(2)可逆反应　相等　不再改变
4．(1)最大程度　(2)①转化率　②限度
正误判断
(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×
深度思考
(1)D　(2)①⑤⑥⑧
二、
1．(1)速率　利用率　(2)降低　副反应　有害物质
2．(1)成本　实际可能性　(2)小　高　大　高　加快
深度思考
(1)将煤块粉碎成煤粉的目的是增大其与空气中O2的接触面积，提高反应速率，使煤粉燃烧更充分；通入适当过量的空气，可以使煤粉充分燃烧，生成CO2放出能量，若空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO，产生热量少，且造成污染。
(2)减少热量损失，提高煤燃烧的效率。
(3)可将燃烧后的废气通过热循环装置，供其他方面使用。
应用体验
1．C　[燃料的着火点不可改变且与燃烧效率无关。]
2．(1)(2)(4)(6)
随堂演练　知识落实
1．D　2.C
3．D　[该反应是气体体积不变的反应，反应中容器内的压强始终不变，所以容器内的压强不再改变不能判断反应是否达到平衡，故A错误；由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能判断反应是否达到平衡，故B错误；容器内c(H2S)∶c(CO2)∶c(COS)∶c(H2O)＝1∶1∶1∶1不能判断反应是否达到平衡，故C错误；单位时间内，断开H—S的数目和断开H—O的数目相同说明正、逆反应速率相等，反应已达到平衡，故D正确。]
4．B
5．(1)3A(g)＋B(g)2C(g)　(2)0.1 mol·L－1·s－1　(3)40%　(4)BD
解析　(3)从反应开始到2 s末，A物质的转化率为×100%＝40%。(4)vB(消耗)＝vC(生成)，正、逆反应速率不相等，A项错误；该反应是反应前后气体分子数减小的反应，容器内气体的总压强保持不变，说明各气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，B项正确；容器内气体的密度始终不变，C项错误；容器内气体C的物质的量分数保持不变，说明各组分的物质的量不变，反应达到平衡状态，D项正确。