高中化学王之松_2.3.2化学反应速率与限度导学案_新人教版必修2

1第二章第三节化学反应速率与限度（2）王之松2014、02、20。【学习目标】1．了解化学反应的可逆性；2．理解化学平衡的概念；3．掌握化学反应限度的外部特征；4．以“提高煤的燃烧效率”为例了解反应条件的控制在生产中的应用。【学习重点】化学平衡的概念及特征、判断。【预备知识】课本P50科学史话-----炼铁高炉尾气之谜【基础知识】二、化学反应的限度1、可逆反应科学研究表明，很多化学反应在进行时都具有可逆性，即_________和__________在同时进行，只是_____________并且______________而已。正向进行的反应--------叫正反应，逆向进行的反应--------叫逆反应。①可逆反应：同一条件下______________和______________均能进行的反应。②可逆反应在写化学方程式时不用“====”而用_________。例如：2SO2+O22SO3，N2+3H22NH3。【思考】1外界条件对可逆反应速率的影响（以N2+3H22NH3△H＜0）（1）、增大容器的体积：υ(正)，υ(逆)。（2）、增加(N2的浓度)：υ(正)，υ(逆)。（3）、T、P一定，充入稀有气体：υ(正)，υ(逆)。（4）、T、V一定，充入稀有气体：υ(正)，υ(逆)。（5）、使用催化剂：υ(正)，υ(逆)。2课本P51思考与交流2、化学平衡状态（1）、可逆反应进行之初____________速率大于_____________速率，随着反应的进行，___________速率逐渐减小，______________速率逐渐增大，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率_________，反应物的浓度和生成物的浓度__________，达到一种______________的状态，我们称之为化学平衡状态，简称______________。化学平衡状态：在一定下，当的速率和的t时间（t）0反应速率V正V逆2速率时，反应物的和生成物的，达到一种的状态。例1：可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示，下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（）A、v正（N2）＝v正（H2）B、v正（N2）＝v逆（NH3）C、2v正（H2）＝3v逆（NH3）D、v正（N2）＝3v逆（H2）化学平衡状态是给定条件下化学反应所能达到或，即该反应进行的限度，此时反应物的转化率。转化率=反应中消耗的量/反应开始时投入的该物质的总量思考：反应达到平衡时，即v(正)=v(逆)时，体系中各物质的百分含量会发生变化吗？反应就此停止了吗?（2）、化学平衡状态的特征：“”：化学平衡研究的对象是可逆反应。：ひ(正)＝ひ(逆)（是化学平衡状态的本质）。：动态平衡，正、逆反应还在不断进行，正、逆反应速率相等但不等于零。：平衡时，各组分的浓度保持一定（是化学平衡状态的外观特征）。：当影响化学平衡的外界条件改变，平衡会发生移动。判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据例举反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，即V(正)=V(逆)平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC，则V(正)=V(逆)平衡③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q，V(正)不一定等于V(逆)不一定平衡④在单位时间内生成nmolB，同时消耗了qmolD，因均指V(逆)不一定平衡3压强①m+n≠p+q时，总压力一定（其他条件一定）平衡②m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定）不一定平衡混合气体平均相对分子质量Mr①Mr一定时，只有当m+n≠p+q时平衡②Mr一定时，但m+n=p+q时不一定平衡温度任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变）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（平衡体系中有带颜色气体参加）平衡例2：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)①各物质的物质的量或物质的量分数一定②各物质的质量或质量分数一定③各气体的体积或体积分数相等④若m＋n≠p＋q，总体积或总压强一定⑤若m＋n＝p＋q，混合气体的平均相对分子质量（rM）一定⑥温度一定，体积固定的容器，上述体系的密度一定⑦在单位时间内消耗mmolA，同时生成nmolB⑧在单位时间内消耗pmolC，同时生成nmolB上述能判断该反应达到平衡状态的是（3）化学反应的限度首先决定于反应物的_______________________，其次受________________、______________、______________（有气态物质参与或生成的反应）等条件的影响。因此，改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的______________，亦即改变该反应的______________。3、平衡的计算（三段式）（求起始量或平衡量或反应物转化率或平衡时各组分的含量等）①写方程式：N2(g)＋O2(g)2NO(g)②标量起始量（mol或mol/L）：变化量（mol或mol/L）：平衡量（mol或mol/L）：③列关系式例3：在2L的密闭容器中，加入2molSO2、1.2molO2，一定条件下使其充分反应后，测得SO3为1.8mol，则SO2、O2的转化率分别为多少？若上述反应在恒容的密闭容器4中进行，充分反应后，容器内压强为反应前的3/4，则SO2、O2的转化率又分别为多少？三、化学反应的条件控制1.化学反应条件的选择由于化学反应的速率受___________、___________、___________、___________、___________、___________等条件的影响，因此在生产和生活中，人们希望_______有利的化学反应（提高、加快反应速率）___________有害的化学反应（减缓反应速率、减少有害物质的产生等等）。2.燃料充分燃烧条件的选择(1)燃料燃烧的条件①燃料与空气接触；②温度达到燃料的___________。(2)燃料充分燃烧的条件①要有足够的__________，且要(助燃剂)；②燃料与空气或氧气要。(3)燃料充分燃烧的意义①使有限的能源发挥最大的作用，节约能源，节省资源；②降低污染的程度。3.提高燃料燃烧效率的措施(1)尽可能使燃料___________，提高___________的转化率。【基础达标】1．能充分说明可逆反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)已达到平衡状态的是()A．O2的消耗速率等于NO的消耗速率B．容器内始终有N2、O2和NO共存C．容器内反应混合物的总物质的量不随时间改变D．单位时间内每生成nmolN2，同时生成2nmolNO2．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是()①固体燃料粉碎②液体燃料雾化③煤经气化处理④通入足量的空气A．①③B．①②③头C．①③④D．全部53．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是()A．SO2为0.4mol·L－1，O2为0.2mol·L－1B．SO2为0.25mol·L－1C．SO2、SO3均为0.15mol·L－1D．SO3为0.4mol·L－14．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是()A．此反应的化学方程式为2M≒NB．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡C．t3时，正反应速率大于逆反应速率D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍5.恒温下，amolA和bmolB在如图所示活塞可自由滑动的容器中发生如下反应：A(g)＋2B(g)2C(g)，一段时间后达到平衡，生成nmolC。则下列说法中正确的是()A．物质A、B的转化率之比为a∶bB．起始时刻和达平衡后容器中的压强比为(a＋b)∶(a＋b－n2)C．若起始时放入2amolA和2bmolB，则达平衡时生成nmolCD．当v正(A)＝2v逆(B)时，可判定反应达到平衡练方法技巧——控制反应限度的技巧6．已知2SO2＋O22SO3是工业制H2SO4的一个重要的反应，控制此反应条件，使之向有利于生成SO3的反应方向进行，下列有关叙述错误的是()A．使用催化剂(V2O5)可提高该反应的反应速率B．定期抽走SO3，有利于提高SO3的产率C．增大O2的浓度，有利于提高SO2的转化率D．增大SO2的浓度，有利于提高SO2的转化率7．欲提高合成氨：N2＋3H22NH3反应的反应速率，下列措施可行的是()①采用高温②采用高压③使用催化剂④增大N2的浓度⑤增大H2的浓度A．①②③B．②③④C．①③⑥D．全部9．向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B，在一定条件下发生反催化剂加热6应；xA(g)＋yB(g)pC(g)＋qD(g)已知：平均反应速率vC＝12vA；反应2min时，A的浓度减少了13，B的物质的量减少了a2mol，有amolD生成。回答下列问题：(1)反应2min内，vA＝________，vB＝__________；(2)化学方程式中，x＝________、y＝________、p＝______、q＝________；(3)反应平衡时，D为2amol，则B的转化率为__________；(4)如果只升高反应温度，其他反应条件不变，平衡时D为1.5amol，则该反应的ΔH________0(填“＞”、“＜”或“＝”)；(5)如果其他条件不变，将容器的容积变为1L，进行同样的实验，则与上述反应比较：①反应速率____________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是______________________________________________________________________________；②平衡时反应物的转化率__________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；【参考答案】C①②③④⑦略1．D2．D3．B4．D5．B[由题意计算可知：7A(g)＋2B(g)2C(g)起始物质的量/molab0平衡时物质的量/mola－n2b－nn变化值/moln2nn则A、B的转化率之比：n2a∶nb＝b∶2a，A项不正确；起始时与平衡时压强之比：a＋ba＋b－n2，B项正确；此容器为恒压容器，当投入量加倍时，达平衡时，生成C的物质的量加倍，C项不正确；D项中v正(A)∶v逆(B)＝1∶2时，可判定反应达到平衡，D项不正确。]6．D7．D9．(1)a12mol·L－1·min－1a8mol·L－1·min－1(2)2316(3)ab×100%(4)(5)①增大体积减小，反应物的浓度增大，因而使反应速率增大②减小体积减小，气体的压强增大，平衡向气体分子数减少的方向(即逆反应方向)移动，因而使反应物转化率减小解析(1)vA＝ΔcAΔt＝13amol2L×2min＝a12mol·L－1·min－1vB＝ΔcBΔt＝12amol2L×2min＝a8mol·L－1·min－1同样可得vD＝a4mol·L－1·min－1vC＝12vA＝a24mol·L－1·min－1(2)由化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比可得x∶y∶p∶q＝vA∶vB∶vC∶vD＝a12∶a8∶a24∶a4＝2∶3∶1∶6。(3)当D为2amol时，B减少了amol，因此B的转化率为amolbmol×