第6章 第2节 第2课时 化学反应的限度、化学反应条件的控制（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中化学必修第二册【精讲精练】人教版

第2课时　化学反应的限度、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。 2．会判断化学平衡状态。 3．了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。 知识点一　化学反应的限度 1．可逆反应 (1)定义 在同一条件下，正反应方向和逆反应方向能同时进行的化学反应。 (2)特点 (3)表示方法：书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“　　”。 (4)实例：SO2与水的反应方程式：　SO2＋H2OH2SO3　。 N2与H2合成氨的反应：　N2＋3H22NH3　。 2．化学反应的限度 (1)化学平衡状态的建立 图示： (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，反应物的浓度和生成物的浓度__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，是在给定条件下所能达到的__最大程度__，任何可逆反应在给定条件下进行的程度都有一定的限度。 [思考探究] 1．在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2置于密闭容器中充分反应，能得到2 mol NH3吗？ 提示　不能；原因是N2与H2合成氨的反应是可逆反应，反应物不能完全转化成生成物。 2．一定温度下，在体积不变的密闭容器中进行可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，当容器中气体的压强保持不变时，反应是否达到平衡状态？反应达到平衡后，反应是否停止并不再进行？ 提示　该反应达到平衡状态；反应达到平衡后，反应并没有停止，而是v(正)＝v(逆)≠0。 3．氮的氧化物是大气污染物之一，空气中的氮的氧化物主要为NO、NO2。某温度下，真空密闭容器中发生反应：2NO22NO＋O2，经4 min后，测得混合气体中NO2浓度为0.12 mol·L－1。O2的浓度为0.24 mol·L－1，且各物质的浓度不再发生变化。 (1)NO2的起始浓度为多少？ 提示　0.6 mol·L－1。 2NO22NO＋O2 c(起始)/mol·L－1　 　a　　　　0　　0 c(转化)/mol·L－1 2c 2c c c(4 min)/mol·L－1 a－ 2c 2c c 由题意得：a－2c＝0.12 mol·L－1，c＝0.24 mol·L－1。 NO2的起始浓度为a＝0.12 mol·L－1＋2×0.24 mol·L－1＝0.6 mol·L－1。 (2)4 min时该反应是否达到平衡状态？NO2的转化率为多少？4 min内生成NO的化学反应速率为多少？ 提示　是；80%；0.12 mol·L－1·min－1。 α(NO2)＝×100%＝×100%＝80%。 v(NO)＝＝＝0.12 mol·L－1·min－1 (3)4 min时NO的体积分数是多少？容器的压强是开始时的多少倍？ 提示　57.1%；1.4。 设容器体积为V L，则NO的体积分数＝×100%＝ ×100%≈57.1%。 设容器体积为V L，＝ ＝1.4。 [归纳提升] 1．化学平衡状态的特征——“五字诀” 化学平衡状态的特征概括为“逆、等、动、定、变”，即： 2．化学平衡状态的判断方法 (1)利用正、逆反应的反应速率判断 v(正)＝v(逆) 同一物质 生成速率等于消耗速率 不同物质 化学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”) (2)利用“变量”与“不变量”来判断化学平衡状态 ①选变量：选定反应中“变量”，即随反应进行而变化的量，当变量不再变化时，反应已达平衡。 ②常见的变量：a.气体的颜色；b.对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；c.对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；d.对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。 ③说明：在利用、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。 [特别提醒] 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。 1．一定条件下，乙烷发生分解反应：C2H6C2H4＋H2。一段时间后，各物质的浓度保持不变，这说明(　　) A．反应完全停止 B．反应达到平衡状态 C．反应物消耗完全 D．正反应速率大于逆反应速率 解析　一段时间后，各物质的浓度保持不变，则该反应达到最大限度，即处于平衡状态，此时正、逆反应速率相等，则B正确，D错误。由于该反应是可逆反应，反应不能完全向右进行到底，故反应物并未完全消耗，而是处于动态平衡状态，A、C均错误。 答案　B 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