6.2.3 化学反应条件的控制（讲义）-2023-2024学年高一化学同步精讲讲义（人教版2019必修第二册）

6.2.3化学反应条件的控制 【学习目标】 1、掌握化学反应的限度、可逆反应和化学平衡的含义 2、知道当一定的外界条件改变时化学反应限度可能发生改变 3、掌握化学平衡状态的判断方法，熟悉化学平衡中转化率的相关计算 【主干知识梳理】 一、化学平衡的研究对象——可逆反应 1、可逆反应的定义：在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能同时进行的化学反应称为可逆反应 2、可逆反应的特点 (1)反应不能进行到底 (2)在一定条件下反应物与生成物同时存在 (3)正、逆反应方向同时进行 3、可逆反应的表示方法：可逆反应的化学方程式中，用“”号代替“===”号 【对点训练1】 1、下列反应中，不属于可逆反应的是(　　) A．2NO2===N2O4与N2O4===2NO2 B．H2＋I22HI与2HIH2＋I2 C．CO2＋H2O===H2CO3与H2CO3===CO2↑＋H2O D．CaO＋CO2===CaCO3与CaCO3CaO＋CO2↑ 2、当可逆反应：2SO2＋O22SO3达到平衡后，通入18O2，再次达到平衡时，18O存在于(　　) A．SO3和O2中 B．SO2和SO3中 C．SO2、O2和SO3中 D．SO2和O2中 二、化学反应的限度 1、化学平衡的建立 (1)浓度对速率的影响的角度 对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在一定温度下，将 2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中 浓度 速率变化 v正、v逆关系 反应开始 反应物浓度最大 v正最大 v正＞v逆 生成物浓度为0 v逆为0 反应进行中 反应物浓度逐渐减小 v正逐渐减小 v正＞v逆 生成物浓度逐渐增大 v逆增大 反应一段时间(t1)后 反应物浓度不再改变 v正不变 v正＝v逆≠0 生成物浓度不再改变 v逆不变 (2)利用速率—时间(v­t)图像分析 2、化学平衡状态的概念：在一定条件下，当反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态，称之为化学平衡状态，简称化学平衡 【微点拨】 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最大限度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率 ②对于可逆反应来说，当处于化学平衡状态时，转化率、产率达到了最大限度 3、化学平衡状态的特征 (1)逆：化学平衡状态研究的对象是可逆反应 (2)等：平衡时，同一物质的正、逆反应速率相等，即：v正＝v逆≠0(实质) (3)动：平衡时，反应仍在不断进行，是一种动态平衡 (4)定：平衡时，各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量()、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定 (5)变：外界条件改变时，平衡可能被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡，即发生化学平衡移动 【对点训练2】 1、对于可逆反应达到平衡时，下列说法不正确的是(　　) A．反应物与生成物的浓度不再改变 B．正反应速率与逆反应速率均为零 C．各物质的组成之比不再改变 D．该条件下的反应物的转化率最大 2、下列说法中不正确的是(　　) A．当一个可逆反应达到平衡状态时，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，这个反应的正反应速率和逆反应速率相等 C．可以通过控制反应条件，使2 mol SO2与1 mol O2反应生成2 mol SO3 D．化学反应的限度可以通过改变条件来改变 三、化学反应条件的控制 1、化学反应条件的控制 (1)目的 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控制有害的化学反应，减小甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生 (2)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 (3)考虑因素：控制反应条件的成本和实际可能性 2、提高煤的燃烧效率问题探究 (1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉的依据是与空气中O2的接触面积增大，煤粉燃烧更充分，反应速率加快；通入过量空气的依据是空气充足，煤粉燃烧充分，生成CO2，放出热量多，若空气不足，煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染 (2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的