2017-2018学年苏教版化学必修二同步学习讲义：专题2第1单元化学反应速率和限度 第2课时 Word版含答案

第2课时化学反应的限度[学习目标定位] 1.认识可逆反应的特征。

2.通过实验认识化学反应的限度。

3.知道化学平衡的含义及其特征，会判断可逆反应的平衡状态。

一、化学反应限度1．Cl2与H2O的反应2.FeCl3溶液与KI溶液的反应3.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。

(2)特点：在一定条件下，可逆反应有一定的限度，反应物不能完全转化为生成物。

(3)表示：在可逆反应的化学方程式中，用“ ”号代替“===”号。

1.化学反应限度是在给定的条件下，可逆反应所能达到或完成的程度。

化学反应限度的意义在于决定了反应的最大转化率。

2．不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同；同一可逆反应在不同条件(如温度、浓度、压强等)下，其反应限度不同。

1．对于化学反应限度的叙述，错误的是( ) A ．任何可逆反应都有一定的限度B ．化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等C ．化学反应的限度与时间的长短无关D ．化学反应的限度是不可改变的 答案 D解析 任何可逆反应都有一定的限度，当反应达到限度时，此时v 正＝v 逆，对同一可逆反应，当外界条件不变时，反应的限度不变，与时间长短无关，但当外界条件发生改变时，化学反应的限度也会发生改变。

2．在一密闭容器中进行反应：2SO 2(g)＋O 2(g) 催化剂△2SO 3(g)，已知反应过程中某一时刻SO 2、O 2和SO 3浓度分别为0.2 mol·L －1、0.1 mol·L －1、0.2 mol·L －1。

当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )A ．SO 2为0.4 mol·L －1、O 2为0.2 mol·L －1B ．SO 2为0.25 mol·L －1C ．SO 3为0.4 mol·L －1D ．SO 2、SO 3均为0.15 mol·L －1答案 B解析 假设SO 2、O 2完全转化为SO 3，则c (SO 2)＝c (O 2)＝0，c (SO 3)＝0.4 mol·L －1；假设SO 3完全转化为SO 2和O 2，则c (SO 2)＝0.4 mol·L －1，c (O 2)＝0.2 mol·L －1，c (SO 3)＝0，而可逆反应的特点是反应不能进行到底，故A 、C 错误，B 正确；又因为反应物SO 2和生成物SO 3不可能同时减小，故D 错误。

二、化学平衡状态 1．化学平衡的建立(1)对于可逆反应2SO 2＋O 2 催化剂△2SO 3，在一定温度下，将 2 mol SO 2(g)和1 mol O 2(g)通入一定体积的密闭容器中，其化学反应速率与时间关系如图所示。

分析回答下列问题：①反应开始时，正反应速率最大，原因是反应物浓度最大；逆反应速率为0，原因是生成物浓度为0；②反应进行中，正反应速率的变化是逐渐减小，原因是反应物浓度逐渐减小；逆反应速率的变化是逐渐增大，原因是生成物浓度逐渐增大；③反应一段时间(t1)后，正反应速率和逆反应速率的关系是大小相等，反应物的浓度不再改变，生成物的浓度不再改变。

(2)化学平衡状态也可从逆反应开始建立。

如图：2．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。

化学平衡研究的对象是可逆反应。

(2)化学平衡状态的特征：3．影响化学反应的限度的因素(1)决定因素：化学反应的限度首先决定于反应物的化学性质。

不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同，反应物的最大转化率不同。

(2)外界因素：化学反应的限度受温度、浓度、压强等条件的影响。

改变其中的一个条件，可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。

要注意的是，压强只影响有气体物质参与或生成的可逆反应的限度。

化学平衡状态的判断方法可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征：①v正＝v逆；②混合物中各组分的百分含量不变(除百分含量外其他在反应过程中变化的量，达到平衡后均不再发生变化，即“变化量”达“定量”)。

以上两个特征可作为判断可逆反应达平衡的标志。

归纳如下：1．直接标志①v正＝v逆a．同一种物质的生成速率等于消耗速率；b．在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比；c．在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。

②各组分的浓度保持一定a．各组分的浓度不随时间的改变而改变；b．各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。

2．间接标志(1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。

(2)对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。

(3)全是气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。

(4)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。

3．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因时间而改变A．只有①B．①③C．只有②D．①②③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；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。

4．可逆反应2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A ．①④⑥⑦ B ．②③⑤⑦ C ．①③④⑤ D ．全部答案 A解析 ①中单位时间内生成n mol O 2的同时生成2n mol NO 2，知v 正＝v 逆，所以①能说明达到平衡状态；②所描述的都是指正反应方向的速率，无法判断；③无论达到平衡与否，物质的反应速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比；④有色气体的颜色不变能够说明达到了化学平衡；因容器体积固定，密度是一个常数，所以⑤不能说明达到平衡状态；该反应是一个反应前后气体体积不等的反应，容器的体积又固定，所以⑥⑦均能说明达到平衡。

1．下列不属于可逆反应的是( ) A ．N 2＋3H 2 催化剂高温高压2NH 3 B ．CO 2＋H 2O H 2CO 3 C ．2NO 2 N 2O 4D ．Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4 放电充电2PbSO 4＋2H 2O 答案 D解析 可逆反应必须在同一条件下同时进行，D 中两个方向反应条件不同且不是同时进行，故不属于可逆反应。

2．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。

3．对可逆反应4NH 3(g)＋5O 2(g) 4NO(g)＋6H 2O(g)，下列叙述正确的是( ) A ．达到化学平衡时，4v 正(O 2)＝5v 逆(NO)B ．若单位时间内生成x mol NO 的同时，消耗x mol NH 3，则反应达到平衡状态C ．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D ．化学反应速率关系是2v 正(NH 3)＝3v 正(H 2O) 答案 A解析 NO 的生成与NH 3的消耗同时表示正反应，在任意时刻都相等，B 项不正确。

达到平衡时，增加容器体积，反应物、生成物浓度同时减小，正、逆反应速率同时减小，C 项不正确。

在反应的任意状态总有v 正(NH 3)∶v 正(H 2O)＝4∶6，即3v 正(NH 3)＝2v 正(H 2O)，D 项不正确。

4．X 、Y 、Z 为三种气体，把a mol X 和b mol Y 充入一密闭容器中，发生反应X ＋2Y 2Z 。

达到平衡时，若它们的物质的量满足：n (X)＋n (Y)＝n (Z)，则Y 的转化率为( ) A.a ＋b 5×100%B.2(a ＋b )5b ×100%C.2(a ＋b )5×100%D.a ＋b 5a×100% 答案 B解析 设反应达平衡时消耗Y 的物质的量为x 。

则：X ＋ 2Y 2Z起始量/mol ab 0 转化量/mol x2xx平衡量/mol a －x2b －xx依题意可得：⎝⎛⎭⎫a －x2＋(b －x )＝x 解得x ＝2(a ＋b )5mol则Y 的转化率为2(a ＋b )5b ×100%＝2(a ＋b )5b×100%，选B 。

5．一定温度下，在容积为V L 的密闭容器中进行反应：a N(g) b M(g)，M 、N 的物质的量随时间的变化曲线如下图所示：(1)此反应的化学方程式中ab＝________。

(2)t 1到t 2时刻，以M 的浓度变化表示的平均反应速率为________。

(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是____________________________。

A ．反应中M 与N 的物质的量之比为1∶1 B ．混合气体的总质量不随时间的变化而变化 C ．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化 D ．单位时间内消耗a mol N ，同时生成b mol M E ．混合气体的压强不随时间的变化而变化 答案 (1)2 (2)1(t 2－t 1)×V mol·L －1·min －1(3)CE解析 (1)化学计量数之比等于物质的物质的量的变化量之比，所以a ∶b ＝(8 mol －2 mol)∶ (5 mol －2 mol)＝2∶1，该反应的化学方程式为2N(g) M(g)。

(2)v (M)＝ 4 mol －3 mol (t 2－t 1) min ×V L ＝1(t 2－t 1)×Vmol·L －1·min －1。