第六章　第二节　课时2　化学反应的限度和反应条件的控制（含解析）

课时2　化学反应的限度和反应条件的控制 一、可逆反应 可逆反应是指在相同条件下,同时向正向(反应物→生成物)、逆向(生成物→反应物)两个方向都能进行的反应。 所有化学反应都有一定的可逆性,只是可逆的程度差异很大。例如, Ag++Cl-===AgCl↓,AgCl在溶液中仍有微量的电离:AgCl===Ag++Cl-,但我们习惯上将其视作“不可逆”。我们一般所说的可逆反应是指具有显著可逆性的反应。 二、化学平衡状态 1　化学平衡状态的形成 对于一定条件下的可逆反应,开始时由于反应物的浓度最大,正向反应的速率也就最大。随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,正向反应的速率也会逐渐减小。相反,由于生成物的浓度逐渐增大,逆向反应的速率也逐渐变大。当正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物与生成物的浓度便不再改变(如图所示),我们就说这一反应达到了“限度”。这种化学反应状态常被称为化学平衡状态,简称化学平衡。 当可逆反应达到限度(即化学平衡)时,无论是正向反应还是逆向反应都还在进行着,但反应物和生成物的浓度保持不变。因而化学平衡是一种动态平衡。 2　化学平衡的特征 (1)逆:化学平衡状态只存在于可逆反应中。 (2)动:v(正)=v(逆)≠0。 (3)等:v(正)=v(逆)。 (4)定:可逆反应达到平衡时,由于单位时间内同一种物质的消耗速率和生成速率相等,所以各组分的物质的量、物质的量浓度及各组分的含量均保持不变。 (5)变:化学平衡是在一定条件下建立的,平衡是相对的、暂时的,当改变影响化学平衡的外界条件时,原化学平衡就会被破坏,在新的条件下会建立新的平衡,即化学平衡发生移动。 三、化学反应条件的控制 在生产和生活中,人们希望促进有利的化学反应(提高反应速率,提高反应物的转化率),抑制有害的化学反应(降低反应速率,控制副反应的发生,减少甚至消除有害物质的产生)。 在化工生产中,控制反应条件主要是考虑成本和实际的可能性。例如,合成氨的生产在较低的温度上产率较高,但反应速率低,压强越大氨的产率越高,但压强大对动力和生产设备要求高。 例题1　化学反应处于平衡状态时,下列说法正确的是 (　　) A.反应不再进行 B.反应物浓度等于生成物浓度 C.反应物质量等于生成物质量 D.各组分浓度不再随时间而变化 【解析】平衡状态是动态平衡,v(正)=v(逆)≠0,故A错误;反应物和生成物浓度相同与变化量和起始量有关,与平衡无关,不能说明反应达到平衡,故B错误;化学反应遵循质量守恒定律,过程中和平衡状态下都有质量守恒定律,故C错误;各组分浓度不再随时间而变化,是达到化学平衡的标志,故D正确。 【答案】D 例题2　下列关于提高燃料燃烧效率的说法不正确的是 (　　) A.通入空气量越多越好 B.应通入适量空气 C.固体燃料燃烧前要粉碎 D.液体燃料燃烧时可以以雾状喷出 【解析】选项A错误,选项B正确,空气的量应该是充足的,但过多会降低热效应,热量会散失;对于固体燃料,为了充分燃烧,往往要先粉碎,选项C正确;为了增大接触面积,液体燃料燃烧时可以以雾状喷出,使其充分燃烧,选项D正确。 【答案】A 例题3　一定条件下,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的正反应速率(v正)和逆反应速率(v逆)随反应时间(t)变化的曲线如图所示。其中,处于化学平衡状态的时刻是(　　) A.t1　　　B.t2　　　C.t3　　　D.t4 【解析】平衡状态:v(正)=v(逆)≠0,各组分浓度不再随时间而变化,故D符合题意。 【答案】D 例题4　一定条件下,恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。以下说法正确的是 (　　) A.N2和H2可完全转化为NH3 B.平衡时,正、逆反应速率相等 C.充入NH3,正、逆反应速率都减小 D.平衡时,N2、H2和NH3的浓度一定相等 【解析】平衡状态:v(正)=v(逆)≠0,B正确;可逆反应达到平衡时反应物与生成物共存,N2和H2不可能完全转化为NH3,A不正确;充入NH3,NH3浓度增大,逆反应速率增大, ... ...