化学反应限度14550讲课教案

1、化学反应限度14550LOGO教学目标教学目标知识与技能知识与技能1. 认识可逆反应、化学反应限度的含义。认识可逆反应、化学反应限度的含义。2. 通过实验认识到任何化学反应的进程都有一定的限度，通过实验认识到任何化学反应的进程都有一定的限度，可以通过改变反应条件控制化学反应的限度。可以通过改变反应条件控制化学反应的限度。3. 了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。过程与方法过程与方法通过通过“煤的燃烧效率煤的燃烧效率”的课题研究，使学生在阅读、查的课题研究，使学生在阅读、查阅资料、反思、讨论和概括等过程中，提高自主学习的阅资料、反思、讨论和概括等过

2、程中，提高自主学习的主动性，培养学生获取知识及信息加工能力。主动性，培养学生获取知识及信息加工能力。情感态度与价值观情感态度与价值观通过反应条件控制方法的学习，感悟控制反应条件在生通过反应条件控制方法的学习，感悟控制反应条件在生产和科学研究中的作用，提高对化学科学意义的认识。产和科学研究中的作用，提高对化学科学意义的认识。一、可逆反应一、可逆反应(1)(1)定义：在定义：在同一条件同一条件下下, ,既向正反应方向进行既向正反应方向进行, ,同时又向逆反应方向进行的反应。同时又向逆反应方向进行的反应。典型的可逆反应有典型的可逆反应有: :N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压2SO2

3、+O2 2SO3催化剂催化剂高温高温 SO2 +H2O H2SO3NH3 +H2O NH3 H2OH2 + I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应可逆反应可逆反应u思考与交流思考与交流(1)水的生成水的生成（H2+O2）与电解，与电解，(2)二次电池的放电与充电，二次电池的放电与充电，(3)CO2和和H2O在植物中通过光合作用合成糖与糖在植物中通过光合作用合成糖与糖在体内氧化生成在体内氧化生成CO2和和H2O，它们是否属于它们是否属于“可逆反应可逆反应”？可逆反应有什么特点？可逆反应有什么特点？(2)(2)特点：特点：v双向性双向性 同时性同时性 共存性共存性2SO2 + 18O2 2SO3

4、可逆反应中反应物能否完全转化为生成物？可逆反应中反应物能否完全转化为生成物？其他化学反应在实际进行时，反应物都其他化学反应在实际进行时，反应物都能完全转变为生成物？能完全转变为生成物？不能！不能！14CO2 + C CO，达到化学平衡后，达到化学平衡后，平衡混合物中含平衡混合物中含1414C C的粒子有的粒子有 。14CO2、14C、14CO炼铁高炉尾气之谜炼铁高炉尾气之谜uC+O2=CO2uC+CO2 2COuFe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温 炼制炼制1t1t生铁所需要的焦炭的生铁所需要的焦炭的实际用量，远高于按照化学方程实际用量，远高于按照化学方程式计算所需用量，且从高炉炉顶式计算

5、所需用量，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的出来的气体中含有没有利用的COCO气体。气体。启示启示: :化学反应是化学反应是有限度有限度的，有些能进行地较的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。 二、化学反应的限度二、化学反应的限度 某温度和压强下的密闭容器中某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂 时间时间 （min)物质的量物质的量浓度浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO30

6、0.30.50.650.80.90.90.9此条件下进行到此条件下进行到什么时候什么时候达到了这个达到了这个反应的限度反应的限度?达到反应限度达到反应限度时该反应是否时该反应是否停止停止了？了？2SO2 + O2 2SO3（1）开始时）开始时c(SO2) 、c(O2)大，大， c(SO3) =0开始阶段有什么特征？开始阶段有什么特征？只有正反应，只有正反应，v(逆逆)=0可逆反应的限度可逆反应的限度反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0（2）瞬间后）瞬间后c(SO2) 、c(O2 )变小变小 , c(SO3)0瞬间过后有什么特征？瞬间过后有什么特征？正逆反应都进行，正逆反应都进行，v(逆逆)

7、 0，v(正正) v(逆逆) 2SO2 + O2 2SO3反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0（3）c(SO2) 、c(O2)逐渐变小，逐渐变小，c(SO3)逐渐增大，逐渐增大， 三种物质的浓度达到一个三种物质的浓度达到一个特定值特定值。一定时间段内有什么特征？一定时间段内有什么特征？v(正正)= v(逆逆) 02SO2 + O2 2SO3反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0 由于由于v v( (正正)= )= v v( (逆逆) ) 0 0，虽然正、逆反应都，虽然正、逆反应都在进行，但在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化发生变化. . 从外表

8、上看，反应好象从外表上看，反应好象“停止停止”。 可逆反应的这种特殊状态就是我们今天可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的要研究的化学平衡状态化学平衡状态。可逆反应反应速率的特点可逆反应反应速率的特点反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0(1)0t1：v(正)v(逆)(2)t1： v(正)=v(逆)平衡状态化学平衡状态化学平衡状态2SO2+O2 2SO3催化剂1、定义定义 在在一定条件下的一定条件下的可逆反应可逆反应中，当中，当正反应正反应速率和逆反应速率相等速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组，反应混合物中各组分的分的浓度保持不变浓度保持不变的状态。的状态。前提（适用范围）前提（适用

9、范围）：可逆反应可逆反应内在本质内在本质：v(正正)= v(逆逆) 0外在标志：反应混合物中各组分外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变的浓度保持不变二、化学平衡状态二、化学平衡状态2 2、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征( () )动：动态平衡动：动态平衡（v v( (正正)= )= v v( (逆逆) ) 00）（2 2）等：等：v(v(正正)= v()= v(逆逆) ) ( () )定：各组分的浓度和含量保持不变。定：各组分的浓度和含量保持不变。( () )变：条件改变，原平衡被破坏，在新变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。( () )

10、逆逆: :可逆反应可逆反应化学平衡状态也就是该可逆反应在该条件下反应进行的最大程度。3 3、达到化学平衡的标志、达到化学平衡的标志同侧异同侧异 异侧同异侧同 成比例成比例可逆反应达到平衡的重要特征可逆反应达到平衡的重要特征（）（）A.A.反应停止了反应停止了B.B.正、逆反应速率都为零正、逆反应速率都为零C.C.反应物和生成物的浓度相等反应物和生成物的浓度相等D.D.正、逆反应的速率相等正、逆反应的速率相等D D随堂练习随堂练习1对于可逆反应对于可逆反应M MN QN Q达到平衡状态时，达到平衡状态时，下列说法正确的是下列说法正确的是（ ） A. MA. M、N N、Q Q三种物质的浓度一定相

11、等三种物质的浓度一定相等B. MB. M、N N全部变成了全部变成了Q QC. MC. M、N N、Q Q的浓度都保持不变的浓度都保持不变D. D. 反应已经停止反应已经停止C随堂练习随堂练习2下列说法可以证明反应下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是 ( )A.1molNN键断裂的同时键断裂的同时,有有3molHH键形成键形成B.1molNN键断裂的同时键断裂的同时,有有3molHH键断裂键断裂C.1molNN键断裂的同时键断裂的同时,有有6molNH键断裂键断裂D.1molNN键断裂的同时键断裂的同时,有有6molNH键形成键形成A、C 随堂练习随堂练

12、习3同侧异同侧异 异侧同异侧同 成比例成比例在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（）达到平衡的标志是（）A.A的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,同时生同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子数比为1:3:2C随堂练习随堂练习4同侧异同侧异 异侧同异侧同 成比例成比例可逆反应可逆反应2SO2SO2 2 O O2 2 2SO2SO3 3的正、逆反应速率可的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关用各反应物或

13、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系中能说明反应已达到平衡状态的是 A A 正正 SOSO2 2 2 2 正正 O O2 2 B B 正正 O O2 2 逆逆 SOSO3 3 C C 正正 O O2 2 2 2 逆逆 SOSO3 3 D D 正正 SOSO2 2 逆逆 SOSO3 3 D D随堂练习随堂练习5 对化学反应限度的叙述，对化学反应限度的叙述，错误错误的是（的是（ ）A A任何可逆反应都有一定的限度任何可逆反应都有一定的限度 B B化学反应达到限度时，正逆反应速率相等化学反应达到限度时，正逆反应速率相等C C化学反应的限度与时间的长短无关化学反应的限度与

14、时间的长短无关 D D化学反应的限度是不可改变的化学反应的限度是不可改变的D练习练习1练习练习2 对于可逆反应对于可逆反应M MN QN Q达到平衡达到平衡时，下列说法正确的是（时，下列说法正确的是（ ） A.MA.M、N N、Q Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B.MB.M、N N全部变成了全部变成了Q QC.C.反应物和混合物的浓度保持不变反应物和混合物的浓度保持不变D.D.反应已经停止反应已经停止C练习练习3同侧异同侧异 异侧同异侧同 成比例成比例练习练习4 A练习练习5A1控制化学反应条件的原因控制化学反应条件的原因通过化学反应条件的控制通过化学反应条件的控制,改变化学反

15、应速率和化学反应的限度，改变化学反应速率和化学反应的限度，促进对人类有利的化学反应，抑制有害的化学反应。促进对人类有利的化学反应，抑制有害的化学反应。2“提高煤的燃烧效率提高煤的燃烧效率”的研究的研究(1)燃料燃烧的条件燃料燃烧的条件燃料与燃料与_或氧气接触；或氧气接触；温度达到燃料的温度达到燃料的_。(2)影响煤燃烧效率的条件影响煤燃烧效率的条件煤的状态；煤的状态；空气用量；空气用量；炉炉(灶灶)膛材料的选择；膛材料的选择；燃烧后烟道废气中热量的利用。燃烧后烟道废气中热量的利用。空气空气着火点着火点三、化学反应条件的控制三、化学反应条件的控制将煤气化比固态将煤气化比固态煤燃烧速率更快且煤燃烧

16、速率更快且使煤充分燃烧。使煤充分燃烧。空气不足，煤得不到空气不足，煤得不到充分燃烧；且污染环境。充分燃烧；且污染环境。 空气过量，废气要带空气过量，废气要带走能量，浪费能源。走能量，浪费能源。应选择保温性能应选择保温性能好，提高炉膛温度好，提高炉膛温度的材料的材料将废气通过装将废气通过装有冷却水的管道，有冷却水的管道，充分吸收充分吸收(3)提高燃料燃烧效率的措施提高燃料燃烧效率的措施尽可能使燃料尽可能使燃料_,提高能量的转化率。提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能关键是燃料与空气或氧气尽可能_，且，且空气要空气要_。尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能,提高提高_。