化学反应限度高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

化学2

专题二

化学反应与能量变化化学反应的限度环节1什么样的化学反应是有限度的？问题一：什么是可逆反应？问题二：可逆反应的特征是什么？钢铁生产是十七世纪从英国开始的第一次产业革命的两大产业之一。炼制1吨生铁所需焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉炉顶出来的气体中含有未利用的CO气体。开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度，希望通过延长反应时间提高CO的转化率。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中的比例竟然没有改变。直到十九世纪下半叶，法国科学家勒夏特列经过深入的研究，才将这一迷底解开。原来，产生上述现象的原因是焦炭与CO2反应生成CO的反应是一个可逆反应。在高炉中Fe2O3和CO反应永远也不能全部转化为Fe和CO2。勒夏特列在化学史上最杰出的功绩也正在于对可逆反应的研究。科学史话（1）高炉炼铁尾气之迷1.可逆反应是指在同一反应条件下，既能向正方向进行，又能向逆方向进行的反应。2.可逆反应是有限度的，反应物不能完全转化为生成物，反应物和生成物同时存在。2Fe3++2I-2Fe2++I2问题三.如何证明该反应是可逆反应？提示：1.如何证明反应已发生？2.如何证明反应未进行到底？即反应可逆.3.反应物的量如何把握？化学反应限度的探究氯化铁与碘化钾反应限度的探究活动：讨论并设计实验证明反应2Fe3++2I-2Fe2++I2是可逆反应方案1.FeCl3

溶液过量，证明I-、Fe2+

同时存在。方案2.FeCl3

溶液过量，证明I-、I2

同时存在。方案3.KI溶液过量，证明Fe3+

、I2

同时存在。方案4.KI溶液过量，证明Fe3+

、Fe2+同时存在。

氯化铁与碘化钾反应限度的探究2Fe3++2I-2Fe2++I2实

验

过

程现象结论①在2mL0.1mol/L的KI溶液中滴加2滴0.01mol/LFeCl3溶液。

②在反应①的溶液中加CCl4震荡,静置③取②的上层清液，滴加KSCN溶液结论：在I-过量的情况下，Fe3+仍未反应完全，

该反应是有限度的可逆反应。黄色颜色加深分层，下层呈紫红色，上层黄色变淡有碘生成

溶液变血红色

Fe3+没反应完全练习1.在已达到平衡的可逆反应2SO2+O2

2SO3中充入由18O组成的氧气一段时间后,18O原子()A.只存在于O2中B.只存在于O2和SO3中C.只存在于SO2和SO3中D.SO2

,

SO3和O2中都存在问题4.在可逆反应达到限度后，意味着反应停止了吗？环节二

化学平衡的建立问题1.接触法制硫酸为什么会产生大量的SO2尾气？接触法制硫酸的原理造气（沸腾炉）4FeS2+11O2

=8SO2+2Fe2O3接触氧化（接触室）用98.3%硫酸吸收(吸收塔）SO3+H2O=H2SO42007年,我国工业SO2排放量达到2468.1万t，占全国SO2排放量的86.7%。SO2危害动植物健康生长，腐蚀金属，SO2形成的酸雨和酸雾对湖泊、地表水、建筑物、森林、古文物以及人的衣物构成腐蚀，对土壤和水质产生破坏。科学史话（2）硫酸工业与二氧化硫污染2SO2+O22SO3问题2.这个反应有限度吗？问题3.在什么时刻达到了反应的限度？【活动1】根据图表信息，绘制该过程中各组分物质的量浓度随时间变化图像。表1：在1L的容器中，按下表所示剂量通入气体，发生反应，不同时刻测得体系中各组分浓度如下图表分析2SO2+O22SO3

时间（min)物质的量浓度(mol/L)010203040506070SO210753.52111O253.52.51.7510.50.50.5SO30356.58999图表一活动1：根据图表信息，绘制该过程中各组分物质的量浓度随时间变化图像（C-t图）。可逆反应进行过程中的浓度—时间图像C(mol/L)t(min)图1反应速率反应时间活动2：根据图1（C-t图）信息，结合物质浓度对化学反应速率的影响规律，绘制该过程中正逆反应速率分别随时间变化图像（v-t图）。提示：在上述实验刚开始时，反应物的浓度和生成物的浓度怎样？正逆反应速率如何？随着反应物浓度和生成物浓度的变化，正逆反应速率发生了怎样的变化？该可逆反应反应达到最大限度后，正逆反应速率的大小关系怎样？可逆反应进行过程中的速率—时间图像化学平衡的建立2SO2+O22SO3反应速率反应时间v正v逆ν正＝ν逆≠0总结：一定条件下的可逆反应进行到一定限度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再变化，反应就达到了化学平衡状态。化学平衡状态是可逆反应在一定条件所能达到的最大程度，即该反应进行的限度。化学平衡的建立化学平衡的建立问题4.根据对上述两个图像的研究，达到平衡状态的可逆反应，具有哪些基本特征？小结：一定条件下的可逆反应达到化学平衡状态时1.平衡体系各组分的浓度不再变化。2.ν正＝ν逆≠03.反应体系达到动态平衡。化学平衡状态的特征反应速率反应时间v正v逆ν正＝ν逆≠0练习2：在恒温下的密闭容器中，有可逆反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，能说明反应已达到平衡状态的是A．正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等B．反应器中压强不随时间变化而变化C．混合气体颜色深浅保持不变D．混合气体各组分质量分数保持不变E.NO，O2

，2NO2的物质的量的比为2∶

1

∶

2环节3可逆反应的限度可以被改变吗？2018年，是德国化学家哈伯发明的催化合成氨技术获得诺贝尔奖100周年。合成氨工业的巨大成功,改变了世界粮食生产的历史,解决了人类因人口增长所需要的粮食问题,从此，世界人口增长到7２.８亿而没有发生严重的饥荒。但就是这项获得诺贝尔奖的发明，在600摄氏度，200大气压，锇为催化剂的条件下，也只能获得产率8%的合成氨。活动1阅读科学史话3，分析100年前合成氨工业面临的困境是什么？科学史话（3）拯救人类的合成氨工业N2+3H22NH3

合成氨反应在不同温度和压强条件下氨气达到的平衡浓度活动2分析图表2，如何通过改变生产条件提高合成氨反应的产率？图表2拓展延伸——合成氨工业中提高产率的方法试根据反应物浓度变化对化学反应速率的影响规律，思考在合成氨反应达到平衡后，若将生成的氨气从反应体系中分离出去，会对该化学平衡造成什么影响？反应速率反应时间v正v逆ν正＝ν逆≠01.等：ν正＝ν逆≠02.定：平衡体系各组分的浓度不再变化。3.动：反应体系达到动态平衡。4.变：当外界条件发生变化，化学平衡随之发生改变。可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态的特征练习3.对化学反应限度的叙述不正确的是（）A.任何可逆反应都有一定的限度B.化学反应的限度是不可改变的C.化学反应的限度与时间的长短无关D.化学反应达到限度时，正逆反应的速率相等4.在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列条件不再改变时，表明反应已达到平衡状态的是(1)单位时间内生成amolA和2amolB(2)混合气体的平均摩尔质量不再变化(3)A的浓度不再变化(4)混合气体的密度不再变化(5)容器内气体的压强不变(6)混合气体质量A．1个 B．2 C．3个 D．4个