6.2.2化学反应的限度课件高一下学期化学人教版

课题：第二节化学反应的速率与限度第六章化学反应与能量第2课时化学反应的限度[学习目标]1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。2.能描述化学平衡状态的特点并判断化学反应是否达到平衡状态。3.从化学反应快慢角度解释控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。情景引入19世纪下半叶，炼制生铁过程中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，而且从高炉排出的废气中总是含有没有利用的CO。工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分造成的，于是增加高炉的高度。然而，增高后，高炉尾气中CO的比例竟然没有改变。这是什么原因呢？出铁口进风口O2N2热空气生铁进风口出渣口炉渣CO2+C2CO高温C+O2CO2高温铁矿石、焦炭、石灰石高炉气体高炉气体3CO+Fe2O32Fe+3CO2高温CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑高温氯气与水反应后，氯水为什么是浅黄绿色呢？结论：该反应是一个可逆反应，有一定的限度，达到该条件下的平衡状态。Cl2+H2OHCl+HClO【思考】一、可逆反应化学反应有一定的限度，反应物与生成物不能完全相互转化。2.特点：1.定义：在同一条件下，正反应方向和逆反应方向能同时进行的反应称为“可逆反应”，用

表示。

【例题1】判断以下几个反应是否是可逆反应？为什么？2SO2+O22SO3催化剂N2+3H22NH3催化剂2H2+O22H2O

点燃通电Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放电充电在同一条件下，正反应方向和逆反应方向能同时进行的反应称为“可逆反应”

【例题2】对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长时间后，18O原子(

)

A．只存在于O2中B．只存在于O2和SO3中C．只存在于O2和SO2中D．存在于O2、SO2和SO3中D对于可逆反应而言，反应物会转变成生成物，而生成物又会分解成反应物，那岂不是无穷尽也？时间(min)

01020304050607080c(SO2)10.60.30.20.120.10.10.10.1c(O2)0.50.30.150.10.060.050.050.050.05c(SO3)00.40.70.80.880.90.90.90.9在某密闭容器中发生反应：2SO2＋O22SO3催化剂△（1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？（2）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？（3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？（4）随着反应的进行，v(正)与v(逆)怎样变化？反应物正反应反应物浓度降低，生成物浓度升高v(正)

↓v(逆)↑二、化学平衡各物质的浓度最终不变开始阶段开始时c(SO2)、c(O2)大，c(SO3)＝02SO2＋O2

2SO3

只有正反应，v(逆)＝0反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0正逆反应都进行，v(逆)≠0，v(正)＞v(逆)

过程中反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0（2c(SO2)、c(O2

)变小，c(SO3)≠02SO2＋O2

2SO3

各物质的浓度最终不变平衡时（3）c(SO2)、c(O2)逐渐变小，c(SO3)逐渐增大，三种物质的浓度达到一个特定值。v(正)v(逆)反应速率t1时间（t）0v(正)＝v(逆)

≠0各物质的浓度最终不变v(正)v(逆)反应速率t1时间（t）0v(正)＝v(逆)(1)0～t1：v(正)＞v(逆)(2)t1：v(正)＝v(逆)化学平衡状态非化学平衡状态化学平衡状态的建立化学平衡状态的建立化学平衡状态的建立过程理论分析物质浓度反应过程反应速率反应物浓度最大生成物浓度最小v正_____v逆_____反应开始反应物浓度逐渐减小生成物浓度逐渐增大反应体系中各组分浓度不再改变v正逐渐_____v逆逐渐_____v正______v逆最大为零减小增大>平衡时过程中v正______v逆=化学平衡状态是可逆反应的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度。转化率=转化的量起始的量×100％量:质量、物质的量、体积、物质的量浓度等化学反应的限度化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率同一可逆反应，改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度化学平衡状态定义如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当__________反应进行到一定程度时，____________与____________相等，反应物的浓度与生成物的浓度____________，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。可逆正反应速率逆反应速率不再改变特征动态平衡平衡时，各组分的浓度保持一定当外界条件改变，原平衡发生移动研究的对象是可逆反应逆v(正)＝v(逆)≠0(本质)等动定变化学平衡状态的建立如何判断化学反应达到平衡呢？a.同一物质的生成速率等于其消耗速率直接标志——“正逆反应速率相等”v正＝v逆>0c.在化学方程式同一边的不同物质，一种物质的生成速率与另一种物质的消耗速率之比等于化学计量数之比b.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等化学计量数之比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速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等化学平衡状态的标志间接标志——“变量不变”如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等对于反应体系中存在有颜色的物质的可逆反应,若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。如H2(g)+I2(g)→2HI(g)反应前后气体的化学计量数不相等时，反应体系的总压强不随时间的改变而变化参加反应的全是气体、反应前后化学计量数不同的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。(根据M=进行分析)m(气体)n(气体)(只适用于反应前后气体体积不等的反应)化学平衡状态的标志【例题3】下列各图中M时刻不处于化学平衡状态的是(

)

B【例题4】一定温度下,可逆反应达到平衡的标志的是()A.NH3的生成速率与NH3的分解速率相等B.单位时间内生成了nmolN2的同时生成了2nmolNH3C.单位时间内生成了3nmolH2的同时生成了2nmolNH3D.N2、H2、NH3

三种气体共存E.一个N≡N键断裂的同时，有3个H－H键断裂F.一个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键断裂G.v正（H2）

：v逆（

NH3）

=3：2ABCFGN2

(g)+3H2(g)

2NH3(g)√×√√√√×19世纪下半叶，炼制生铁过程中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，而且从高炉排出的废气中总是含有没有利用的CO。工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分造成的，于是增加高炉的高度。然而，增高后，高炉尾气中CO的比例竟然没有改变。出铁口进风口O2N2热空气生铁进风口出渣口炉渣CO2+C2CO高温C+O2CO2高温铁矿石、焦炭、石灰石高炉气体高炉气体3CO+Fe2O32Fe+3CO2高温CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑高温这是什么原因呢？法国化学家勒夏特列经过研究发现：C+CO22CO是一个可逆反应，并且自下而上发生在高炉中有焦炭的地方。后来的研究证明，在高炉中Fe2O3与CO反应也不能全部转化为Fe和CO2还得是我！注意事项加入催化剂只能改变反应速率，但不改变化学平衡(反应限度)改变温度、浓度，化学平衡(反应限度)一定改变改变压强，化学平衡不一定改变三、影响反应限度的因素在生产和生活中，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即原料的利用率)，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)，这就需要进行化学反应条件的控制【思考讨论】为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件？尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率尽可能充分地利用燃料燃烧所释放的热能，提高热能的利用率四、化学反应条件的控制【例题5】下列措施可以提高燃料燃烧效率的是_________(填序号)。①提高燃料的着火点②降低燃料的着火点③将固体燃料粉碎④将液体燃料雾化处理⑤将煤进行气化处理⑥通入适当过量的空气

③④⑤⑥四、化学反应条件的控制合成氨反应的数据分析：下表的实验数据是在不同温度、压强下，平衡混合物中氨的含量的变化情况(初始时氮气和氢气的体积比是1：3)。温度/℃氨的含量/%0.1MPa10MPa20MPa30MPa60MPa100MPa20015.381.586.489.995.498.83002.2052.064.271.084.292.64000.4025.138.247.065.279.85000.1010.619.126.442.257.56000.054.509.113.823.131.4压强越大，NH3%越大。温度越低，NH3%越大。催化剂高温、高压N2+3H22NH3四、化学反应条件的控制生产成本反应限度反应速率反应条件的控制四、化学反应条件的控制合成氨反应的数据分析：下表的实验数据是在不同温度、压强下，平衡混合物中氨的含量的变化情况(初始时氮气和氢气的体积比是1：3)。温度/℃氨的含量/%0.1MPa10MPa20MPa30MPa60MPa100MPa20015.381.586.489.995.498.83002.2052.064.271.084.292.64000.4025.138.247.065.279.85000.1010.619.126.442.257.56000.054.509.113.823.131.4温度越低，NH3%越大，但反应速率慢压强越大，NH3%越大。但生产成本高【例题6】下图所示为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用分析正确的是___________(填序号)