6.2.2化学反应的限度 课件 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章化学反应与能量新化县第一中学高一化学备课组第一节化学反应的速率与限度第二课时化学反应的限度与控制炼铁高炉尾气之谜开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分造成的，于是设法增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中的CO比例竟然没有改变。高炉炼铁原理：

炼制1t生铁所需要的焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需用量，从高炉炉顶出来的气体中总是含有未利用的CO气体。

C+O2CO2点燃C+CO22CO高温Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温思考：我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？

①2H2+O2=2H2O

已知：2mol1mol

②2SO2+O2

⇌2SO3

已知：2mol1mol

2mol?<2mol?很多化学反应在进行时都具有可逆性，即正向反应和逆向反应在同时进行，只是可逆程度有所不同且差异很大。模块一可逆反应与化学平衡一、可逆反应1．定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。2．表示：书写可逆反应的方程式不用“===”，而用“”连接。3．特点：同一条件下【例1】

以下几个反应是否是可逆反应？为什么？二、化学平衡的建立过程

【思考与讨论】在可逆反应2SO2+O2⇌2SO3中，反应进行之初SO2和O2的起始浓度分别为2mol·L－1、1mol·L－1,1.反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？2.反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？随着反应的进行，v(正)与v(逆)怎样变化？3.反应会进行到什么时候“停止”？4.此时，反应物和生成物浓度如何变化？5.反应真的停止了吗？浓度变化速率变化v正、v逆关系开始时反应物浓度_________

v正_________

生成物浓度_________

v逆_________进行中反应物浓度_________

v正_________生成物浓度_________

v逆_________一段时间后反应物浓度_________

v正_________生成物浓度_________

v逆_________v正>

v逆v正>

v逆v正=v逆≠0最大最大最小=0最小=0逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大不变不变不变不变二、化学平衡的建立过程时间（t）反应速率0v(正)v(逆)t1v(正)=v(逆)化学平衡状态不平衡状态用速率变化图像表示上述化学平衡建立的过程(1)0~t1：v(正)>v(逆)(2)t1以后：v(正)=v(逆)t1以后反应处于平衡状态!二、化学平衡的建立过程三、化学平衡状态1.定义：在一定条件下，可逆反应中，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应物的浓度和生成物的浓度都不在改变。达到了一种表面静止的状态，我们称之为“化学平衡状态”。

化学平衡状态是可逆反应一定条件下能达到的最大程度，即该反应的限度。反应限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。转化率：

已被转化的反应物的物质的量与其初始物质的量之比可逆反应ν(正)=ν(逆)逆等动≠02.化学平衡状态的特征动态平衡定各组分的浓度保持不变变条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡时间tV正V逆V正=V逆反应速率达到平衡0t1判断可逆反应是否达到平衡的直接标志。化学平衡状态是可逆反应在一定条件下达到ν(正)=ν(逆)的一种状态，此时反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度可以保持恒定。研究对象前提条件本质原因外部特征表面静止的状态标志一：v正=v逆≠0即单位时间内生成与消耗某反应物（生成物）的量相等。该物质的生成速率与消耗速率相等。用同一种物质来表示反应速率时②速率之比化学方程式中相应的化学计量数之比。①表示两个不同的方向。用不同种物质来表示反应速率时必须符合两方面3.化学平衡状态的的判断标志二：变量不变（注意不是相等，也不是成一定的比值）各组分的物质的量或物质的量分数保持不变各组分的质量或质量分数保持不变各气体的体积或体积分数保持不变各组分浓度保持不变特例：只有生成物有气体时，体积分数始终不变，不是变量3.化学平衡状态的的判断【例2】一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应：下列哪些情况能说明正反应速率和逆反应速率相等，反应达到了平衡状态。①生成2molNH3的同时消耗1molN2②v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2③2v正(H2)＝3v正(NH3)④1个N≡N断裂的同时，有6个N—H断裂⑤H2的百分含量保持不变⑥NH3的体积分数保持不变④⑤⑥标志二：“变量”不变气体的平均相对分子质量

MM=m总n总取决于有无非气体取决于气体系数差以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例且m+n≠p+q若各物质均为气体M不变时，即为平衡状态若各物质均为气体，且m+n=p+qM不变时，不一定为平衡状态若有非气体参与M不变时，即为平衡状态3.化学平衡状态的的判断标志二：“变量”不变ρ=m总V容器取决于有无非气体取决于气体系数差气体密度ρ若有非气体参与，恒压或是恒容ρ不变时，一定为平衡状态若各物质均为气体①恒容ρ不变时，不一定为平衡状态②恒压若m+n≠p+q若m+n=p+q3.化学平衡状态的的判断标志二：“变量”不变混合气体总压强因为恒容、恒温条件下，n(g)越大则压强P就越大，则无论各成份是否均为气体，只需考虑Δn(g)。当Δn(g)=0，则P为恒值，不一定是化学平衡状态。当Δn(g)≠0，则P一定时，一定是化学平衡状态。3.化学平衡状态的的判断标志二：“变量”不变体系的颜色和温度不变一定为平衡状态H2+I22HI△2NO2

N2O4红棕色3.化学平衡状态的的判断【例3】在一恒容密闭容器中，发生反应：2SO2(g)+O2(g)⇋2SO3(g)下列说法能够证明上述反应已达平衡状态的是：

。①各物质的物质的量浓度不再改变②SO2、O2、SO3的浓度之比为2:1:2③SO2的转化率不再改变

④SO3的体积分数不再改变⑤混合物的总质量不再改变⑥混合气体的密度不再改变⑦混合物的颜色不再改变⑧混合物的平均摩尔质量不再改变⑨绝热容器中反应体系的温度不再改变⑩恒温容器中混合气体的压强一定①③④⑧⑨⑩公式：公式：其他特别的反应类型：A(g)+B(s)⇋C(g)其他有颜色变化的反应：

I2(g)+H2(g)⇋2HI(g)(紫色)公式：公式：PV=nRT模块二化学反应条件的控制高炉炼铁

高炉炼铁过程中发生的反应包括了可逆反应，而可逆反应存在一定的限度，当反应达到其限度以后，各物质的量就不变了，因此炼铁过程中，原料是不可能完全转化为产物的。对炼铁的反应进行深入研究还有没有意义？单击添加标题对炼铁的反应进行深入研究的意义：

可逆反应的限度是建立在一定条件的基础上的，改变反应条件可以在一定程度上改变反应的限度。趋利避害！

所以通过对反应条件的控制，可以促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。一、控制化学反应条件的意义促进有利反应（提高反应物的转化率即原料的利用率，加快反应速率等）抑制有害反应（减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等）二、控制化学反应条件的方法改变化学反应速率：改变温度、溶液的浓度、气体压强（或浓度）、

固体表面积及使用催化剂改变可逆反应进行的程度：改变温度、溶液浓度、气体压强（或浓度）工业合成氨条件的控制温度低压强大有利：氨的产率较高不利：反应速率小，生产成本高有利：氨的产率较高不利：对动力和生产设备的要求高常用温度400℃~500℃常用压强10～30Mpa三、合成氨工业反应条件的控制原则：在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性【思考与讨论】为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件？（提示：可以从以下几方面考虑，如燃料的状态、空气用量、炉膛材料、烟道废气中热能的利用，等等。）四、煤燃烧反应条件的控制1．将固体煤粉碎以增大接触面积，同时空气适当过量，以提高转化率。2．炉膛材料尽量选择保温性能好的，烟道废气中的热量用来加热水、发电等，以提高热量利用率。【例4】下列反应属于可逆反应的是(

)A．Na溶于水的反应B．NH3溶于水的反应C．可充电电池的反应，如H2O＋Zn＋Ag2OZn(OH)2＋2AgD．电解水生成H2和O2，点燃H2和O2的混合物生成水B题型一：可逆反应判断与特点【例5】在一定温度下，可逆反应2NO2(g)=2NO(g)+O2(g)在体积固定