化学·必修第二册(人教版)·课件 第6章　第2节　第3课时 化学反应的限度　化学反应条件的控制

第六章化学反应与能量第二节化学反应的速率与限度第3课时化学反应的限度化学反应条件的控制学习目标素养目标学法指导了解可逆反应的含义及其特征；认识化学反应的限度，知道外界条件改变时化学反应限度能发生改变；初步了解化学反应达到平衡状态的标志科学探究与创新意识1．先回顾学过的可逆反应实例，初步了解可逆反应的特点，为学习化学反应的限度及平衡状态的判断打下必要的知识基础2．结合工业合成氨的原理和条件，认识控制反应条件的必要性和常用方法了解控制反应条件在生产和科研中的作用科学精神与社会责任课前·新知导学化学反应的限度1．化学平衡状态建立过程【答案】最大为零减小增大减小增大2．化学平衡状态概念对于可逆反应，如果外界条件(________、________、________等)不发生改变，当______反应进行到一定程度时，______________与______________相等，反应物的________与生成物的________不再改变，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，化学平衡状态是化学反应所能进行的最大限度。温度浓度压强可逆正反应速率逆反应速率浓度浓度3．化学平衡状态的特征(1)等：v正______v逆______0。(2)动：化学平衡状态是一种________平衡。达到平衡状态时，反应并没有停止，这时正反应和逆反应都依然在进行。(3)定：反应物的浓度和生成物的浓度_____________。(4)变：外界条件(______、______、________等)一旦改变，化学平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。＝≠动态不再改变温度浓度压强(1)通过改变反应条件，是否可以使2molSO2(g)和过量的O2(g)反应得到2molSO3?【答案】得到的SO3一定少于2mol，因该反应为可逆反应。(2)可逆反应达到平衡后，正反应和逆反应是不是都停止了？【答案】不是。可逆反应达到平衡后，正反应和逆反应都仍然在进行。微思考判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(2)化学反应进行的限度只与化学反应本身有关，与外界条件无关

(

)(3)在一定条件下，向密闭容器中充入1molN2和3molH2充分反应，达到平衡时N2、H2、NH3三者共存

(

)(4)二次电池的充、放电为可逆反应 (

)(5)当反应达到最大限度时，各物质浓度保持不变 (

)(6)化学反应的限度可以通过改变反应条件来改变 (

)【答案】(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)√

(6)√化学反应条件的控制1．目的加快提高有害反应副反应2．合成氨工业(1)化学理论：_______温、_______压时有利于提高氨的产率。(2)工业实际。①温度——温度低，速率小，达到平衡所需时间长，生产成本高，通常选择在______________下进行。②压强——压强大，对动力和生产设备的要求高，通常采用压强为________________。低高400～500℃10～30MPa3．提高煤的燃烧效率(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是增大与空气中O2的_____________，煤粉燃烧________，反应速率________；通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧，生成CO2，放出____________；若空气不足，会造成煤燃烧________，生成______，产生热量______，且会造成污染。(2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是__________________。(3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过_________装置，供其他方面使用。接触面积更充分更大更多的热量不完全CO减少防止热量散失热交换生活中有很多现象都蕴含化学知识，如炉火越扇越旺，但蜡烛的火焰一扇就灭。同样是扇风，结果为什么不同？试解释其中的原因。【答案】“炉火越扇越旺”是扇风为燃烧提供了足量的氧气，促进燃烧；“蜡烛的火焰一扇就灭”是由于空气流动带走大量的热量，使温度降低，低于蜡烛的着火点。微思考判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)工业合成氨反应中，温度越高越好 (

)(2)工业合成氨反应中，压强越大越好 (

)(3)将煤经过处理，使之转化为气体燃料，以使其燃烧更充分

(

)(4)燃烧时，在炉灶内放的燃料越多，燃烧越充分 (

)【答案】(1)×

(2)×

(3)√

(4)×课堂·重难探究化学平衡状态的直接标志(1)v正＝v逆。①同一种物质的生成速率等于消耗速率；②在化学方程式中，同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比；③在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。[重难理解]重难点化学平衡状态的判断(2)各组分的浓度保持一定。①各组分的浓度不随时间的改变而改变；②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。①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤密闭容器中压强不再改变的状态[典例精练]【答案】①④⑤

【解析】①中单位时间内生成nmolO2的同时，必消耗2nmol的NO2，说明v正＝v逆，能说明反应达到平衡状态；②中描述的都是正反应方向的速率，不能说明反应是否处于平衡状态；③中无论反应是否达平衡状态，同向的速率之比一定等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比；④中混合气体的颜色不变，即c(NO2)保持不变，说明反应处于平衡状态；⑤因该反应是一个反应前后气体物质的量不等的反应，容器的体积固定，故气体的压强不变，能说明反应处于平衡状态。【规律方法】利用“变量”与“不变量”来判断化学平衡状态(1)选变量。选定反应中的“变量”，即随反应进行而变化的量，当变量不再变化时，反应已达平衡。(2)常见的变量。①气体的颜色；②对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；③对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；④对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。

下列关于化学反应限度的说法，正确的是 (

)A．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等且等于零C．平衡状态时，各物质的浓度保持相等D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变【答案】A

【解析】本题易错选B或D，其原因是片面理解化学反应的限度，认为可逆反应达到最大限度时，反应即停止，速率为0，不可再发生改变。可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，但不等于0，各物质的浓度保持不变，但不一定相等。外界条件改变时，化学反应的限度可发生改变。A．N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2B．当有3molH—H键断裂时，有6molN—H键断裂C．混合气体的密度不随时间变化D．单位时间内生成2amolNH3，同时消耗amolN2【答案】B

【解析】N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2时，正、逆反应速率不一定相等，所以反应不一定达平衡状态，A不正确；当有3molH—H键断裂时，有6molN—H键断裂，反应进行的方向相反，且H2、NH3的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，所以反应达平衡状态，B正确；混合气体的质量不变、体积不变，密度始终不变，则当密度不随时间变化时，反应不一定达平衡状态，C不正确；单位时间内生成2amolNH3，同时消耗amolN2，虽然物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，但反应进行的方向相同，所以反应不一定达平衡状态，D不正确。A．HI、H2、I2的浓度相等B．混合气体的颜色不再变化C．混合气体的密度不再变化D．消耗2molHI(g)的同时，生成1molH2(g)【答案】B

【解析】HI、H2、I2的浓度相等，无法判断各组分浓度是否继续变化，则无法判断是否达到平衡状态，A错误；该混合体系中只有I2为有色气体，当混合气体的颜色不再变化，表明c(I2)不变，该反应达到平衡状态，B正确；该反应中混合气体的总体积始终不变，总质量不变，则混合气体的密度一直不变，不能根据密度判断平衡状态，C错误；消耗2molHI(g)的同时，生成1molH2(g)均指的是正反应速率方向，无法判断正、逆反应速率是否相等，D错误。[课堂小结]小练·素养达成1．(2024·天津第二十一中学第一次月考)下列各组两个反应互为可逆反应的是

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)②H2SO4(浓)＋2HBr═══2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O═══2HBr＋H2SO4③2NO2═══N2O4与N2O4═══2NO2

④CO2＋H2O═══H2CO3与H2CO3═══H2O＋CO2↑A．①② B．②③C．③④ D．①④【答案】C2．(2024·四川成都东部新区养马中学期中)下列关于化学反应限度的说法正确的是

(

)A．一个可逆反应达到的平衡状态，就是这个反应在该条件下不再反应B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等且为零C．平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度相等D．化学反应的限度可以通过改变条件而改变【答案】DA．0.2mol·L－1 B．0.3mol·L－1C．0.7mol·L－1 D．0.8mol·L－1【答案】D

【解析】用极值法分析，0.2mol·L－1N2(g)和0.6mol·L－1H2(g)假设完全反应，可以使NH3(g)浓度增加0.4mol·L－1，加上原有氨气的浓度也是0.4mol·L－1，故氨气最大浓度是0.8mol·L－1；假设0.4mol·L－1氨气全部逆向反应，氨气的最小浓度为0，由于合成氨反应是可逆反应，因此0＜c(NH3)＜0.8mol·L－1，D不可能。A．反应一段时间后18O只存在于O2和SO3中B．向容器中通入少量SO3，反应速率增大C．达到平衡状态时，SO2与SO3物质的量之比一定为1∶1D．容器内密度不再变化时，判定反应已经达到平衡状态【答案】B

5．(2024·河北郑口中学5月月考)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错误的是 (

)A．步骤①中“净化”可以防止杂质对催化剂产生影响B．步骤②中“加压”可以加快反应速率，因此压强越大越好C．步骤③一般选择控制反应温度为400～500℃左右D．步骤④⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本【答案】B【答案】B

(1)根据图中数据，从反应开始达到平衡时，CO的化学反应速率为________________；反应达到平衡时c(H2