化学化学反应的限度课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第二节

化学反应的速率与限度

课时2化学反应的限度

第六章

化学反应与能量

贰知识导航本节重难点化学反应限度壹化学反应条件的控制贰课堂导入C+CO22CO是一个可逆反应，不能完全进行，存在一定的反应限度。在高炉中Fe2O3与CO的反应也不能全部转化为Fe和CO2。炼铁高炉尾气之谜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：双向性可逆反应分为正反应方向和逆反应方向双同性正、逆反应在同一条件下同时进行共存性反应物与生成物共存，反应物的转化率小于100%可逆反应常见的可逆反应1.Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O2.SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr

与

2HBr+H2SO4(浓)===Br2+SO2↑+2H2O以下两个反应是可逆反应吗？反应开始时反应进行时反应50min后宏观物料角度c(反应物)____0c(反应物)______c(反应物)______c(生成物)____0c(生成物)______c(生成物)______微观速率角度v正

____0v正

______v正

______v逆

____0v逆

______v逆

______>=>=减小增大减小增大不变不变不变不变浓度时间··O速率时间··O正反应逆反应化学反应限度（化学平衡状态）

时间速率化学平衡状态化学反应的限度v正v逆

（1）定义:在一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等，各组分的浓度保持不变的状态。（2）分析:适用范围：内在本质：外在标志：可逆反应v(正)=v(逆)≠0各组分的浓度保持不变化学平衡状态(3)

化学平衡建立的途径化学平衡状态(4)

化学平衡状态的特征逆定动等变化学平衡状态研究的对象是可逆反应达到化学平衡状态后，各组分浓度不再改变达到化学平衡状态时，v(正)=v(逆)≠0化学平衡是一种表面静止状态，反应并未停止，是一种动态平衡外界条件改变时，原平衡状态将被打破，新的条件下建立新的平衡化学平衡状态化学平衡状态的判断1．速率相等

①同种物质——v正(A)=v逆(A)

②不同物质——v正(A):v逆(B)=a:b（化学计量数之比）化学平衡状态的判断【例】一定条件下，对于可逆反应N2＋3H2

2NH3，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：下列能表示反应达到化学平衡状态的是

（1）单位时间内，有1molN2消耗，同时有1molN2生成

（2）单位时间内，有3molH2消耗，同时有2molNH3生成

（3）单位时间内，有1molN2消耗，同时有3molH2消耗

（4）1molN三N键断裂的同时有2molN-H键断裂

（5）2v正（N2）=v逆（NH3）(1)(5)化学平衡状态的判断

化学平衡状态的判断

定温定容N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)H2(g)+I2(g)

2HI(g)①气体的总物质的量不变

②气体的总质量不变

③气体的总压强不变

④气体的密度不变

⑤气体的平均相对分子质量不变

⑥混合气体的颜色不变

⑦体系的温度不变（定容绝热）

√×××√×××√××√√√化学平衡状态的判断定温定容H2(g)+I2(s)

2HI(g)①气体的总物质的量不变

②气体的总质量不变

③气体的总压强不变

④气体的密度不变

⑤气体的平均相对分子质量不变

⑥混合气体的颜色不变

√√√√√×化学平衡状态的判断【例】下列说法中可以证明2HI(g)H2(g)+I2(g)（紫色）

已达到平衡状态的是___________。

①

单位时间内生成n

molH2的同时生成nmolHI

②

一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂

③反应速率v(H2)=v(I2)时

④

c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1时

⑤

温度和体积一定，容器内压强不再变化时

⑥

温度和体积一定，混合气体的颜色不再变化时

⑦

条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化时

⑧

温度和压强一定，混合气体的密度不再变化时②

⑥化学平衡状态的判断【例】在2L的密闭容器中，加入1molN2和3molH2，平衡时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求平衡时

①氮气的转化率、氨气的产率

②氨气的浓度

③氨气的体积分数

④起始时和平衡时的压强比起始浓度(mol/L)平衡浓度(mol/L)

变化浓度(mol/L)

0.51.500.20.20.30.10.41.2化学平衡计算的一般步骤:“三段式”1.控制化学反应条件的目的

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2.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等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）等化学反应条件的控制趋利避害，同时需要考虑控制条件形成的成本、实际操作的可行性煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉：

增大与空气中O2的接触面积，煤粉燃烧更充分，反应速率更快通入适当过量的空气：

增大O2浓度煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；

同时避免不充分燃烧，生成CO，造成环境污染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。为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件？化学反应条件的控制温度较低时氨的产率较高，但温度低时反应速率小，达到平衡需要的时间很长生产成本高压强越大，氨的产率越高，但对动力和生产设备的要求越高400~500℃10MPa~30MPa从速率和平衡的角度分析，为什么工业上通常采用400-500℃，10-30Mpa条件合成氨气？化学反应条件的控制【例】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)。(1)步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒(2)步骤②中“加压”可以加快反应速率(3)步骤②采用的压强是2×107Pa，因为在该压强下铁触媒的活性最大(4)步骤③，选择高效催化剂是合成氨反应的重要条件(5)目前，步骤