6.2.2化学反应的限度课件高一下学期化学人教版22

第二节化学反应的

速率与限度第3课时化学反应的限度第六章化学反应与能量学习目标1.了解可逆反应；2.理解化学平衡状态和学会平衡状态的判断；3.了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。情景导学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+O2

CO2点燃C+CO22CO高温Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温课本48页

科学史话思考：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

由上可知可逆反应进行得不完全，正、逆向反应同时同条件进行。化学反应物不可能全部转化为生成物，存在一定的化学反应限度。

在相同条件下，能同时正反应方向方向和逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。这些可逆反应不能进行到底，只能进行到一定的限度。----化学反应的限度催化剂高温、高压N2+3H22NH3NH3+H2ONH3·H2O2SO2+O22SO3催化剂△SO2+H2OH2SO3H2+I22HI△一、可逆反应同一条件下表示方法：书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“”。反应物不能完全(100%)转化为生成物特点：正、逆反应能量转化的类型相反，但数值相等正反应：放热逆反应：吸热可逆反应的特点：2.14CO2+C2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有

。N2+3H22NH3催化剂高温高压2SO2+O22SO3催化剂高温Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2放电充电2H2O2H2↑+O2↑电解点燃14CO2、14C、14CO1.以下几个反应是否是可逆反应？为什么？2.500℃时，将2molN2和2.25molH2充入体积为10L的恒容密闭容器中，反应达到平衡时，NH3的浓度不可能是(

)A.0.1mol·L－1

B.0.12mol·L－1 C.0.05mol·L－1

D.0.16mol·L－1D

时间（min)/浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9某温度和压强下的密闭容器中，2SO2+O22SO3△催化剂1.反应物能否完全转化为产物？2.此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度?3.达到反应限度时该反应是否停止了？二、化学平衡的建立过程（1）开始阶段开始时c(SO2)、c(O2)大，

c(SO3)＝0反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0只有正反应，v(逆)=0（2）瞬间过后瞬间后c(SO2)、c(O2)变小,

c(SO3)≠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)

（3）一定时间段内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。反应速率t1时间（t）0v(正)v(逆)v(正)=v(逆)

≠0化学平衡状态V-t图非化学平衡状态1)

0~t1

:v(正)____v(逆)2)

t1后:v(正)____v(逆)＞=V时间tV正V逆V正=V逆反应速率达到平衡0t1

可逆反应中：当正反应速率和逆反应速率相等，反应中各组分的浓度保持不变，达到一种表面静止的状态，则为“化学平衡状态”。加入反应物后：前提实质标志三、化学平衡状态可逆反应ν(正)=ν(逆)逆等动≠01、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，平衡移动，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。D3.可逆反应达到平衡的重要特征（）A.反应停止了B.正、逆反应速率都为零C.反应物和生成物的浓度相等D.正、逆反应的速率相等①速率:ν正(A)=ν逆(A)同一物质:ν生成(A)=ν消耗(A)1)直接标志四、化学平衡状态的判断不同物质，

≠0①表示两个不同的方向。

②v正(A):v逆(B)=化学计量数之比⑤单位时间内有2molSO2生成，同时有_____O2

______2mol2mol1mol2mol生成消耗生成标志一：v正=v逆≠0①单位时间内有2molSO2消耗，同时有2molSO2生成；②单位时间内有2molSO3生成，同时有_____SO3消耗；③单位时间内有2molSO2生成，同时有_____SO3______;④单位时间内有1molO2生成，同时有____SO3______;1.可逆反应达到平衡的标志2SO2+O22SO3催化剂△同一物质不同物质直接依据：相同物质看正逆、不同物质成比例N2+3H22NH31molN≡N键断裂的同时，有6molN－H键断裂1molN≡N键断裂的同时，有6molN－H键形成N2的消耗速率与N2的生成速率

N2的消耗速率与NH3的

速率之比等于———H2的生成速率与NH3的

速率之比等于———相等消耗1:23:2生成达到平衡的标志是:v(H2)：

v(N2)=3:1可否判断反应达平衡？不可以！！！因为任何时刻速率比都等于系数比②

各成分的含量保持不变各组分的物质的量n

或

物质的量分数保持不变各组分的质量m

或

质量分数保持不变各气体的体积V

或体积分数保持不变各组分的物质的量浓度m

或

质量分数保持不变（注意不是相等，也不是成一定的比值）特例：只有生成物有气体时，体积分数始终不变，不是变量标志二：变量不变标志二：“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)为例若m+n≠p+q若m+n=p+q若各物质均为气体m总为定值n总为变量M为变量M不变时，即为平衡状态n总为定值M为定值M不变时，不一定为平衡状态若有非气体参与m总为变量M为变量M不变时，即为平衡状态2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，当平均相对分子质量不变时，_______是化学平衡状态H2(g)+I2(g)2HI(g)当平均相对分子质量不变时，_______是化学平衡状态1.一定不一定2.

C(s)+O2(g)CO2(g)当平均相对分子质量不变时，_______是化学平衡状态

CO2(g)+C(s)2CO(g)当平均相对分子质量不变时，_______是化学平衡状态一定一定标志二：“变量”不变气体密度ρρ=m总V容器若各物质均为气体m总为定值以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例①恒容ρ为定值ρ不变时，不一定为平衡状态若m+n≠p+q若m+n=p+qV容器为变量ρ为变量V容器为定值ρ为定值量②恒压ρ不变时，一定为平衡状态ρ不变时，不一定为平衡状态标志二：“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ρm总为变量若有非气体参与恒压或是恒容ρ为变量ρ不变时，一定为平衡状态以mA(g)+nB(S)pC(g)+qD(g)为例1.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，恒容条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态

恒压条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态

2.H2(g)+I2(g)2HI(g)恒容条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态恒压条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态不一定一定不一定不一定标志二：“变量”不变混合气体总压强PV=nRT

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。恒容、恒温条件下：C(s)+O2(g)CO2(g)

当体系总压强不变时，_______是化学平衡状态CO2(g)+C(s)2CO(g)当体系总压强不变时，_______是化学平衡状态2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，当体系总压强不变时，_______是化学平衡状态H2(g)+I2(g)2HI(g)当体系总压强不变时，_______是化学平衡状态不一定一定一定不一定2)间接标志：一定为平衡状态

体系颜色、温度(绝热体系)保持不变H2+I22HI△红棕色2NO2

N2O4(1)1molN2和3molH2在一定条件下可完全生成2molNH3(

)(2)在一定条件下，一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应所能达到的最大限度(

)(3)化学反应在一定条件下建立平衡状态时，化学反应将会停止(

)(4)一定条件，可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率(

)(5)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等(

)(6)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等(

)1.判断题2.在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体，发生如下反应：X(g)＋2Y(g)

2

Z(g)，不能作为反应达到化学平衡状态标志的是()

A.单位时间内生成和消耗的X的物质的量相等B.容器内各物质的浓度不随时间变化C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2D.单位时间消耗0.1molX的同时消耗0.2molZC反应物和生成物的浓度都不再改变（注意不是相等）3.某恒容密闭容器中有反应2NO22NO＋O2,达到平衡的是（）A、单位时间内生成nmolO2同时生成2nmolNO2B、单位时间内生成nmolO2同时生成2nmolNOC、c(NO2):c(NO):c(O2)=2:2:1D、混合气体的颜色不再改变E、混合气体的密度不再改变F、混合气体的平均相对分子质量不再改变H、混合气体个组分的体积分数不再改变ADEFHM=m总n总ρ=m总V比值不行NO2红棕色以下情况可作为反应达到平衡的标志的是①反应混合物中各气体的体积分数②混合气体的颜色不再改变③混合气体的密度不再改变④混合气体的压强不再改变反应1：反应2：4.在两个恒容密闭容器中进行如下两个反应反应1：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)（NO2红棕色）反应2：H2(g)+I2(g)2HI(g)（I2紫色）⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变①②④⑤①②①速率:ν正(A)=ν逆(A)同一物质:ν生成(A)=ν消耗(A)1)直接标志②

各成分的含量保持不变

颜色、温度(绝热体系)保持不变2)间接标志：各成分的m、n、浓度C、气体体积及其百分含量、反应物的转化率保持不变3)其他可能的标志：不同物质，v正(A):v逆(B)=化学计量数之比根据具体情况分析变量不变小结：化学平衡判断标志总压强、总物质的量、混合气体的平均摩尔质量

、体系密度等五、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？

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。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。趋利避害！1．控制反应条件的意义

促进有利的化学反应（即原料的利用率）提高反应速率提高反应物的转化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五、化学反应条件的控制2．反应条件的控制、

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。基本措施基本措施改变反应速率改变反应限度改变温度、浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等改变温度、浓度、气体的压强等实际案例催化剂高温、高压N2+3H22NH3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越高常用温400℃~500℃常用压强10~30Mpa2．反应条件的控制、

正反应放热逆反应吸热※

空气的通入量要适当，否则过量的空气会带走部分热量，

同样会造成浪费。【思考与讨论】为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧的反应条件？粉末状（接