高中化学 2.3.2 化学反应的限度以及反应条件的控制课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 化学 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修2 化学反应与能量 第二章 第三节化学反应的速率和限度 第二章 第2课时化学反应的限度以及反应条件的控制 第二章 在以前的学习中 我们所接触的化学反应进行得一般都很完全 如镁条燃烧后只剩下白色的氧化镁 金属钠与水反应后最终得到澄清的溶液 那么 是不是所有的化学反应都能进行得很完全呢 炼制1t生铁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 且从高炉炉顶出来的气体中含有没有被利用的co气体 开始 炼铁工程师们认为是co与铁矿石接触不充分之故 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的比例竟然没有改变 这成了炼铁技术中的科学悬念 有关人士一直在研究其中的原因 直到19世纪下半叶 法国科学家勒夏特列经过深入的研究 这一谜底才得以揭开 你知道这是为什么吗 学习目标1 认识可逆反应及其特征 2 了解并会判断化学平衡状态 初步了解化学反应条件的控制 新知预习1 可逆反应 1 定义 在同一条件下 和 均能进行的化学反应 2 特点在 正向反应 反应物 生成物 和逆向反应 生成物 反应物 正反应方向 逆反应方向 同一条件下 同时进行 3 表示书写可逆反应的化学方程式时不用 而用 例如 so2和o2反应的化学方程式为 2 化学平衡状态 化学平衡 1 化学平衡的建立 反应开始时 v 正 最大 v 逆 为 反应过程中 反应物浓度逐渐减少 v 正 逐渐 生成物浓度逐渐增大 v 逆 从 开始逐渐 反应达到平衡时 v 正 v 逆 反应物和生成物各组分浓度 0 减小 0 增大 不再改变 2 概念在一定条件下 当一个 反应进行到 和 相等 反应物和生成物的浓度不再改变时的状态 3 控制化学反应条件的意义通过化学反应条件的控制 改变化学反应 和化学反应的 促进对人类有利的化学反应 抑制有害的化学反应 可逆 正反应速率 逆反应速率 速率 限度 4 提高煤的燃烧效率 的研究 1 燃料燃烧的条件 燃料与 或氧气接触 温度达到燃料的 2 影响煤燃烧效率的条件 煤的状态 空气用量 炉 灶 膛材料的选择 燃烧后烟道废气中热量的利用 空气 着火点 3 提高燃料燃烧效率的措施 尽可能使燃料 提高能量的转化率 关键是燃料与空气或氧气尽可能 且空气要 尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热量 提高 充分燃烧 充分接触 适当过量 热能的利用率 自主探究1 判断一个可逆反应达到平衡状态的标志是什么 提示 正 逆反应速率相等 反应物和生成物的浓度不再发生变化 或各物质的百分含量不再发生变化 2 何为化学平衡移动 哪些外界条件的改变对化学平衡移动有影响 提示 当外界条件改变时原来的化学平衡被破坏 在新的条件下建立起新的化学平衡 即发生化学平衡的移动 影响化学平衡移动的因素主要有温度 浓度 压强等 催化剂不影响平衡移动 化学反应的限度 思维导图 教材点拨 3 特点 正反应 逆反应同时进行 正反应 逆反应发生的条件相同 正反应或逆反应不可能进行到底 正反应 逆反应方向的热效应相反 2 化学平衡 化学反应的限度 1 化学平衡状态的建立将某反应的反应物装入密闭容器 反应中正 逆反应速率变化情况如图所示 2 化学平衡状态如果外界条件不发生变化 当化学反应进行到一定程度时 正反应速率与逆反应速率相等 反应物的浓度与生成物的浓度不再改变 达到一种表面静止的状态 我们称为 化学平衡状态 简称化学平衡 如何理解v 正 v 逆 例 一定条件下 可逆反应n2 3h2 2nh3 对该可逆反应 表示正 逆反应速率可以用n2或h2或nh3来表示 a 单位时间内 有1moln2反应掉 同时有1moln2生成 b 单位时间内 有3molh2反应掉 同时有2molnh3反应掉c 单位时间内 有6molh h键断裂 同时有6molh h键生成d 单位时间内 有1moln2生成 同时有2molnh3生成以上均表示v 正 v 逆 如何理解 反应物和生成物的浓度不再改变 反应物的浓度和生成物的浓度不再改变 即反应物和生成物中各物质的浓度保持一定 各物质的质量保持一定 各物质的物质的量保持一定 各物质的质量分数也保持一定 3 化学平衡状态的特征 五字诀 化学平衡状态的特征概括为 逆 等 动 定 变 即 温馨提示 化学反应的限度 或化学平衡状态 研究对象为可逆反应 且要求在一定条件下 如恒温恒容或恒温恒压 化学反应限度的本质 v 正 v 逆 0 可理解为同一物质的生成速率等于其消耗速率 如果不是同一物质的速率 应依据化学计量数转化为同一物质速率 化学反应限度的宏观特征 反应物和生成物的浓度不再变化 应理解为 物质的量浓度一定 组成成分的百分含量一定 反应体系的压强一定 反应前后气体体积相等的除外 混合气体的平均相对分子质量一定等 不能理解为各组成成分的含量或浓度相等 通常情况下平衡时各组成成分的含量或浓度是不相等的 4 化学平衡状态的判断依据 直接判定依据 v 正 v 逆 具体含义 a 同一物质 生成速率等于消耗速率 b 不同的物质 化学反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比 但必须是不同方向的速率 间接判定依据 各组分的浓度保持不变 具体 a 各组成成分的质量 物质的量 分子数 物质的量浓度保持不变 b 各组成成分的质量分数 物质的量分数 气体的体积分数保持不变 温馨提示 平衡时各组分的浓度保持不变 不是浓度相等 也不是等于化学计量数之比 换言之 若反应一段时间后 各组分的浓度相等或正好等于化学计量数之比 则反应不一定达到平衡状态 2014 昆明官渡区第二中学检测 在一定条件下 使no和o2在一密闭容器中进行反应2no o2 2no2 下列说法中不正确的是 a 反应开始时 正反应速率最大 逆反应速率为零b 随着反应的进行 正反应速率逐渐减小 最后为零c 随着反应的进行 正反应速率逐渐减小 逆反应速率逐渐增大d 随着反应的进行 逆反应速率逐渐增大 最后比正反应速率还大 典例透析 解析 反应开始时 反应物浓度最大 正反应速率最大 生成物浓度为零 逆反应速率为零 a正确 随着反应的进行 反应物浓度逐渐减小 正反应速率逐渐减小 生成物的浓度逐渐增大 逆反应速率逐渐增大 但可逆反应不能进行到底 故反应速率不能为零 b错误 c正确 可逆反应达到平衡状态时正逆反应速率相等 d错误 答案 bd 2014 昆明官渡区第二中学检测 对一定温度下的恒容容器中的可逆反应a g 3b g 2c g 下列叙述不能作为平衡标志的是 c的生成速率与c的分解速率相等 单位时间内生成amola 同时生成3amolb a b c的浓度不再变化 a b c的压强不再变化 混合气体的总压强不再变化 混合气体的物质的量不再变化 单位时间内消耗amola 同时生成3amolb a b c的分子数之比为1 3 2 a b c d 解析 单位时间内生成a 生成b表示的都是逆反应方向 故 不是作为反应达到平衡的标志 可逆反应达到平衡时 各成分的浓度保持不变 并非等于化学计量数之比 故 不是作为反应达到平衡的标志 答案 a 1 2014 衡阳市八中高一联赛 下列关于反应限度的叙述不正确的是 a 反应限度是一种平衡状态 此时反应已经停止b 达到平衡状态时 正反应速率和逆反应速率相等c 达到平衡状态时 反应物和生成物浓度都不再改变d 达到平衡状态时 反应物的转化率已经最大答案 a 变式训练 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态a b c d 答案 a点拨 单位时间内生成o2 生成no表示的都是正反应方向 不能作为达到平衡状态的标志 反应速率之比在达到平衡状态前后都等于化学计量数之比 不能作为达到平衡状态的标志 反应在恒容器中进行反应 气体总质量不变 反应前后气体的密度不变 不能作为达到平衡状态原标志 化学反应条件的控制 思维导图 1 控制化学反应条件的目的化学反应有的快 有的慢 有的进行程度大 有的进行程度小 有的对我们有利 有的对我们不利 控制反应条件 促进有利的化学反应 提高反应物的转化率即原料的利用率 加快反应速率等 抑制有害的化学反应 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 使化学反应向着对我们有利的方向转化 教材点拨 2 控制化学反应条件的基本措施 1 通过改变反应物的温度 溶液浓度 气体压强 或浓度 固体表面积以及催化剂的使用等 改变化学反应的速率 2 通过改变可逆反应体系的温度 溶液浓度 气体压强 或浓度 等 改变可逆反应进行的限度 3 以 提高煤的燃烧效率 为例 分析化学反应条件该如何选择 我国锅炉燃煤采用沸腾炉逐渐增多 采用沸腾炉好处在于 a 增大煤炭燃烧时的燃烧热 并形成清洁能源b 减少炉中杂质气体 如so2等 的形成c 提高煤炭的热效率并减少co的排放d 使得燃料燃烧充分 从而提高燃料的利用率 典例透析 解析 由于大块的固体燃料与空气接触有限 燃烧不够充分和完全 使燃料燃烧产生的热量减少 浪费资源 还会产生大量的co等气体 危害人体健康 采用沸腾炉是将固体燃料粉碎 增大燃料与空气的接触面积 提高燃烧效率 同时 又能防止煤炭不充分燃烧产生的co污染大气 但由于煤炭没有经过去硫处理 所以 不能减少so2气体的产生 答案 cd 3 下列措施 能使煤炭燃烧更充分 提高热能利用率的是 a 多加煤以使炉火更旺b 把煤炭做成大煤球c 把煤中掺和一些黄泥做成蜂窝煤d 把煤粉碎 在煤粉燃烧器中燃烧 变式训练 答案 d点拨 a项中只会增加煤的用量 不会使煤炭燃烧充分 也不能提高热能的利用率 b c项无论从煤的粉碎程度 还是空气用量上都比不上d项 1 2014 昆明官渡区第二中学检测 下列关于可逆反应的说法中正确的是 a 可逆反应就是既能向正反应方向进行 又能向逆反应方向进行的化学反应b 在催化剂的作用下 二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时 三氧化硫又分解生成二氧化硫和氧气 因此该反应是可逆反应c 对于合成氨的反应 如果调控好反应条件 可使一种反应物的转化率达到100 d 碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳 氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙 因此这两个反应是可逆反应答案 b点拨 可逆反应是指在相同条件下 能同时向正 逆反应方向进行的反应 可逆反应强调两点 相同条件和同时双向进行 b正确 a项中没有说明相同条件和同时进行 c项 由于是可逆反应 所以其反应物的转化率不可能达到100 d项中的两组反应 由于反应条件不同 不能称为可逆反应 错误 2 2014 安阳一中高一下学期二次考试 下列关于化学反应限度的说法中不正确的是 a 当一个可逆反应达到平衡状态时 就是此反应在该条件下达到的限度b 当可逆反应进行到平衡状态时 那么这个反应的正向反应速率和逆向反应速率相等c 平衡状态是一种静止的状态 因为反应物和生成物的浓度已经不再改变d 化学反应的限度可以通过改变条件而改变答案 c 点拨 平衡状态是一种动态的 反应并没有停止 只是正反应速率和逆反应速率相等 各物质的浓度不变的状态 c项不正确 答案 d点拨 因为此反应是可逆反应 在一定条件下可同时向正 逆反应方向进行 向正反应方向进行时使so3中含有18o 向逆反应方向 含有18o的so3分解 就可能使so2中含有18o 所以d正确 4 2014 襄 宜四市高一期中 在一定温度下的定容容器中 发生反应 2a g b s c g d g 下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是 混合气体的压强不变 混合气体的密度不变 c g 的物质的量浓度不变 容器内a c d三种气体的浓度之比为2 1 1 单位时间内生成nmolc 同时生成nmold 单位时间内生成nmold 同时生成2nmola a b c d 答案 c点拨 在恒容条件 此反应为前后气体体积相等的反应 在达到平衡状态前后体系的压强不变 不能作为平衡状态的判断标志 容积固定 因为此反应有固体参与 气体密度不变说明气体总质量不变 说明此反应达到平衡状态 可作为平衡状态的判断标志 c g 的浓度不变说明生成c g 和消耗c g 的量相等 说明反应达到平衡状态 能作为平衡状态的判断标志 反应达到平衡状态 a c d三种气体浓度不变 并非等于化学计量数之比 不能作为平衡状态的判断标志 单位时间内生成c 同时生成d都是正反应方向 故 不能作为平衡状态的判断标志 单位时间内生成nmold 同时生成2nmola 说明反应同时向正 逆反应方向进行 生成d和a又符合化学计量数之比 能作为平衡状态的判断标志 由以上分析知c项正确 答案 bc 怎样探究温度如何影响二氧化氮和四氧化二氮的化学平衡 温馨提示 本题实质上是考查温度对化学平衡的影响 请将反应的特点和平衡的移动联系起来 因此在考虑问题时要找出它们的联系 条件改