高中化学 2.3.2 化学反应的限度化学反应条件的控制同步课件 新人教版必修2.ppt

第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制 1 了解可逆反应的含义及其特征 2 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 3 初步了解化学反应达到平衡状态的标志 4 了解控制反应条件在生产和科研中的作用 1 可逆反应 1 概念 在同一条件下方向和方向均能进行的化学反应 2 特征 反应不能 或者在一定条件下反应物与生成物 化学反应限度 导学导练 正反应 逆反应 进行到底 同时存在 2 化学平衡状态 1 建立过程 如对于可逆反应2so2 o22so3 在一定温度下 将2molso2 g 和1molo2 g 通入一定体积的密闭容器中 其化学平衡建立的过程如图所示 反应开始时 正反应速率 原因是 逆反应速率 原因是 最大 反应物浓度最大 为0 生成物浓度为0 反应进行中 正反应速率的变化是 原因是 逆反应速率的变化是 原因是 反应一段时间 t1 后 正反应速率和逆反应速率的关系是 反应物的浓度 生成物的浓度 2 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 逐渐减小 反应物浓 度逐渐减小 逐渐增大 生成物浓度逐渐增大 大小 相等 不再改变 不再改变 温度 浓度 压强 可逆 正反应速率 逆反应速率 浓度 浓度 3 特征 等 v正v逆0 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 定 反应物的浓度和生成物的浓度 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 点拨化学反应速率改变 平衡不一定发生移动 如反应前后气体体积不变的反应增大压强或使用催化剂 正逆反应速率变化程度相同 v 正 v 逆 平衡不移动 平衡发生移动 化学反应速率一定发生改变 移动的根本原因是外界条件改变 使v 正 v 逆 判断正误 1 任何可逆反应都有一定的限度 2 化学反应达到限度时 正 逆反应速率相等 3 化学反应的限度与时间的长短无关 4 化学反应的限度是不可改变的 答案 1 2 3 4 1 化学反应条件的控制 1 目的 促进的化学反应 抑制的化学反应 2 基本措施 改变化学反应速率 改变反应体系的温度 物质的浓度 气体的压强 固体的表面积以及催化剂的合理使用等 改变可逆反应进行的限度 改变可逆反应体系的温度 物质的浓度 气体的压强等 化学反应条件的控制 导学导练 有利 有害 2 提高煤的燃烧效率 1 煤燃烧时 将煤块粉碎成煤粉增大 通入适当过量的空气使煤粉充分燃烧 生成co2 放出更多的热量 若空气不足 煤燃烧不完全 生成co 产生热量减少 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 与空气中o2的接触 面积增大 煤粉燃烧更充分 反应速率快 将燃烧后的废气通过热交换装置 供其他方面使用 防止热量散失 将煤块粉碎 经脱硫处理 在适当过量的空气中燃烧 这样处理的目的是 使煤充分燃烧 提高煤的利用率 减少so2的产生 避免造成 酸雨 减少有毒的co产生 避免污染空气 减少co2的产生 避免 温室效应 a b c d 解析煤块粉碎是为了提高煤的利用率 脱硫是为了减少so2的产生 过量空气是为了减少co的产生 答案a 要点一化学平衡状态 示例1 可逆反应 2no2 2no o2在体积固定的密闭容器中进行 达到平衡状态的标志是 单位时间内生成nmolo2的同时生成2nmolno2 单位时间内生成nmolo2的同时生成2nmolno 用no2 no o2表示的反应速率的比为2 2 1的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 a b c d 全部解析 中单位时间内生成nmolo2的同时必消耗2nmolno2 知v 正 v 逆 所以 能说明达到平衡状态 所描述的都是指正反应方向的速率 无法判断 无论达到平衡与否 物质的反应速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比 有色气体的颜色不变能够说明达到了化学平衡 因容器体积固定 密度是一个常数 所以 不能说明 该反应是一个反应前后气体体积不等的反应 容器的体积又固定 所以 均能说明达到平衡 答案a 化学平衡状态的判断1 直接标志 1 v 正 v 逆 同一种物质的生成速率等于消耗速率 在化学方程式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 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 2 各组分的浓度保持一定 各组分的浓度不随时间的改变而改变 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 2 间接标志 1 反应体系中的总压强不随时间的改变而变化 适用于反应前后气体体积不等的反应 2 混合气体的密度不随时间的改变而变化 适用于反应前后气体体积不等且无固体 液体参与或生成的反应 3 对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应 若体系中颜色不再改变 则反应达到平衡状态 4 全是气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应 平均相对分子质量保持不变 5 对同一物质而言 断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等 应用1 在一定温度下 反应h2 g i2 g 2hi g 达到化学平衡状态的标志是 a 单位时间内生成nmolh2 同时就有nmolhi生成b 单位时间内有nmolh2生成 同时就有nmoli2生成c 容器内气体的总压强不随时间的变化而变化d 1个h h键断裂的同时 有2个h i键断裂 解析选项a 生成h2是逆反应 生成hi是正反应 根据化学方程式中的化学计量数关系 如果正 逆反应速率相等 则生成nmolh2的同时应有2nmolhi生成 因此a选项并没有达到化学平衡 选项b 生成h2和生成i2均是逆反应 没有说明正反应速率 且不管平衡是否建立 只要反应进行 生成h2和i2的物质的量之比始终为1 1 因此b选项并不一定达到化学平衡 选项c 该反应前后气体总的物质的量保持不变 在其他条件一定时 反应从开始到反应达到平衡状态时 压强就一直保持不变 故气体总的压强不变不能说明反应已经达到平衡状态 选项d 断裂h h键是正反应 断裂h i键是逆反应 根据化学方程式的化学计量数关系 断裂1个h h键的同时 有2个h i键断裂 其正反应速率等于逆反应速率 因此d选项一定达到了化学平衡状态 答案d 答案b 解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时 一般需要写出化学方程式 列出起始量 变化量及平衡量 再根据题设其他条件和定律列方程求解 如 ma g nb g pc g qd g 起始 molab00转化 molmxnxpxqx平衡 mola mxb nxpxqx 注意 转化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例 这里a b可指物质的量 浓度 体积等 对反应物 平衡时的量 起始的量 转化的量 对生成物 平衡时的量 起始的量 转化的量 同时要注意差量法 守恒法等简单计算方法在化学平衡中的应用 应用2 在容积可变的密闭容器中 2moln2和8molh2在一定条件下发生反应 达到平衡时 h2的转化率为25 则平衡时氮气的体积分数接近于 a 5 b 10 c 15 d 20 解析达到平衡时 h2转化的物质的量为8mol 25 2mol 在一定条件下 n2与h2发生反应 答案c 1 化学平衡状态的标志 v 正 v 逆 反应体系中同一物质的消耗速率和生成速率相等 平衡混合物中各组成成分的含量保持不变 各组分的物质的量浓度 质量分数 物质的量分数 体积分数 有气体参加的可逆反应 反应物的转化率等保持不变 2 化学平衡的简单计算在进行有关计算时常用 三段式 法 即先列出反应物 生成物的初始量 转化量 平衡量 再根据相关关系列方程式求解 特别注意 凡是气体的压强变化 密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能进行相关计算 一化学平衡状态的理解与判断1 可逆反应达到化学平衡状态的重要特征是 a 反应停止了b 正 逆反应的速率都为0c 正 逆反应都还在进行d 正 逆反应的速率相等且不为0答案d 2 在一定温度下的恒容密闭容器中 能说明反应x2 g y2 g 2xy g 已达到平衡的是 a 容器内的总压强不随时间变化b 容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化c xy气体的物质的量分数不变d x2和y2的消耗速率相等 解析该反应的特点 一是可逆反应 二是反应前后气体体积相等 根据气体压强之比等于气体物质的量之比推断 该反应在整个反应过程中总压强是不变的 a不能说明该反应已经达到平衡 同理推断 容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间变化而变化 b不能说明该反应已经达到平衡 x2和y2的化学计量数相等且均为反应物 其消耗速率始终相等 答案c 3 下列说法中不正确的是 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 这个反应的正反应速率和逆反应速率相等c 可以通过控制反应条件 使2molso2与1molo2反应生成2molso3d 化学反应的限度可以通过改变条件来改变 解析对于可逆反应 达到平衡状态时 正 逆反应速率相等 反应物的转化率最大 a b项正确 2so2 o2 2so3是可逆反应 无论怎样控制条件 反应物的转化率不可能达到100 即2molso2与1molo2反应不会生成2molso3 c项错 化学反应的限度可通过改变条件 如温度 压强等来改变 d项正确 答案c 二化学反应条件的控制4 下列说法不正确的是 a 化石燃料在任何条件下都能充分燃烧b 化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的co so2等有害气体c 直接燃烧煤不如将煤进行深加工后燃烧效果好d 固体煤变为气体燃料后 燃烧效率将更低 解析化石燃料只有在适当的温度和有足量氧气存在的情况下才能充分燃烧 化石燃料不经处理直接燃烧可产生co so2等有害气体 化石燃料 煤 经深加工后变为气体燃料 不仅减少so2的排放 而且能提高燃烧效率 所以a d选项的说法是错误的 故答案为ad 答案ad 三化学平衡简单计算5 将等物质的量的