高中化学 第二章 第三节 第2课时 化学反应的限度及其应用课件 新人教版必修2.ppt

第2课时 化学反应的限度及其应用 1 有些反应可以进行到底 如酸碱中和反应 而有些反应不能进行到底 如 任举 一例 合成氨 或接触法制硫酸 合理即可 2 下列气体溶于足量的水会发生化学反应 且完全转化为 其他物质的是 a hclc nh3 b co2d no2 解析 hcl溶于水完全电离 转化为h 和cl 但未发生化学反应 co2溶于水 会发生化学反应 co2并未完全转化 与co2类似的还有so2 nh3溶于水 大部分转化为nh3 h2o 但仍有少量的nh3存在 no2则与水完全反应 3no2 h2o 2hno3 no d 3 试写出化学必修1中涉及的可逆反应 写出三个 so2 h2o h2so3 催化剂 2so2 o2 2so3 nh3 h2o nh3 h2o 烧状况改变的是 4 天然气在燃烧室内充分燃烧的情况下 以下措施对其燃 c a 尽量降低天然气和空气的混合程度b 只将空气改为氮气c 适当提高空气的通入速度d 提高天然气通入速度 将空气改为纯氧 一 化学反应的限度1 可逆反应 1 定义 正反应方向 逆反应方向 在同一条件下 和 都能同时进行的化学反应 2 特点 同一条件 同一时间 二同 反应不能进行到底 无论进行多长时间 反应物都不能完全转化为生成物 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在一定条件下反应的化学方程式为 2so2 o2 2so3 2 化学反应的限度 化学平衡 1 化学平衡的建立 减小 0 增大 反应开始时 v 正 最大 v 逆 为 0 反应过程中 反应物浓度逐渐减小 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 物各组分浓度不再改变 等于 或 化学平衡建立过程中速率的变化图象 图2 3 1 2 概念 正反应速率 逆反应速率 浓度 当一个可逆反应进行到 和 相等时 反应物和生成物的 不再改变 达到一种表面静止的状态 称为 简称 这就是这 个反应所能达到的限度 化学平衡状态 化学平衡 二 化学反应条件的控制1 控制反应条件的意义 1 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 2 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 例如 燃料充分燃烧的意义 使有限的能量发挥最大的作用 节约能源 降低污染的程度 2 提高燃料燃烧效率的措施 充分燃烧 1 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 2 尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能 提高热能 的 利用率 充分地接触 适当过量 化学平衡状态的特征 1 逆 化学平衡研究的对象是可逆反应 化学平衡状态只存在于 可逆反应中 2 动 达到平衡状态的可逆反应 从表面看好像停止了 但从本质上 微观上看 化学反应并没有停止 只不过是正反应速率等于逆反应速率且不等于零 各种物质的浓度变化为零而已 因此化学平衡是一种动态平衡 对于具体的反应 如n2 3h2 3 等 化学平衡的实质是正 逆反应速率相等 即同一物质的消耗速率与生成速率相等 即v 正 v 逆 高温 高压 催化剂 2nh3 v 正 v 逆 可以有多种表述 单位时间内 有amoln2反应掉 同时有amoln2生成 单位时间内 有3amolh2反应掉 同时有2amolnh3反应掉 单位时间内 有6amolh h键断裂 同时有6amolh h键生成 单位时间内 有amoln2生成 同时有2amolnh3生成 4 定 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 各物质的质量 各物质的物质的量以及各物质的质量分数和各物质的百分含量都保持一定 5 变 化学平衡是在一定条件下建立的 平衡是相对的 有条件的 当改变影响化学平衡的外界条件时 原化学平衡就会被破坏 在新的条件下会建立新的化学平衡 即化学平衡发生移动 化学平衡状态的判断1 直接判断法 1 体系中各组分的物质的量浓度 体积分数 物质的量分数保持不变 2 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 3 依据v 正 v 逆 判断反应达到平衡状态 cc dd为例 其反应速率v 正 以可逆反应aa bbv 逆 分别有4种表示方式 v 正 v a 消耗 v b 消耗v c 生成v d 生成 v 逆 v a 生成 v b 生成v c 消耗v d 消耗 随时间而变化 如2so2 g o2 g 2 间接判断法 1 反应前后气体分子数可变的可逆反应 体系的压强不再催化剂 2so3 g 2 反应前后气体分子数可变的可逆反应 体系的平均相对分子质量不再随时间变化而变化 如n2 g 3h2 g 2nh3 g 3 对于有颜色物质参加或生成的可逆反应 体系的颜色不 再随时间而变化 如2no2 g n2o4 g 4 体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化 化学平衡状态的理解与判断 例1 2011年广东揭阳检测 一定温度下在容积恒定的密闭 容器中 进行如下可逆反应 a s 2b g 列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是 c g d g 下 混合气体的密度不再变化时 容器内气体的压强不再 变化时 混合气体的总物质的量不再变化时 b物质的量 浓度不再变化时 当v正 c v逆 d 时 当v正 b 2v逆 c a b c d 只有 解析 由于a是固体 混合气体的密度不再发生变化 说明混合气体总质量保持不变 反应达到化学平衡 由于该可逆反应反应前后气体分子总数保持不变 压强不变无法判断反应是否处于化学平衡 同 也无法判断 可以判断该 反应处于化学平衡态 v正 v逆表明该可逆反应达到化学 平衡态 答案 a 1 2011年广东梅州检测 双选 已知n2 g 3h2 g 2nh3 g 现向一密闭容器中充入1moln2和3molh2 在高温 高压和催化剂存在条件下发生反应 下列有关说法正确 的是 ad a 在反应开始后的任何时刻 3v n2 v h2 b 达到化学平衡状态时 正反应和逆反应的速率都为0c 达到化学平衡状态时 容器中n2 h2和nh3的物质的量之比为1 3 2d 达到化学平衡状态时 n2 h2和nh3的物质的量浓度不再变化 2 2011年广东汕头检测 一定条件下 在密闭容器中 能 表示反应x g 2y g 2z g 一定达到化学平衡状态的是 c x y z的物质的量之比为1 2 2 x y z的浓度不再发生变化 容器中的压强不再发生变化 单位时间内生成nmolz 同时生成2nmoly a c b d 化学平衡计算的 三段式 例2 x y z三种气体 取x和y按1 1的物质的量 之比混合 放入密闭容器中发生如下反应 x 2y 2z 达 到平衡后 测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总 物质的量之比为3 2 则y的转化率最接近于 a 33 b 40 c 50 d 65 答案 d 3 将等物质的量的a b混合于2l的密闭容器中 发生 反应 3a g b g xc g 2d g 经4min后测得d的浓 度为0 5mol l c a c b 3 5 以c表示的平均速率v c 0 125mol l min 下列说法正确的是 a 以b表示的平均反应速率为v b 0 13mol l min b 4min时 a的物质的量为0 75molc 该反应方程式中 x 3d 4min时 a的转化率为50 答案 d 解析 经计算得v d 0 125mol l min 由化学反应速率之比等于化学计量数之比 可知2v b v d a错 v c v d 说明x 2 c错 n c c v 1mol 则 n a 1 5mol n b 0 5mol 设反应起始时n a n b a 由4min后n a n b 3 5可求得a 3mol 4min时a的转化率为50 b错误 d正确 4 在一定的温度下 将100ml氢气和氮气的混合气体充入等压密闭容器中进行反应 达到平衡时维