化学反应的速率和限度2

1、成才之路成才之路 化学化学路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 必修必修 化学反应与能量化学反应与能量第二章第二章第三节化学反应的速率和限度第三节化学反应的速率和限度第第2课时化学反应的限度以及反应条件的控制课时化学反应的限度以及反应条件的控制第二章第二章新知识新知识预习探究预习探究2新思维新思维名师讲堂名师讲堂3新考题新考题随堂自测随堂自测4新视点新视点专家博客专家博客6新提升新提升达标作业达标作业5新情境新情境激趣入题激趣入题1新情境新情境激趣入题激趣入题炼制炼制1 t生铁所需焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式生铁所需焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式

2、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气体。开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分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，高炉尾气中的增高后，高炉尾气中的CO的比例竟然没有改变。这成了炼铁的比例竟然没有改变。这成了炼铁技术中的科学悬念。技术中的科学悬念。有关人士一直在研究其中的原因，直到有关人士一直在研究其中的原因，直到19世纪下半叶，法世纪下半叶，法国科学家勒夏特列经过深入的研究，这一谜底

3、才得以揭开。你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？知道这是为什么吗？新知识新知识预习探究预习探究学习目标学习目标1认识可逆反应及其特征。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。的控制。新知预习新知预习1可逆反应可逆反应(1)定义：在同一条件下定义：在同一条件下_和和_均能进均能进行的化学反应。行的化学反应。正反应方向正反应方向 逆反应方向逆反应方向 (2)特点特点在在_，正向反应，正向反应(反应物反应物生成物生成物)和逆向反和逆向反应应(生成物生成物反应物反应物)_。(3)表

4、示表示书 写 可 逆 反 应 的 化 学 方 程 式 时 不 用书 写 可 逆 反 应 的 化 学 方 程 式 时 不 用 “ = = = ” 而 用而 用“_”。例如：例如：SO2和和O2反应的化学方程式为：反应的化学方程式为：_。同一条件下同一条件下 同时进行同时进行 2化学平衡状态化学平衡状态化学平衡化学平衡(1)化学平衡的建立化学平衡的建立反应开始时：反应开始时：v(正正)最大，最大，v(逆逆)为为_。反应过程中：反应物浓度逐渐减少反应过程中：反应物浓度逐渐减少v(正正)逐渐逐渐_，生成物浓度逐渐增大，生成物浓度逐渐增大v(逆逆)从从_开始逐渐开始逐渐_。反应达到平衡时：反应达到平衡时

5、：v(正正)_v(逆逆)，反应物和生成，反应物和生成物各组分浓度物各组分浓度_。(2)概念概念在一定条件下，当一个在一定条件下，当一个_反应进行到反应进行到_和和_相等，反应物和生成物的浓度不再改变时的状态。相等，反应物和生成物的浓度不再改变时的状态。0 减小减小 0 增大增大 不再改变不再改变 可逆可逆 正反应速率正反应速率 逆反应速率逆反应速率 3控制化学反应条件的意义控制化学反应条件的意义通过化学反应条件的控制，改变化学反应通过化学反应条件的控制，改变化学反应_和化学和化学反应的反应的_，促进对人类有利的化学反应，抑制有害的化，促进对人类有利的化学反应，抑制有害的化学反应。学反应。4“提

6、高煤的燃烧效率提高煤的燃烧效率”的研究的研究(1)燃料燃烧的条件燃料燃烧的条件燃料与燃料与_或氧气接触；或氧气接触；温度达到燃料的温度达到燃料的_。速率速率 限度限度 空气空气 着火点着火点 (2)影响煤燃烧效率的条件影响煤燃烧效率的条件煤的状态；煤的状态；空气用量；空气用量；炉炉(灶灶)膛材料的选择；膛材料的选择；燃烧后烟道废气中热量的利用。燃烧后烟道废气中热量的利用。(3)提高燃料燃烧效率的措施提高燃料燃烧效率的措施尽可能使燃料尽可能使燃料_，提高能量的转化率。关键是燃，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能料与空气或氧气尽可能_，且空气要，且空气要_。尽可能充分地利用燃料燃烧所释

7、放出的热量，提高尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热量，提高_。充分燃烧充分燃烧 充分接触充分接触 适当过量适当过量 热能的利用率热能的利用率 自主探究自主探究1判断一个可逆反应达到平衡状态的标志是什么？判断一个可逆反应达到平衡状态的标志是什么？提示：提示：正、逆反应速率相等；反应物和生成物的浓度不再正、逆反应速率相等；反应物和生成物的浓度不再发生变化发生变化(或各物质的百分含量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？移动有影响？提示：提示：当外界条件改变时原来的化学平衡被破坏，在新

8、的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。平衡移动。新思维新思维名师讲堂名师讲堂化学反应的限度化学反应的限度(3)特点特点正反应、逆反应同时进行。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、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。正反应、逆反应方向的热效应相反。2化学平衡化学平

9、衡化学反应的限度化学反应的限度(1)化学平衡状态的建立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：变化情况如图所示：(2)化学平衡状态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，我们称为浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，我们称为“化学平化学平衡状态衡状态”，简称化学平衡。，简称化学平衡。如何理

10、解如何理解“反应物和生成物的浓度不再改变？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。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化学平衡状态的特征“五字诀五字诀”化学平衡状态的特征概括为：逆、等、动、定、变，即：化学平衡状态的特征概括为：逆、等、动、定、变，即：温馨提示：温馨提示：化学反应的限度化学反应的限度(或化学平衡状态

11、或化学平衡状态)研究对象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。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：化学反应限度的本质：v(正正)v(逆逆)0，可理解为同一物质，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。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

12、压强一定度一定；组成成分的百分含量一定；反应体系的压强一定(反反应前后气体体积相等的除外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；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。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化学平衡状态的判断依据直接判定依据：直接判定依据：v(正正)v(逆逆)，具体含义：，具体含义：A同一物质：生成速率等于消耗速率。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不

13、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。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：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。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。分数保持不变。温馨提示：温馨提示：平衡时各组分的浓度保持不变，不是浓度相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，若反应一段时间等，也不是等

14、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。一定达到平衡状态。典例透析典例透析【解析】【解析】A由于反应是恒容的条件，反应前后质量守由于反应是恒容的条件，反应前后质量守恒，体积不变，故气体密度也不变，因此恒，体积不变，故气体密度也不变，因此A不能作为达到平衡不能作为达到平衡的标志，的标志，A错误；错误；B.反应物和产物的浓度成比例不能说明化学反应物和产物的浓度成比例不能说明化学反应达到平衡，故反应达到平衡，故B错误；错误；C.处于可逆方程式同一侧的不同种处于可逆方程式同一侧

15、的不同种物质，一种物质生成同时另一种物质消耗，且两者的速率之比物质，一种物质生成同时另一种物质消耗，且两者的速率之比等于计量数之比，故等于计量数之比，故C正确；正确；D.X和和Z反应方向相同，不能作为反应方向相同，不能作为化学平衡的判断依据，故化学平衡的判断依据，故D错误，此题选错误，此题选C。【答案】【答案】C(2015江西省赣州市十二县高一第二学期期中江西省赣州市十二县高一第二学期期中)在一定温度在一定温度下体积不变的密闭容器中，可逆反应下体积不变的密闭容器中，可逆反应A(g)3B(g)2C(g)2D(s)达到平衡，下列描述一定正确的是达到平衡，下列描述一定正确的是()C的生成速率与的生成

16、速率与C的分解速率相等的分解速率相等单位时间内生成单位时间内生成a mol A，同时生成，同时生成3a mol BA、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化反应物的转化率不再变化反应物的转化率不再变化混合气体的压强不再变化混合气体的压强不再变化混混合气体的物质的量不再变化合气体的物质的量不再变化单位时间内消耗单位时间内消耗a mol A，同，同时生成时生成3a mol BA、B、C、D的分子数之比为的分子数之比为1 3 2 2A BCD【解析】【解析】当达到化学平衡状态时，物质的反应速率与生当达到化学平衡状态时，物质的反应速率与生成速率相等；此时各成分的浓度不再变化；反应物的转化率为成速率相等；此

17、时各成分的浓度不再变化；反应物的转化率为一定值；当反应前后气体系数和不相等时，混合气体的总物质一定值；当反应前后气体系数和不相等时，混合气体的总物质的量不再变化且混合气体的压强不再变化。的量不再变化且混合气体的压强不再变化。【答案】【答案】B教材点拨教材点拨1控制化学反应条件的目的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，加提高反应物的转化率

18、即原料的利用率，加快反应速率等快反应速率等)，抑制有害的化学反应，抑制有害的化学反应(减缓反应速率，减少甚减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等)，使化学反应，使化学反应向着对我们有利的方向转化。向着对我们有利的方向转化。化学反应条件的控制化学反应条件的控制2控制化学反应条件的基本措施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、气体压强通过改变反应物的温度、溶液浓度、气体压强(或浓或浓度度)、固体表面积以及催化剂的使用等，改变化学反应的速、固体表面积以及催化剂的使用等，改变化学反应的速率。率。(2)通过改变可逆反

19、应体系的温度、溶液浓度、气体压强通过改变可逆反应体系的温度、溶液浓度、气体压强(或浓度或浓度)等，改变可逆反应进行的限度。等，改变可逆反应进行的限度。3以以“提高煤的燃烧效率提高煤的燃烧效率”为例，分析化学反应条件该为例，分析化学反应条件该如何选择。如何选择。问题与思考问题与思考分析与结论分析与结论煤的状态与煤燃烧的速煤的状态与煤燃烧的速率有何关系？与煤的充率有何关系？与煤的充分燃烧有何关系？分燃烧有何关系？煤被研得越细，粉末越小，与空煤被研得越细，粉末越小，与空气中气中O2的接触面积越大，燃烧越的接触面积越大，燃烧越充分，燃烧的反应速率越快充分，燃烧的反应速率越快空气用量对煤的充分燃空气用量

20、对煤的充分燃烧有什么影响？原因是烧有什么影响？原因是什么？什么？若空气充足，煤燃烧生成若空气充足，煤燃烧生成CO2越充分，放热越多；越充分，放热越多；若空气不若空气不足，则煤燃烧部分生成足，则煤燃烧部分生成CO，CO排放到空气中造成污染，且生成排放到空气中造成污染，且生成CO时，放出的热量会减少时，放出的热量会减少问题与思考问题与思考分析与结论分析与结论应选择什么样的应选择什么样的炉炉(灶灶)膛材料？膛材料？理由是什么？理由是什么？应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中煤尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续，

21、利用煤燃燃烧需提供部分能量才能继续，利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反应的继续进烧放出的部分热量就可维持反应的继续进行，选择保温隔热材料的目的，正是为了行，选择保温隔热材料的目的，正是为了防止热量散失防止热量散失如何充分利用煤如何充分利用煤燃烧后烟道废气燃烧后烟道废气中的热量？中的热量？可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用方面使用(2015经典习题选萃经典习题选萃)(双选双选)我国我国锅炉燃煤采用沸腾炉逐渐增多，采用沸腾炉好处在于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，并形成清洁能源增大煤炭燃烧时的燃烧热，并形成清

22、洁能源B减少炉中杂质气体减少炉中杂质气体(如如SO2等等)的形成的形成C提高煤炭的热效率并减少提高煤炭的热效率并减少CO的排放的排放D使得燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率使得燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率 典例透析典例透析【解析】【解析】由于大块的固体燃料与空气接触有限，燃烧不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，还会产生大量的产生大量的CO等气体，危害人体健康。采用沸腾炉是将固体等气体，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，同燃料粉碎，增

23、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时，又能防止煤炭不充分燃烧产生的CO污染大气。但由于煤污染大气。但由于煤炭没有经过去硫处理，所以，不能减少炭没有经过去硫处理，所以，不能减少SO2气体的产生。气体的产生。【答案】【答案】CD下列措施，能使煤炭燃烧更充分，提高热能利用率的是下列措施，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多加煤以使炉火更旺B把煤炭做成大煤球把煤炭做成大煤球C把煤中掺和一些黄泥做成蜂窝煤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把煤粉碎，在煤粉燃烧器中燃烧【解析】【解析】A项中只会增加煤的用量，不会使煤炭

24、燃烧充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；分，也不能提高热能的利用率；B、C项无论从煤的粉碎程项无论从煤的粉碎程度，还是空气用量上都比不上度，还是空气用量上都比不上D项。项。【答案】【答案】D新考题新考题随堂自测随堂自测【解析】【解析】在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应称为可逆反应，因此选项进行的化学反应称为可逆反应，因此选项BCD中的反应均是可中的反应均是可逆反应。由于充电和放电的条件不同，因此该反应不是可逆反逆反应。由于充电和放电的条件不同，因此该反应不是可逆反应，答案选应，答案选A。【答案】【答案】

25、A2(2015湖北省武汉市部分重点中学高一下学期期中湖北省武汉市部分重点中学高一下学期期中)下下面关于化学反应的限度的叙述中，正确的是面关于化学反应的限度的叙述中，正确的是()A化学反应的限度都相同化学反应的限度都相同B可以通过改变温度控制化学反应的限度可以通过改变温度控制化学反应的限度C可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度D反应限度是无法改变的反应限度是无法改变的【解析】【解析】不同反应的限度不同，不同反应的限度不同，A错；通过改变温度可错；通过改变温度可以让反应发生移动，从而控制化学反应的限度，以让反应发生移动，从而控制化学反应的限度，B

26、对；化学反对；化学反应限度是反应进行到的最大程度，与时间无关，应限度是反应进行到的最大程度，与时间无关，C错；改变某错；改变某些条件时化学反应的限度可以改变，些条件时化学反应的限度可以改变，D错。错。【答案】【答案】B【解析】【解析】A反应一开始就有正反应方向和逆反应方向反应一开始就有正反应方向和逆反应方向两个方向进行，错误，不选两个方向进行，错误，不选A；B.t1t2，X2的物质的量越来越的物质的量越来越少，错误，不选少，错误，不选B；C.t2t3，反应达平衡，反应仍在进行，不，反应达平衡，反应仍在进行，不选选C；D.t2t3，反应达平衡，各物质的浓度不再发生变化，正，反应达平衡，各物质的浓度不再发生变化，正确，选确，选D。【答案】【答案】D【答案】【答案】D【解析】【解析】v正正(NH3)3v逆逆(H2)不能说明反应达到平衡状不能说明反应达到平衡状态，选项态，选项A不正确；不正确；1个个NN键断裂的同时有键断裂的同时有6个个NH键断裂，键断裂，说明了正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态，选项说明了正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态，选项B正确；反应体系如果是在恒压条件下进行，压强不再变化无正确；反应体系如果是在恒压条件下进行，压强