高中化学-第2节 化学反应的限度教学课件设计

教学目标：从化学反应速率和平衡图像为出发点，通过分析图像数、图的变化，掌握图像分析的一般规律和辨析方法，并会根据图像数据和变化趋势进行平衡常数的计算，以及能用相关理论解释这些变化。

高考二轮复习《化学反应的限度》专题复习（2015全国Ⅱ卷27题节选）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料．利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H1②CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H2③CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）△H3（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为

；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为

，其判断理由是

．（3）合成气的组成n（H2）/n（CO+CO2）=2.60时体系中的CO平衡转化率（a）与温度和压强的关系如图2所示．a（CO）值随温度升高而减小（填“增大”或“减小”），其原因是

．图2中的压强由大到小为

，其判断理由是

。

平衡常数表达式书写用相关原理解释条件对速率和平衡的影响（简答）（2015全国Ⅰ卷28题节选）（4）Bodensteins研究了下列反应：2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x（HI）与反应时间t的关系如表：①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：

．②上述反应中，正反应速率为v正=k正x2（HI），逆反应速率为v逆=k逆x（H2）x（I2），其中k正、k逆为速率常数，则k逆为

（以K和k正表示）．若k正=0.0027min﹣1，在t=40min时，v正=

min﹣1．③由上述实验数据计算得到v正～x（HI）和v逆～x（H2）的关系可用如图表示．当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为

（填字母）．平衡常数和速率的计算条件变化对平衡和速率的影响(2014全国Ⅰ卷28题节选）乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产，回答下列问题：甲醇脱水反应：2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1=﹣23.9kJ•mol﹣1甲醇制烯烃反应

：2CH3OH（g）═C2H4（g）+2H2O（g）△H2=﹣29.1kJ•mol﹣1乙醇异构化反应：C2H5OH（g）═CH3OCH3（g）△H3=+50.7kJ•mol﹣1图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中nH2O：nC2H4=1：1）①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=

（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）；②图中压强（P1，P2，P3，P4）大小顺序为

，理由是

；③气相直接水合法常采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290℃，压强6.9MPa，

：=0.6：1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有

、

．

平衡常数的计算用相关原理解释条件对速率和平衡的影响（简答）速率和平衡的调控对生产生活的重要作用简答平衡常数计算【例题1】（2015全国Ⅰ卷28题节选）Bodensteins研究了下列反应：2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）△H>0，在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x（HI）与反应时间t的关系如表：据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：

．②上述反应中，正反应速率为v正=k正x2（HI），逆反应速率为v逆=k逆x（H2）x（I2），其中k正、k逆为速率常数，则该反应的平衡常数K为

（以k正和k逆表示）．

一、关于平衡常数的计算

，

怎样确定平衡点数据？

平衡状态判定的标志

已知反应:A(g)+2B(g)==C(g)1、速率：同一反应:v正=v逆同一物质:v正(A)=v逆(A)不同物质:v正（A):v逆(B)=1:22、变量不变是平衡：α(A)%w(A)%n(A)%c(A)n(A)【例题2】在容积为2L的恒容容器中发生反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，右图是三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。请回答:

(1)该反应属于________

反应(填“吸热”或“放热”)

，a、b、c三点平衡常数Ka、Kb、Kc由大到小的关系是

。(2)计算a点的平衡常数Kc＝______

（3）若体系的初始压强是P0，计算a点该反应的平衡常数Kp=

（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数,用P0表示）；一、关于平衡常数的计算放热16Kb>Kc>Ka【例题3】（2015全国Ⅱ卷27题节选改编）利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H1=﹣99

kJ．mol﹣1②CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H2=﹣58kJ．mol﹣1③CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）△H3=+41

kJ．mol﹣1（1）图1中能正确反映反应①平衡常数K随温度变化关系的曲线为

（填曲线标记字母），其判断理由是

温度升高对该反应的影响是：二、关于简答题的答题规律反应①正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小．a温度升高，该反应速率加快；正反应为放热反应，平衡逆向移动【例题3】（2015全国Ⅱ卷27题节选改编）利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H1=﹣99

kJ．mol﹣1②CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H2=﹣58kJ．mol﹣1③CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）△H3=+41

kJ．mol﹣1（2）合成气的组成n（H2）/n（CO+CO2）=2.60时体系中的CO平衡转化率（a）与温度和压强的关系如图2所示．a（CO）值随温度升高而

（填“增大”或“减小”）其原因是

．二、关于简答题的答题规律减小

反应①正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡体系中CO的量增大，反应③为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中CO的量增大，总结果，随温度升高，CO的转化率减小．【例题3】（2015全国Ⅱ卷27题节选改编）利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H1=﹣99

kJ．mol﹣1②CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H2=﹣58kJ．mol﹣1③CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）△H3=+41

kJ．mol﹣1（3）图2中的压强由大到小为

，其判断理由是: