6.2.2化学反应的限度 化学反应条件的控制 课件 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第二节化学反应的速率与限度第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制第六章化学反应与能量素养目标1.结合实例体会可逆反应存在限度,理解化学平衡状态的特征,培养变化观念与平衡思想的学科核心素养。2.能从化学反应限度和快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象,体会从限度和快慢两个方面去认识和调控化学反应的重要性,认识控制反应条件在生产和科学研究中的作用,培养科学态度与社会责任的学科核心素养。知识点一化学反应的限度基础落实•必备知识全过关知识点一化学反应的限度1.化学平衡状态的建立以反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为例,一定温度下,将一定量的SO2和O2的混合气体通入密闭容器中:

最大0减小增大v正=v逆2.化学平衡状态(1)在一定条件下,某个可逆反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率

,反应物的浓度和生成物的浓度都不再

,达到一种表面

的状态,我们称之为化学平衡状态,简称化学平衡。

(2)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的

,即该反应进行的限度。

(3)化学反应的限度决定了反应物在相应条件下转化为生成物的

转化率。

相等改变静止最大程度最大3.化学平衡状态的特征

微点拨

①任何可逆反应在给定条件下都有一定的限度,只是不同反应的限度不同。②改变某些反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度,即可改变该反应的化学平衡状态。重难图解化学平衡状态的建立从化学反应速率角度认识化学平衡状态的建立过程,如图所示:名师点拨化学平衡状态的理解(1)化学平衡的研究对象是一定条件下的密闭容器中的可逆反应,只有可逆反应才存在化学平衡状态。(2)不同条件下,同一可逆反应的反应限度一般不同;相同条件下,不同可逆反应的反应限度一般不同。(3)可逆反应必须在一定条件(如温度、浓度、压强等)下才能建立化学平衡。(4)相同条件(如温度、浓度、压强等)下,可逆反应无论是从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始,最终达到相同的平衡状态。重难突破•能力素养全提升探究角度1

化学平衡状态的判断例1(2024·北京第三中学高一期中)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。在恒温恒容密闭容器中,CO2和H2在催化剂作用下发生反应:CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)。下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是(

)A.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度相等B.单位时间内消耗3molH2,同时生成1molCO2C.单位时间内消耗1molCO2,同时生成1molCH3OHD.CO2、H2、CH3OH、H2O的分子数之比为1∶3∶1∶1B解析

CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度不再改变时,达到平衡状态,但此时CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度不一定相等,A错误;单位时间内消耗3

mol

H2,同时生成1

mol

CO2,此时v正=v逆,该反应达到平衡,B正确;单位时间内消耗1

mol

CO2和生成1

mol

CH3OH均为正反应速率,正逆反应速率不一定相等,不能说明反应已达平衡状态,C错误;CO2、H2、CH3OH、H2O的分子数之比为1∶3∶1∶1,等于化学计量数之比,但不能说明v正=v逆,无法判断是否达到平衡状态,D错误。思路导引

解答本题的思路如下:(1)分析体系特点:恒温恒容密闭容器。(2)分析反应特点:该反应中各反应物和生成物均为气体,且正反应是气体总体积减小的反应。(3)判断平衡状态:依据速率标志(v正=v逆)和浓度标准(保持不变),结合选项做出判断。方法突破

判断化学平衡状态的思维模板

[对点训练1](2024·福建泉州高一期中)在一定条件下,对于密闭容器中进行的反应:N2(g)+3H2(g)

2NH3(g),下列说法能充分说明该反应已达到化学平衡状态的是(

)A.N2、H2完全转化为NH3B.N2、H2、NH3的浓度一定相等C.正、逆反应速率相等且等于零D.N2、H2、NH3的浓度不再改变D解析

此反应为可逆反应,N2、H2不可能完全转化为NH3,A错误;N2、H2、NH3的浓度相等,但不能确定是否不变,不能说明反应达到平衡状态,B错误;正逆反应速率相等为达到平衡状态的标志,但是化学反应平衡为动态平衡,平衡时正逆反应速率都不为0,C错误;达到平衡状态的标志是正逆反应速率相等,此时各种物质的浓度不变,N2、H2、NH3的浓度不再改变,说明反应已达到平衡状态,D正确。知识点二化学反应条件的控制基础落实•必备知识全过关知识点二化学反应条件的控制1.生产和生活中反应条件的控制2.化工生产中反应条件的控制(1)基本措施①通过改变温度、浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等,改变化学反应速率。②通过改变温度、浓度、气体的压强等,改变可逆反应进行的限度。在化工生产中,为了提高反应进行的程度而调控反应条件时,需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。(2)实际案例——工业合成氨条件的控制

温度压强温度较低实际压强较大实际有利:氨的产率较高不利:反应速率小,生产成本高常用温度400~500℃有利:氨的产率较高不利:对动力和生产设备的要求高常用压强10MPa~30MPa教材拓展提高煤的燃烧效率(1)煤的状态:煤被研得越细,与空气中氧气的接触面积越大,燃烧越充分,反应速率越大。(2)空气用量:过多的空气会带走大量的热量,降低反应温度,减小燃烧速率,甚至会使燃烧停止。少量的空气会使煤燃烧不充分,造成能源浪费,污染环境。(3)炉膛材料的选择:采用隔热的耐高温材料,减少热量的损失。(4)热能的利用:燃烧后废气中的热能可用于供暖或发电等。深度思考对于可逆反应:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,分别加入少量FeCl3固体、KCl固体,对化学反应速率将产生什么影响?为什么?提示

加入少量FeCl3固体,c(Fe3+)增大,化学反应速率加快;该反应的实质为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入少量KCl固体,参与反应的离子浓度不变,故反应速率不变。重难突破•能力素养全提升探究角度2

化学反应条件的控制例2(2024·江苏淮安高一期中)在化工生产中要调控反应速率和反应进行的程度,下列关于合成氨反应N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)(放热反应)的说法正确的是(

)A.提高H2的浓度能降低反应速率B.使用催化剂并不能加快反应速率C.增大压强有利于提高生成NH3的速率D.N2和H2在适当条件下可以完全转化为NH3C解析

提高H2的浓度,加快反应速率,A错误;使用合适催化剂,能加快反应速率,B错误;增大压强,缩小容器的容积,反应混合气体的浓度增大,反应速率增大,C正确;由于是可逆反应,N2和H2在适当条件下也不可能完全转化为NH3,D错误。方法突破

化工生产中反应条件的控制的思维角度

[对点训练2](2024·辽宁沈阳高一期末)工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400~500℃下的催化氧化:2SO2+O2

2SO3,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下述有关说法中不正确的是(

)A.在上述条件下,SO2不可能100%转化为SO3B.使用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率C.达到平衡时,SO2与O2的浓度比始终保持2∶1D.为了提高SO2的转化率,可以适当提高O2的浓度C解析

该反应是可逆反应,存在反应限度,反应物不可能100%转化为生成物,A正确;使用催化剂加快了反应速率,缩短反应时间,提高反应效率,平衡不移动,B正确;不清楚SO2与O2的起始量,故达到平衡时,SO2与O2的浓度比不确定,C错误;增大反应物O2的浓度,可提高反应正向进行的程度,提高SO2的转化率,D正确。随堂检测

全达标1234题组1化学平衡状态的判断1.(2024·江西宜春高一期中)在一定温度下的恒容密闭容器中发生反应:A(s)+3B(g)

2C(g)+D(g)。当下列物理量不再发生变化时,不能表明该反应已达到平衡状态的是(

)A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.生成3molB的同时生成2molCD.物质D的质量分数A1234解析

该反应过程中气体总物质的量不变,容器内压强不变,无法根据压强判断反应是否已达到平衡状态,A错误;反应过程中气体总质量不断变化,气体体积不变,因此混合气体的密度始终变化,当混合气体密度不变时,反应达到平衡状态,B正确;生成3

mol

B的同时生成2

mol

C,说明正、逆反应速率相等,反应已达到平衡状态,C正确;该反应过程中D(g)的质量不断变化,当D(g)的质量不变时,反应已达到平衡状态,D正确。12342.(2024·四川成都石室中学高一期末)某温度下,在一固定容积的容器中进行反应:SO3(g)+NO(g)

NO2(g)+SO2(g),下列情况表示一定达化学平衡状态的是(

)A.气体密度不再随时间而改变B.体系总压强不再随时间而改变C.NO和NO2的生成速率相同D.SO3和NO的浓度比为1∶1C1234解析

该反应前后气体质量不变,容积不变,故密度始终不变,故不能判断是否达到平衡状态,A错误;恒容条件,反应前后气体化学计量数之和相等,体系总压强始终不变,故反应不一定达到平衡状态,B错误;NO和NO2的生成速率相同,说明正、逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,C正确;SO3和NO的浓度比为1∶1时,正、逆反应速率不一定相等,该反应不一定达到平衡状态,D错误。1234题组2

化学反应条件的控制3.(2024·江苏连云港高一期中)化学反应条件的控制具有重要的现实意义,下列反应条件的控制中,不恰当的是(

)A.利用钠在点燃的条件下与氧气反应,制备过氧化钠B.为防止火灾,在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火C.为加快KClO3的分解速率而加入MnO2D.降低温度,加快H2O2的分解速率D1234解析

钠和氧气在点燃或加热条件下反应生成过氧化钠,可以利用钠在点燃的条件下与氧气反应,制备过氧化钠,A正确;为防止火灾,在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火,B正确;MnO2可以作为催化剂催化KClO3的分解反应,C正确;降低温度,会减慢H2O2的分解速率,D错误。1234