化学反应的限度和化学反应条件的控制课件高一下学期化学人教版

合成氨工厂一角化学反应的限度化学反应条件的控制第2课时第二节化学反应的速率与限度1.了解可逆反应及其特点。2.理解化学平衡状态和学会平衡状态的判断。3.了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。

重难点重点：化学平衡状态的特征和判断难点：化学平衡状态的特征和判断学习目标化学反应的限度导思议展评检用农家有谚语:有收无收在于水，收多收少在于肥。*甲骨文中有施肥的萌芽*《诗经》中有“锄草沤肥，使黍稷生长茂盛”的记载NPKN是植物形成核酸和叶绿的重要元素，氮肥的需求量和增产效果均居首位化学反应的限度导思议展评检用导思议展评检用【思考1】请同学们结合以上分析及苏教版必修二P6，归纳总结可逆反应的定义、特征、并列举常见实例。一、可逆反应(1)定义在同一条件下，_______

_和_________均能进行的化学反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“________”，用“________”。(2)特征正反应方向逆反应方向⇌=同一条件同时导思议展评检用H2+I22HI

正反应逆反应CO2+H2OH2CO3Cl2+H2OHClO+HCl3.常见的可逆反应导思议展评检用

(1)以下几个反应是不是可逆反应？(填“√”或“×”)(2)，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有:________________。√×√×14CO2、14C、14CO导思议展评检用1.反应刚开始时，浓度、速率有什么特点？2.反应过程中，浓度、速率有什么特点？3.反应开始一段时间后，浓度、速率有什么特点？4.用图像描述v正

和

v逆

变化规律？导思议展评检用

【思考2】在某密闭容器中发生反应：二、化学平衡状态的建立(1)开始反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0c(SO2)、c(O2)最大，c(SO3)＝02SO2+O2

2SO3

v(正)最大，v(逆)=0反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0v(正)v(逆)反应速率t1时间（t）0(3)平衡(2)变化v(正)减小，v(逆)增大v(逆)≠0，v(正)＞v(逆)

v(正)=v(逆)

≠0c(SO2)、c(O2

)减小,c(SO3)增大2SO2+O2

2SO3

c(SO2)、c(O2

)不变,c(SO3)不变2SO2+O22SO3催化剂△反应物浓度最大，生成物浓度为0反应物浓度不变，生成物浓度不变反应物浓度减小，生成物浓度增大展

【思考3】在某密闭容器中发生反应：50分钟后，反应物和生成物均有剩余，反应不会停止反应达到了动态平衡导思议展评检用时间(min)

01020304050607080c(SO2)106321.21111c(O2)531.510.60.50.50.50.5c(SO3)04788.8999950min以后，反应是否停止了？50min后为何3种物质的浓度保持不变?请同学们依据上表数据思考以下问题：各物质的浓度不再变化二、化学平衡状态的建立时间(min)

01020304050607080c(SO2)106321.21111c(O2)531.510.60.50.50.50.5c(SO3)04788.899992SO2+O22SO3催化剂△v(正)v(逆)c(SO2)c(O2)c(SO3)一定条件下，根据上表绘图展2．一定条件下，向某密闭容器中投入一定量的X和Y，发生反应，反应过程中正、逆反应速率v

随时间t

的变化情况正确的是（）

A．B．

C．D．0v正v逆vt0v逆v正vt0v正v逆vt0v逆v正vtD导思议展评检用导思议展评检用

【思考4】请同学结合刚才的分析和人教版教材P47归纳总结出化学平衡状态和化学反应限度及转化率的相关概念。t0平衡状态反应没有停止，即：

v正

=

v逆

≠0动态平衡三.化学平衡状态1、化学平衡状态的概念在一定条件下，一个可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物浓度和生成物浓度不再改变，达到一种表面静止的状态。导思议展评检用2、化学反应的限度①化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能进行的最大程度。即反应进行的限度，此时，反应物也达到了最大转化率。三.化学平衡状态导思议展评检用导思议展评检用

【思考5】请同学结合刚才所学，计算【思考3】中反应达平衡状态时SO2和O2的转化率时间(min)

01020304050607080c(SO2)106321.21111c(O2)531.510.60.50.50.50.5c(SO3)04788.89999导思议展评检用N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起：

变：

平：

1mol4.2mol0mol0.8mol0.2mol0.6mol3.6mol0.4mol0.4mol⇋

【变式1】请根据以下数据，计算N2、H2的平衡转化率。投料时，按化学计量数之比投料，转化时按照化学计量数之比转化，则其转化率相等。导思议展评检用

【小组讨论1】请同学结合刚才的分析和人教版教材P47通过小组讨论归纳总结出化学平衡状态的特征（可从适用对象、平衡时正逆反应速率的特点、以及达到平衡时反应是否静止、如何判断是否达到平以及该平衡状态是否能被破坏角度来进行探讨）。3、化学平衡状态的特征(1)逆：研究对象是可逆反应(2)等：同一物质v正=v逆≠0(3)动：一种动态平衡；化学反应达到平衡时，反应并没有停止。(4)定：在平衡混合物中，各组成成分的含量保持不变(5)变：当外界条件发生改变，原来的化学平衡可能会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。化学平衡的本质化学平衡的标志逆、等、动、定、变展(1)(2)一定条件，可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率(

)(3)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等(

)(4)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等(

)××√×化学反应在一定条件下建立平衡状态时，化学反应将会停止(

)当堂检测导思议展评检用【练习2】当堂检测【变式2】如图是可逆反应X2(g)＋3Y2(g)⇌2Z2(g)在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是(

)A．t2～t3时，各物质的浓度不再发生变化B．t2时，反应未达到限度C．t2～t3时，反应已停止进行D．t1时，反应只向正反应方向进行A导思议展评检用（1）单位时间内，消耗1molN2，同时生成1molN2（2）单位时间内，消耗3molH2，同时消耗2molNH3（3）单位时间内，生成1molN2，同时生成3molH2【小组讨论2】一定条件下，可逆反应N2＋3H22NH3，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示，试判断下列反应历程中，v正和v逆是否相等,该反应是否达到平衡状态.√√×四、化学平衡状态的判断依据导思议展评检用1.一定条件下，反应N2+3H22NH3达到平衡的标志是（）

A、一个N≡N键断裂同时，有三个H－H键形成

B、一个N≡N键断裂同时，有三个H－H键断裂

C、一个N≡N键断裂同时，有六个N－H键断裂

D、一个N≡N键断裂同时，有六个N－H键形成2.下列各关系中能说明可逆反应：N2+3H22NH3,已达平衡状态的是()A.3υ正（N2

）=υ正（H2）

B.υ正（N2

）=υ逆（NH3

）

C.2υ正（H2

）=3υ逆（NH3

）

D.υ正（N2

）=3

υ逆（H2）CACC四、化学平衡状态的判断依据导思议展评检用①同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。②不同物质：速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，即：逆向相等—速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等如aA＋bB标志一：v正=v逆≠0a.直接依据——根据速率关系四、化学平衡状态的判断依据导思议展评检用在一定温度下，体积不变的密闭容器中，可逆反应X(g)

＋3Y(g)2Z(g)达到平衡的标志是A．气体总质量最保持不变B．X、Y、Z的分子数之比为1∶3∶2

C．X、Y、Z的浓度不再发生变化D．X、Y、Z的浓度都相等【小组讨论3】导思议展评检用由化学平衡标志——各组成成分的含量保持不变各组分浓度c

不再改变各组分物质的量n不再改变各组分质量m

不再改变各组分百分含量不再改变，如质量分数w、体积分数是各组分，不是总成分（注意不是相等，也不是成一定的比值）直接依据导思议展评检用

在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时，不能表明反应N2O4(g)2NO2(g)已达平衡状态的是

A.混合气体的压强

B.混合气体的密度

C.混合气体的平均相对分子质量D.气体的总物质的量

E.混合气体的颜色不再改变B导思议展评检用③混合气体的密度ρ

不再改变②混合气体的平均相对分子质量M

不再改变④混合气体的颜色不再改变前提：反应前后气体的总系数不相等m+n≠p+q以m

A(g)+n

B(g)p

C(g)+q

D(g)为例⑤体系的温度不再改变（绝热容器）①密闭容器中总体积V或总压强P不再改变即：

变量不变—化学反应达到平衡状态

首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。b.间接依据恒温恒容：恒温恒压：评【练习3】1.下列说法中能说明2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)已达到平衡状态的是____________。(1)单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI；(2)一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂；(3)c(HI)＝c(I2)；(4)反应速率：v(H2)＝v(I2)＝2v(HI)；(5)c(HI)∶c(I2)∶c(H2)＝2∶1∶1；(6)温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；(7)温度和体积一定时，容器内压强不再变化；(8)条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化；(9)温度和体积一定时，混合气体的颜色不再发生变化；(10)温度和压强一定时，混合气体的密度不再发生变化。（2）（6）（9）导思议展评检用【练习4】1.恒温下，在两个密闭容器中分别进行下列两个可逆反应：甲：C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）乙：CO（g）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）现有下列状态，判断甲、乙是否平衡：①混合气体的平均相对分子质量不再改变②混合气体的总物质的量不再改变③气体总压强不再改变④绝热时反应体系中的温度保持不变⑤混合气体的密度不再改变⑥单位时间内消耗水的质量与生成氢气的质量为9：1甲：平衡

乙：不一定甲：平衡

乙：不一定甲：平衡

乙：不一定甲：平衡

乙：平衡甲：平衡

乙：不一定甲：不一定

乙：不一定导思议展评检用化学反应条件的控制化学反应条件的控制化工生产中化学反应条件的控制速度程度小高大高加快为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件?（提示∶可以从以下几方面考虑，如燃料的状态、空气用量、炉膛材料、烟道废气中热能的利用，等等。）思考与讨论——教材P48：1、煤被研得越细，粉末越小，与空气中O2的接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。2、空气充足，煤燃烧得充分，产物主要为CO2，放热量大；空气不足，则煤燃烧不充分，部分生成CO，CO排放到空气中造成污染，且生成CO时，放出的热量大