化学反应的速率与限度课件高一下学期化学人教版

第六章化学反应与能量第2节化学反应的速率和限度第3课时化学平衡

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温人们发现从高炉气中含有相当量的CO。

CO与铁矿石接触时间不够所造成的。耗巨资金建成了一个高大的炼铁高炉。但是尾气中CO的含量竟然没有改变。这是为什么呢？炼铁高炉尾气之谜C＋CO22CO化学反应的限度阅读P48【科学史话】一个化学反应在实际进行时，所有反应物能否完全(按照方程式中相应物质的量的关系)转变成生成物？例1：一定条件下，将2molSO2和1molO2装入4L密闭容器中反应，生成SO3的物质的量是多少?0＜n(SO3)＜2mol思考与交流2SO2+O22SO3△催化剂该反应是有一定的限度，属于可逆反应特点：①使用“”（双向性

）

②相同条件，同时进行（双同性）③反应物不能完全转化为生成物(即反应物与生成物共存)（共存性）概念：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可逆反应的概念和特点？1.化学平衡的概念是什么？2.化学平衡的特征是什么？【问题导学】

例2：在一固定容积的密闭容器里，加1molN2和3molH2

(合适催化剂)发生(1)开始时c(N2)、c(H2)最大，c(NH3)=0开始阶段c、v有什么特征？只有正反应，v(逆)=0催化剂N2+3H22NH3高温、高压N2+H2NH3【点拨精讲】

(2)瞬间后c(N2)、c(H2)变小，c(NH3)≠0N2+H2NH3正逆反应都进行，v(逆)

≠0，v(正)减小，v(逆)增大，

v(正)>v(逆)(3)c(N2)、c(H2)逐渐变小，c(NH3)逐渐增大，三种物质的浓度达到一个特定值。一定时间后有什么特征？v(正)=v(逆)

≠0N2+H2NH3

可逆反应的这种特殊状态称为“化学平衡状态”。反应速率v(正)v(逆)t1时间(t)(2)t1~t：v(正)=v(逆)(1)0~t1：v(正)>v(逆)v(正)=v(逆)

化学平衡≠01.化学平衡的概念在一定条件(温度、浓度、压强等)下，_____反应进行到一定程度时，___________和___________相等，反应物和生成物浓度_____________，达到一种表面静止的状态，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。理解要点①前提：在一定条件下的可逆反应

②实质：V(正)=V(逆)

≠0③标志：混合物中各组分的浓度保持不变三、化学反应的限度可逆逆反应速率正反应速率都不再改变时间(min)01020304050607080c(SO2)10.70.50.350.20.10.10.10.1c(O2)0.50.350.250.180.10.050.050.050.05c(SO3)00.30.50.650.80.90.90.90.9

500℃1.01×105Pa在某密闭容器中发生反应：2SO2+O22SO3催化剂△生产与实践2.化学平衡的特征：逆:等：动：定：变：建立化学平衡的反应是可逆反应平衡时，V(正)=V(逆)化学平衡是一个动态平衡V(正)=V(逆)≠0达到平衡状态时，混合物中各组分的浓度（c）、质量(m)、物质的量(n)或（质量分数）保持不变。条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。化学平衡的标志化学平衡的标志【注：平衡时浓度不一定相等或成比例】3.平衡转化率(α)：用平衡时已被转化的某反应物的量与反应前(初始时)该反应物的量之比来表示反应在该条件下的最大限度。

产率：

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最大程度，即该反应进行的限度。反应物达到最大的转化率4、化学平衡状态的判断(1)直接判断：

v(正)=v(逆)①同种物质，方向相反，速率相等。②不同物质，方向相反，速率之比等于计量数之比。（等价反向）【例１】在一定温度下，可逆反应：A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（

）A.

C的生成速率与C分解的速率相等B.单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolBC.

3V(A，正)=V(B，逆)

D.

V(A，正)=V(B，逆)

AC（2）间接判断：各组分的量(或质量分数)保持不变：

当反应物、生成物的浓度、质量、物质的量、质量分数，不再变化时，化学反应达到平衡状态。（3）、特殊量判断若这个物理量是一个“变量”，则当这个变量不再改变时，化学反应已经达到平衡总物质的量、总压强、混合气体的平均摩尔质量、混合气体的密度、颜色等变量不变例2.下列①→⑦的说法中可以说明H2(g)+I2(g)2HI(g)，已达平衡状态的是

。①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI②容器内HI(g)、H2(g)、I2(g)共存③温度和体积一定时，容器内压强不再变化④温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化⑤条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑥恒温恒容时，混合气体的颜色不再发生变化⑦温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化④⑥练习：下列说法可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是A.1个N≡N键断裂的同时，有3个H-H键断裂B.1个N≡N键断裂的同时，有3个H-H键形成C.1个N≡N键断裂的同时，有3个N-H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时，有6个N-H键形成E.生成0.5molN2的同时，有1.5molH2生成F.2V正(H2)

=3V逆(NH3)

BF催化剂例题1：在定温定容的条件下，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应容器内气体的压强、混合气体的平均相对分子质量、混合气体的密度在平衡前后是变量还是定量？

例题2：在定温定容条件下，H2(g)+I2(g)2HI(g)，容器内的压强、混合气体的平均相对分子质量、容器内气体的密度在平衡前后是变化的还是不变的？颜色在平衡前后是变化的还是不变的？例题3：在定温定容条件下，mA(s)+nB(g)

pC(g)+qD(g)，容器内的压强、混合气体的平均相对分子质量、容器内气体的密度在平衡前后是变化的还是不变的？mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(m+n≠p+q)①对于反应前后气体物质的量发生改变的反应各组分的物理量平衡前是变量还是定量一定时间后能否做为平衡状态的标志压强

平均相对分子质量密度

变量变量

定量不变不变不变能能不能(3)特殊量判断：定温定容条件下mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(m+n=p+q)②对于反应前后气体物质的量不变的反应各组分的物理量平衡前是变量还是定量一定时间后能否做为平衡状态的标志压强

平均相对分子质量密度

定量定量

定量不变不变不变不能不能不能(3)特殊量判断定温定容条件下mA(s)+nB(g)

pC(g)+qD(g)③对于有非气体物质参与的反应(3)特殊量判断各组分的物理量平衡前是变量还是定量一定时间后能否做为平衡状态的标志压强

平均相对分子质量

变量

不变

能密度

变量

不变

能定温定容条件下练习.在一定温度下，某体积不变的密闭容器中进行下列可逆反应：N2+3H2

2NH3，请判断下列各情况能说明该反应已经达到化学平衡状态的是A.反应物浓度等于生成物浓度；B.容器中N2、H2、NH3浓度之比为1:3:2；C.单位时间内有0.3molH2消耗的同时，生成0.2molNH3；D.v正(N2):v正(NH3)=1:2；E.v正(N2):v逆(H2)=1:3；F.单位时间内有1个N≡N键断裂的同时，有6个N-H键形成；G.混合气体的相对分子质量不再变化；H.反应混合体系的压强不随时间的变化而变化；I.容器内气体的密度不再变化EHG1.目的促进有利的化学反应抑制有害的化学反应提高反应物的_______即原料的_______加快_________减慢_________减少甚至消除__________控制______________转化率利用率反应速率反应速率有害物质副反应的发生2.化工生产中反应条件的调控:(1)考虑因素：化工生产中调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的_______和_____________成本实际可能性四、化学反应条件的控制2.化工生产中反应条件的调控:(2)实例——合成氨生产条件的选择:思考与讨论

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）三、化学反应条件的控制煤的状态与燃烧的速率有何关系？与煤的充分燃烧有何关系？空气的用量对煤的充分燃烧有什么影响？原因是什么？应选用什么样的炉膛材料？如何充分利用煤燃烧后的废气中的热量？怎样提高煤的燃烧效率？三、化学反应条件的控制以“提高煤的燃烧效率”为例(1)煤的状态与煤燃烧的关系使煤与氧气接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。(4)煤燃烧后废气中热量的利用将废气通过装有冷却水的管道，充分吸收(2)空气用量对煤燃烧的影响

空气不足，煤得不到充分燃烧；且污染环境。空气过量，浪费能源，因为废气要带走能量(3)应选择保温性能好，提高炉膛温度的材料

保温隔热，防止热量散失一、可逆反应在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应二、化学平衡概念及特征：2.特点：逆、等、动、定、变。1.概念：在一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等时，反应物和生成物浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。3.化学平衡计算的一般步骤“三段式”【课堂小结】2.对于可逆反应：M＋NQ，达到平衡状态时，下列说法正确的是A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.M、N、Q的浓度都保持不变D.M的浓度等于Q的浓度C1.可逆反应达到平衡的重要特征A.反应停止了B.正、逆反应速率都为零C.反应物和生成物的浓度相等D.正、逆反应的速率相等D【当堂检测】3.(双选）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，表明反应：A(固)+3B(气)

2C(气)+D(气)，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.

B的物质的量浓度D.

气体的总物质的量BC4.在固定容积的密闭容器中进行反应:2A(g)+B(g)2C(g)，已知反应过程某一时刻A、B、C浓度分别为0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1，达到平衡时浓度可能正确的是A.A、B分别为0.4mol·L-1、0.2mol·L-1B.A为0.25mol·L-1C.A、C均为0.15mol·L-1D.A