化学反应的限度和化学反应条件的控制教学设计0401

第六章第二节化学反应速率与限度第2课时化学反应的限度和化学反应条件的控制【学习目标】1、了解可逆反应。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。【核心素养】1、变化观念与平衡思想：化学反应有一定限度，是可以调控的。2、证据推理与模型认知：通过分析推理认识化学平衡的特征。【教学重难点】重点：可逆反应，化学平衡状态的建立和判断；难点：化学反应平衡状态的判断。【教学过程】【引入】思考：我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？【过渡】由上可知可逆反应进行得不完全，正、逆向反应同时同条件进行。化学反应物不可能全部转化为生成物，存在一定的化学反应限度。其实任何化学反应的进程都有一定的限度（可逆性），反应物不可能完全参加了反应，有些能进行地较彻底（非可逆反应），有些反应是不彻底的，甚至是可逆的（可逆反应）。【讲解】一、化学反应限度1、可逆反应：（1）在相同条件下能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。表示方法：书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“”。2、化学平衡状态的建立在一固定容积的密闭容器里，加1molN2和3molH2(合适催化剂)，能发生什么反应？2molNH3？【思考】1、反应刚开始时，v正、v逆为何值？2、随着反应的进行，反应物和生成物的浓度如何改变？速率如何变化？3、v正递减、v逆递增将导致二者之间出现什么的结果？4、在v正=v逆后，v正会继续减小吗？v逆会继续增大吗？反应物和生成物的浓度呢？【过渡】由于v(正)=v(逆)≠0，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化。从外表上看，反应好象“停止”可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的化学平衡状态【讲解】3、化学平衡状态的定义：在一定条件下，可逆反应中，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应物的浓度和生成物的浓度都不在改变。达到了一种表面静止的状态，我们称之为“化学平衡状态”。化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能达到的或完成的最大“限度”。【思考】(1)达化学平衡的反应中，如何理解正逆反应速率相等？(2)当一个可逆反应达到平衡时，各物质的浓度保持不变，这时反应停止了吗？【讲解】4、化学平衡状态的特征：(1)逆：讨论的对象是可逆反应(前提)(2)等：同一物质v正=v逆≠0(实质)(3)动：化学平衡是一种动态平衡。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(标志)(5)变：化学平衡状态是有条件的，当影响化学平衡的外界条件发生改变，化学平衡就会被破坏，在新的条件下建立新的化学平衡。【科学史话】高炉炼铁的主要反应是：2C(焦炭)＋O2(空气)=2CO(放出热量)，Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。炼制1吨生铁所需焦炭的实际用量远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉中出来的气体中含有没利用的CO气体。开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度，然而高炉增高后，高炉尾气中的CO比例竟没有改变，这是什么原因呢？【讲解】5．化学反应的限度(2)对化学反应限度的理解①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大转化率。②同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。【拓展延申】6、化学平衡状态的判断以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例【小结】化学平衡状态的判断依据(1)直接判断依据eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(①v正A＝v逆A＞0,②各物质浓度保持不变))⇒达到平衡状态(2)间接判断依据以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例类型判断依据平衡状态混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡②各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，即v正＝v逆平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolC，则v正不一定等于v逆不一定③在单位时间内生成nmolB，同时消耗qmolD，因二者变化均表示v逆，所以v正不一定等于v逆不一定温度体系温度一定(其他不变)平衡颜色反应体系内有色物质的颜色一定平衡【过渡】在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应（提高反应速率，提高反应物的转化率即原料的利用率），抑制有害的化学反应（降低反应速率，控制副反应的发生，减少甚至消除有害物质的产生），这就需要进行化学反应条件的控制。【讲解】二、化学反应条件的控制化工生产中，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。合成氨的生产在温度较低时，氨的产率较高；压强越大，氨的产率越高。但温度低，反应速率小，需要很长时间才能达到化学平衡，生产成本高，工业上通常选择在400~500℃下进行。而压强越大，对动力和生产设备的要求也越高，合成氨厂随着生产规模和设备条件的不