高中化学第二章化学反应与能量第三节化学反应的速率和限度第2课时化学反应的限度和化学反应条件的控制课件新人教版必修2.ppt

1、第2课时化学反应的限度和化学反应条件的控制,【新课导入】 (教师用书备用),在19世纪后期,人们发现炼铁高炉所排出的高炉气中含有相当多的CO。有人认为是CO与铁矿石的接触时间不够长所造成的。英国人耗巨资建成一个高大的炼铁高炉,以增加CO和铁矿石的接触时间,结果发现CO的含量仍然没有减少!问题到底在哪儿呢? 【课标要求】 1.认识可逆反应,了解化学平衡的含义。 2.会判断化学平衡状态。 3.了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。,知识探究 梳理知识点拨方法,探究点化学平衡状态的判断和化学反应条件的控制,1.可逆反应,答案:不是。因为可逆反应必须在同一条件下同时进行。,正反应,逆反应,同时,小

2、于,“ ”,(1)定义:在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率 ,反应混合物中各组分的浓度保持 的状态(即各组成成分的百分含量保持不变的状态)。 (2)化学平衡状态的建立,反应开始时 ,反应过程中 ,反应平衡时 ,不变,2.化学平衡状态,相等,图示:,(3)化学平衡状态的特征,正反应速率和逆反应速率,浓度,(1)目的,促进有利反应,控制有害反应,利用率,加快,减慢,有害物质,副反应,(2)措施 改变化学反应速率:改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等。 改变可逆反应进行的限度:改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等。,3.化学反应条件的

3、控制,(3)实例燃料的燃烧 燃料燃烧的条件。 a.燃料与 接触,且空气要适当过量。 b.温度达到燃料的 。 提高燃烧效率的措施。 a.尽可能使燃料 ,提高能量的转化率。 b.尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能,提高热能的利用率。 思考2 可逆反应达到化学平衡状态时,怎样计算反应物的转化率?,空气或氧气,着火点,充分燃烧,名师点拨,1.化学平衡状态判断的“两标志” (1)直接依据 v(正)=v(逆) a.同一种物质的生成速率等于消耗速率。 b.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比。 c.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。

4、各组分的浓度保持一定 (2)间接依据 反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于恒容且反应前后气体物质的量不等的反应)。 混合气体的密度不随时间的改变而变化(适用于恒容且反应前后气体质量有变化的反应)。,对于反应混合物中存在有颜色变化物质的可逆反应,若体系中颜色不再改变,则反应达到平衡状态。 全是气体参加的且反应前后化学计量数改变的可逆反应,平均相对分子质量保持不变。,对同一物质而言,断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。 2.判断平衡状态的方法“逆向相等,变量不变” (1)“逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质的减小速率和生成速

5、率相等。 (2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否是平衡状态的判断依据。,过关演练 巩固知识提升能力,A,2.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( ) 提高燃料的着火点降低燃料的着火点将固体燃料粉碎将液体燃料雾化处理将煤进行气化处理通入适当过量的空气 A. B. C. D.,解析:提高燃料燃烧效率的常用方法是增大燃料与空气的接触面积,并通入适当过量的空气。对于和,由于燃料的着火点是其固有的性质,不可改变,故这两项措施不可行。所采取的措施均是为了增大燃料与空气的接触面积。,C,3.(2017河南郑州八校联考)下列叙述能说明反

6、应2A(g)+B(g) 2C(g)已达平衡状态的有( ) A、B、C的百分含量相等; 单位时间,消耗a mol B,同时生成2a mol C; 单位时间,消耗a mol A,同时生成0.5a mol B; 外界条件不变时,物质总质量不随时间改变; 外界条件不变时,气体总分子数不再变化; A、B、C分子数之比为212。 A.除外 B.除外 C. D.,D,解析:A、B、C的百分含量相等,不一定各组分浓度不变,不能说明反应达到平衡状态,错误;单位时间,消耗 a mol B,同时生成2a mol C,是正反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明反应达到平衡状态,错误;单位时间,消耗 a mol A,

7、同时生成0.5a mol B,符合速率之比等于化学计量数之比,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,正确;据质量守恒定律,反应前后气体质量不变,所以外界条件不变时,物质总质量不随时间改变不能说明反应达到平衡状态,错误;反应前后气体体积不同,即分子数不同,所以外界条件不变时,气体总分子数不再变化说明反应达到平衡状态,正确;A、B、C分子数之比决定于开始加入物质的多少和反应限度,与平衡状态无关,错误。,课堂检测 即学即测查漏补缺,1.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在体积不变的密闭容器中反应,下列叙述表示处于化学平衡状态的是( ) A.N2、H2、NH3的浓度之比为132 B.混合气体的密

8、度不随时间而变化 C.当有1 mol NN键断裂时,有6 mol NH键断裂 D.单位时间内消耗a mol N2的同时,消耗3a mol H2,C,解析:A中,N2、H2、NH3的浓度之比等于化学计量数之比时,不能说明v正=v逆。B中,因容器的体积不变,而混合气体的总质量不改变,则无论平衡与否,混合气体的密度均不变化。C中,当有1 mol NN键断裂时,相当于生成 2 mol NH3,1 mol NH3中含有3molNH键,即生成 6 mol NH 键,与有6 mol NH键断裂符合v(NH3)正=v(NH3)逆,故处于化学平衡状态。D中,消耗a mol N2与消耗3a mol H2是同向的,

9、不管平衡与否,只要N2和H2反应就一定符合该比例。,2.在一定温度下,向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体,发生如下反应:X(g)+2Y(g) 2Z(g),此反应达到平衡的标志是( ) A.容器内气体密度不随时间变化 B.v(X)v(Y)=12 C.容器内X、Y、Z的浓度不随时间变化 D.单位时间内消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z,解析:反应物和生成物都为气体,根据质量守恒,混合气体的总质量不变,体积为定值,密度自始至终不变,不能说明达到平衡状态,故A错误;自反应开始v(X)为v(Y)的 ,所以v(X)v(Y)=12不能说明达到平衡,故B错误;单位时间内

10、消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z,均为正反应方向,不能说明达到平衡,故D错误,C,3.(2017江苏宿迁期中)在一定条件下的定容密闭容器中,发生反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g),下列哪种情况,能表明反应达到平衡状态( ) A.SO3的体积百分含量保持不变 B.SO2速率是O2速率的2倍 C.SO3的浓度是O2浓度的2倍 D.单位时间内SO2消耗的浓度等于SO3生成的浓度,解析:SO3的体积百分含量保持不变,说明各物质的量不变,正、逆反应速率相等,达到平衡状态,A正确;只要反应发生就有SO2速率是O2速率的2倍,B错误;SO3的浓度是O2浓度的2倍,并不能说明两者的浓度不变,所以不一定达到平衡状态,C错误;单位时间内SO2消耗的浓度等于SO3生成的浓度,都体现正反应的方向,D错误。,A,解析:可逆反应达到平衡时正、逆反应速率相等,用不同物质表示的速率的数值之比等于化学计量数之比,故C正确。,C,5.在某一容积为5 L的密闭容器内,加入0.2 mol CO和 0.2 mol H2O,在催化剂条件下高温加热,发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),反应中CO2的浓度随时间变化情况如图所示:,(1)根据图中数据,反应开始至达到平衡