(人教版)高中必修2化學課件：2.3(第2課時)化學反應的限度以及反應條件的控制

1、化學反應與能量化學反應與能量第二章第二章第三節(jié)化學反應的速率和限度第三節(jié)化學反應的速率和限度第二章第二章第第2課時化學反應的限度課時化學反應的限度以及反應條件的控制以及反應條件的控制第二章第二章新情境新情境 激趣入題激趣入題1新知識新知識預習探究預習探究2新思維新思維名師講堂名師講堂3新考題新考題隨堂自測隨堂自測4新提升新提升達標作業(yè)達標作業(yè)5新視點新視點專家博客專家博客6新情境新情境激趣入題激趣入題 在以前的學習中，我們所接觸的化學反應進行得一般都很完全，如鎂條燃燒后只剩下白色的氧化鎂，金屬鈉與水反應后最終得到澄清的溶液那么，是不是所有的化學反應都能進行得很完全呢？ 煉制1 t生鐵所需焦炭的

2、實際用量，遠高于按照化學方程式計算所需的量，且從高爐爐頂出來的氣體中含有沒有被利用的CO氣體。開始，煉鐵工程師們認為是CO與鐵礦石接觸不充分之故，于是設法增加高爐的高度。然而，令人吃驚的是，高爐增高后，高爐尾氣中的CO的比例竟然沒有改變。這成了煉鐵技術中的科學懸念。 有關人士一直在研究其中的原因，直到19世紀下半葉，法國科學家勒夏特列經(jīng)過深入的研究，這一謎底才得以揭開。你知道這是為什么嗎？新知識新知識預習探究預習探究 學習目標 1認識可逆反應及其特征。 2了解并會判斷化學平衡狀態(tài)，初步了解化學反應條件的控制。 新知預習 1可逆反應 (1)定義：在同一條件下_和_均能進行的化學反應。 (2)特點

3、 在_，正向反應(反應物生成物)和逆向反應(生成物反應物)_。正反應方向正反應方向 逆反應方向逆反應方向 同一條件下同一條件下 同時進行同時進行 (3)表示 書寫可逆反應的化學方程式時不用“=”而用“_”。 例如：SO2和O2反應的化學方程式為： _。 2化學平衡狀態(tài)化學平衡 (1)化學平衡的建立 反應開始時：v(正)最大，v(逆)為_。 反應過程中：反應物濃度逐漸減少v(正)逐漸_，生成物濃度逐漸增大v(逆)從_開始逐漸_。 反應達到平衡時：v(正)_v(逆)，反應物和生成物各組分濃度_。0 減小減小 0 增大增大 不再改變不再改變 (2)概念 在一定條件下，當一個_反應進行到_和_相等，反

4、應物和生成物的濃度不再改變時的狀態(tài)。 3控制化學反應條件的意義 通過化學反應條件的控制，改變化學反應_和化學反應的_，促進對人類有利的化學反應，抑制有害的化學反應。可逆可逆 正反應速率正反應速率 逆反應速率逆反應速率 速率速率 限度限度 4“提高煤的燃燒效率”的研究 (1)燃料燃燒的條件 燃料與_或氧氣接觸； 溫度達到燃料的_。 (2)影響煤燃燒效率的條件 煤的狀態(tài)； 空氣用量； 爐(灶)膛材料的選擇； 燃燒后煙道廢氣中熱量的利用?？諝饪諝?著火點著火點 (3)提高燃料燃燒效率的措施 盡可能使燃料_，提高能量的轉(zhuǎn)化率。關鍵是燃料與空氣或氧氣盡可能_，且空氣要_。 盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放

5、出的熱量，提高_。充分燃燒充分燃燒 充分接觸充分接觸 適當過量適當過量 熱能的利用率熱能的利用率 自主探究 1判斷一個可逆反應達到平衡狀態(tài)的標志是什么？ 提示：正、逆反應速率相等；反應物和生成物的濃度不再發(fā)生變化(或各物質(zhì)的百分含量不再發(fā)生變化)。 2何為化學平衡移動？哪些外界條件的改變對化學平衡移動有影響？ 提示：當外界條件改變時原來的化學平衡被破壞，在新的條件下建立起新的化學平衡，即發(fā)生化學平衡的移動。影響化學平衡移動的因素主要有溫度、濃度、壓強等。催化劑不影響平衡移動。新思維新思維名師講堂名師講堂 化學反應的限度 思維導圖 教材點撥 (3)特點 正反應、逆反應同時進行。 正反應、逆反應發(fā)

6、生的條件相同。 正反應或逆反應不可能進行到底。 正反應、逆反應方向的熱效應相反。 2化學平衡化學反應的限度 (1)化學平衡狀態(tài)的建立 將某反應的反應物裝入密閉容器，反應中正、逆反應速率變化情況如圖所示： (2)化學平衡狀態(tài) 如果外界條件不發(fā)生變化，當化學反應進行到一定程度時，正反應速率與逆反應速率相等，反應物的濃度與生成物的濃度不再改變，達到一種表面靜止的狀態(tài)，我們稱為“化學平衡狀態(tài)”，簡稱化學平衡。 如何理解v(正)v(逆)? 例：一定條件下，可逆反應N23H22NH3，對該可逆反應，表示正、逆反應速率可以用N2或H2或NH3來表示： A單位時間內(nèi)，有1 mol N2反應掉，同時有1 mol

7、 N2生成 B單位時間內(nèi)，有3 mol H2反應掉，同時有2 mol NH3反應掉 C單位時間內(nèi)，有6 mol HH鍵斷裂，同時有6 mol HH鍵生成 D單位時間內(nèi)，有1 mol N2生成，同時有2 mol NH3生成 以上均表示v(正)v(逆)。 如何理解“反應物和生成物的濃度不再改變？” 反應物的濃度和生成物的濃度不再改變，即反應物和生成物中各物質(zhì)的濃度保持一定，各物質(zhì)的質(zhì)量保持一定，各物質(zhì)的物質(zhì)的量保持一定，各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)也保持一定。 (3)化學平衡狀態(tài)的特征“五字訣” 化學平衡狀態(tài)的特征概括為：逆、等、動、定、變，即： 溫馨提示：化學反應的限度(或化學平衡狀態(tài))研究對象為可逆反應，

8、且要求在一定條件下。如恒溫恒容或恒溫恒壓?；瘜W反應限度的本質(zhì)：v(正)v(逆)0，可理解為同一物質(zhì)的生成速率等于其消耗速率，如果不是同一物質(zhì)的速率，應依據(jù)化學計量數(shù)轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)速率?；瘜W反應限度的宏觀特征：反應物和生成物的濃度不再變化。應理解為：物質(zhì)的量濃度一定；組成成分的百分含量一定；反應體系的壓強一定(反應前后氣體體積相等的除外)；混合氣體的平均相對分子質(zhì)量一定等。不能理解為各組成成分的含量或濃度相等，通常情況下平衡時各組成成分的含量或濃度是不相等的。 (4)化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù) 直接判定依據(jù)：v(正)v(逆)，具體含義： A同一物質(zhì)：生成速率等于消耗速率。 B不同的物質(zhì)：化學反應速率

9、之比等于方程式中的化學計量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率。 間接判定依據(jù)：各組分的濃度保持不變，具體： A各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、物質(zhì)的量濃度保持不變。 B各組成成分的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、氣體的體積分數(shù)保持不變。 溫馨提示：平衡時各組分的濃度保持不變，不是濃度相等，也不是等于化學計量數(shù)之比，換言之，若反應一段時間后，各組分的濃度相等或正好等于化學計量數(shù)之比，則反應不一定達到平衡狀態(tài)。(2014昆明官渡區(qū)第二中學檢測)在一定條件下，使NO和O2在一密閉容器中進行反應2NOO22NO2，下列說法中不正確的是() A反應開始時，正反應速率最大，逆反應速率為零 B隨著反應的進行，正反應

10、速率逐漸減小，最后為零 C隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，逆反應速率逐漸增大 D隨著反應的進行，逆反應速率逐漸增大，最后比正反應速率還大 典例透析 【解析】反應開始時，反應物濃度最大，正反應速率最大，生成物濃度為零，逆反應速率為零，A正確；隨著反應的進行，反應物濃度逐漸減小，正反應速率逐漸減小，生成物的濃度逐漸增大，逆反應速率逐漸增大，但可逆反應不能進行到底，故反應速率不能為零，B錯誤，C正確；可逆反應達到平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，D錯誤。 【答案】BD(2014昆明官渡區(qū)第二中學檢測)對一定溫度下的恒容容器中的可逆反應A(g)3B(g)2C(g)，下列敘述不能作為平衡標志的是() C的

11、生成速率與C的分解速率相等； 單位時間內(nèi)生成a mol A，同時生成3a mol B； A、B、C的濃度不再變化； A、B、C的壓強不再變化； 混合氣體的總壓強不再變化； 混合氣體的物質(zhì)的量不再變化； 單位時間內(nèi)消耗a mol A，同時生成3a mol B； A、B、C的分子數(shù)之比為1 3 2。 A B CD 【解析】單位時間內(nèi)生成A，生成B表示的都是逆反應方向，故不是作為反應達到平衡的標志；可逆反應達到平衡時，各成分的濃度保持不變，并非等于化學計量數(shù)之比，故不是作為反應達到平衡的標志。 【答案】A 1(2014衡陽市八中高一聯(lián)賽)下列關于反應限度的敘述不正確的是() A反應限度是一種平衡狀態(tài)

12、，此時反應已經(jīng)停止 B達到平衡狀態(tài)時，正反應速率和逆反應速率相等 C達到平衡狀態(tài)時，反應物和生成物濃度都不再改變 D達到平衡狀態(tài)時，反應物的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)最大 答案：A 變式訓練 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài) AB CD 答案：A 點撥：單位時間內(nèi)生成O2，生成NO表示的都是正反應方向，不能作為達到平衡狀態(tài)的標志；反應速率之比在達到平衡狀態(tài)前后都等于化學計量數(shù)之比，不能作為達到平衡狀態(tài)的標志；反應在恒容器中進行反應，氣體總質(zhì)量不變，反應前后氣體的密度不變，不能作為達到平衡狀態(tài)原標志。 化學反應條件的控制 思維導圖 1控制化學反應條件的目的 化學反應有的快、有的慢，有的進行程度大、有的進

13、行程度小，有的對我們有利，有的對我們不利?？刂品磻獥l件，促進有利的化學反應(提高反應物的轉(zhuǎn)化率即原料的利用率，加快反應速率等)，抑制有害的化學反應(減緩反應速率，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生，控制副反應的發(fā)生等)，使化學反應向著對我們有利的方向轉(zhuǎn)化。 教材點撥 2控制化學反應條件的基本措施 (1)通過改變反應物的溫度、溶液濃度、氣體壓強(或濃度)、固體表面積以及催化劑的使用等，改變化學反應的速率。 (2)通過改變可逆反應體系的溫度、溶液濃度、氣體壓強(或濃度)等，改變可逆反應進行的限度。 3以“提高煤的燃燒效率”為例，分析化學反應條件該如何選擇。問題與思考分析與結論煤的狀態(tài)與煤燃燒的速率有何關系

14、？與煤的充分燃燒有何關系？煤被研得越細，粉末越小，與空氣中O2的接觸面積越大，燃燒越充分，燃燒的反應速率越快空氣用量對煤的充分燃燒有什么影響？原因是什么？若空氣充足，煤燃燒生成CO2越充分，放熱越多；若空氣不足，則煤燃燒部分生成CO，CO排放到空氣中造成污染，且生成CO時，放出的熱量會減少問題與思考分析與結論應選擇什么樣的爐(灶)膛材料？理由是什么？應選擇保溫隔熱且耐熱的爐膛材料；盡管煤燃燒是放熱反應，但反應過程中煤燃燒需提供部分能量才能繼續(xù)，利用煤燃燒放出的部分熱量就可維持反應的繼續(xù)進行，選擇保溫隔熱材料的目的，正是為了防止熱量散失我國鍋爐燃煤采用沸騰爐逐漸增多，采用沸騰爐好處在于() A增

15、大煤炭燃燒時的燃燒熱，并形成清潔能源 B減少爐中雜質(zhì)氣體(如SO2等)的形成 C提高煤炭的熱效率并減少CO的排放 D使得燃料燃燒充分，從而提高燃料的利用率 典例透析 【解析】由于大塊的固體燃料與空氣接觸有限，燃燒不夠充分和完全，使燃料燃燒產(chǎn)生的熱量減少，浪費資源，還會產(chǎn)生大量的CO等氣體，危害人體健康。采用沸騰爐是將固體燃料粉碎，增大燃料與空氣的接觸面積，提高燃燒效率，同時，又能防止煤炭不充分燃燒產(chǎn)生的CO污染大氣。但由于煤炭沒有經(jīng)過去硫處理，所以，不能減少SO2氣體的產(chǎn)生。 【答案】CD 3下列措施，能使煤炭燃燒更充分，提高熱能利用率的是() A多加煤以使爐火更旺 B把煤炭做成大煤球 C把煤

16、中摻和一些黃泥做成蜂窩煤 D把煤粉碎，在煤粉燃燒器中燃燒 變式訓練 答案：D 點撥：A項中只會增加煤的用量，不會使煤炭燃燒充分，也不能提高熱能的利用率；B、C項無論從煤的粉碎程度，還是空氣用量上都比不上D項。新考題新考題隨堂自測隨堂自測 1(2014昆明官渡區(qū)第二中學檢測)下列關于可逆反應的說法中正確的是() A可逆反應就是既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行的化學反應 B在催化劑的作用下，二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫的同時，三氧化硫又分解生成二氧化硫和氧氣，因此該反應是可逆反應 C對于合成氨的反應，如果調(diào)控好反應條件，可使一種反應物的轉(zhuǎn)化率達到100% D碳酸鈣在高溫下分解生成氧化鈣

17、和二氧化碳，氧化鈣和二氧化碳在常溫下生成碳酸鈣，因此這兩個反應是可逆反應 答案：B 點撥：可逆反應是指在相同條件下，能同時向正、逆反應方向進行的反應?？赡娣磻獜娬{(diào)兩點：相同條件和同時雙向進行，B正確；A項中沒有說明相同條件和同時進行；C項，由于是可逆反應，所以其反應物的轉(zhuǎn)化率不可能達到100%；D項中的兩組反應，由于反應條件不同，不能稱為可逆反應，錯誤。 2(2014安陽一中高一下學期二次考試)下列關于化學反應限度的說法中不正確的是() A當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，就是此反應在該條件下達到的限度 B當可逆反應進行到平衡狀態(tài)時，那么這個反應的正向反應速率和逆向反應速率相等 C平衡狀態(tài)是一種靜

18、止的狀態(tài)，因為反應物和生成物的濃度已經(jīng)不再改變 D化學反應的限度可以通過改變條件而改變 答案：C 點撥：平衡狀態(tài)是一種動態(tài)的，反應并沒有停止，只是正反應速率和逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度不變的狀態(tài)，C項不正確。 答案：D 點撥：因為此反應是可逆反應，在一定條件下可同時向正、逆反應方向進行，向正反應方向進行時使SO3中含有18O，向逆反應方向(含有18O的SO3分解)就可能使SO2中含有18O，所以D正確。 4(2014襄、宜四市高一期中)在一定溫度下的定容容器中，發(fā)生反應：2A(g)B(s)=C(g)D(g)，下列描述中能表明反應已達到平衡狀態(tài)的是() 混合氣體的壓強不變 混合氣體的密度不變 C(g)的物質(zhì)的量濃度不變 容器內(nèi)A、C、D三種氣體的濃度之比為2 1 1 單位時間內(nèi)生成n mol C，同時生成n mol D 單位時間內(nèi)生成n mol D，同時生成2n mol A AB CD 答案：C 點撥：在恒容條件，此反應為前后氣體體積相等的反應，在達到平衡狀態(tài)前后體系的壓強不變，不能作為平衡狀態(tài)的判斷標志；容積固定，因為此反應有固體參與，氣體密度不變說明氣體總質(zhì)量不變，說明此反應達到平衡狀態(tài)，可作為平衡狀態(tài)的判斷標志；C(g)的濃度不變說明生成C