【Syx】化學反應限度課件 2023-2024學年高一下學期化學人教版（2019）必修第二冊

第六章

化學反應與能量第二節(jié)

化學反應的速率與限度第二課時學習目標

1.結合實例體會可逆反應存在限度，理解化學平衡狀態(tài)的特征，發(fā)展“變化觀念與平衡思想”的學科核心素養(yǎng)。2.體會從限度和快慢兩個方面去認識和調(diào)控化學反應的重要性，認識控制反應條件在生產(chǎn)和科學研究中的作用。新課導入煉鐵高爐尾氣之謎：一個化學反應在實際進行時，給定量的反應物能否按相應的計量數(shù)完全轉(zhuǎn)化為生成物？為什么增高了爐身，CO的轉(zhuǎn)化率沒有提高呢？C＋CO22CO

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高溫化學反應是有限度的，有些能進行地比較徹底，有些反應是不徹底的，甚至是可逆的。知識回顧可逆反應：1.定義：在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進

行的反應。注：向生成物方向進行的反應叫做正反應，向反應物方向進行的反應叫做逆反應。書寫可逆反應的化學方程式時，不用“===

”，用“”。2.特征：化學反應的限度比較兩個反應方程式對應表中數(shù)據(jù)，你能發(fā)現(xiàn)什么？n(H2)/mol22222n(O2)/mol0.51510100反應結束后H2物質(zhì)的量10000表1：反應O2+2H2===2H2O中，點燃n(H2)/mol33333n(N2)/mol0.51510100反應結束后H2物質(zhì)的量1.80.40.240.150.08表2：反應N2+3H2=========

2NH3中，催化劑高溫高壓化學反應是有限度的，有些能進行地較徹底，有些反應是不徹底的，甚至是可逆的。【思考】什么樣的反應在給定條件下的進程有一定的限度？化學平衡狀態(tài)的建立

在某固定密閉容器中發(fā)生反應：

各物質(zhì)的濃度隨反應的時間變化如下表所示：時間(min)

01020304050607080c(SO2)106321.21111c(O2)531.510.60.50.50.50.5c(SO3)04788.89999問：①此條件下進行到什么時候達到了這個反應的限度（化學平衡狀態(tài)）?

②此時的反應是否停止了？

③此時為何三種物質(zhì)的濃度保持不變?化學平衡狀態(tài)的建立

在某固定密閉容器中發(fā)生反應：

，各物質(zhì)的濃度隨反應的時間變化如下表所示：時間(min)

01020304050607080c(SO2)106321.21111c(O2)531.510.60.50.50.50.5c(SO3)04788.89999反應開始時反應進行時反應50min后宏觀物料角度c(反應物)____0c(反應物)______c(反應物)______c(生成物)____0c(生成物)______c(生成物)______微觀速率角度v正

____0v正

______v正

______v逆

____0v逆

______v逆

______>=>=減小增大減小增大不變不變不變不變【思考4】用圖像描述v正和v逆變化規(guī)律？化學平衡狀態(tài)的建立正逆反應都進行，v(逆)≠0，v(正)>v(逆)

c(SO2)、c(O2

)逐漸減小,v(正)逐漸減小，c(SO3)逐漸增大，v(逆)逐漸增大反應過程中c(SO2)、c(O2)最大，→v(正)最大,c(SO3)=0→v(逆)=0開始時反應速率時間（t）0v(正)v(逆)v(正)=v(逆)t1反應到t1時刻

動態(tài)平衡化學平衡狀態(tài)的建立反應物濃度最大生成物濃度為0

v正最大v逆為0反應開始反應過程達到平衡反應物濃度減小生成物濃度增大各物質(zhì)的濃度不再改變

v正逐漸減小v逆逐漸增大

v正=

v逆≠0生成物

時間濃度O反應物

時間速率O正反應逆反應化學平衡狀態(tài)t0vv(正)v(逆)●50minv(正)=v(逆)≠0各物質(zhì)濃度不變0tC生成物反應物●●50min1、定義：

在一定條件下，可逆反應進行到一定程度時，正反應速率

和逆反應速率相等，反應物和生成物濃度不再發(fā)生變化，達到一種表面靜止的狀態(tài)，這種狀態(tài)稱為化學平衡狀態(tài)，簡稱化學平衡?？赡娣磻谝欢l件下所能達到或完成的最大程度，即該反應的限度?！窕瘜W平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)的特征逆定等動變化學平衡狀態(tài)研究的對象是可逆反應達到化學平衡狀態(tài)后，各組分濃度不再改變，不隨時間變化而變化達到化學平衡狀態(tài)時，正反應速率和逆反應速率相等化學平衡是一種表面靜止狀態(tài)，反應并未停止，是一種動態(tài)平衡外界條件改變時，原平衡狀態(tài)將被打破，再在新條件下建立新的平衡化學平衡狀態(tài)動：化學平衡是一種動態(tài)平衡當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，雖然達到一種表面靜止的狀態(tài)，即總反應速率為0，但正、逆反應速率均不為0?！舅伎肌吭谝欢l件下的密閉容器中發(fā)生反應：2SO2+O22SO3，達到化學平衡狀態(tài)后，再充入少量含18O的氧氣，一段時間后，18O可能存在于哪些物質(zhì)中？

該反應是可逆反應，18O可存在于SO2、O2、SO3中?；瘜W平衡狀態(tài)等：正反應速率等于逆反應速率可逆反應N2O4(g)2NO2(g)t1時刻時，v逆(NO2)=v正(N2O4)，反應未達到平衡狀態(tài)。t2時刻后，v逆(NO2)=2v正(N2O4)，反應達到平衡狀態(tài)。由此可見，當用不同物質(zhì)表示化學平衡狀態(tài)下的正、逆反應速率時，速率比應該與其化學計量數(shù)成正比?；瘜W平衡狀態(tài)定：反應物的濃度和生成物的濃度都不再改變某條件下的合成氨反應中，N2、H2、NH3的濃度隨時間變化如圖所示：從t1時刻開始，它們的濃度均不再改變。這表明該反應中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達到了“限度”

，即化學平衡狀態(tài)。此時反應物的轉(zhuǎn)化率最大：（轉(zhuǎn)化率=×100%）產(chǎn)物的產(chǎn)率最大：（產(chǎn)率=×100%）化學平衡狀態(tài)變：改變反應條件，可以改變化學平衡狀態(tài)大量的科學實驗證明，化學平衡狀態(tài)通常會受到濃度、溫度、壓強等因素的影響。

化學平衡狀態(tài)常用于判斷反應達到平衡的依據(jù)達到平衡的標志：（一定條件下）v正=v逆濃度不再改變

以xA+yBzC為例：VA耗

=VA生VA耗

:VC耗

=x:zVB生

:VC生

=y:zVA耗

:VB生

=x:y能說明V正=V逆的標志：①如何理解

v(正)＝v(逆)？v(正)＝v(逆)核心：1、有正有逆的描述；2、轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)速率相等化學平衡狀態(tài)①反應物與生成物濃度不再改變：各物質(zhì)的物質(zhì)的量、百分含量、體積分數(shù)等保持恒定;變量不再改變②方程式左右兩邊氣體系數(shù)之和不同的反應,壓強、氣體密度、氣體的總物質(zhì)的量、氣體平均分子質(zhì)量、容器壓強（恒容條件）、容器體積（恒壓條件）不變。③有色物質(zhì)參加或生成的反應,顏色不再變時，或絕熱容器中的溫度不再改變。②如何理解濃度不再改變?核心：一個量隨反應一直變，突然不變

變量不變

即平衡化學反應條件的控制

在化工生產(chǎn)中，為了提高反應進行的程度而調(diào)控反應條件時，需要考慮控制反應條件的成本和實際可能性。

合成氨的生產(chǎn)在溫度較低時，氨的產(chǎn)率較高；壓強越大，氨的產(chǎn)率越高。但溫度低，反應速率小，需要很長時間才能達到化學平衡，生產(chǎn)成本高，工業(yè)上通常選擇在400~500℃下進行。而壓強越大，對動力和生產(chǎn)設備的要求也越高，合成氨廠隨著生產(chǎn)規(guī)模和設備條件的不同，采用的壓強通常為10~30MPa。催化劑高溫、高壓N2+3H22NH3工業(yè)合成氨化學反應條件的控制基本措施改變反應速率改變反應限度改變溫度、濃度、氣體的壓強、固體的表面積以及催化劑的合理使用等改變溫度、濃度、氣體的壓強等思考：為提高燃料的燃燒效率，應如何調(diào)控燃燒反應的條件?提高燃料燃燒效率的具體措施：(1)將煤研細，增大與氧氣的接觸面積，加快反應速率；使用助燃劑(2)適當過量的空氣有利于煤的充分燃燒；(3)爐(灶)膛材料采用保溫性能好的的耐高溫材料；(4)廢氣中的熱量可用于供暖或發(fā)電等。歸納總結化學反應限度1、可逆反應的進程都有一定的限度2、化學平衡狀態(tài)的建立3、化學平衡狀態(tài)的特征