化學(xué)反應(yīng)的限度及條件控制課件高一化學(xué)人教版

第六章

化學(xué)反應(yīng)與能量

第二節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的速率與限度

課時(shí)2化學(xué)反應(yīng)的限度

課堂導(dǎo)入煉鐵高爐尾氣之謎閱讀：P48科學(xué)史話，從這一材料中，你得到什么啟示？增加煉鐵高爐的高度，不能改變高爐尾氣中CO的比例，原因是：C+CO22CO是一個(gè)可逆反應(yīng)，不能完全進(jìn)行，存在一定的反應(yīng)限度?？赡娣磻?yīng)一、可逆反應(yīng)定義：在相同條件下，能既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。特點(diǎn)雙同性共存性雙向性反應(yīng)物

生成物正反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向在相同條件下，正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)物和生成物共同存在，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率小于100%可逆反應(yīng)【思考】對(duì)于可逆反應(yīng)

1、向反應(yīng)容器中充入N2

和H2

，可生成NH3

；

若向反應(yīng)容器中充入NH3

，______得到N2（“能”或“不能”）。能2、向反應(yīng)容器中充入1mol

N2

和3mol

H2

，充分反應(yīng)后，①反應(yīng)容器中_____N2

剩余（“有”或“無(wú)”）；②最終可得到_________mol

NH3

。小于2有N2+3H22NH3高溫、高壓催化劑

和

互為可逆反應(yīng)嗎？可逆反應(yīng)學(xué)習(xí)過(guò)的可逆反應(yīng)有哪些？2SO2+O22SO3催化劑△Cl2+H2OHCl+HClONH3+H2ONH3·H2OSO2+H2OH2SO3N2+3H22NH3高溫、高壓催化劑不是，反應(yīng)條件不相同下列有關(guān)可逆反應(yīng)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A、可逆反應(yīng)是指在同一條件下能同時(shí)向正、逆兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)B、2HIH2+I2是可逆反應(yīng)C、2H2+O22H2O與2H2O2H2↑+O2↑互為可逆反應(yīng)D、可逆反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物同時(shí)存在習(xí)題C化學(xué)平衡狀態(tài)的建立時(shí)間(min)

01020304050607080c(SO2)106321.21111c(O2)531.510.60.50.50.50.5c(SO3)04788.89999在某固定密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2SO2+O22SO3，各物質(zhì)濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化反應(yīng)開(kāi)始時(shí)反應(yīng)進(jìn)行時(shí)反應(yīng)50min后宏觀物料角度c(反應(yīng)物)____0c(反應(yīng)物)______c(反應(yīng)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用圖像描述v正和

v逆變化規(guī)律？化學(xué)平衡狀態(tài)的建立時(shí)間(min)

01020304050607080c(SO2)106321.21111c(O2)531.510.60.50.50.50.5c(SO3)04788.89999各物質(zhì)的濃度不再變化v(正)v(逆)c(SO2)c(O2)c(SO3)v

(mol/L·min)生成物反應(yīng)物化學(xué)平衡狀態(tài)在一定條件下，一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正向反應(yīng)速率與逆向反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)物濃度和生成物濃度不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)。正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率v正

=v逆(化學(xué)平衡狀態(tài)）時(shí)間反應(yīng)速率t1(1)

0-t1：v(正)____v(逆)(2)

t1

以后：v(正)____v(逆)＞=二、化學(xué)平衡狀態(tài)的概念在一定條件下，某可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率、逆反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)A、t1時(shí)刻，正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率B、t2時(shí)刻的正反應(yīng)速率小于t3時(shí)刻的逆反應(yīng)速率C、t4時(shí)刻，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，正、逆反應(yīng)速率均為0D、t4時(shí)刻，保持其他條件不變，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)D化學(xué)平衡狀態(tài)逆、等、動(dòng)、定、變逆定動(dòng)等變研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)各組成成分的濃度/物質(zhì)的量/百分含量不變同一物質(zhì)v正=v逆≠0一種動(dòng)態(tài)平衡；化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)并沒(méi)有停止外界條件改變時(shí)，原平衡狀態(tài)被破壞，在新條件下建立平衡溫度，濃度改變都能使平衡移動(dòng)、加催化劑不能

(前提)(本質(zhì))(標(biāo)志)三、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)如何判斷一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到了一定條件下的反應(yīng)限度（化學(xué)平衡狀態(tài)）？“表現(xiàn)”“本質(zhì)”判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡的直接標(biāo)志。等定ν(正)=ν(逆)各組分的濃度保持不變（不是相等，也不是成一定的比值）四、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)限度的說(shuō)法正確的是(

)A、可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)物的濃度等于生成物的濃度B、可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等C、可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后不可改變D、可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)反應(yīng)停止習(xí)題B化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)1、直接標(biāo)志——正逆反應(yīng)速率標(biāo)志一：v正

=v逆

≠0同種物質(zhì)：速率相等，v

(A)正＝v

(A)逆不同物質(zhì)：一正一逆成比例，v

(A)正：v

(B)逆＝a：b必須是不同方向的速率【例】一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)N2＋3H2

2NH3，表示正、逆反應(yīng)速率可以用N2或H2或NH3來(lái)表示：下列能表示反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

（1）v正（N2）=v逆（N2）（2）2v正（N2）=v逆（NH3）

（3）單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2消耗，同時(shí)有1molN2生成

（4）單位時(shí)間內(nèi)，有3molH2消耗，同時(shí)有2molNH3生成

（5）單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2消耗，同時(shí)有3molH2消耗（6）1molN三N鍵斷裂的同時(shí)有2molN-H鍵斷裂

（7）當(dāng)有3個(gè)H—H鍵斷裂，同時(shí)有2個(gè)N—H鍵斷裂化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)XXX化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)1、

直接標(biāo)志——各組分的含量標(biāo)志二：各組分的濃度保持不變①各組分的

物質(zhì)的量

或

物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)

保持不變②各氣體的

體積

或

體積分?jǐn)?shù)

保持不變③各組分的

質(zhì)量

或

質(zhì)量分?jǐn)?shù)

保持不變是各組分，不是總成分一定條件下的密閉容器中,發(fā)生可逆反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。下列情況不能說(shuō)明該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡的是(

)A、H2的質(zhì)量保持不變B、CH4的含量保持不變C、正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等D、CH4、CO2、CO和H2的物質(zhì)的量之比為1∶1∶2∶2習(xí)題D化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)2、間接標(biāo)志——“變量不變”變量不變

即達(dá)平衡分析該量是“變量”還是“恒量”：如為“恒量”，即隨反應(yīng)的進(jìn)行永遠(yuǎn)不變，則不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)；如為“變量”，即該量隨反應(yīng)進(jìn)行而改變，當(dāng)其“不變”時(shí)，則為平衡狀態(tài)。體系的

P（總壓強(qiáng)）

、V（總體積）、m（總質(zhì)量）、ρ（密度）、Mr（平均相對(duì)分子質(zhì)量）等不再變化

判斷是“定量”還是“變量”

注意

常見(jiàn)公式：PV=nRT

、ρ=、Mr(氣體)=

2、間接標(biāo)志：“變量”不變即為平衡①混合氣體總壓強(qiáng)

化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)因?yàn)楹闳?、恒溫條件下，n(g)越大則壓強(qiáng)P就越大，則無(wú)論各成份是否均為氣體，只需考慮Δn(g)。當(dāng)Δn(g)=0，則P為恒值，不一定是化學(xué)平衡狀態(tài)。PV=nRT當(dāng)Δn(g)≠0，則P一定時(shí)，一定是化學(xué)平衡狀態(tài)。習(xí)題恒容、恒溫條件下，

C

(s)+O2(g)CO2(g)

當(dāng)體系總壓強(qiáng)不變時(shí)，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)CO2(g)+C(s)2CO(g)當(dāng)體系總壓強(qiáng)不變時(shí)，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，當(dāng)體系總壓強(qiáng)不變時(shí)，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)H2(g)+I2(g)2HI(g)當(dāng)體系總壓強(qiáng)不變時(shí)，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)不一定一定一定不一定化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)2、間接標(biāo)志：“變量”不變即為平衡②氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量

取決于有無(wú)非氣體取決于氣體系數(shù)差若m+n≠p+q若m+n=p+qm總為定值n總為變量Mr為變量平衡狀態(tài)n總為定值Mr為定值不一定為平衡狀態(tài)（1）若各物質(zhì)均為氣體mA(g)＋nB(g)

?pC(g)＋qD(g)mA(g)＋nB(g)

?pC(s)＋qD(g)（2）若有非氣體參與m總為變量Mr為變量平衡狀態(tài)習(xí)題2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，當(dāng)平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)

H2(g)+I2(g)2HI(g)

當(dāng)平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)1、一定不一定2、C(s)+O2(g)CO2(g)當(dāng)平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)

CO2(g)+C(s)2CO(g)當(dāng)平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，_______是化學(xué)平衡狀態(tài)一定一定化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)2、間接標(biāo)志：“變量”不變即為平衡③氣體密度ρρ=m總V容器取決于有無(wú)非氣體取決于氣體系數(shù)差(2)若有非氣體參與，恒壓或是恒容(1)若各物質(zhì)均為氣體ρ不變時(shí)，不一定為平衡狀態(tài)恒容恒壓若m+n≠p+q若m+n=p+qρ不變時(shí)，一定為平衡狀態(tài)mA(g)＋nB(g)

?pC(g)＋qD(g)

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，恒容條件下，當(dāng)氣體密度不變時(shí)，________是化學(xué)平衡狀態(tài)

恒壓條件下，當(dāng)氣體密度不變時(shí)，________是化學(xué)平衡狀態(tài)

H2(g)+I2(g)2HI(g)恒容條件下，當(dāng)氣體密度不變時(shí)，________是化學(xué)平衡狀態(tài)恒壓條件下，當(dāng)氣體密度不變時(shí)，________是化學(xué)平衡狀態(tài)不一定一定不一定不一定習(xí)題CO2(g)+C(s)2CO(g)恒容條件下，當(dāng)氣體密度不變時(shí)，________是化學(xué)平衡狀態(tài)恒壓條件下，當(dāng)氣體密度不變時(shí)，________是化學(xué)平衡狀態(tài)一定一定化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)2、間接標(biāo)志：“變量”不變即為平衡④體系的顏色和溫度不變一定為平衡狀態(tài)H2+I22HI△2NO2

N2O4紅棕色絕熱容器中，當(dāng)體系溫度不變，則達(dá)平衡。（若為恒溫容器，則不可作為平衡判據(jù)）(2)體系溫度不變：(1)體系顏色不變：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)為例間接標(biāo)志壓強(qiáng)不變?nèi)鬽+n≠p+q平衡若m+n=p+q不一定

若m+n≠p+q若m+n=p+q平衡密度ρ不變不一定不一定顏色溫度不變平衡Mr(氣體)=ρ=m總V容器PV=nRT可逆反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在恒容密閉容器中進(jìn)行:①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)，生成2nmolNO2②單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)，生成2nmolNO③用

NO2、NO和O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為

2∶2∶1④混合氣體的顏色不再改變⑤混合氣體的密度不再改變⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變⑦混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變可說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(

)A.①④⑥⑦ B.②③④⑥

C.①④⑤⑦ D.①②⑥⑦A【小結(jié)】化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志(1)速率:

ν正=ν逆①同一物質(zhì):v正(A)=v逆(A)

直接標(biāo)志(2)各組分的濃度保持不變

——各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間的改變而改變。②不同物質(zhì)，

v正(A):v逆(B)

=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比（根據(jù)具體情況分析）判斷依據(jù)認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)五、化學(xué)平衡狀態(tài)的限度化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在一定條件下所能達(dá)到或完成的最大程度，即該反應(yīng)的限度。②

同一可逆反應(yīng)，不同條件下，化學(xué)反應(yīng)的限度不同，即：

改變條件可以在一定程度上改變一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的限度。①

化學(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在一定條件下的最大轉(zhuǎn)化率。下列對(duì)于化學(xué)反應(yīng)的限度的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A、任何可逆反應(yīng)都有一定的限度B、有一定限度的化學(xué)反應(yīng)，都是可逆反應(yīng)C、化學(xué)反應(yīng)的限度與時(shí)間的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)D、化學(xué)反應(yīng)的限度是不可改變的習(xí)題D化學(xué)反應(yīng)條件的控制

促進(jìn)有利反應(yīng)：提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率即原料的利用率，加快反應(yīng)速率

抑制有害反應(yīng)：減緩反應(yīng)速率，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生，控制副反應(yīng)的發(fā)生等改變化學(xué)反應(yīng)速率：改變溫度、溶液的濃度、氣體壓強(qiáng)（或濃度）、固體表面積及使用催化劑等改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度：改變溫度、溶液濃度、氣體壓強(qiáng)（或濃度）1、控制化學(xué)反應(yīng)條件的目的2、控制化學(xué)反應(yīng)條件的方法化學(xué)反應(yīng)條件的控制3、化工生產(chǎn)中反應(yīng)條件的調(diào)控(1)考慮因素：反應(yīng)速率、平衡轉(zhuǎn)化率、______和______________。成本實(shí)際可能性溫度低有利：氨的產(chǎn)率較高不利：反應(yīng)速率小，生產(chǎn)成本高壓強(qiáng)大有利：氨的產(chǎn)率較高不利：對(duì)動(dòng)力和生產(chǎn)設(shè)備的要求高常用溫度400℃~500℃常用壓強(qiáng)10～30Mpa(2)實(shí)例——合成氨生產(chǎn)條件的選擇:催化劑：僅增大反應(yīng)速率，不影響反應(yīng)限度。合成氨工業(yè)中，在高溫高壓、催化劑作用下發(fā)生的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。下列說(shuō)法正確的是(

)A、該反應(yīng)反應(yīng)物斷鍵時(shí)吸收的總能量大于生成物成鍵時(shí)放出的總能量B、實(shí)際生產(chǎn)中通常選擇在

400～500℃、100MPa條件下合成氨C、采取迅速冷卻的方法，可使氣態(tài)氨變?yōu)橐簯B(tài)氨后及時(shí)從平衡混合物中分離出去D、增大催化劑的表面積，不能有效增大反應(yīng)速率C