廣東省陸河外國語學(xué)校高中化學(xué)《第二章 第三節(jié) 第2課時 化學(xué)反應(yīng)的限度》課件 新人教版必修2.ppt

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度第2課時化學(xué)反應(yīng)的限度 人類對糧食的需求使人工固氮在19世紀(jì)初成了世界性的重大研究課題 不少化學(xué)家耗費了相當(dāng)大的精力 但仍未掌握一種較理想的人工固氮方法 主要困難是氮氣和氫氣非常難反應(yīng) 反應(yīng)速率特別慢 且氮氣的轉(zhuǎn)化率非常低 1909年德國科學(xué)家哈伯在實驗室采用600 200個大氣壓和用金屬鐵作催化劑的條件使人工固氮成功 1918年瑞典皇家科學(xué)院因哈伯在合成氨發(fā)明上的杰出貢獻(xiàn) 決定授予他諾貝爾化學(xué)獎 1 認(rèn)識可逆反應(yīng)及其特征 2 了解并會判斷化學(xué)平sax衡狀態(tài) 3 初步了解化學(xué)反應(yīng)條件的控制 化學(xué)反應(yīng)的限度 1 可逆反應(yīng) 1 定義 在同一條件下 和 均能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng) 2 表示書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式時不用 而用 3 特點 雙向性 反應(yīng)物反應(yīng)反應(yīng)生成物 雙向性 正 逆反應(yīng)是在 下 進(jìn)行的 共存性 和 同時存在 反應(yīng)不能進(jìn)行到底 1 1 正反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向 2 3 正向逆向 同一條件同時 反應(yīng)物生成物 2 化學(xué)平衡狀態(tài) 1 化學(xué)平衡的建立 2 1 最大最小最大最小逐漸減小逐漸增大逐漸減小逐漸增大不變不變不變不變 2 可以用圖像表示化學(xué)平衡狀態(tài)建立過程中速率與時間的關(guān)系 3 化學(xué)平衡 研究對象 反應(yīng) 定義 在一定條件下 當(dāng)一個 反應(yīng)進(jìn)行到 和 相等時 反應(yīng)物和生成物的 不再改變的狀態(tài) 3 可逆 可逆正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率濃度 綜合拓展 一 化學(xué)反應(yīng)的限度 化學(xué)平衡狀態(tài)的特征1 逆 化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng) 2 等 達(dá)到平衡狀態(tài)時 正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 但不等于零 即v正 v逆 0 3 動 是指動態(tài)平衡 達(dá)到平衡狀態(tài)時 正 逆反應(yīng)仍在不斷進(jìn)行 只是v正 v逆而已 4 定 平衡時 各組分的濃度保持一定 各組成成分的含量保持一定 5 變 當(dāng)外界條件 如濃度 壓強(qiáng) 溫度等 變化時 則原平衡被破壞 反應(yīng)混合物中各組分的濃度就會發(fā)生變化 在新的條件下會重新建立平衡 二 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷判斷一個可逆反應(yīng)在一定條件下是否達(dá)到化學(xué)反應(yīng)的限度或化學(xué)平衡狀態(tài) 直接依據(jù)就是其本質(zhì)和特征 即正 逆反應(yīng)速率是否相等 各組分濃度是否不變 含量是否不變 通常從如下幾個方面進(jìn)行判斷 嘗試應(yīng)用 1 可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的重要特征是 a 反應(yīng)停止了b 正 逆反應(yīng)的速率都為0c 正 逆反應(yīng)都還在繼續(xù)進(jìn)行d 正 逆反應(yīng)的速率相等 d 2 對于可逆反應(yīng)2so2 o2 2so3 在混合氣體中充入一定量的18o2足夠長的時間后 18o原子 a 只存在于o2中b 只存在于o2和so3中c 只存在于o2和so2中d 存在于so2 o2和so3中解析 由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng) 經(jīng)過足夠長的時間后 各物質(zhì)均含有18o 答案 d 3 可逆反應(yīng)n2 3h22nh3的正 逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示 下列各關(guān)系式中能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是 a 3v正 n2 v正 h2 b v正 n2 v逆 nh3 c 2v正 h2 3v逆 nh3 d v正 n2 3v逆 h2 解析 達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時 正 逆反應(yīng)速率相等 用nh3 h2 n2表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于它們的化學(xué)計量數(shù)之比 結(jié)合這兩個條件 可以得出答案為c 答案 c 化學(xué)反應(yīng)條件的控制 1 化學(xué)反應(yīng)條件的控制 1 原料的利用率反應(yīng)速率反應(yīng)速率有害物質(zhì)的產(chǎn)生 2 燃料燃燒的條件 1 燃料與 接觸 且空氣要 2 溫度達(dá)到燃料的 3 提高燃料燃燒效率的措施 1 盡可能使燃料 提高能量的轉(zhuǎn)化率 關(guān)鍵是燃料與空氣或氧氣盡可能 且空氣要 2 盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放出的熱能 提高 2 1 空氣或氧氣適當(dāng)過量 2 著火點3 1 充分燃燒充分接觸適當(dāng)過量 2 熱能的利用率 綜合拓展 控制化學(xué)反應(yīng)條件的基本措施1 通過改變反應(yīng)體系的溫度 溶液的濃度 固體的表面積 反應(yīng)物的狀態(tài)以及催化劑的使用等 改變化學(xué)反應(yīng)速率 2 通過改變可逆反應(yīng)體系的溫度 溶液的濃度 氣體壓強(qiáng)等 改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的限度 嘗試應(yīng)用 4 下列措施可以提高燃料的燃燒效率的是 提高燃料的著火點 降低燃料的著火點 將固體燃料粉碎 將液體燃料霧化 將煤氣化處理a b c d c 一 可逆反應(yīng)的特點 在溫度 容器體積不變的條件下 起始時 c x2 0 1mol l 1 c y2 0 3mol l 1 c z 0 2mol l 1 發(fā)生可逆反應(yīng) x2 g 3y2 g 2z g 達(dá)到平衡時各物質(zhì)的濃度可能正確的是 a c x2 0 15mol l 1 c y2 0 45mol l 1b c x2 0 2mol l 1 c y2 0 6mol l 1c c x2 0 24mol l 1 c z 0 24mol l 1d c x2 0 15mol l 1 c z 0 1mol l 1 名師點睛 可逆反應(yīng)既可向正反應(yīng)方向進(jìn)行 同時又可向逆反應(yīng)方向進(jìn)行 可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底 只能反應(yīng)到一定程度達(dá)到平衡狀態(tài) 平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量都不能為0 也可以用極限法解此類題 如本題可以假設(shè)正向進(jìn)行到底時 c z 0 4mol l 1 假設(shè)逆向進(jìn)行到底時 c x2 0 2mol l 1 c y2 0 6mol l 1 所以0 c x2 0 2mol l 1 0 c y2 0 6mol l 1 0 c z 0 4mol l 1 然后由濃度范圍來判斷 變式應(yīng)用 1 在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng) 2so2 g o2 g 2so3 g 已知反應(yīng)過程中某一時刻so2 o2 so3的濃度分別為0 2mol l 1 0 1mol l 1 0 2mol l 1 當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時 可能存在的數(shù)據(jù)是 a so2為0 4mol l 1 o2為0 2mol l 1b so2為0 25mol l 1c so3為0 4mol l 1d so2 so3均為0 15mol l 1 解析 化學(xué)反應(yīng)的限度決定了可逆反應(yīng)中的各種成分是不可能完全轉(zhuǎn)化的 所以平衡時各物質(zhì)的濃度范圍為0 c so2 0 4mol l 1 0 c o2 0 2mol l 1 0 c so3 0 4mol l 1 因此a c錯誤 對于d項 若so2為0 15mol l 1 則轉(zhuǎn)化的so2的濃度為 0 2 0 15 mol l 1 0 05mol l 1 此時so3的濃度為 0 2 0 05 mol l 1 0 25mol l 1 故d錯誤 本題選b 答案 b 二 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 在一定溫度下 可逆反應(yīng)a g 3b g 2c g 達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是 a c的生成速率與c的分解速率相等b 單位時間內(nèi)生成nmola的同時生成3nmolbc a b c的濃度不再發(fā)生變化d a b c的分子數(shù)之比為1 3 2解析 從同一物質(zhì)的v 正 與v 逆 是否相等或各成分的濃度是否不再改變來考慮 a項 當(dāng)c的生成速率與c的分解速率相等時 表明v 正 v 逆 b項 不管反應(yīng)是否平衡 單位時間內(nèi)生成nmola的同時一定生成3nmolb 即v 正 不一定等于v 逆 a b c的濃度不再變化 表明已達(dá)到平衡狀態(tài) 但平衡狀態(tài)時a b c的分子數(shù)之比不一定為1 3 2 故d項不正確 答案 ac 名師點睛 化學(xué)平衡的實質(zhì)是同種物質(zhì)的正 逆反應(yīng)速率相等 用不同物質(zhì)的正 逆反應(yīng)速率判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài) 要根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比 轉(zhuǎn)化為同種物質(zhì)的速率進(jìn)行比較 不能作為可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志的情況1 反應(yīng)組分中物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比 2 恒溫恒容下體積不變的反應(yīng) 體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不再隨時間的改變而改變 如2hi g i2 g h2 g 3 全是氣體參加的體積不變的反應(yīng) 體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間的改變而改變 如2hi g i2 g h2 g 4 全是氣體參加的反應(yīng) 恒容條件下體系的密度保持不變 變式應(yīng)用 2 在一定溫度下的恒容容器中 當(dāng)下列哪些物理量不再發(fā)生變化時 表明反應(yīng)a g 2b g c g d g 已達(dá)到平衡狀態(tài) 混合氣體的壓強(qiáng) 混合氣體的密度 b的物質(zhì)的量濃度 混合氣體的總物質(zhì)的量 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量 v c 與v d 的比值 混合氣體的總質(zhì)量 混合氣體的總體積a b c d 解析 對反應(yīng)物和生成物全是氣體的可逆反應(yīng) 達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的直接標(biāo)志是正 逆反應(yīng)速率相等 體系中各組分的物質(zhì)的量濃度 總壓強(qiáng) 平均相對分子質(zhì)量不隨時間的改變而改變 故 均能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡 而 中 始終不變化 中沒指明方向 m 氣 不變化 混合氣體是在恒容容器中 均不能作為判斷依據(jù) 答案 b 1 一定溫度下 向al密閉容器中加入2molno2 g 發(fā)生反應(yīng) 2no2 2no o2 此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時的標(biāo)志是 a 混合氣體的顏色變淺b 混合氣體的密度不再變化c 混合氣中no2 no o2物質(zhì)的量之比為2 2 1d 單位時間內(nèi)生成2nmolno 同時生成2nmolno2解析 顏色變淺 說明反應(yīng)還在由左向右進(jìn)行 沒有達(dá)到平衡 a錯 體積一定 氣體密度不論反應(yīng)是否平衡均為定值 b錯 物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比不能說明各組分濃度已保持恒定 更不能說明v 正 v 逆 c錯 d能表明v 正 v 逆 正確 答案 d 7 在c s co2 g 2co g 反應(yīng)中 可使反應(yīng)速率增大的措施是 增大壓強(qiáng) 增加碳的量 通入co2 恒壓下充入n2 恒容下充入