2.3.2 化學(xué)反應(yīng)的限度 課件2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）必修2

第2章化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)規(guī)律第3節(jié)化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度第2課時化學(xué)反應(yīng)的限度一、化學(xué)反應(yīng)速率對于一體積固定的容器中的化學(xué)反應(yīng)：aA+bB===cC+dD二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1.決定因素：反應(yīng)物本身的性質(zhì)2.影響反應(yīng)速率的外界因素：濃度、溫度、催化劑、接觸面積、壓強(qiáng)，此外，還有溶劑、光波、電磁波、超聲波等。復(fù)習(xí)回顧υ(A)=|Δ

c(A)|Δ

t|Δ

n(A)|V

Δ

t=υ(D)=

Δ

c(D)

Δ

t

Δ

n(D)

V

Δ

t=1905年底，德國化學(xué)家哈伯確定了合成氨的方法。但什么樣的高溫高壓條件為最佳及什么樣的催化劑為最好仍是哈伯亟待解決的問題。經(jīng)過四年幾千次的試驗和計算，哈伯終于取得了喜人的成果。就是在550℃、20MPa和鋨為催化劑的條件下，氨的產(chǎn)率約為6.25%?，F(xiàn)代合成氨工藝的反應(yīng)條件是鐵觸媒作催化劑，400-500℃，10-30MPa，氨的產(chǎn)率大約為10-15%。新課導(dǎo)入思考：①氮氣和氫氣在550℃、20MPa和鋨為催化劑的條件下，氨的產(chǎn)率約為6.25%，此條件下的該反應(yīng)是否達(dá)到了最大的限度？②現(xiàn)代合成氨的產(chǎn)率大于哈伯合成氨的產(chǎn)率，說明化學(xué)反應(yīng)的限度是否能夠發(fā)生改變？③實際的化工生產(chǎn)中，是不是只要化學(xué)反應(yīng)的速率快就可以提高產(chǎn)品的產(chǎn)量？要提高產(chǎn)品的產(chǎn)量還要考慮哪些問題？認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)存在限度向2mL0.01mol·L-1KI溶液中加入1mL0.01mol?L-1FeCl3溶液，再加入幾滴0.1mol·L-1KSCN溶液，你認(rèn)為能觀察到什么現(xiàn)象？為什么？

預(yù)測實驗現(xiàn)象觀察到的實驗現(xiàn)象結(jié)論思考：上述實驗，對你認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)有什么新的啟示？2Fe3++2I—?2Fe2++I2溶液呈棕黃色溶液顯紅色KI溶液過量，F(xiàn)eCl3也不會全部轉(zhuǎn)化成FeCl2，即FeCl3與KI的反應(yīng)不能進(jìn)行完全觀察思考化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得較完全反應(yīng)進(jìn)行得不徹底反應(yīng)鎂條在空氣中燃燒金屬鈉與水的反應(yīng)NaOH溶液與鹽酸的反應(yīng)Fe2O3與CO的反應(yīng)N2與H2的反應(yīng)SO2與O2的反應(yīng)Cl2與H2O的反應(yīng)在硫酸的工業(yè)生產(chǎn)中，二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫需要氧氣，但即使氧氣再過量，二氧化硫也不能全部轉(zhuǎn)化為三氧化硫，反應(yīng)進(jìn)行不徹底的原因是什么？某班同學(xué)以二氧化硫與氧氣生成三氧化硫的反應(yīng)為例，分析為什么即使氧氣過量二氧化硫也不能全部轉(zhuǎn)化成三氧化硫。他們在討論過程中形成了以下三種觀點，請結(jié)合相關(guān)資料對他們的觀點進(jìn)行分析論證。觀點1：只有部分二氧化硫與氧氣發(fā)生反應(yīng)。觀點2：二氧化硫全部轉(zhuǎn)化成三氧化硫后，部分三氧化硫分解又生成二氧化硫。觀點3：二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫的同時，三氧化硫分解生成二氧化硫和氧氣。針對上述三種觀點，他們查閱資料獲得了以下信息。交流研討信息1：實驗發(fā)現(xiàn)，一定條件下向一密閉容器中充入SO2與18O2，反應(yīng)一段時間后，核素18O存在于SO2、O2、SO3中。信息2：密閉容器中SO2與O2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過程中SO3的物質(zhì)的量的變化趨勢如圖所示。觀點1錯誤觀點2錯誤Δ2SO2+O22SO3對于可逆反應(yīng)來說，在一定條件下反應(yīng)物不可能全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，反應(yīng)只能進(jìn)行到一定的程度，這就是該化學(xué)反應(yīng)在這個條件下所能達(dá)到的限度。即無論進(jìn)行多長時間，反應(yīng)物都不可能100％地全部轉(zhuǎn)化為生成物。1.概念一、可逆反應(yīng)在

下，向

兩個方向同時進(jìn)行的反應(yīng)。①可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底；②可逆反應(yīng)結(jié)束時，反應(yīng)物和生成物共存。3.特點正向反應(yīng)：反應(yīng)物→生成物逆向反應(yīng)：生成物→反應(yīng)物可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式中，用“”代替“”。正反應(yīng)逆反應(yīng)2.表示方法相同條件正、反知識梳理14CO2、14C、14CO(2)14CO2+12C2CO，達(dá)到最大限度后，混合物中含14C的粒子有哪些？不是，兩者的反應(yīng)條件不同，故不是可逆反應(yīng)。(1)反應(yīng)2H2+O2===2H2O和2H2O===2H2↑+O2↑，是否為可逆反應(yīng)？點燃電解遷移應(yīng)用對于以上反應(yīng)，請分析：(1)反應(yīng)剛開始時，反應(yīng)物和生成物的濃度哪個大？隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物和生成物濃度如何變化？(2)反應(yīng)剛開始時，正反應(yīng)與逆反應(yīng)哪個反應(yīng)速率大？隨著反應(yīng)的進(jìn)行，

υ(正)與υ(逆)怎樣變化？在密閉容器中加入2molSO2和1molO2發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

交流研討υ(正)υ(逆)υ(正)＝

υ(逆)t1時間（t）0①0～t1段：υ(正)>υ(逆)②t1時刻及以后：υ(正)=υ(逆)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率隨時間變化圖示反應(yīng)速率υ(3)反應(yīng)會進(jìn)行到什么時候“停止”？當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時。(4)此時，反應(yīng)物和生成物濃度如何變化？反應(yīng)物和生成物濃度不再改變。(5)反應(yīng)真的停止了嗎？未停止，處于動態(tài)平衡。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

二、化學(xué)平衡狀態(tài)在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，反應(yīng)物和生成物濃度不再隨時間的延長而發(fā)生變化（即保持不變），正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡。1.定義知識梳理2.特征條件改變，原平衡被破壞，發(fā)生移動，在新的條件下建立新的化學(xué)平衡研究對象為可逆反應(yīng)逆等υ(正)＝υ(逆)動動態(tài)平衡，υ(正)＝υ(逆)≠0定條件一定，平衡混合物中各物質(zhì)的濃度一定變（不是相等）(1)在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，當(dāng)SO2、O2、SO3的濃度之比為2∶1∶2時，能否說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)?(2)在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，當(dāng)壓強(qiáng)恒定時，一定達(dá)到平衡嗎？密度一定時呢？不能，因為不能說明各組分的濃度一定不變。也不能說明該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等。壓強(qiáng)恒定時，反應(yīng)一定達(dá)到平衡，因為壓強(qiáng)恒定，說明各氣體的物質(zhì)的量恒定；密度恒定時，不一定達(dá)到平衡，因為氣體的總質(zhì)量守恒，容積不變，密度在任何時刻都不變。思考討論3.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法①υ

(正)＝υ(逆)a.同一物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率相等b.不同物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率與對應(yīng)化學(xué)方程式中的各物質(zhì)的系數(shù)成正比②濃度保持一定各組分的濃度、物質(zhì)的量、質(zhì)量不隨時間的改變而改變思考：可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，平衡狀態(tài)能否改變呢？知識梳理化學(xué)平衡狀態(tài)的改變將封裝有二氧化氮（NO2

）和四氧化二氮（N2O4）混合氣體的裝置兩端的球形容器分別浸入熱水和冷水中，觀察實驗現(xiàn)象。浸入前浸入后思考：根據(jù)觀察到的實驗現(xiàn)象可以得出什么結(jié)論？觀察思考實驗現(xiàn)象熱水中混合氣體顏色較常溫下的___，冰水中混合氣體顏色較常溫下的___。實驗結(jié)論混合氣體受熱顏色變___，說明NO2濃度_____，即平衡向_________方向移動，升高溫度平衡狀態(tài)被破壞。混合氣體被冷卻顏色變___，說明NO2濃度_____，即平衡向_________方向移動，降低溫度平衡狀態(tài)被破壞。深深淺增大吸熱反應(yīng)淺減小放熱反應(yīng)歸納總結(jié)化學(xué)平衡是在一定條件下建立起來的，當(dāng)條件改變時，原平衡狀態(tài)被破壞，并在新的條件下建立起新的平衡狀態(tài)。

原平衡(υ正=υ逆)條件改變一定時間后平衡破壞

(υ正′≠υ逆′)

新平衡

(υ正"=υ逆")化學(xué)平衡的移動說明：濃度、溫度、壓強(qiáng)等因素均會影響化學(xué)平衡狀態(tài)，具體內(nèi)容會在選修中學(xué)習(xí)。結(jié)論：可逆反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡的移動定義特點判斷定義特點判斷溫度濃度壓強(qiáng)逆、等、動、定、變課堂小結(jié)1．下列反應(yīng)體系中，不屬于可逆反應(yīng)的是(

)A．Cl2溶解于水B．氨氣溶解于水C．工業(yè)合成氨D．水電解生成H2和O2與H2在O2中燃燒生成H2O當(dāng)堂檢測D2．在容器中充入SO2和只由18O原子組成的氧氣(18O2)。在一定條件下達(dá)到平衡時，18O存在于(

)A．只存在于O2中 B．只存在于O2和SO3中C．只存在于SO2和SO3中 D．SO3、SO2和O2中都有可能存在D3．在一定條件下，反應(yīng)2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是(

)A．單位時間內(nèi)生成2n

molA，同時生成n

molDB．容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間而變化C．單位時間內(nèi)生成n

molB，同時消耗1.5n

molCD．容器內(nèi)混合氣體密度不隨時間而變化A4．反應(yīng)2A(g)＋B(g)2C(g)(吸熱反應(yīng))下列反應(yīng)條件有利于生成C的是(

)A．低溫、