寒假自習(xí)課 2024-2025學(xué)年高一化學(xué)必修第二冊(cè)人教版教學(xué)課件 第六章 第二節(jié) 第2課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的限度 化學(xué)反應(yīng)條件的控制

第六章

化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率與限度第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的控制[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解可逆反應(yīng)及其特點(diǎn)。2.理解化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及標(biāo)志，知道改變條件化學(xué)平衡會(huì)發(fā)生

改變(重點(diǎn))。3.了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的作用。問題引入向2mL0.01mol·L－1KI溶液中逐滴加入1mL0.01mol·L－1FeCl3溶液，然后加入0.1mol·L－1KSCN溶液，預(yù)測(cè)現(xiàn)象，觀看實(shí)驗(yàn)視頻，分析原因？結(jié)論：說明某些化學(xué)反應(yīng)不能進(jìn)行到底，存在一定的限度。2Fe3++2I-2Fe2++I2==過量預(yù)測(cè)：加入KSCN溶液，不變紅。加入KSCN溶液后，溶液變紅色I(xiàn)－過量，F(xiàn)e3＋仍沒完全反應(yīng)?一、化學(xué)反應(yīng)的限度1.可逆反應(yīng)(1)定義同一條件下，正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向均能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。書寫時(shí)，不用“===”，用“?

”。N2+3H22NH3高溫高壓催化劑高溫2SO2+O2

2SO3催化劑(2)特征雙向雙同共存反應(yīng)物、生成物共存，任一反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率小于100%思考1(1)以下幾個(gè)反應(yīng)是否是可逆反應(yīng)？√√××(2)14CO2＋C

2CO，達(dá)到化學(xué)平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有

。14CO2、14C、14CO一、化學(xué)反應(yīng)的限度2.化學(xué)平衡狀態(tài)的建立(1)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程

一定條件下向反應(yīng)容器中加入SO2和O2：Δ2SO2+O2

2SO3反應(yīng)開始時(shí)，c(反應(yīng)物)和c(生成物)哪個(gè)大？隨著反應(yīng)進(jìn)行，濃度又如何變化？反應(yīng)剛開始時(shí)，

υ正與υ逆哪個(gè)大？隨著反應(yīng)的進(jìn)行，

υ正與υ逆怎樣變化？反應(yīng)會(huì)進(jìn)行到什么時(shí)候“停止”？是真的停止了嗎？此時(shí)，反應(yīng)物和生成物濃度如何變化？一、化學(xué)反應(yīng)的限度

濃度速率變化v正、v逆關(guān)系開始反應(yīng)物濃度最大v正最大v正＞v逆生成物濃度為0v逆為0過程中反應(yīng)物濃度減小v正減小v正＞v逆生成物濃度增大v逆增大平衡反應(yīng)物濃度不變v正不變v正＝v逆生成物濃度不變v逆不變2.化學(xué)平衡狀態(tài)的建立(1)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程Δ2SO2+O2

2SO3一、化學(xué)反應(yīng)的限度2.化學(xué)平衡狀態(tài)的建立(2)用速率變化圖像表示化學(xué)平衡狀態(tài)的建立開始時(shí)：v(正)

最大，過程中：v(正)

逐漸減小一段時(shí)間后：各微粒濃度不再發(fā)生變化v(逆)為零v(逆)從零逐漸增大v(正)＝v(逆)υtυ正υ逆υ逆υ正=t1反應(yīng)達(dá)到最大限度一、化學(xué)反應(yīng)的限度3.化學(xué)平衡狀態(tài)概念：

如果外界條件不變，當(dāng)可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，v(正)＝v(逆)

，c(反應(yīng)物)和c(生成物)都不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡。適用對(duì)象：實(shí)質(zhì)：外在標(biāo)志：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變v(正)＝v(逆)≠0可逆反應(yīng)?正確理解：一、化學(xué)反應(yīng)的限度3.化學(xué)平衡狀態(tài)(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征等：平衡時(shí)v(正)=v(逆)。定：混合體系中各組分的濃度保持一定，各組分的含量保持不變。變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。動(dòng)：化學(xué)平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，

v(正)=v(逆)

≠0。逆：建立化學(xué)平衡的反應(yīng)是可逆反應(yīng)。一、化學(xué)反應(yīng)的限度下列哪些情況能說明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。①生成2molNH3的同時(shí)消耗1molN2②v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2③2v正(H2)＝3v正(NH3)④1個(gè)N≡N斷裂的同時(shí)，有6個(gè)N—H斷裂⑤H2的百分含量保持不變⑥NH3的體積分?jǐn)?shù)保持不變思考2一定條件下的密閉容器中，發(fā)生可逆反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)。④⑤⑥一、化學(xué)反應(yīng)的限度4.化學(xué)反應(yīng)的限度(1)化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在一定條件下所能達(dá)到的或完成的最大程度，

即該反應(yīng)進(jìn)行的限度。(2)對(duì)化學(xué)反應(yīng)限度的理解①化學(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在一定條件下轉(zhuǎn)化為生成物的最大轉(zhuǎn)化率。②同一可逆反應(yīng)，不同條件下，化學(xué)反應(yīng)的限度不同，即改變反應(yīng)條件可以

在一定程度上改變一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的限度。一、化學(xué)反應(yīng)的限度應(yīng)用體驗(yàn)1.判斷正誤(1)1molN2和3molH2在一定條件下可完全生成2molNH3(

)(2)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等，是指同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等，若用不同物質(zhì)表示時(shí)，反應(yīng)速率不一定相等(

)(3)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各反應(yīng)物、生成物的濃度相等(

)(4)化學(xué)反應(yīng)在一定條件下建立平衡狀態(tài)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)將會(huì)停止(

)(5)一定條件，可以通過延長化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間來改變反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率(

)×√×××一、化學(xué)反應(yīng)的限度應(yīng)用體驗(yàn)2.在一定溫度下，在恒容的容器中充入2molSO2和1molO2發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。A.只有氧氣

B.只有三氧化硫C.只有氧氣、三氧化硫

D.氧氣、二氧化硫、三氧化硫D一、化學(xué)反應(yīng)的限度應(yīng)用體驗(yàn)(2)一段時(shí)間后，該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，下列能說明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_________(填序號(hào))。①v正(SO2)＝2v逆(O2)

②v(SO2)＝v(SO3)

③單位時(shí)間內(nèi)消耗amolSO2的同時(shí)生成amolSO3

④SO2、O2和SO3的濃度之比為2∶1∶2

⑤混合氣體的總的物質(zhì)的量不再改變⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變⑦混合氣體的密度不再改變⑧混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變①⑤⑥⑧2.在一定溫度下，在恒容的容器中充入2molSO2和1molO2發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。一、化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)歸納總結(jié)一、化學(xué)反應(yīng)的限度變量不變正、逆相等速率必須一個(gè)是正反應(yīng)速率，一個(gè)是逆反應(yīng)速率，且經(jīng)過換算后同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等如果一個(gè)物理量隨著反應(yīng)的進(jìn)行而改變，當(dāng)其不變時(shí)為平衡狀態(tài)；隨著反應(yīng)的進(jìn)行保持不變的物理量，不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制在化工生產(chǎn)中，利用化學(xué)反應(yīng)時(shí)，要使反應(yīng)（包括有利的和有害的）符合或接近人們的期望，你認(rèn)為可供考慮的探索條件有哪些？1.化學(xué)反應(yīng)條件控制的目的(1)促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)：

提高反應(yīng)速率，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，即原料的利用率。(2)抑制有害的化學(xué)反應(yīng)：

降低反應(yīng)速率，控制副反應(yīng)的發(fā)生，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生。2.化工生產(chǎn)中反應(yīng)條件的調(diào)控(1)考慮因素：

(2)實(shí)例——合成氨生產(chǎn)條件的選擇N2+3H22NH3高溫高壓催化劑控制反應(yīng)條件的成本實(shí)際可能性溫度低，反應(yīng)速率小，氨的產(chǎn)率高；壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率大，氨的產(chǎn)率高，生產(chǎn)成本高；催化劑能很大程度提高反應(yīng)速率。溫度400~500℃；壓強(qiáng)10MPa~30Mpa；使用催化劑綜合考慮二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制思考(1)煤燃燒時(shí)，將煤塊粉碎成煤粉且通入適當(dāng)過量空氣的目的是什么？粉碎成煤粉目的是增大其與空氣中O2的接觸面積，提高反應(yīng)速率，使煤粉燃燒更充分；通入適當(dāng)過量的空氣，可以使煤粉充分燃燒，生成CO2放出能量，若空氣不足，會(huì)造成煤燃燒不完全，生成CO，產(chǎn)生熱量少，且造成污染。為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”的目標(biāo)，提高燃料的燃燒效率與熱量的利用率也是重要措施之一。試回答下列問題。(2)煤燃燒時(shí)，選擇保溫隔熱且耐熱的爐(灶)膛材料的主要目的是什么？減少熱量損失，提高煤燃燒的效率。(3)煤燃燒后的廢氣中的熱量，采取什么措施可充分利用？可將燃燒后的廢氣通過熱循環(huán)裝置，供其他方面使用。二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制應(yīng)用體驗(yàn)1.下列措施可以提高燃料燃燒效率的是①提高燃料的著火點(diǎn)

②降低燃料的著火點(diǎn)③將固體燃料粉碎

④將液體燃料霧化⑤將煤氣化處理

⑥通入適當(dāng)過量的空氣A.①③④⑤

B.②③⑤⑥

C.③④⑤⑥

D.①②③④√二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制燃料的著火點(diǎn)不可改變且與燃燒效率無關(guān)應(yīng)用體驗(yàn)2.下圖所示為工業(yè)合成氨的流程圖。下列有關(guān)生產(chǎn)條件的調(diào)控作用分析正確的是____________(填序號(hào))。(1)步驟①中“凈化”可以防止雜質(zhì)與催化劑作用，降低其活性(2)步驟②中“加壓”可以加快反應(yīng)速率(3)步驟②采用的壓強(qiáng)是2×107Pa，因?yàn)樵谠搲簭?qiáng)下鐵觸媒的活性最大(4)步驟③選擇高效催化劑是合成氨反應(yīng)的重要條件(5)目前，步驟③一般選擇控制反應(yīng)溫度為700℃左右(6)步驟④⑤有利于提高原料的利用率，能節(jié)約生產(chǎn)成本(1)(2)(4)(6)二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制隨堂檢測(cè)1.化學(xué)反應(yīng)條件的控制具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。如下反應(yīng)條件的控制中，不恰當(dāng)?shù)氖茿.利用鈉在點(diǎn)燃的條件下與氧氣反應(yīng)，制備過氧化鈉B.為防止火災(zāi)，在面粉廠、加油站等場(chǎng)所要嚴(yán)禁煙火C.為加快KClO3的分解速率而加入MnO2D.降溫加快H2O2的分解速率√MnO2作為催化劑降溫會(huì)減慢H2O2的分解速率隨堂檢測(cè)2.在某容器中發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)＋CO2(g)COS(g)＋H2O(g)，下列情況能判斷反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是A.容器內(nèi)混合氣體摩爾質(zhì)量不再改變B.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再改變C.容器內(nèi)各氣體濃度相等時(shí)D.斷開2molH—S的同時(shí)斷裂2molH—O√容器內(nèi)混合氣體的質(zhì)量不變，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，摩爾質(zhì)量不變，所以變無法判斷反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，pV＝nRT，恒溫恒容容器中，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不變，所以無法判斷是反應(yīng)的某一時(shí)刻，無法判斷說明v正＝v逆隨堂檢測(cè)3.已知在2L的密閉容器中進(jìn)行如下可逆反應(yīng)，各物質(zhì)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

aA(g)＋bB(g)

2C(g)起始/(mol·L－1)

1.5

1

02s末/(mol·L－1)

0.9

0.8

0.4請(qǐng)回答下列問題：(1)該可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為___________________。(2)用物質(zhì)B來表示0～2s的平均反應(yīng)速率為_______________。0.1mol·L－1·s－1(3)從反應(yīng)開始到2s末，A的轉(zhuǎn)化率為______。40%隨堂檢測(cè)(4)下列事實(shí)能夠說明上述反應(yīng)在該條件下已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是______(填字母)。A.vB(消耗)＝vC(生成)B.容器內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)保持不變C.容器內(nèi)氣體的密度不變D.容器內(nèi)氣體C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變BD正、逆反應(yīng)速率不相等容器內(nèi)氣體的密度始終不變本節(jié)內(nèi)容結(jié)束向2mL0.01mol·L－1KI溶液中逐滴加入1mL0.01mol·L－1FeCl3溶液，然后加入0.1mol·L－1KSCN溶液，觀察現(xiàn)象，說明什么問題？思考1提示加入KSCN溶液后，溶液變?yōu)榧t色，說明溶液中仍然存在Fe3＋；在I－過量的情況下，F(xiàn)e3＋仍然沒完全反應(yīng)，說明某些化學(xué)反應(yīng)不能進(jìn)行到底，存在一定的限度。目標(biāo)一答案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)。書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)，不用“

”，用“

”。目標(biāo)一答案正反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向===(2)特征同一條件同時(shí)小于目標(biāo)一答案(1)以下幾個(gè)反應(yīng)是否是可逆反應(yīng)？思考2√√××目標(biāo)一答案(2)14CO2＋C

2CO，達(dá)到化學(xué)平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有

。14CO2、14C、14CO目標(biāo)一答案2.化學(xué)平衡狀態(tài)的建立(1)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程在一定條件下向反應(yīng)容器中加入SO2和O2發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)

濃度速率變化v正、v逆關(guān)系開始反應(yīng)物濃度_____

v正_____v正___v逆生成物濃度____v逆____過程中反應(yīng)物濃度_____v正_____v正___v逆生成物濃度_____v逆_____最大為0減小增大最大為0減小增大＞＞目標(biāo)一答案平衡反應(yīng)物濃度_____v正_____v正___v逆生成物濃度_____v逆_____目標(biāo)一答案不變不變不變不變＝(2)用速率變化圖像表示化學(xué)平衡狀態(tài)的建立目標(biāo)一答案3.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)化學(xué)平衡狀態(tài)的概念如果外界條