1、人教版必修第二冊(cè)第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率與限度第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度和化學(xué)反應(yīng)條件的控制 【學(xué)習(xí)目標(biāo)與核心素養(yǎng)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)與核心素養(yǎng)】學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解可逆反應(yīng)。2、理解化學(xué)平衡狀態(tài)和學(xué)會(huì)平衡狀態(tài)的判斷。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。 核心素養(yǎng)1、變化觀念與平衡思想：化學(xué)反應(yīng)有一定限度，是可以調(diào)控的。2、證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過分析推理認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡的特征?！疽搿克伎迹何覀冎涝诨瘜W(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物之間是按照化學(xué)方程式中的系數(shù)比進(jìn)行反應(yīng)的，那么，在實(shí)際反應(yīng)中，反應(yīng)物能否按相應(yīng)的計(jì)量關(guān)系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢？ 2H2 + O2 = 2H2O 已知：2mol 1mol

2、 2SO2 + O2 = 2SO3 已知：2mol 1mol 2mol?2mol? 由上可知可逆反應(yīng)進(jìn)行得不完全，正、逆向反應(yīng)同時(shí)同條件進(jìn)行。化學(xué)反應(yīng)物不可能全部轉(zhuǎn)化為生成物，存在一定的化學(xué)反應(yīng)限度。其實(shí)任何化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程都有一定的限度（可逆性），反應(yīng)物不可能完全參加了反應(yīng)，有些能進(jìn)行地較徹底（非可逆反應(yīng)），有些反應(yīng)是不徹底的，甚至是可逆的（可逆反應(yīng)）。一、化學(xué)反應(yīng)限度1、可逆反應(yīng)： 在相同條件下能向正反應(yīng)方向進(jìn)行同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。同一條件下表示方法：書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)不用“=”而用“ ”。N2+3H2 2NH3催化劑高溫高壓2SO2+O2 2SO3催化劑高溫

3、Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2放電充電2H2OH2+O2 電解點(diǎn)燃14CO2、14C、14CO2、14CO2 + C CO，達(dá)到化學(xué)平衡后，平衡混合物中含14C 的粒子有 。1、以下幾個(gè)反應(yīng)是否是可逆反應(yīng)？為什么？【思考與交流】【思考】1、反應(yīng)剛開始時(shí)， v正 、v逆 為何值？2、隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物和生成物的濃度如何改變？速率如何變化？3、v正 遞減、v逆 遞增將導(dǎo)致二者之間出現(xiàn)什么的結(jié)果？4、在v正 = v逆 后，v正會(huì)繼續(xù)減小嗎？v逆 會(huì)繼續(xù)增大嗎？反應(yīng)物和生成物的濃度呢？ 在一固定容積的密閉容器里，加 1 mol N2和 3 mol H2 (合適催

4、化劑)，能發(fā)生什么反應(yīng)？2 mol NH3？N2+3H2 2NH3催化劑高溫高壓2、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立一、化學(xué)反應(yīng)限度最大為零減小增大v(正)v(逆)2、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立一、化學(xué)反應(yīng)限度由于v(正)= v(逆) 0，雖然正、逆反應(yīng)都在進(jìn)行，但各種物質(zhì)的百分含量、濃度都不會(huì)發(fā)生變化。 從外表上看，反應(yīng)好象“停止” 可逆反應(yīng)的這種特殊狀態(tài)就是我們今天要研究的化學(xué)平衡狀態(tài)正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率相等時(shí)間速率2、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立一、化學(xué)反應(yīng)限度3、化學(xué)平衡狀態(tài)的定義： 在一定條件下，可逆反應(yīng)中，當(dāng)正、逆兩個(gè)方向的反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度都不在改變。達(dá)到了一種表面靜止的狀態(tài)，我們稱之為

5、“化學(xué)平衡狀態(tài)”?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在一定條件下能達(dá)到的或完成的最大“限度”。【思考】(1) 達(dá)化學(xué)平衡的反應(yīng)中，如何理解正逆反應(yīng)速率相等？(2) 當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度保持不變，這時(shí)反應(yīng)停止了嗎？反應(yīng)速率v(正)v(逆)t1時(shí)間0可逆反應(yīng)中 v正 = v逆 是針對(duì)同一物質(zhì)而言的化學(xué)反應(yīng)限度決定了反應(yīng)物在該條件下的最大轉(zhuǎn)化率一、化學(xué)反應(yīng)限度4、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：逆、等、動(dòng)、定、變(1) 逆：討論的對(duì)象是可逆反應(yīng) (前提)(2) 等：同一物質(zhì) v正 = v逆0 (實(shí)質(zhì))(3) 動(dòng)：化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡。化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)并沒有停止。(4) 定：在平衡混合物中，各組成

6、成分的含量保持不變 (標(biāo)志)(5) 變：化學(xué)平衡狀態(tài)是有條件的，當(dāng)影響化學(xué)平衡的外界條件發(fā)生改變，化學(xué)平衡就會(huì)被破壞，在新的條件下建立新的化學(xué)平衡。一、化學(xué)反應(yīng)限度高爐煉鐵的主要反應(yīng)是：2C(焦炭)O2(空氣) =2CO(放出熱量)，F(xiàn)e2O33CO 2Fe3CO2。煉制1噸生鐵所需焦炭的實(shí)際用量遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需的量，且從高爐中出來的氣體中含有沒利用的CO氣體，開始，煉鐵工程師們認(rèn)為是CO與鐵礦石接觸不充分之故，于是設(shè)法增加高爐的高度，然而高爐增高后，高爐尾氣中的CO比例竟沒有改變，這是什么原因呢？【科學(xué)史話】1、對(duì)于可逆反應(yīng)MN Q 達(dá)到平衡時(shí)，下列說法正確的是（ ） A. M、

7、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等B. M、N全部變成了QC. 反應(yīng)物和生成物的濃度都保持不變D. 反應(yīng)已經(jīng)停止C2、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的生成速率和C的分解速率相等. B. 單位時(shí)間內(nèi)生成1molA同時(shí)生成了3molB. C. A、B、C濃度不再變化. D. A、B、C的分子個(gè)數(shù)之比為1：3：2A C【課堂練習(xí)】直 接速率v(正）=v(逆）濃度不再改變vA（耗）=vA(生）等號(hào)一邊一生一死，量與系數(shù)成正比等號(hào)兩邊同生共死，量與系數(shù)成正比各組分的濃度不再變化各組分的n/m/W（n）不再變化5、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷一、化學(xué)反應(yīng)限度

8、1、以3H2+N2 2NH3為列分析,判斷下列情形是否達(dá)到平衡狀態(tài)?(1) 若有1molN2消耗，則有1molN2生成。(2) 若有1molN2消耗，則有3molH2生成。(3) 若有1molN2消耗，則有2molNH3生成。 (4) 若有1molNN鍵斷裂，則有6molNH鍵斷裂。 (5) 若有1molNN鍵斷裂，則有6molNH鍵生成。(6) 若反應(yīng)體系中N2、H2、NH3的百分含量不變。(7) 反應(yīng)體系中平均相對(duì)分子質(zhì)量一定。(8) 若體系的體積一定，氣體的密度一定。(9) 若體系的體積一定，氣體的壓強(qiáng)一定。是否是是是是否是否【課堂練習(xí)】間 接壓強(qiáng)不變?nèi)鬽+np+q一 定若m+n=p+q

9、不一定平均相對(duì)分子質(zhì)量不變?nèi)鬽+np+q若m+n=p+q一 定不一定密度不變?nèi)鬽+np+q若m+n=p+q不一定不一定顏色不變一 定5、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷一、化學(xué)反應(yīng)限度以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 為例1、可逆反應(yīng)2NO2(紅棕色) 2NO(無(wú)色)O2(無(wú)色)在密閉容器中反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是（ ）A.單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2同時(shí)生成2n mol NO2B.單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2同時(shí)生成2n mol NOC.c(NO2):c(NO):c(CO2)= 2: 2: 1D.混合氣體的顏色不再改變F.混合氣體的密度不再改變E.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變H

10、.混合氣體個(gè)組分的 體積分?jǐn)?shù)不再改變ADEH【課堂練習(xí)】H2(g)I2(g) 2HI(g)2、 3molA和2.5molB混合于2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：3A(g)+B(g) aC(g)+2D(g)，5min后達(dá)到平衡，已知v(c)=0.05 mol /(minL)，生成D為1 mol。下列選項(xiàng)正確的是（ ）A. v (A)=0.15 mol/(minL) B. a=2C.平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為20% D.平衡時(shí)壓強(qiáng)為起始時(shí)的0.8倍C【課堂練習(xí)】化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)(1)直接判斷依據(jù)(2)間接判斷依據(jù)以mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)為例類型判斷依據(jù)平衡狀態(tài)混合物體系中各成分的含量各

11、物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定平衡各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡【總結(jié)】正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系在單位時(shí)間內(nèi)消耗了m mol A同時(shí)生成m mol A，即v正v逆平衡在單位時(shí)間內(nèi)消耗了n mol B同時(shí)生成p mol C，則v正不一定等于v逆不一定在單位時(shí)間內(nèi)生成n mol B，同時(shí)消耗q mol D，因二者變化均表示v逆，所以v正不一定等于v逆不一定溫度體系溫度一定(其他不變)平衡顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色一定平衡【總結(jié)】二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制 在生產(chǎn)和生活中，人們希望促進(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），抑制有害的化學(xué)反應(yīng)（降低反應(yīng)速率，控制

12、副反應(yīng)的發(fā)生，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生），這就需要進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)條件的控制。二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制 在化工生產(chǎn)中，為了提高反應(yīng)進(jìn)行的程度而調(diào)控反應(yīng)條件時(shí)，需要考慮控制反應(yīng)條件的成本和實(shí)際可能性。催化劑高溫、高壓N2 + 3H2 2NH3 合成氨的生產(chǎn)在溫度較低時(shí)，氨的產(chǎn)率較高；壓強(qiáng)越大，氨的產(chǎn)率越高。但溫度低，反應(yīng)速率小，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到化學(xué)平衡，生產(chǎn)成本高，工業(yè)上通常選擇在400500下進(jìn)行。而壓強(qiáng)越大，對(duì)動(dòng)力和生產(chǎn)設(shè)備的要求也越高，合成氨廠隨著生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備條件的不同，采用的壓強(qiáng)通常為1030MPa?！舅伎寂c討論】 為提高燃料的燃燒效率，應(yīng)如何調(diào)控燃燒反應(yīng)的條件？（提示：可以從以下幾方

13、面考慮，如燃料的狀態(tài)、空氣用量、爐膛材料、煙道廢氣中熱能的利用，等等。）燃料與空氣接觸；溫度達(dá)到燃料的著火點(diǎn)。(2)燃料充分燃燒的條件要有足夠的空氣或氧氣(助燃劑)；燃料與空氣或氧氣要有足夠大的接觸面積。(3)燃料充分燃燒的意義使有限的能量發(fā)揮最大的作用，節(jié)約能源；降低污染程度。促進(jìn)抑制【總結(jié)】1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)限度的說法中正確的是（ ）A.一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的最大限度B.當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正向反應(yīng)速率和逆向反應(yīng)速率相等且等于零C.平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的濃度保持相等D.化學(xué)反應(yīng)的限度不可以通過改變條件而改變A【課堂練習(xí)】C【課堂練習(xí)】2.在體積

14、不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，下列敘述表示該反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)的是( )A.N2、H2、NH3的濃度之比為132B.混合氣體的密度不隨時(shí)間變化C.當(dāng)有1 mol NN鍵斷裂時(shí)，有6 mol NH鍵斷裂D.單位時(shí)間內(nèi)生成2a mol NH3，同時(shí)消耗a mol N23.化學(xué)反應(yīng)限度的調(diào)控在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保技術(shù)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，如果設(shè)法提高化學(xué)反應(yīng)的限度，下面說法中錯(cuò)誤的是( )A.能夠節(jié)約原料和能源 B.能夠提高產(chǎn)品的產(chǎn)量C.能夠提高經(jīng)濟(jì)效益 D.能夠提高化學(xué)反應(yīng)速率D4.下列措施可以提高燃料燃燒效率的是_(填序號(hào))。提高燃料的著火點(diǎn)降低燃料的著火點(diǎn)將固體燃料粉碎將液體燃料霧化處理將煤進(jìn)行氣化處理通入適當(dāng)過量