2021-2022学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册第六章第二节第三课时化学反应的限度课件（21张ppt）

(共21张PPT)
第六章 化学反应与能量
第二节 化学反应速率与限度
第3课时 化学反应的限度
学习目标
1、了解可逆反应及特点。
2、理解化学平衡状态的特征及标志，学会平衡状态的判断。
3、知道改变条件化学平衡会发生移动。
4、了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。
核心素养
1、变化观念与平衡思想：化学反应有一定限度，是可以调控的。
2、证据推理与模型认知：通过分析推理认识化学平衡的特征。
情
境
素
材
在同一条件下 和 均能进行的化学反应。
一、化学反应的限度
正反应方向
逆反应方向
(2)特征
反应物
生成物
正、逆反应是在_________下同时进行的
同一条件
双向性
双同性
共存性
反应物和生成物_____存在
同时
1.可逆反应
(1)定义
书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“ ”。
N2+3H2 2NH3
催化剂
高温高压
2SO2+O2 2SO3
催化剂
△
时间(min) 0 10 20 30 40 50 60 70 80
c(SO2) 10 6 3 2 1.2 1 1 1 1
c(O2) 5 3 1.5 1 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5
c(SO3) 0 4 7 8 8.8 9 9 9 9
在某密闭容器中发生反应：
此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度
此时的反应是否停止了？
此时为何3种物质的浓度保持不变
2.化学平衡状态的建立
2SO2+O2 2SO3
催化剂
△
(1)开始
反应速率
v(正)
v(逆)
t1
时间（t）
0
c(SO2) 、c(O2)最大，
c(SO3)＝0
2SO2 + O2 2SO3
v(正)最大，v(逆)=0
反应速率
v(正)
v(逆)
t1
时间（t）
0
v(正)
v(逆)
反应速率
t1
时间（t）
0
(3)平衡
(2)变化
v(正)减小，v(逆)增大
v(逆)≠0，v(正)＞v(逆)
v(正)=v(逆) ≠0
c(SO2) 、c(O2 )减小,
c(SO3)增大
2SO2 + O2 2SO3
c(SO2) 、c(O2 )不变,
c(SO3)不变
2SO2+O2 2SO3
催化剂
△
反应物浓度最大，生成物浓度为0
反应物浓度不变，生成物浓度不变
反应物浓度减小，生成物浓度增大
3.化学平衡状态
(1)化学平衡状态的概念
在一定条件下，一个可逆反应进行到一定程度时，正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物浓度和生成物浓度不再改变，达到一种表面静止的状态。
动：动态平衡
等：v(正)= v(逆) ≠0
定：平衡时，各组分的浓度保持不变。
变：条件改变，原平衡破坏，建立新平衡。
逆：研究对象是可逆反应
(2)化学平衡状态的特征
(1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的 ，即该反应进行的限度。
最大程度
转化率
限度
4.化学反应的限度
(2)对化学反应限度的理解
①同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的 。
②化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大 。
N2(g) + 3H2 (g) = 2NH3(g)
起：
变：
平：
1 3 0
0.8
0.2
0.6
2.4
0.4
0.4
(1)
(2)1 mol N2和3 mol H2在一定条件下可完全生成2 mol NH3(　　)
(3)一定条件，可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率
(　　)
(4)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等
(　　)
(5)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等(　　)
×
×
×
√
×
化学反应在一定条件下建立平衡状态时，化学反应将会停止(　　)
课堂训练
①同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。
②不同物质：速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，
即：
逆向相等
—
速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等
如aA＋bB
5、化学平衡状态的判断依据
标志一 ：v正=v逆≠0
(1)直接依据——根据速率关系
例如，一定条件下，可逆反应 N2＋3H2 2NH3，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：
（1）单位时间内，消耗1molN2，同时1molN2生成
（2）单位时间内，消耗3molH2，同时有2molNH3反应掉
（3）1个 N≡N 断裂的同时，有6个N—H 键断裂
首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。
即：
变量不变
—
化学反应达到平衡状态
(2)间接依据——根据各组分的量
标志二：各组分的浓度保持不变
（注意不是相等，也不是成一定的比值）
①各组分的物质的量或物质的量分数保持不变
②各气体的体积或体积分数保持不变
③各组分的质量或质量分数保持不变
④体系的颜色和温度不变
间 接
压强不变
若m+n≠p+q
一 定
若m+n=p+q
不一定
平均相对分子质量不变
若m+n≠p+q
若m+n=p+q
一 定
不一定
密度不变
若m+n≠p+q
若m+n=p+q
不一定
不一定
颜色不变
一 定
如何理解变量不变即可判断平衡？
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例
在一定温度下，在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：
2SO2＋O2 2SO3。一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明达到化学平衡状态的是_________________ (填序号)。
①v正(SO2)＝2v逆(O2) ②v(SO2)＝v(SO3)
③单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3
④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2
⑤混合气体的总的物质的量不再改变
⑥混合气体的压强不再改变 ⑦混合气体的密度不再改变
⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变
典例分析
① ⑤ ⑥ ⑧
在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应（提高反应速率，提高反应物的转化率即原料的利用率），抑制有害的化学反应（降低反应速率，控制副反应的发生，减少甚至消除有害物质的产生），这就需要进行化学反应条件的控制。
二、化学反应条件的控制
在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。
催化剂
高温、高压
N2 + 3H2 2NH3
合成氨的生产在温度较低时，氨的产率较高；压强越大，氨的产率越高。但温度低，反应速率小，需要很长时间才能达到化学平衡，生产成本高，工业上通常选择在400~500℃下进行。而压强越大，对动力和生产设备的要求也越高，合成氨厂随着生产规模和设备条件的不同，采用的压强通常为10~30MPa。
化工生产中化学反应条件的控制
速度
程度
小
高
大
高
加快
为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件 （提示：可以从以下几方面考虑，如燃料的状态、空气用量、炉膛材料、烟道废气中热能的利用，等等。）
思考与讨论：
煤被研得越细，粉末越小，与空气中O2的接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。
空气充足，煤燃烧得充分，产物主要为CO2，放热量大；空气不足，则煤燃烧不充分，部分生成CO，CO排放到空气中造成污染，且生成CO时，放出的热量大大减小。
应选择保温隔热且耐热的炉（灶）膛材料。
尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中煤燃烧需要提供部分能量才能进行，而利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反应的持续进行。
选用保温隔热材料的目的，是为防止热量散失。
1.化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下面说法中错误的是( )
A.能够节约原料和能源 B.能够提高产品的产量
C.能够提高经济效益 D.能够提高化学反应速率
D
2.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是_________(填序号)。
①提高燃料的着火点　②降低燃料的着火点
③将固体燃料粉碎　④将液体燃料雾化处理
⑤将煤进行气化处理　⑥通入适当过量的空气
③④⑤⑥
课堂训练
课堂总结
巩固练习：
6.2.2化学反应的限度