2021-2022学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册6.2.3化学反应的限度化学反应条件的控制 课件（19张）

(共19张PPT)
必修二 化学反应与热能
　 化学反应的限度　化学反应条件的控制
第六章
素养目标
1.了解可逆反应的含义及其特征;认识化学反应的限度,知道外界条件改变时化学反应限度能发生改变;初步了解化学反应达到平衡状态的标志,发展变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识等学科核心素养。
2.了解控制反应条件在生产和科研中的作用,发展科学态度与社会责任等学科核心素养。
一、可逆反应
可逆反应的特点：
①正反应和逆反应是两个方向完全相反的不同的化学反应，但同时进行
②正反应和逆反应发生的
③不能完全转化，反应物、生成物共同存在 ；任何一种物质的存在量都大于0
④可逆反应有一定的限度(反应的最大程度)，转化率＜100%
条件相同
1.化学平衡状态建立的过程
如对于可逆反应2SO2+O2 2SO3,在一定温度下,将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中。其化学反应过程如图所示。
二、化学平衡状态建立的过程
0 10 20 30 40 50 60 70
SO2 1 0.7 0.5 0.35 0.21 0.1 0.1 0.1
O2 0.5 0.35 0.25 0.18 0.11 0.05 0.05 0.05
SO3 0 0.3 0.5 0.65 0.79 0.9 0.9 0.9
二、化学平衡状态建立的过程
达到反应限度后，反应物和生成物浓度不在变化（定）
达到反应限度后
V正=V逆（等）≠0（动）
二、化学平衡状态建立的过程
达到反应限度后，反应物和生成物浓度不在变化（定）
达到反应限度后
V正=V逆（等）≠0（动）
三、化学平衡状态的定义
对于可逆反应,如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变,当反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度与生成物的浓度都不再改变,达到一种表面静止的状态,称之为化学平衡状态,简称化学平衡,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最大程度,即该反应进行的限度。
四、化学平衡状态的特征
v(正)＝v(逆)
例如，一定条件下，对于可逆反应N2＋3H2 2NH3，达到化学平衡时，完成下列填空：
（1）单位时间内，有1molN2反应掉，同时有1molN2生成
（2）单位时间内，有3molH2反应掉，同时有 molNH3
（3）单位时间内，有1molN2反应掉，同时有 molH2
（4）单位时间内，1moN-N键断裂的同时有 molH-H键
（5）
注意：1、有正有逆的描述；2、转化为同一物质速率相等
消耗
生成
生成
实质：
2
3
3
1/2
五、化学平衡的判断
(1)动态标志：v正＝v逆≠0
①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bB≒cC＋dD，
v正(A):v逆(C)=a:c 时，反应达到平衡状态。
(2)静态标志：各种“量”不变
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；
若物理量为恒定“不变量”，则不能作为平衡标志。
六、判断化学平衡状态的两种方法
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) H2(g)+I2(g) 2HI(g)
m(H2)
m（总）
C（H2）
n（总）
P（总）
M=m（总）/n（总）（平均相对分子质量）
密度（ρ=m/v）
颜色
减小
减小
增大
减小
减小
减小
减小
不变
不变
不变
不变
不变
不变
不变
变浅
/
恒温恒容条件下
对于一个可逆反应，分析下列物理量随反应进行的变化趋势
不能作为平衡标志的有哪些
六、判断化学平衡状态的两种方法
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) H2(g)+I2(g) 2HI(g)
m(H2)不变
m（总）不变
C（H2）不变
n（总）不变
P（总）不变
M=m（总）/n（总）（平均相对分子质量）不变
密度（ρ=m/v）不变
颜色不变
平衡
平衡
平衡
平衡
平衡
平衡
平衡
不一定
不一定
不一定
不一定
不一定
不一定
不一定
平衡
/
恒温恒容条件下
判断下列条件下，是否达到化学平衡，完成下列表格
六、判断化学平衡状态的两种方法
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) H2(g)+I2(g) 2HI(g)
m(H2)
m（总）
C（H2）
n（总）
P（总）
M=m（总）/n（总）（平均相对分子质量）
密度（ρ=m/v）
颜色
恒温恒压条件下
对于一个可逆反应，分析下列物理量随反应进行的变化趋势
不能作为平衡标志的有哪些
变化
不变
变化
变化
不变
变化
变化
变化
不变
变化
不变
不变
不变
不变
变化
六、判断化学平衡状态的两种方法
典例H2(g)+I2(g) 2HI(g)已经达到平衡状态的标志是　　　　(填序号)。
①c(H2)=c(I2)=c(HI)
②c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=1∶1∶2
③c(H2)∶c(I2)∶c(HI)不再变化
④单位时间内生成n mol H2的同时生成2n mol HI
⑤单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol I2
⑥反应速率v(H2)=v(I2)= v(HI)
⑦一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
⑧温度和体积一定时,容器内压强不再变化
⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化
③④⑦⑨
化学反应条件的控制
1.目的
七、化学反应条件的控制
2.化工生产中反应条件的调控
(1)考虑因素
化工生产中调控反应条件时,需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。
(2)实例——合成氨生产条件的选择
七、化学反应条件的控制
3.提高煤的燃烧效率
(1)煤燃烧时,将煤块粉碎成煤粉的目的是增大其与空气中O2的接触面积,煤粉燃烧更充分,反应速率更快;通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧,生成CO2,放出更多的热量;若空气不足,会造成煤燃烧不完全,生成CO,产生热量减少,且会造成污染。
(2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。
(3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过热交换装置,供其他方面使用。
七、化学反应条件的控制
【自我检测】
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(2)化学反应进行的限度只与化学反应本身有关,与外界条件无关。(　　)
(3)在一定条件下,向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应,达到平衡时N2、H2、NH3三者共存。(　　)
(4)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。(　　)
(5)可逆反应达到平衡状态时,各反应物、生成物的浓度相等。(　　)
×
×
√
√
×
在200 ℃时,将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入体积为V L的密闭容器中,发生反应:I2(g)+H2(g) 2HI(g)。
(1)反应刚开始时,由于c(H2)=　　　　　　,c(I2)=　　　。而c(HI)=　　　,所以化学反应速率　　　最大,而　　　　最小(为0)。
(2)随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)　　　　,c(I2)　　　　,而c(HI)　　　,从而化学反应速率v(正)　　　　,而v(逆)　　　。
(3)当反应进行到v(正)与v(逆)　　　时,此可逆反应达到了最大限度。若保持外界条件不变时,混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率都将　　　　。
0
v(正)
v(逆)
减小
减小
增大
减小
增大
相等
保持不变