化学人教版（2019）必修第二册6.2.2化学反应的限度（共27张ppt）

(共27张PPT)
第 二 节 化学反应的速率与限度
第二课时
化学反应的限度
2SO2 + 18O2
2SO3
2SO2 + 18O2
2SO3
S18O2
S16O18O
16O18O
一、可逆反应
1.定义：在相同条件下，既能向正反应方向同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
2.用可逆符号 代替等号。习惯上，把向右的反应叫正反应，向左的反应叫逆反应。
3.特征：
同时性:正、逆反应是在同一条件下同时进行的。
双向性:正反应和逆反应是两个完全相反的不同反应。
共存性:反应物和生成物同时存在，可逆反应不能进
行到底，反应物的转化率不可能为100% 。
N2+3H2 2NH3
催化剂
高温高压
2SO2+O2 2SO3
催化剂

SO2 +H2O H2SO3
NH3 +H2O NH3 ·H2O
Cl2 +H2O HCl +HClO
4.常见可逆反应：
I2 +H2 2HI

科学史话：炼铁高炉尾气之谜
C+O2===CO2
C+CO2===2CO
Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2
炼制生铁所需要的焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需用量，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的CO气体。
高温
可逆反应
启示:很多化学反应在进行时都具有可逆性，只是可逆的程度有所不同并且差异很大。并不能实现反应物到生成物的完全转化，即化学反应是有限度的。那么如何确定可逆反应的限度？
高温
高温
某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3
△
催化剂
0 10 20 30 40 50 60 70
SO2 1 0.7 0.5 0.35 0.2 0.1 0.1 0.1
O2 0.5 0.35 0.25 0.18 0.1 0.05 0.05 0.05
SO3 0 0.3 0.5 0.65 0.8 0.9 0.9 0.9
时间 （min)
物质的量浓度(mol/L)
此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度
达到反应限度时该反应是否停止了？
（1）反应物浓度 ，正反应速率 ；
生成物浓度为 ，逆反应速率为 ；
反应开始时：
反应速率
v(正)
v(逆)
t1
时间（t）
0
最大
最大
0
0
1、化学平衡状态的建立
反应进行中：
正逆反应都进行，v(逆) ≠0，v(正)> v(逆)
反应速率
v(正)
v(逆)
t1
时间（t）
0
（2）反应物浓度 ，正反应速率 ；
生成物浓度 ，逆反应速率 ；
逐渐减小
逐渐减小
逐渐增大
逐渐增大
（3）正反应速率和逆反应速率 。
反应物的浓度 ，生成物的浓度 。
反应一段时间（50min）后：
v(正)= v(逆) ≠0
反应速率
v(正)
v(逆)
50min
时间（t）
0
不再改变
不再改变
相等
达到一种表面静止的状态，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
不平衡状态
1.化学平衡建立的过程
正反应速率可表示为:
v(SO2)消耗、v(O2)消耗、v(SO3)生成
逆反应速率可表示为:
v(SO2)生成、v(O2)生成、v(SO3)消耗
v正 ＝v逆即有：
v(SO2)消耗＝ v(SO2)生成
v(O2)消耗＝ v(O2)生成
v(SO3)生成＝ v(SO3)消耗
二、化学平衡
1、概念：
在一定条件下，可逆反应进行到一定的程度时，V正=V逆，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态。称为“化学平衡状态” ，简称化学平衡。
强调三点
对象：可逆反应
实质：v(正)= v(逆)
标志：各组分的 浓度或百分含量保持不变
化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应的限度。
化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同。改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度，亦即改变该反应的化学平衡状态。
2、化学反应的限度：
3、化学平衡的特征：
逆、动、等、定、变、
⑴逆：
可逆反应。
⑵动：
动态平衡。
⑶等：
v正＝ v逆＞0
⑷定：
反应混合物各组分的浓度或百分含量保持不变。
⑸变：
化学平衡建立在一定条件下，条件改变时，平衡就会被破坏，变为不平衡，并在新条件下建立新的平衡。
1.下列关于化学反应限度的说法中正确的是（ ）
A.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最大限度
B.当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等且等于零
C.平衡状态时，各物质的浓度保持相等
D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
A
【课堂练习】
2、在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成
NH3,以下叙述错误的是（ ）
A. 开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B. 随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零
C. 随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后保持恒定
D. 随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定
B
①速率关系
A:同一种物质：生成速率=消耗速率，即v正＝ v逆
B：不同的物质：
一看方向：（即一正一逆）
二看计量数：化学反应速率之比=化学计量数之比；
4、判断化学平衡的标志：直接标志
②含量关系：反应混合物各组分的浓度、物质的量、百分含量（质量分数、摩尔分数、体积分数、分子数之比）保持不变
1.以反应N2(g) + 3H2 (g) 2NH3(g)为例，达到平衡的标志是？
N2的消耗速率与N2的生成速率—————
N2的消耗速率与NH3的———速率之比等于———
H2的生成速率与NH3的———速率之比等于———
N2的生成速率与H2的———速率之比等于———
相等
消耗
1:2
3:2
1:3
生成
消耗
2、一定条件下，反应N2+3H2 2NH3达到平衡的标志是
A、1mol N≡N键断裂的同时，有3mol H－H键形成
B、1mol N≡N键断裂的同时，有3mol H－H键断裂
C、1mol N≡N键断裂的同时，有6mol N－H键断裂
D、1mol N≡N键断裂的同时，有6mol N－H键形成
√
间接标志：
以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例（ ）
①混合气体的总压强、总体积、总物质的量保持不变。
②混合气体的平均相对分子质量、密度保持不变。
适用于m+n≠p的反应
⑷在等系数的气体反应中--------不能作为平衡判据的是
适用于m+n=p的反应
气体的总压强、总物质的量、混合气体的相对分子质量、密度、
反应平衡时物质的量之比、反应平衡时浓度之比
⑶特殊标志：
①对于有色物质参加反应，如果体系颜色不变，反应达到平衡
②对于吸热或放热反应，如果体系温度不变，反应达到平衡
1、可逆反应2NO2(红棕色) 　　2NO(无色)＋O2(无色)在密闭容器中反应，达到化学平衡状态的是（ ）
A.单位时间内生成n mol O2同时生成2n mol NO2
B.单位时间内生成n mol O2同时生成2n mol NO
C.c(NO2):c(NO):c(CO2)= 2: 2: 1
D.混合气体的颜色不再改变
F.混合气体的密度不再改变
E.混合气体的平均相对分子质量不再改变
H.混合气体个组分的 体积分数不再改变
ADEH
【课堂练习】
H2(g)＋I2(g) 2HI(g)
二、化学反应条件的控制
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。
【思考与讨论】
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。）
①燃料与空气接触；
②温度达到燃料的着火点。
(2)燃料充分燃烧的条件
①要有足够的空气或氧气(助燃剂)；
②燃料与空气或氧气要有足够大的接触面积。
(3)燃料充分燃烧的意义
①使有限的能量发挥最大的作用，节约能源；
②降低污染程度。
促进
抑制
【总结】