人教版（2019）高中化学必修二 6.2 化学反应的速率与限度 第二课时 化学反应的限度 课件（28张ppt）

(共28张PPT)
第二节 化学反应的速率和限度
第二课时 化学反应的限度
第六章 化学反应与能量
1.变化观念与平衡思想:
知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律；认识化学变化有一定限度，是可以调控的。能多角度、多动态地分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:
建立观点、结论和证据之间的逻辑关系；知道可以通过分析.推理等方法认识化学平衡的特征及其影响因素，建立模型。能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
3.科学态度与社会责任:
具有可持续发展意识和绿色化学观念，能运用化学平衡原理对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
核心素养
复习提问：
1.什么是可逆反应？
在同一条件下，既能向正反应方向(由反应物到生成物的方向) 进行，同时又能向逆反应方向(由生成物到反应物的方向) 进行的化学反应，叫可逆反应。用“ ”符号表示。
Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd（OH)2 + 2Ni(OH)2
放电
充电
√
×
√
2SO2
+
O2
2SO3
催化剂
△
N2
+
3H2
2NH3
高温高压
催化剂
2H2O
H2↑+O2 ↑
电解
点燃
×
反应不能进行完全（反应物和生成物共存）
2、 ①2H2 + O2 = 2H2O
已知：2mol 1mol
② 2SO2 + O2 2SO3
已知：2mol 1mol
点燃
催化剂
△
2mol

<2mol

14CO2、14C、14CO
14C + CO2 2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有 。
二、化学反应的限度
化学反应是按照化学方程式中的计量关系进行的，我们正是据此进行有关化学方程式的计算。你是否思考过这样的问题:一个化学反应在实际进行时(如化学实验、化工生产等),反应物是否会按化学方程式中的计量关系完全转变成产物 如果能，是在什么条件下 如果不能，原因是什么
炼铁高炉尾气之谜
17世纪后期，人们发现高炉炼铁所排出的高炉气中含有相当量的CO，作为工业革命发源地的英国有些工程师认为-------这是由于CO和铁矿石的接触时间不长所造成的，于是在英国耗费了大量资金建造了一个高大的炼铁高炉（如图），以增加CO和铁矿石的接触时间。可是后来发现用这个高炉炼铁，所排出的高炉气中CO的含量并没有减少，你知道为什么吗？
反应物没有耗完！
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
二、化学反应的限度
时间 （min) 物质的量 浓度(mol/L) 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
500℃ 1.01×105 Pa
在某密闭容器中发生反应：
2SO2+O2 2SO3
催化剂
△
50min后为何3种物质的浓度保持不变
此时的反应是否停止了？
此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度
对于以上反应，请分析：
（1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？
（2）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？
（3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？
（4）随着反应的进行，v(正)与v(逆)怎样变化？
（5）反应进行到什么时候会“停止”？
（6）此时，反应物和生成物浓度如何变化？
（7）反应真的停止了？
（8）画出v -t坐标曲线。
v
v(正)
v(逆)
v(正)= v(逆)
t1
时间（t）
O
（1）开始进行时，反应物的浓度最大，生成物浓度为零，因此正反应速率最大，逆反应速率为零。
（2）随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小；生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大。
（3）当反应进行到--定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态。
1.化学平衡状态：
在一定条件下，一个可逆反应进行到--定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，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，我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。
(1)0~t1：v(正) > v(逆)
(2)t1： v(正)=v(逆) ≠0
化学平衡状态
反应正向进行
v
v(正)
v(逆)
v(正)= v(逆)
t1
时间（t）
O
练习：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，最后保持恒定
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
条件改变（T、C、P），平衡发生移动
2、化学平衡特征：
逆：
等：
动：
定：
变：
可逆反应（或可逆过程）
V正 =V逆 ≠ 0
平衡时正逆反应速率相等且不为0，是动态平衡
平衡时，各组分含量不再变化
逆、等、动、定、变
3、达到化学平衡的标志
（1）各组分的浓度（或百分含量）不再变化
（2） V正 =V逆 ≠ 0
直接标志：
间接标志：
密度、颜色、相对分子质量、压强等
如何理解：V正 =V逆 ≠ 0
Ⅰ 、用同一物质表示： V消耗 =V生成
如：
（3）单位时间内，有2 molNH3生成，同时有2 molNH3反应掉.
（1）单位时间内，有1 molN2反应掉，同时有1 molN2生成.
（2）单位时间内，有3 molH2反应掉，同时有3 molH2生成.
Ⅱ、用不同物质表示：方向相反，速率之比=系数之比
（1）单位时间内，有1 molN2反应掉，同时有2 molNH3消耗.
如：
（2）单位时间内，有2 molNH3生成，同时有3 molH2生成.
①、A的消耗速率与C的 速率之比等于 。
②、B的生成速率与C的 速率之比等于 。
③、A的生成速率与B的 速率之比等于 。
例 反应mA(g)+nB (g) pC(g) ，达到平衡的标志为：
消耗
生成
消耗
m ：p
n ：p
m ：n
练习1：一定条件下，反应A2(g) + B2(g) 2AB(g) 达到平衡的标志是（ ）
A、单位时间内生成1 mol A2同时，生成1 molAB
B、单位时间内生成2 mol AB 同时，生成1 mol B2
C、单位时间内生成1 mol A2 同时，生成1 mol B2
D、单位时间内生成1 mol A2 同时，消耗1 mol B2
BD
2、下列哪种说法可以证明反应
N2 + 3H2 2NH3 达到平衡状态
A.1个 键断裂的同时，有3个 键形成
B.1个 键断裂的同时，有3个 键断裂
C.1个 键断裂的同时，有6个 键断裂
D.1个 键断裂的同时，有6个 键形成
N
N
H
H
( )
AC
N
H
H
H
N
H
N
N
N
N
N
N
3、可逆反应N2＋3H2　　 2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )　
　A 3 正 N2 ＝ 正 H2
　B 正 N2 ＝ 逆 NH3
　C 2 正 H2 ＝3 逆 NH3
　D 正 N2 ＝3 逆 H2
C
4.在一定温度下，可逆反应A(g)+3B (g) 2C(g)
达到平衡状态的标志是（ ）
A、 C的生成速率和C的分解速率相等.
B、单位时间内生成1molA同时生成了3molB.
C、A、B、C浓度不再变化.
D、A、B、C的分子个数之比为1：3：2
AC
5、一定的温度，向密闭容器中加入1molX气体和2molY气体,发生反应 X(g) + 2Y(g) 2Z (g) ，此反应达到平衡状态的标志是（ ）
A、 单位时间消耗0.1molX， 同时生成0.1mol X
B、 容器内X、Y、Z的浓度之比为1：2：2
C、 容器内各物质的浓度相等
D、 单位时间消耗0.1mol X 同时消耗0.2mol Y
A
6、对于反应2SO2+O2 2SO3，下列说法，能表示反应处于化学平衡状态的是（ 　 ）
①V(O2)生成=V(O2)消耗
②SO2、O2、SO3的浓度之比为2∶1∶2
③单位时间内消耗1molO2 ，同时生成2molSO3
④SO2、O2、SO3的浓度不再发生变化。
A、①④ B、②③ C、 ②③④ D、 ①③④
A
7、在一定温度下，2NO2（g)（红棕色） N2O4 (g)(无色）的可逆反应中，下列情况属于平衡状态的是（ ）
A.N2O4不再分解
B.v(N2O4):v(NO2)=1:2
C.体系的颜色不再改变
D.NO2的浓度与N2O4的浓度之比2：1
C
4、平衡转化率(α) 及产率：
转化率：用平衡时已被转化的某反应物的物质的量与其初始时的物质的量之比来表示
对于反应：mA + nB pC + qD
=
α(A)
参加反应的A的物质的量
A起始的物质的量
X 100%
生成物(C或D)的产率：
三、化学反应的条件控制
在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应抑制有害的化学反应，这就涉及到反应条件的控制。
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。例如，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10~30 MPa。
以“提高煤的燃烧效率”为例：
(1)将煤气化比固态煤燃烧速率更快且使煤充分燃烧。
(2)空气不足，煤得不到充分燃烧；且污染环境。空气过量，废气要带走能量，浪费能源。
(3)应选择保温性能好，提高炉膛温度的材料。
(4)将废气通过装有冷却水的管道，充分吸收。
提高燃料的燃烧效率实质上是从多方面控制燃烧反应的条件（包括环境）
（1）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率.关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分地接触，且空气要适当过量。
（2）尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。
意义：节约能源、节省资源、减少污染
（煤在气化过程中可以脱硫、除去灰分）
练习、下列①→⑩的说法中可以证明
已达平衡状态的是_______；
在⑥→⑩的说法中能说明
已达平衡状态的是__________。
①单位时间内生成n molH2的同时生成n mol HI
②一个H-H键断裂的同时，有两个H-I键断裂
③百分组成：W(HI)=W(I2)
④容器内HI(g)、H2 (g) 、I2 (g)共存
⑤c(HI): c(H2): c(I2)=2:1:1
⑥温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑦温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和压强一定时，混合气体的颜色不再发生变化
⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
②⑦⑨
⑥⑦⑧⑨⑩
红棕色
无色
2HI(g) H2(g) + I2(g)
2NO2 (g) N2O4 (g)
谢 谢 观 看