人教版（2019）必修二 化学反应的限度和化学反应条件的控制 课件(共26张PPT)

(共26张PPT)
第六章 化学反应和能量
第2节 第2课时 化学反应的限度
化学反应条件的控制
导入
图 1
图 2
观察图 1 所涉及的化学反应是否完全反应 图 2
反应不能进行到底
新课展示
可逆反应
在相同条件下能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。
特点
双同性
共存性
双向性
反应物 生成物
正反应方向
逆反应方向
在相同条件下，正、逆反应同时进行
反应物和生成物共同存在
注：在可逆反应的化学方程式中用“ ”代替“ ”。
可逆反应不能进行到底，存在一定的化学反应限度。
思维启迪
化学反应是按照化学方程式中的计量关系进行的
例如
2CO + O2 2CO2
点燃
2 1 2
2mol 1mol mol
2mol
2SO2 + O2 2SO3
催化剂
2 1 2
2mol 1mol mol
小于 2mol
有些化学反应能进行地较彻底（非可逆反应），有些化学反应是不能进行彻底的（可逆反应）。
思考讨论
1、判断以下几个反应是否是可逆反应？为什么？
Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42- 2PbSO4 + 2H2O
放电
充电
2SO2 + O2 2SO3
催化剂
N2 + 3H2 2NH3
催化剂
2H2 + O2 2H2O
点燃
通电
可逆反应的正反应和逆反应在相同条件下进行
相同条件
X
X
在一定条件下把2mol的N2 和6mol的H2置于密闭容器中， 思考下列问题：
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，正反应和逆反应速率哪个大？
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，正反应和逆反应速率如何变化？
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.给此时的状态进行命名。
反应物浓度此时最大，生成物浓度为0
正反应速率此时最大，逆反应速率为0
反应物浓度减小，生成物浓度增大
正反应速率减小，逆反应速率增大
正反应速率与逆反应速率相等时
反应物浓度和生成物浓度均不变
平衡状态
V正
V逆
V正=V逆
时间
速率
开始时c(N2) 、c(H2)最大，c(NH3) =0
≠0
在一定条件下把2mol的N2 和6mol的H2置于密闭容器中，
【思考】 t1时刻以后反应真的停止了吗？
t1
1、定义：化学平衡状态，就是指在一定条件下的______反应里，正反应速率和逆反应速率_____，反应混合物中各组分的______保持不变的状态。
可逆
相等
浓度
即化学平衡状态即为______________________
该反应达到的最大限度！
此时，反应物也达到了最大转化率。
已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量的比值
动态平衡
化学平衡状态的特征
(1) 逆：研究对象是可逆反应
(2) 等：同一物质 v正 = v逆 ≠ 0
(3) 动：一种动态平衡；化学反应达到平衡时，反应并没有停止。
(4) 定：在平衡混合物中，各组成成分的含量保持不变
(5) 变：当外界条件发生改变，原来的化学平衡就会被破坏，
并在新的条件下建立新的化学平衡。
化学平衡的本质
化学平衡的标志
逆、等、动、定、变
如何理解V(正)＝V(逆)？
例1：对于在一定条件下的可逆反应：
判断以下哪些叙述说明反应达到平衡状态？
（1）单位时间内，消耗1molN2，同时生成1molN2
（2）单位时间内，消耗3molH2，同时消耗2molNH3
（3）单位时间内，生成2molN2，同时有2molNH3生成
（4）单位时间内，消耗1molN2，同时有2molNH3生成
N2+3H2 2NH3
X
X
注：①同一物质， V正=V逆(消耗速率等于生成速率)
②不同物质，方向相反，速率之比=系数之比
化学平衡状态的判断
② 由化学平衡标志——各组成成分的含量保持不变
各组分浓度 c 不再改变
各组分物质的量 n 不再改变
各组分质量 m 不再改变
各组分百分含量不再改变，如质量分数 w 、体积分数
【例题2】 在一定温度下的恒容容器中，下列是可逆反应2NO(g)+O2(g) 2NO2 (g)达到平衡的标志的是( )
① NO2的浓度不再变化
②单位时间内生成2molNO,同时生成1molO2
③单位时间内消耗1molO2,同时消耗2molNO2
④ NO、O2、NO2的分子数之比为2:1:2
如何理解“不变”
【注：平衡时，各物质浓度不一定相等或成比例，但一定保持不变】
X
X
【例题3】 在一定温度下的恒容容器中，下列是可逆反应2NO(g)+O2(g) 2NO2 (g)达到平衡的标志的是( )
① 混合气体的压强不变 ②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④混合气体的颜色不再改变
继续如何理解“不变”
☆“变量”“定量”分析法。
①当“变量”保持不变时,表明反应达到平衡状态。
②当“定量”保持不变时,
不能判断反应是否处于平衡状态。
X
[练习1]在一定温度下，在一恒容密闭容器中，进行下列可逆反应：2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g),
下列能说明反应已达平衡的事实是（　　　　　　）
A. 容器内SO2、O2、SO3三种气体共存
B. SO2和SO3物质的量浓度相等
C. 容器中SO2、O2、SO3物质的量之比为2:1:2
D. 容器内压强保持不变
E. SO2的消耗速率等于SO3的生成速率
F. SO2的消耗速率：O2生成速率＝2:1
G. SO2的消耗速率＝SO3的消耗速率
H. 混合气体的密度保持不变
I. 混合气体平均相对分子质量保持不变
J. SO3的体积百分含量不随时间变化
K. SO2的转化率保持不变
X
X
X
X
X
【练习2】 在一定温度下的恒容容器中，下列是可逆反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)达到平衡的标志的是( )
①HI的生成速率与HI的分解速率相等
②单位时间内生成1molH2,同时生成1molI2
③H2、I2、HI的浓度不再变化
④H2、I2、HI的分子数之比为1:1:2
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的总物质的量不再变化
⑦容器内颜色不再改变
X
X
X
X
【练习3】 在一定温度下的恒容容器中，下列可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)（反应放热）达到平衡的标志的是
①混合气体的总压强不再变化
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③A、B、C的体积分数不再变化
④混合气体的总物质的量不再变化
⑤VA：VB=1:3
⑥混合气体的密度不再发生变化
⑦混合气体平均相对分子质量保持不变
⑧温度保持不变
X
X
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化学反应条件的控制
目的：促进有利的化学反应；抑制有害的化学反应。
方法：______化学反应速率
例如：工业合成氨
在温度较低时，氨的产率较高；压强越大，氨的产率越高。
N2 + 3H2 2NH3
催化剂
反应速率太慢
对设备要求高，生产成本高
考虑控制反应条件的______和实际______
改变
成本
可能性
工业上合成氨厂通常选择在400~500℃下进行,采用的压强通常为10~30MPa。
为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件？
措施：燃料与空气或氧气要有足够大的接触面积；
燃料充分燃烧，要有适量的空气或氧气；
充分利用燃料燃烧释放的热量，提高热能利用率。
我们可以从以下几个方面考虑：比如燃料的状态、空气用量、
炉膛材料、烟道废气中热能的利用
意义：提高能源利用率，节约能源，降低污染程度。
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
化学反应限度
一、可逆反应
二、化学平衡状态
三、化学平衡状态的判断
1、本质：
2、标志：
1、定义：
2、特点：
1、直接依据：① v生成 = v消耗 ，方向相反
② 各组成成分的含量保持不变
2、间接依据：
课堂总结
2. 一定温度下，可逆反应 在恒容密闭容器中进行，下列情况可说明该反应达到化学平衡状态的是（ ）
A.
B. 混合气体的压强不再变化
C. 混合气体的密度不再变化
D. 混合气体的颜色不再变化
8．把2.5molA和2.5molB混合盛入容积为2L的密闭容器里，发生如下反应 ，经5s反应达平衡，在此5s内C的平均反应速率为0.2mol/(L·s)，同时生成1mol D，下列叙述中不正确的是（ ）
A．x=4
B．5s内B的反应速率v(B)=0.05mol/(L·s)
C．当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，该反应已达到平衡状态
D．当3v(A)正=2v(D)逆时，标志着该反应达到平衡状态
9．一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应
A(g)＋2B(g) 3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示：
下列说法正确的是（ ）
A．0～5min用A表示的平均反应速率为
0.09mol·L-l·min-1
B．若单位时间内生成xmolA的同时，
消耗3xmolC，则反应达到平衡状态
C．物质B的平衡转化率为20％
D．平衡状态时，c(C)＝0.6mol·L-1，
且不再发生变化
7．在一定温度下，某容器内的某一反应中，气体X、Y的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列表述正确的是（ ）
A．t1时，Y的浓度是X的浓度的2倍
B．反应的化学方程式为2X Y
C．t2时，反应的正、逆反应速率相等，
达到平衡状态
D．t3时，X、Y的量不再变化，化学
反应停止了，正、逆反应速率为零
如何理解“不变”
【注：平衡时，各物质浓度不一定相等或成比例，但一定保持不变】
5．下图在密闭容器中进行合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
一定温度和压强下，n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．点a的正反应速率比点b的大
B．点c处反应达到平衡
C．点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D．e点反应停止
【补充例题】为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，一位同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间（前三个时间段相同）变化的情况，绘制如图曲线，试分析0-t3三个时间段里，反应速率不同的可能原因。
【解析】开始时C(H+)大,该反应的反应速率大; t1-t2由于反应放热温度升高,所以速率迅速增大;最后是因为C(H+)减小了，反应速率减慢.
，正反应速率随时间变化的曲线示意图如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．t1时刻反应物浓度大于t2时刻
B．逆反应速率在t3时刻达到最大
C．反应在t4时刻后处于化学平衡状态
D．正反应可能为放热反应，
且反应时温度不恒定
6．向恒容密闭容器中投入一定量反应物A和B，发生反应
V正
V逆
V正=V逆
时间
速率
t1
1．恒温恒容条件下，能说明反应A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)一定处于化学平衡状态的是（ ）
A．C的浓度不再改变 B．容器内的压强保持不变
C．C与D的物质的量浓度1：1 D．消耗2molB的同时生成1mol的D
思考2：④ A的浓度不再改变
⑤2V(A)正=V(B)逆
注意事项：④ 在反应中对于固体或纯液体而言，其物质的量浓度是个_______，所以______它们来表示化学反应速率。
常数
不用
⑥A的质量不再改变
思考1：①混合气体的密度不再发生变化
②混合气体平均相对分子质量保持不变
③温度保持不变