高中化学必修第二册《第二节 化学反应的速率与限度》ppt课件-(共39张PPT)

(共39张PPT)
第二节 化学反应的速率与限度之化学反应的限度
思考：一个化学反应在实际进行时，反应物能否完全转变为生成物？
经过科学家们长期的研究发现，化学反应除了有速率问题，还有限度问题，即反应进行的程度问题。有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。
怎么理解“限度”这个名词？
范围的极限；
最高或最低的数量或程度。
——《现代汉语词典》
在给定条件下，化学反应所能达到的或完成的最大的程度，即该反应的的限度。
科学研究表明，不少化学反应都具有可逆性即正向反应和逆向反应能同时进行。
正反应：反应物→生成物
逆反应：生成物→反应物
H2 + I2 2HI
正反应
逆反应
可逆反应：在相同条件下能向正、逆两个方向同时进行的化学反应称为可逆反应。
可逆反应和一般的反应有什么区别呢？
一．可逆反应
(1)正向反应：由反应物得到生成物的化学反应。
(2)逆向反应：由生成物得到反应物的化学反应。
(3)可逆反应：在同一条件下 方向和 方向均能进行的化学反应。
(4)表示方法：化学方程式中反应物与生成物之间用“ ”连接而不用“===”。
(5)实例：工业合成氨的反应：
(6)特点
①相同条件下，正、逆反应同时进行。
②不能完全转化，反应物和生成物同时存在，任一反应物的转化率小于100%。
不可逆反应：同一条件下，逆反应的倾向很小；若正反应的倾向很小，可视为不反应.
不同的化学反应，限度有所不同，相同的化学反应，条件不同时限度也不同。
二：化学平衡状态
时间（t）
反应速率
0
v(正)
v(逆)
t1
v(正)=
v(逆)
化学平衡状态
不平衡状态
(1)0~t1：v(正)>v(逆)
(2)t1以后：v(正)=v(逆)
t1以后反应处于平衡状态!
(3)化学平衡状态的概念:在一定条件下,可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,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。
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，即是该反应进行的限度。决定了反应物在该条件下的最大转化率。
前提（适用范围）：可逆反应
实质：v(正)= v (逆) ≠0
外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变
(4)化学平衡状态的特征——“五字诀”:
(5)化学反应的限度:
①化学平衡状态是可逆反应达到给定条件下所能达到
的最大程度。
②任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。
③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,即改变该反应的化学平衡。
[特别提醒]
在反应达到化学平衡状态时，各组分的浓度及质量分数、体积分数均保持不变，但不一定相等，也不一定符合化学计量数之比。
温馨提示：①化学反应的限度(或化学平衡状态)研究对象为可逆反应，且要求在一定条件下。如恒温恒容或恒温恒压。
②化学反应限度的本质：v(正)＝v(逆)≠0，可理解为同一物质的生成速率等于其消耗速率，如果不是同一物质的速率，应依据化学计量数转化为同一物质速率。
③化学反应限度的宏观特征：反应物和生成物的浓度不再变化。应理解为：物质的量浓度一定；组成成分的百分含量一定；不能理解为各组成成分的含量或浓度相等，通常情况下平衡时各组成成分的含量或浓度是不相等的。
任何化学反应的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同罢了。化学反应的限度可以通过改变条件而改变，同学们可以在选择性必修模块《化学反应原理》中继续学习。
(6)达到化学平衡的标志
直接标志
①V正=V逆
②各组分的m、n（单一量）不变
③各组分的浓度或百分含量不变。
间接标志
①总量：对△n≠0的反应，n总（或恒温恒压下的V总，恒温恒容下的P总）不变。
②平均量：混合气体的相对平均分子量、密度。
③其他：平衡体系的颜色。
化学平衡状态判断“三关注”“一等一不变”
(1)三关注:
①关注反应条件,是恒温恒容,恒温恒压,还是绝热恒容容器;
②关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应;
③关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。
(2)一等一不变:
【易错提醒】
(1)化学平衡的实质是同种物质的正、逆反应速率相等。用不同物质的正、逆反应速率判断是否达到化学平衡状态时,要根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,转化为同种物质的速率进行比较。
(2)利用v(正)=v(逆)>0判断平衡状态时注意:反应速率必须是一正一逆,不能都是v(正)或都是v(逆)。
解答有关化学平衡标志的思维流程如下:
易错提醒
1.正反应和逆反应均能进行的化学反应不一定是可逆反应，需注意前提条件——在相同条件下。
2.可逆反应达到化学平衡后，反应并没有停止，实际上正反应和逆反应始终在进行，只是正、逆反应速率相等。
3.对于反应前后气体体积不变的反应，总物质的量、总压强始终保持不变，不能作为依据。
4.利用密度判断化学平衡时，不仅要看化学方程式的特点(质量变化和物质的量的变化)，还要看容器的特点(容器容积不变还是可变)。
三、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抑制有害的化学反应，这就涉及到反应条件的控制
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_____和___________。
成本
实际可能性
(2)实例——合成氨生产条件的选择:
化学反应条件的控制
【思考】
生活中有很多现象都存在化学知识,如炉火越扇越旺,但蜡烛的火焰一扇就灭。
(1)同样是扇风结果为什么不同,试解释其中的原因
提示:“炉火越扇越旺”是扇风为燃烧提供了足量的氧气促进燃烧;“蜡烛的火焰一扇就灭”是由于空气流动带走大量的热量,使温度降低,低于了蜡烛的着火点。
(2)为了提高燃料的燃烧效率,应如何调控燃烧反应的条件
提示:①燃料与空气或氧气接触,且空气要适当过量。②尽可能使燃料充分燃烧,提高能量的转化率。③尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热量,提高热能的利用率。
A. 混合气体的颜色不再改变 （ ）
B. 混合气体的平均相对分子质量不变（ ）
C. 混合气体的密度不变（ ）
D. 混合气体的压强不变（ ）
E. 单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成2nmolO2 （ ）
F. O2气体的物质的量浓度不变（ ）
1、在固定体积的的密闭容器中发生反应 2NO2 2NO + O2
该反应达到平衡的标志是
2、可逆反应达到平衡的重要特征（ ）
A.反应停止了
B.正、逆反应速率都为零
C.反应物和生成物的浓度相等
D.正、逆反应的速率相等
D
3. 在一定温度下，可逆反应：
A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（　 ）
A.　C的生成速率与C分解的速率相等
B.　单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolB
C.　A、B、C的浓度不再变化
D.　A、B、C的分子数比为1:3:2
E.　A的生成速率与C生成的速率相等
AC
4、下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3已达平衡状态的是（ ）
A.1molN≡N键断裂的同时,有3molH－H键形成
B.1molN≡N键断裂的同时,有3molH－H键断裂
C.1molN≡N键断裂的同时,有6molN－H键断裂
D.1molN≡N键断裂的同时,有6molN－H键形成
AC
5．下列各关系式中能说明反应N2＋3H2 2NH3已达到平衡状态的是(　　)
A．3v正(N2)＝v正(H2)　　 B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
解析：A项中都是正反应速率，不能确定是否达到平衡状态；B项中v正(N2)≠v逆(N2)，不是平衡状态；C项中v正(H2)＝v逆(H2)，处于平衡状态；D项中v正(N2)≠v逆(N2)，不是平衡状态。
C
6．密闭容器中进行反应A(g)＋B(g) C(g)＋D(g)，判断该反应是否达到平衡的依据为(　　)
A．压强不随时间改变
B．气体的密度不随时间改变
C．c(A)不随时间改变
D．单位时间里生成C(g)和D(g)的物质的量相等
解析　由于反应物和生成物均为气体，且反应前后气体的物质的量不变，故气体的压强和密度在反应过程中始终保持不变，A、B项不能作为反应达到平衡的标志。C(g)、D(g)均为生成物，反应的任何时刻，C(g)、D(g)的物质的量总是相等，D项不能作为反应达到平衡的标志。当c(A)不变时，反应处于平衡状态。
C