【高效课堂】人教A版（2019）高中化学必修2--6.2.2化学反应限度（教学课件）

(共41张PPT)
第六章
第二节 化学反应的速率和限度
第二课时 化学反应的限度
新人教版 化学 必修第二册
目录
01
02
化学反应条件的控制
化学平衡
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？
新课导入
爆炸
爆炸
2SO2 + O2 2SO3
催化剂
△
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？
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。
SO3+H2O=H2SO4
工业制硫酸
可逆反应，不能进行到底
非可逆反应，可以进行到底
在相同条件下，能同时正反应方向方向和逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。
这些可逆反应不能进行到底，只能进行到一定的限度。
----化学反应的限度
新课导入
达到反应限度反应就停止了吗？
催化剂
高温、高压
N2 + 3H2 2NH3
NH3+H2O
NH3·H2O
2SO2 + O2 2SO3
催化剂
△
SO2+H2O
H2SO3
H2 + I2 2HI
△
新课导入
2SO2 + O2 2SO3
催化剂
△
在某密闭容器中发生反应：
（1）开始阶段
反应速率
v(正)
v(逆)
t1
时间（t）
0
开始时c(SO2) 、c(O2)大， c(SO3)＝0
只有正反应，v(逆)=0
新课导入
正逆反应都进行，v(逆)≠0，v(正)＞v(逆)
（2）瞬间过后
反应速率
v(正)
v(逆)
t1
时间（t）
0
瞬间后c(SO2) 、c(O2 )变小,c(SO3)≠0
新课导入
（3）一定时间段内
v(正)
v(逆)
反应速率
t1
时间（t）
0
c(SO2) 、c(O2)逐渐变小，c(SO3)逐渐增大，
三种物质的浓度达到一个特定值。
v(正)=v(逆) ≠0
新课导入
时间（t）
反应速率
0
t1
v(正)＝v(逆)
化学平衡状态
(1)0~t1：v(正)＞v(逆)
(2)t1：v(正)=v(逆)
化学平衡建立的过程
v(正)
v(逆)
非化学平衡状态
2SO2 + O2 2SO3
催化剂
△
01
一、化学平衡
内容内容内容
一、化学平衡
1．含义
chemical equilibrium
一定条件下，可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，
反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
适用条件：
外在标志：
内在本质：
适用对象：
可逆反应
一定条件
v(正)=v(逆)≠0
反应混合物中各组分的浓度保持不变
内容内容内容
一、化学平衡
2．平衡特征
逆：可逆反应（或可逆过程）
等： v正 = v逆 (不等于零)
动：正逆反应均未停止，只是速率相等,是动态平衡
定：平衡时，各组分的浓度或含量保持不变
变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。平衡移动
内容内容内容
一、化学平衡
3.可逆反应达到平衡的标志
⑤单位时间内有2mol SO2生成，同时有_____O2 ______
2mol
2mol
1mol
2mol
生成
消耗
生成
标志一 ：v正=v逆≠0
①单位时间内有2mol SO2消耗，同时有2mol SO2生成；
②单位时间内有2mol SO3生成，同时有_____SO3消耗；
③单位时间内有2mol SO2生成，同时有_____SO3 ______ ;
④单位时间内有1mol O2生成， 同时有_____SO3 ______ ;
内容内容内容
一、化学平衡
3.可逆反应达到平衡的标志
标志一 ：v正=v逆≠0
即单位时间内生成与消耗某反应物（生成物）的量相等。
该物质的生成速率与消耗速率相等。
用同一种物质来表示反应速率时
②速率之比化学方程式中相应的化学计量数之比。
①表示两个不同的方向。
用不同种物质来表示反应速率时
必须符合两方面
内容内容内容
一、化学平衡
3.可逆反应达到平衡的标志
标志二：变量不变
（注意不是相等，也不是成比例）
各组分的物质的量或物质的量分数保持不变
各组分的质量或质量分数保持不变
各气体的体积或体积分数保持不变
各组分浓度保持不变
特例：只有生成物有气体时，体积分数始终不变，不是变量
内容内容内容
一、化学平衡
3.可逆反应达到平衡的标志
标志二：“变量”不变
气体的平均相对分子质量 M
M =
m总
n总
取决于有无非气体
取决于气体系数差
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例
若m+n≠p+q
若m+n=p+q
若各物质均为气体
m总为定值
n总为变量
M为变量
M不变时，
即为平衡状态
n总为定值
M为定值
M不变时，
不一定为平衡状态
内容内容内容
一、化学平衡
3.可逆反应达到平衡的标志
标志二：“变量”不变
气体的平均相对分子质量 M
M =
m总
n总
取决于有无非气体
取决于气体系数差
m总为变量
若有非气体参与
M为变量
M不变时，
即为平衡状态
内容内容内容
一、化学平衡
3.可逆反应达到平衡的标志
标志二：“变量”不变
气体的平均相对分子质量 M
M =
m总
n总
取决于有无非气体
取决于气体系数差
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例
且m+n≠p+q
若各物质均为气体
M不变时，
即为平衡状态
若各物质均为气体，且m+n=p+q
M不变时，
不一定为平衡状态
若有非气体参与
M不变时，
即为平衡状态
课堂检测
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ，
当平均相对分子质量不变时，_______是化学平衡状态
H2(g)+I2(g) 2HI(g)
当平均相对分子质量不变时，_______是化学平衡状态
1.
一定
不一定
2. C(s)+O2(g) CO2(g)
当平均相对分子质量不变时，_______是化学平衡状态
CO2(g)+C(s) 2CO(g)
当平均相对分子质量不变时，_______是化学平衡状态
一定
一定
内容内容内容
一、化学平衡
3.可逆反应达到平衡的标志
标志二：“变量”不变
ρ =
m总
V容器
取决于有无非气体
取决于气体系数差
气体密度ρ
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例
若各物质均为气体
①恒容
m总为定值
ρ为定值
ρ不变时，
不一定为平衡状态
内容内容内容
一、化学平衡
3.可逆反应达到平衡的标志
标志二：“变量”不变
ρ =
m总
V容器
取决于有无非气体
取决于气体系数差
气体密度ρ
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例
若各物质均为气体
m总为定值
若m+n≠p+q
若m+n=p+q
②恒压
V容器为变量
ρ为变量
ρ不变时，
一定为平衡状态
V容器为定值
ρ为定值量
ρ不变时，
不一定为平衡状态
内容内容内容
一、化学平衡
3.可逆反应达到平衡的标志
标志二：“变量”不变
ρ =
m总
V容器
取决于有无非气体
取决于气体系数差
气体密度ρ
m总为变量
若有非气体参与
恒压或是恒容
ρ为变量
ρ不变时，
一定为平衡状态
内容内容内容
一、化学平衡
3.可逆反应达到平衡的标志
标志二：“变量”不变
ρ =
m总
V容器
取决于有无非气体
取决于气体系数差
气体密度ρ
若有非气体参与，恒压或是恒容
ρ不变时，
一定为平衡状态
若各物质均为气体
①恒容
ρ不变时，
不一定为平衡状态
②恒压
若m+n≠p+q
若m+n=p+q
课堂检测
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ，
恒容条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态
恒压条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态
H2(g)+I2(g) 2HI(g)
恒容条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态
恒压条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态
不一定
一定
不一定
不一定
课堂检测
C(s)+O2(g) CO2(g)
恒容条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态
恒压条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态
CO2(g)+C(s) 2CO(g)
恒容条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态
恒压条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态
一定
一定
一定
一定
内容内容内容
一、化学平衡
3.可逆反应达到平衡的标志
标志二：“变量”不变
混合气体总压强
Δn(g)=n(g)反应物-n(g)生成物
当Δn(g)=0，则P为定量，若P保持不变，则不一定是化学平衡状态。
PV=nRT
当Δn(g)≠0，则P为变量，若P保持不变，则一定是化学平衡状态。
恒容、恒温
恒容绝热
当Δn(g)=0，P保持不变，则一定是化学平衡状态。
当Δn(g)>0，ΔH>0,P保持不变，则一定是化学平衡状态。
当Δn(g)<0，ΔH<0,P保持不变，则一定是化学平衡状态。
课堂检测
恒容、恒温条件下 ，
C(s)+O2(g) CO2(g)
当体系总压强不变时，_______是化学平衡状态
CO2(g)+C(s) 2CO(g)
当体系总压强不变时，_______是化学平衡状态
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ，
当体系总压强不变时，_______是化学平衡状态
H2(g)+I2(g) 2HI(g)
当体系总压强不变时，_______是化学平衡状态
不一定
一定
一定
不一定
内容内容内容
一、化学平衡
3.可逆反应达到平衡的标志
标志二：“变量”不变
体系的颜色和温度不变
一定为平衡状态
H2 + I2 2HI
△
2NO2 N2O4
红棕色
恒容
绝热
内容内容内容
一、化学平衡
3.可逆反应达到平衡的标志
标志二：“变量”不变
浓度之比保持不变
C(A):C(B)=定值
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例
C(C):C(D)=定值
则不一定是化学平衡状态。
C(A):C(D)=定值
则一定是化学平衡状态。
01
二、化学反应条件的控制
内容内容内容
一、化学反应条件的控制
1．控制反应条件的意义
促进有利的化学反应
（即原料的利用率）
提高反应速率
提高反应物的转化率
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
内容内容内容
一、化学反应条件的控制
2．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。
基本措施
基本措施
改变反应速率
改变反应限度
改变温度、浓度、气体的压强、
固体的表面积以及催化剂的合理使用等
改变温度、浓度、气体的压强等
内容内容内容
一、化学反应条件的控制
2．反应条件的控制
实际案例
催化剂
高温、高压
N2 + 3H2 2NH3
工业合成氨条件的控制
温度低
压强大
有利：氨的产率较高
不利：反应速率小，生产成本高
有利：氨的产率较高
不利：对动力和生产设备的要求高
常用温度400℃~500℃
常用压强10～30Mpa
内容内容内容
一、化学反应条件的控制
3．以“提高煤的燃烧效率”为例
提高煤的燃烧效率
煤的状态
空气用量
炉膛材料的选择
热能的利用
煤被研得越细，与空气中氧气的接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越大
过多的空气会带走大量的热量，降低反应温度，减小燃烧速率，甚至会使燃烧停止
燃烧后废气中的热能可用于供暖或发电等
采用隔热的耐高温材料，减少热量的损失
少量的空气会使煤燃烧不充分，造成能源浪费，污染环境
适当用量
课堂检测
内容内容内容
10．下列反应属于放热反应的是
A．煅烧石灰石制生石灰 B．煤的气化制水煤气
课堂检测
D
1．对化学反应限度的叙述，错误的是(　　)
A．任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度
B．化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等
C．化学反应的限度与时间的长短无关
D．化学反应的限度是不可改变的
内容内容内容
10．下列反应属于放热反应的是
A．煅烧石灰石制生石灰 B．煤的气化制水煤气
课堂检测
D
2．下列措施，能使煤炭燃烧更充分，提高热能利用率的是(　　)
A．多加煤以使炉火更旺
B．在煤炭中加入生石灰
C．做蜂窝煤时常在煤中掺和一些黄泥
D．把煤粉碎，在煤粉燃烧器中燃烧
内容内容内容
10．下列反应属于放热反应的是
A．煅烧石灰石制生石灰 B．煤的气化制水煤气
课堂检测
B
3.一定温度下，0.1 mol N2(g)与0.3 mol H2(g)在密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)?? 2NH3(g)，已知该条件下，1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应时放出热量a kJ。下列说法正确的是(　　)
A．达到化学平衡状态时，反应放出0.1a kJ热量
B．达到化学平衡状态时，v(NH3)∶v(N2)＝2∶1
C．使用催化剂能够提高原料平衡转化率
D．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大
内容内容内容
10．下列反应属于放热反应的是
A．煅烧石灰石制生石灰 B．煤的气化制水煤气
课堂检测
4.在恒温、恒容下，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的分解速率相等。
B．单位时间生成n molA，同时生成3n molB。
C．A、B、C的物质的量浓度保持不变。
D．A、B、C的分子数之比为1 ：3 ：2 。
E．容器中气体的密度保持不变。
F．容器中气体的总压强保持不变。
A、C、F
课堂总结
课堂总结
01
02
03
04
可逆反应
化学反应限度
化学平衡
化学反应条件的控制
THANKS
THANKS
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