6.2 化学反应速率与限度 第三课时 课件（23张ppt）【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高一化学必修二

化学反应速率与限度
课时3 化学反应限度
(1)定义
在同一条件下 和 均能进行的化学反应。
书写可逆反应的化学方程式时，不用“=”，用“ ”。
正反应方向
逆反应方向
(2)特征
正反应和逆反应
正、逆反应是在 下 进行的
同一条件
双向性
双同性
共存性
反应物和生成物 存在
共同
同时
可逆反应
下列属于可逆反应的是 。
A．氯化钠溶解与结晶析出
B．氯气溶于水
C．电解水生成H2、O2 与H2在O2中燃烧生成H2O
D．反应物和生成物相反的反应
E．SO2被氧气氧化成SO3
F．H2和I2在高温下边化合边分解
G．品红溶液通入SO2褪色，加热后又恢复红色
H．Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O
I．SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr与
2HBr + H2SO4(浓) = Br2 + SO2↑+ 2H2O
课堂巩固
BEF
放电
充电
化学平衡的建立
1、可逆反应2SO2 +O2 2SO3，在一定温度下，
将2mol SO2(g)和1molO2(g) 通入一定体积密闭容器
中。其化学反应速率与时间关系如图。回答下列问题：
催化剂
▲
①反应开始时，正反应速率 ，原因是 ；逆反应速率为 ，原因是 ；②反应进行中，正反应速率变化是 ，原因 ；逆反应速率的变化是 ，原因是 ；
最大
反应物浓度最大
0
生成物浓度为0
逐渐减小
反应物浓度逐渐减小
逐渐增大
生成物浓度逐渐增大
③反应一段时间(t1)后，正反应速率和逆反应速率的关系是 ，反应物的浓度 ，生成物的浓度 。
大小相等
不再改变
不再改变
化学平衡的建立
2、化学平衡状态也可从逆反应开始建立。如图：
3、化学平衡状态的概念
如果外界条件（ 、 、 等）不发生改变，当
反应进行到一定程度时， 和 相等，反应物的 和生成物的 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。
化学平衡研究的对象是 。
化学平衡状态
温度
浓度
压强
可逆
正反应速率
逆反应速率
浓度
浓度
可逆反应
4、化学平衡状态的特征
化学平衡状态
逆
化学平衡状态的研究对象是_______反应
动
各组分浓度/物质的量/百分含量________
等
是一个 平衡，同一物质v正 ____ v逆 ____ 0
定
变
外界条件改变时，原平衡状态被破坏，在新条件下建立平衡
可逆
＝ ≠
保持不变
动态
在一定温度下，发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，起始时，充入的N2、H2和NH3的物质的量分别是3 mol、7 mol和1mol，10min后达到平衡状态，此时共消耗H2的物质的量是3 mol。已知容器的容积为5 L，试用“三段式”求： (1)该正反应各物质的平均反应速率是多少。
(2)平衡时H2、NH3的物质的量浓度各是多少。
(3)N2的转化率是多少。
课堂巩固
1、判断正误
(1)SO2溶于水时，完全与水反应生成H2SO3(　　)(2)通过改变反应条件，可逆反应中反应物的转化率可达100%(　　)(3)相同条件下，不同化学反应的限度可能不同(　　)(4)一定条件可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率(　　)(5)化学反应在一定条件下建立平衡状态时，化学反应将会停止(　　)
(6)1 mol N2和3 mol H2在一定条件下可生成2 mol NH3(　　)
×
×
√
×
×
课堂巩固
×
(7)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等(　　)
(8)化学平衡状态时，所有物质的速率都相等（ ）
(9)化学平衡状态时，各物质的浓度之比等于化学计量数之比（ ）
(10)任何反应，温度越高，反应速率越大，转化率越大 (　　)
(11)化学反应的限度与时间的长短无关（ ）
(12)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等(　　)
(13)升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢（ ）
×
×
×
课堂巩固
×
√
√
×
2、在密闭容器中进行如下反应：X2(g) + Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L，在一定条件下当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是（　　）
A．Z为0.4 mol/L
B．Y2为0.4 mol/L
C．X2为0.4 mol/L
D．Z为0.3 mol/L
课堂巩固
D
可逆反应有一定的限度
——不彻底性
3、在密闭容器中发生反应X(g) + 3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L和0.2 mol/L，则平衡时各物质的浓度不可能是（ ）
A．Y为0.1 mol/L B．Z为0.1 mol/L时，Y为0.45 mol/L
C．Z为0.3 mol/L D．X为0.2 mol/L
课堂巩固
D
4、14CO2 + C 2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含 14C的粒子有 。
14CO2 、 14C、 14CO
化学平衡状态的判断
(1)直接依据——根据速率关系
①同一物质：v生成＝v消耗，即v正(A)＝v逆(A)。
②不同物质：速率之比＝化学计量数之比，必须是不同方向的速率
如aA＋bB
逆向相等
—
速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质： v生成＝v消耗
(2)间接依据——根据各组分的量
首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变的量，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。
化学平衡状态的判断
变量不变：各组分的物质的量n、浓度c、质量m、百分含量%、温度T、
达到化学平衡状态的判断：
其它量：总压强、总物质的量、平均相对分子质量、体系的密度、颜色、
化学键断裂与形成的物质的量等视具体情况而定
（多与气体化学计量数有关）
课堂巩固
3、在容积一定的密闭容器中进行反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，
(1)混合气体的总的物质的量不再改变
(2)混合气体的压强不再改变
(3)混合气体的密度不再改变
(4)混合气体的平均相对分子质量不再改变
其中不能说明该反应达到平衡状态的是 。
(1)(2)(3)(4)
4、一定温度下恒容容器中发生反应：2A(g)＋B(s) C(g)＋D(g)，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是 。①混合气体的压强不变
②混合气体的密度不变
③C(g)的物质的量浓度不变④容器内A、C、D三种气体的浓度之比为 2∶1∶1⑤单位时间内生成 n molC，同时生成 n molD⑥单位时间内生成 n molD，同时生成 2n molA
课堂巩固
②③⑥
一、控制化学反应条件的意义
促进有利反应，抑制有害反应。
?
二、控制化学反应条件的方法

化学反应条件的控制
改变化学反应速率，
改变可逆反应进行的限度。
改变速率 ≠ 改变限度
(2)基本措施
化学反应条件的控制
①改变化学反应速率：
改变反应体系的温度、物质的浓度、
气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等。
改变可逆反应体系的温度、
物质的浓度、气体的压强等。
②改变可逆反应进行的限度：
(3)考虑因素：
控制反应条件的成本和实际可能性。
三、合成氨工业反应条件的控制
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。
化学反应条件的控制
四、煤燃烧反应条件的控制
思考与讨论
1、将固体煤粉碎以增大接触面积，同时空气适当过量，以提高转化率。
2、炉膛材料尽量选择保温性能好的，减少热量流失。
3、烟道废气中的热量用来加热水、发电等，以提高热量利用率。
1、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
课堂巩固
③④⑤⑥
2、在2 L的密闭容器中放入4 mol N2O5，发生如下反应：
2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g)。
反应至5 min时，测得N2O5转化了20%，v(NO2)为__________ ；5 min时，N2O5在混合气体中的体积分数是______________。
课堂巩固
0.16 mol·L-1·min-1
61.5%
气体体积分数(物质的量分数) φ(A)＝ n(A)/n总 ×100%。
3、一定条件下在2 L的密闭容器中，X、Y、
Z三种物质的物质的量变化的曲线如图所示：
①该反应的化学方程式为____________________________。
②若X、Y、Z均为气体，2 min时反应达到平衡，此时体系内压强与开始时的压强之比为___________。
③若X、Y、Z均为气体，则达平衡时，容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时_________（填“增大、减小、相等”）。
3Y+X 2Z
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9∶10
增大