6.2.3化學(xué)反應(yīng)的限度 課件 高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

第二節(jié)

化學(xué)反應(yīng)速率

第3課時(shí)

化學(xué)反應(yīng)的限度第六章

化學(xué)反應(yīng)與能量1.了解可逆反應(yīng)的定義及特征；2.理解化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程并學(xué)會(huì)平衡狀態(tài)的判斷；3.了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的作用。學(xué)習(xí)目標(biāo)

情景導(dǎo)入閱讀P48科學(xué)史話，從這一材料中，你得到什么啟示？煉鐵高爐尾氣之謎可逆反應(yīng)不能完全進(jìn)行到底，存在一定的反應(yīng)限度【復(fù)習(xí)回憶】我們學(xué)習(xí)過的可逆反應(yīng)有哪些？

Cl2+H2OHCl+HClONH3+H2ONH3·H2OSO2+H2OH2SO3N2+3H22NH3高溫、高壓催化劑2SO2+O22SO3催化劑△

一、可逆反應(yīng)【思考回答】1、什么是可逆反應(yīng)？

2、可逆反應(yīng)的特征有哪些？在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。雙向性、雙同性、共存性2.14CO2+CCO，達(dá)到化學(xué)平衡后，平衡混合物中含14C的

粒子有

。N2+3H22NH3催化劑高溫高壓Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2放電充電2H2O2H2↑+O2↑電解點(diǎn)燃14CO2、14C、14CO1.判斷以下幾個(gè)反應(yīng)是否是可逆反應(yīng)？2SO2+O22SO3催化劑高溫針對(duì)訓(xùn)練3．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2

、Z的起始濃度分別為0.1mol·L－1、0.2mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到某一時(shí)刻，各物質(zhì)的濃度有可能是(

)A．Z為0.3mol·L－1B．Y2為0.4mol·L－1C．X2為0.2mol·L－1D．Z為0.4mol·L－1AX2:(0-0.2)Y2:(0.1-0.2)Z:(0-0.4)

X2(g)＋Y2(g)2Z(g)

始c

0.10.20.2

轉(zhuǎn)c0.10.10.2

平c

00.10.42Z(g)X2(g)＋Y2(g)

始c

0.20.10.2

轉(zhuǎn)c0.20.10.1

平c

00.20.3

二、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立【思考討論】某溫度和壓強(qiáng)下的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：

2SO2+O2

?

2SO30102030405060SO21.000.700.500.380.300.300.30O20.500.350.250.190.150.150.15SO300.300.500.620.700.700.70

請(qǐng)用濃度-時(shí)間圖像

來表示此變化過程。c/mol·L-1t/min1.00.5040SO2SO3O2t/minc/mol·L-11、為何40min后3種物質(zhì)的濃度

保持不變？是反應(yīng)停止了嗎？0102030405060SO21.000.700.500.380.300.300.30O20.500.350.250.190.150.150.15SO300.300.500.620.700.700.70t/minc/mol·L-1c(SO2)、c(O2)最大，→v(正)最大c(SO3)=0→v(逆)=0開始時(shí)反應(yīng)速率t0v(正)v(逆)平衡狀態(tài)40c(SO2)、c(O2

)逐漸減小,v(正)逐漸減小c(SO3)逐漸增大，v(逆)逐漸增大過程中v(正)=v(逆)≠0結(jié)束時(shí)

請(qǐng)用速率-時(shí)間圖像

來表示此變化過程。0102030405060SO21.000.700.500.380.300.300.30O20.500.350.250.190.150.150.15SO300.300.500.620.700.700.70t/minc/mol·L-1為何40min后3種物質(zhì)的濃度保持不變？是反應(yīng)停止了嗎？40min后反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，v(正)=v(逆)≠0，反應(yīng)未停止，對(duì)于反應(yīng)物和生成物而言，其消耗速率等于其生成速率，故3種物質(zhì)的濃度保持不變?cè)谌莘e為2L的密閉容器中放入12molNH3，進(jìn)行反應(yīng)

N2(g)

+3H2(g)

2NH3(g)，測(cè)得當(dāng)NH3的物質(zhì)的量減到8mol時(shí)，將不再減小，畫出表示此變化過程的速率-時(shí)間圖象及濃度-時(shí)間圖象。催化劑v/mol·L-1·min-1t/min0v(逆)v(正)t0t/minc/mol·L-12460NH3H2N2t02、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立可能還有哪些情況？3、什么是化學(xué)平衡狀態(tài)？在一定條件下，可逆反應(yīng)中，當(dāng)正、逆兩個(gè)方向的反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度都不再改變。達(dá)到了一種表面靜止的狀態(tài)，我們稱之為“化學(xué)平衡狀態(tài)”注意：化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在一定條件下所能達(dá)到的最大程度，即該反應(yīng)進(jìn)行的限度。此時(shí)反應(yīng)物在該條件下達(dá)到最大轉(zhuǎn)化率。（小于100%）4、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征有哪些？可逆反應(yīng)ν(正)=ν(逆)逆等動(dòng)≠0動(dòng)態(tài)平衡定各組分的濃度保持不變變條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡概念辨析(1)1molN2和3molH2在一定條件下可完全生成2molNH3(

)(2)在一定條件下，一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是該反應(yīng)所能達(dá)到的最大限度(

)(3)化學(xué)反應(yīng)在一定條件下建立平衡狀態(tài)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)將會(huì)停止(

)(4)一定條件，可以通過延長(zhǎng)化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間來改變反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率(

)(5)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各反應(yīng)物、生成物的濃度相等(

)(6)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等，指同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等，若用不同物質(zhì)表示時(shí)，反應(yīng)速率不一定相等(

)

三、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷1、一定條件某容器中發(fā)生反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)一段時(shí)間后，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，思考：高溫高壓催化劑①氮?dú)獾南乃俾逝c生成速率有何關(guān)系？同一物質(zhì)：

v正（N2)

=v逆（N2)②氮?dú)獾南乃俾逝c氫氣的生成速率有何關(guān)系?不同物質(zhì)：v逆（H2)=1：3v正（N2)【思考討論】方法小結(jié)一、等速標(biāo)志：①同一物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率②不同物質(zhì)的生成速率和消耗速率之比等于化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)之比。【化學(xué)平衡的判斷】V正（H2)=V逆(H2)V正（H2)V逆（N2)=3：1或V正（H2)=3V逆(N2)針對(duì)訓(xùn)練

能說明反應(yīng)為平衡狀態(tài)的為：N2+3H2

2NH3①V正(N2)=V逆(N2）②

2V正(H2)=3V逆(NH3）③V正(N2)=2V逆(NH3）④3V正(N2)=V正(H2）⑤單位時(shí)間內(nèi)，每生成1molN2就生成2molNH3。⑥單位時(shí)間內(nèi)，每生成1molN2就生成3molH2。⑦單位時(shí)間內(nèi)，每斷開1molN≡N鍵就形成3molH-H鍵。⑧單位時(shí)間內(nèi)，每斷開1molN≡N鍵就形成6molN-H鍵?！獭獭獭痢痢獭痢?、一定條件某容器中發(fā)生反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)一段時(shí)間后，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，思考：高溫高壓催化劑①N2、H2、NH3的濃度、體積、物質(zhì)的量、質(zhì)量是否改變？②N2、H2、NH3的體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否改變?均保持不變均保持不變二、變量不變：①反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度保持不變②各組成成分的質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體的體積及體積分?jǐn)?shù)、分子數(shù)、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率保持不變方法小結(jié)【化學(xué)平衡的判斷】③原本的變量（壓強(qiáng)、體積、密度、平均摩爾質(zhì)量）

突然不變針對(duì)訓(xùn)練1、能說明反應(yīng)為平衡狀態(tài)的為：N2+3H2

2NH3①H2的質(zhì)量不變②

NH3的濃度不變③

N2的轉(zhuǎn)化率不變④c(N2)：c(H2）：c(NH3）=1:2:3⑤N2、H2、NH3的濃度相等⑥H2的體積分?jǐn)?shù)不變⑦氣體的總物質(zhì)的量不變⑧氣體的總質(zhì)量不變√×√√√√××2、以下條件能夠證明下列反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的是：①恒溫恒容的密閉容器，壓強(qiáng)不再改變②恒溫恒壓的密閉容器，體積不再改變③絕熱的密閉容器，溫度不再改變④恒溫恒容的密閉容器，混合氣體的密度不變⑤恒溫恒壓的密閉容器，混合氣體的密度不變⑥混合氣體的平均摩爾質(zhì)量（平均相對(duì)分子質(zhì)量）不變⑦混合氣體的顏色不變⑧混合氣體的總質(zhì)量不變(1)H2(g)+I2(g)=2HI(g)(2)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)(3)2A(g)+B(s)=2C(g)

（A、C均為無色氣體）③⑦①②③⑤⑥③④⑤⑥⑧1、對(duì)于反應(yīng)：N2+3H22NH3，當(dāng)N2和H2的物質(zhì)的量之比不變的時(shí)候，反應(yīng)一定處于平衡狀態(tài)嗎？

不一定當(dāng)N2和H2的起始充入量等于1:3時(shí)，不能判斷平衡當(dāng)起始時(shí)僅充入NH3時(shí)，不能判斷平衡；當(dāng)N2和H2的起始充入量不等于1:3時(shí)，能判斷平衡易錯(cuò)辨析2、對(duì)于反應(yīng)：NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)，當(dāng)NH3和H2S的體積分?jǐn)?shù)不變的時(shí)候，反應(yīng)一定處于平衡狀態(tài)嗎？

不一定當(dāng)起始時(shí)僅充入NH4HS(s)時(shí)，不能判斷平衡；當(dāng)起始時(shí)按1:1充入NH3(g)和H2S(g)時(shí)，不能判斷平衡；當(dāng)起始時(shí)不按1:1充入NH3(g)和H2S(g)時(shí)，能判斷平衡；

四、化學(xué)反應(yīng)條件的控制【閱讀思考】閱讀課本P47-48,回答以下問題：1、控制化學(xué)反應(yīng)條件的目的是什么？

促進(jìn)有利反應(yīng)：

提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率即原料的利用率，加快反應(yīng)速率等

抑制有害反應(yīng)：減緩反應(yīng)速率，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生，控制副反應(yīng)的發(fā)生2、控制化學(xué)反應(yīng)條件的方法有哪些？改變化學(xué)反應(yīng)速率：改變溫度、溶液的濃度、氣體壓強(qiáng)（或濃度）、固體表面積及使用催化劑等改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度：

改變溫度、溶液濃度、氣體壓強(qiáng)（或濃度）等溫度較低時(shí)氨的產(chǎn)率較高，但溫度低時(shí)反應(yīng)速率小，達(dá)到平衡需要的時(shí)間很長(zhǎng)生產(chǎn)成