《化學 第二章 化學反應與能量 第三節(jié) 化學反應的速率和限度 第2課時 化學反應的限度和化學反應條件的控制 新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《化學 第二章 化學反應與能量 第三節(jié) 化學反應的速率和限度 第2課時 化學反應的限度和化學反應條件的控制 新人教版必修2（21頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第2 2課時化學反應的限度和化學反應條件課時化學反應的限度和化學反應條件的控制的控制 【新課導入新課導入】 ( (教師用書備用教師用書備用) ) 在在1919世紀后期世紀后期, ,人們發(fā)現(xiàn)煉鐵高爐所排出的高爐氣中含有相當多的人們發(fā)現(xiàn)煉鐵高爐所排出的高爐氣中含有相當多的COCO。有人認。有人認為是為是COCO與鐵礦石的接觸時間不夠長所造成的。英國人耗巨資建成一個高大的煉鐵與鐵礦石的接觸時間不夠長所造成的。英國人耗巨資建成一個高大的煉鐵高爐高爐, ,以增加以增加COCO和鐵礦石的接觸時間和鐵礦石的接觸時間, ,結果發(fā)現(xiàn)結果發(fā)現(xiàn)COCO的含量仍然沒有減少的含量仍然沒有減少! !問題到底在問題到底在

2、哪兒呢哪兒呢? ? 【課標要求課標要求】1.1.認識可逆反應認識可逆反應, ,了解化學平衡的含義。了解化學平衡的含義。2.2.會判斷化學平衡狀態(tài)。會判斷化學平衡狀態(tài)。3.3.了解控制反應條件在生產和科學研究中的作用。了解控制反應條件在生產和科學研究中的作用。知識探究知識探究 梳理知識梳理知識點撥方法點撥方法探究點化學平衡狀態(tài)的判斷和化學反應條探究點化學平衡狀態(tài)的判斷和化學反應條件的控制件的控制 1.可逆反應可逆反應答案答案:不是。因為可逆反應必須在同一條件下同時進行。不是。因為可逆反應必須在同一條件下同時進行。正反應正反應逆反應逆反應 同時同時 小于小于“ ”“ ” (1)(1)定義定義: :

3、在一定條件下的可逆反應里在一定條件下的可逆反應里, ,正反應和逆反應的速率正反應和逆反應的速率 , ,反反應混合物中各組分的濃度保持應混合物中各組分的濃度保持 的狀態(tài)的狀態(tài)( (即各組成成分的百分含量即各組成成分的百分含量保持不變的狀態(tài)保持不變的狀態(tài)) )。(2)(2)化學平衡狀態(tài)的建立化學平衡狀態(tài)的建立反應開始時反應開始時 = cvcv反應物 最大正 生成物 =0逆反應過程中反應過程中 cvcv反應物 正 生成物 逆 反應平衡時反應平衡時 =cvv反應物與c 生成物均 正逆不變不變2.2.化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)最大0減小減小增大增大不變相等相等圖示圖示: :(3)(3)化學平衡狀態(tài)的特征化

4、學平衡狀態(tài)的特征正反應速率和逆反應速率正反應速率和逆反應速率濃度濃度 (1)(1)目的目的促進有利反應促進有利反應 提高原料反應速率控制有害反應控制有害反應 有害反應速率減少甚至消除的產生控制的發(fā)生利用率利用率加快加快減慢減慢有害物質有害物質 副反應副反應(2)(2)措施措施改變化學反應速率改變化學反應速率: :改變反應體系的溫度、物質的濃度、氣體的壓強、改變反應體系的溫度、物質的濃度、氣體的壓強、固體的表面積以及催化劑的合理使用等。固體的表面積以及催化劑的合理使用等。改變可逆反應進行的限度改變可逆反應進行的限度: :改變可逆反應體系的溫度、物質的濃度、氣改變可逆反應體系的溫度、物質的濃度、氣

5、體的壓強等。體的壓強等。3.3.化學反應條件的控制化學反應條件的控制(3)(3)實例實例燃料的燃燒燃料的燃燒燃料燃燒的條件。燃料燃燒的條件。a.a.燃料與燃料與 接觸接觸, ,且空氣要適當過量。且空氣要適當過量。b.b.溫度達到燃料的溫度達到燃料的 。提高燃燒效率的措施。提高燃燒效率的措施。a.a.盡可能使燃料盡可能使燃料 , ,提高能量的轉化率。提高能量的轉化率。b.b.盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放出的熱能盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放出的熱能, ,提高熱能的利用率。提高熱能的利用率。思考思考2 2 可逆反應達到化學平衡狀態(tài)時可逆反應達到化學平衡狀態(tài)時,怎樣計算反應物的轉化率怎樣計算反應物

6、的轉化率?空氣或氧氣空氣或氧氣著火點著火點充分燃燒充分燃燒名師點撥名師點撥1.1.化學平衡狀態(tài)判斷的化學平衡狀態(tài)判斷的“兩標志兩標志”(1)(1)直接依據(jù)直接依據(jù)v(v(正正)=v()=v(逆逆) )a.a.同一種物質的生成速率等于消耗速率。同一種物質的生成速率等于消耗速率。b.b.在化學方程式同一邊的不同物質的生成速率與消耗速率之比等于化學計量數(shù)之比。在化學方程式同一邊的不同物質的生成速率與消耗速率之比等于化學計量數(shù)之比。c.c.在化學方程式兩邊的不同物質的生成在化學方程式兩邊的不同物質的生成( (或消耗或消耗) )速率之比等于化學計量數(shù)之比。速率之比等于化學計量數(shù)之比。各組分的濃度保持一定

7、各組分的濃度保持一定(2)(2)間接依據(jù)間接依據(jù)反應體系中的總壓強不隨時間的改變而變化反應體系中的總壓強不隨時間的改變而變化( (適用于恒容且反應前后氣體物質的量不等的適用于恒容且反應前后氣體物質的量不等的反應反應) )。混合氣體的密度不隨時間的改變而變化混合氣體的密度不隨時間的改變而變化( (適用于恒容且反應前后氣體質量有變化的反應適用于恒容且反應前后氣體質量有變化的反應) )。對于反應混合物中存在有顏色變化物質的可逆反應對于反應混合物中存在有顏色變化物質的可逆反應,若體系中顏色不再若體系中顏色不再改變改變,則反應達到平衡狀態(tài)。則反應達到平衡狀態(tài)。全是氣體參加的且反應前后化學計量數(shù)改變的可逆

8、反應全是氣體參加的且反應前后化學計量數(shù)改變的可逆反應,平均相對分子平均相對分子質量保持不變。質量保持不變。對同一物質而言對同一物質而言, ,斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等。斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等。2.2.判斷平衡狀態(tài)的方法判斷平衡狀態(tài)的方法“逆向相等逆向相等, ,變量不變變量不變”(1)“(1)“逆向相等逆向相等”: :反應速率必須一個是正反應的速率反應速率必須一個是正反應的速率, ,一個是逆反應的速率一個是逆反應的速率, ,且經(jīng)過換算后同一種物質的減小速率和生成速率相等。且經(jīng)過換算后同一種物質的減小速率和生成速率相等。(2)“(2)“變量不變變量不變”

9、: :如果一個量是隨反應進行而改變的如果一個量是隨反應進行而改變的, ,當不變時為平衡狀態(tài)當不變時為平衡狀態(tài); ;一個隨反應的進行保持不變的量一個隨反應的進行保持不變的量, ,不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。不能作為是否是平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。過關演練過關演練 鞏固知識鞏固知識提升能力提升能力A A 2.2.下列措施可以提高燃料燃燒效率的是下列措施可以提高燃料燃燒效率的是( ( ) )提高燃料的著火點降低燃料的著火點將固體燃料粉碎將液提高燃料的著火點降低燃料的著火點將固體燃料粉碎將液體燃料霧化處理將煤進行氣化處理通入適當過量的空氣體燃料霧化處理將煤進行氣化處理通入適當過量的空氣A.A. B.

10、B.C.C. D. D.解析解析:提高燃料燃燒效率的常用方法是增大燃料與空氣的接觸面積提高燃料燃燒效率的常用方法是增大燃料與空氣的接觸面積,并通入并通入適當過量的空氣。對于和適當過量的空氣。對于和,由于燃料的著火點是其固有的性質由于燃料的著火點是其固有的性質,不可改不可改變變,故這兩項措施不可行。所采取的措施均是為了增大燃料與空氣故這兩項措施不可行。所采取的措施均是為了增大燃料與空氣的接觸面積。的接觸面積。C C3 3. .(2017(2017河南河南鄭州八校聯(lián)考鄭州八校聯(lián)考)下列敘述能說明反應下列敘述能說明反應2A(g)+B(g) 2C(g)2A(g)+B(g) 2C(g)已已達平衡狀態(tài)的有

11、達平衡狀態(tài)的有( ( ) )A A、B B、C C的百分含量相等的百分含量相等; ;單位時間單位時間, ,消耗消耗a mol B,a mol B,同時生成同時生成2a mol C;2a mol C;單位時間單位時間, ,消耗消耗a mol A,a mol A,同時生成同時生成0.5a mol B;0.5a mol B;外界條件不變時外界條件不變時, ,物質總質量不隨時間改變物質總質量不隨時間改變; ;外界條件不變時外界條件不變時, ,氣體總分子數(shù)不再變化氣體總分子數(shù)不再變化; ;A A、B B、C C分子數(shù)之比為分子數(shù)之比為212212。A.A.除外除外 B.B.除外除外C.C. D. D.D

12、 D解析解析:A A、B B、C C的百分含量相等的百分含量相等, ,不一定各組分濃度不變不一定各組分濃度不變, ,不能說明反應不能說明反應達到平衡狀態(tài)達到平衡狀態(tài), ,錯誤錯誤; ;單位時間單位時間, ,消耗消耗 a mol B,a mol B,同時生成同時生成2a mol C,2a mol C,是是正反應速率之比等于化學計量數(shù)之比正反應速率之比等于化學計量數(shù)之比, ,不能說明反應達到平衡狀態(tài)不能說明反應達到平衡狀態(tài), ,錯錯誤誤; ;單位時間單位時間, ,消耗消耗 a mol A,a mol A,同時生成同時生成0.5a mol B,0.5a mol B,符合速率之比等于符合速率之比等于化

13、學計量數(shù)之比化學計量數(shù)之比, ,正、逆反應速率相等正、逆反應速率相等, ,反應達到平衡狀態(tài)反應達到平衡狀態(tài), ,正確正確; ;據(jù)質據(jù)質量守恒定律量守恒定律, ,反應前后氣體質量不變反應前后氣體質量不變, ,所以外界條件不變時所以外界條件不變時, ,物質總質量物質總質量不隨時間改變不能說明反應達到平衡狀態(tài)不隨時間改變不能說明反應達到平衡狀態(tài), ,錯誤錯誤; ;反應前后氣體體積不反應前后氣體體積不同同, ,即分子數(shù)不同即分子數(shù)不同, ,所以外界條件不變時所以外界條件不變時, ,氣體總分子數(shù)不再變化說明反氣體總分子數(shù)不再變化說明反應達到平衡狀態(tài)應達到平衡狀態(tài), ,正確正確; ;A A、B B、C C

14、分子數(shù)之比決定于開始加入物質的多分子數(shù)之比決定于開始加入物質的多少和反應限度少和反應限度, ,與平衡狀態(tài)無關與平衡狀態(tài)無關, ,錯誤。錯誤。課堂檢測課堂檢測 即學即測即學即測查漏補缺查漏補缺1.N1.N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g)在體積不變的密閉容器中反應在體積不變的密閉容器中反應, ,下列敘述表示處下列敘述表示處于化學平衡狀態(tài)的是于化學平衡狀態(tài)的是( ( ) )A.NA.N2 2、H H2 2、NHNH3 3的濃度之比為的濃度之比為132132B.B.混合氣體的密度不隨時間而變化混合氣體的密度不隨時間而變化C.C.當有當有1 mol NN

15、1 mol NN鍵斷裂時鍵斷裂時, ,有有6 mol N6 mol NH H鍵斷裂鍵斷裂D.D.單位時間內消耗單位時間內消耗a mol Na mol N2 2的同時的同時, ,消耗消耗3a mol H3a mol H2 2C C解析解析:A A中中,N,N2 2、H H2 2、NHNH3 3的濃度之比等于化學計量數(shù)之比時的濃度之比等于化學計量數(shù)之比時, ,不能說明不能說明v v正正=v=v逆逆。B B中中, ,因容器的體積不變因容器的體積不變, ,而混合氣體的總質量不改變而混合氣體的總質量不改變, ,則無論平衡與否則無論平衡與否, ,混合氣體的密混合氣體的密度均不變化。度均不變化。C C中中,

16、 ,當有當有1 mol NN1 mol NN鍵斷裂時鍵斷裂時, ,相當于生成相當于生成 2 mol NH2 mol NH3 3,1 mol NH,1 mol NH3 3中含有中含有3molN3molNH H鍵鍵, ,即生成即生成 6 mol N6 mol NH H 鍵鍵, ,與有與有6 mol N6 mol NH H鍵斷裂符合鍵斷裂符合v(NHv(NH3 3) )正正=v(NH=v(NH3 3) )逆逆, ,故處于化學平衡狀態(tài)。故處于化學平衡狀態(tài)。D D中中, ,消耗消耗a mol Na mol N2 2與消耗與消耗3a mol H3a mol H2 2是同向的是同向的, ,不管平衡與否不管平

17、衡與否, ,只要只要N N2 2和和H H2 2反應就一定符合該比例。反應就一定符合該比例。2.2.在一定溫度下在一定溫度下, ,向向a La L密閉容器中加入密閉容器中加入1 mol X1 mol X氣體和氣體和2 mol Y2 mol Y氣體氣體, ,發(fā)生如發(fā)生如下反應下反應:X(g)+2Y(g) 2Z(g),:X(g)+2Y(g) 2Z(g),此反應達到平衡的標志是此反應達到平衡的標志是( ( ) )A.A.容器內氣體密度不隨時間變化容器內氣體密度不隨時間變化B.v(X)v(YB.v(X)v(Y)=12)=12C.C.容器內容器內X X、Y Y、Z Z的濃度不隨時間變化的濃度不隨時間變化

18、D.D.單位時間內消耗單位時間內消耗0.1 mol X0.1 mol X同時生成同時生成0.2 mol Z0.2 mol Z解析解析: :反應物和生成物都為氣體反應物和生成物都為氣體, ,根據(jù)質量守恒根據(jù)質量守恒, ,混合氣體的總質量不變混合氣體的總質量不變, ,體積為定值體積為定值, ,密度自始至終不變密度自始至終不變, ,不能說明達到平衡狀態(tài)不能說明達到平衡狀態(tài), ,故故A A錯誤錯誤; ;自反應自反應開始開始v(Xv(X) )為為v(Yv(Y) )的的 , ,所以所以v(X)v(Yv(X)v(Y)=12)=12不能說明達到平衡不能說明達到平衡, ,故故B B錯誤錯誤; ;單位時間內消耗單

19、位時間內消耗0.1 mol X0.1 mol X同時生成同時生成0.2 mol Z,0.2 mol Z,均為正反應方向均為正反應方向, ,不能說不能說明達到平衡明達到平衡, ,故故D D錯誤錯誤 12C C3 3.(2017.(2017江蘇江蘇宿遷期中宿遷期中)在一定條件下的定容密閉容器中在一定條件下的定容密閉容器中, ,發(fā)生反應發(fā)生反應2SO2SO2 2(g)+ (g)+ O O2 2(g) 2SO(g) 2SO3 3(g),(g),下列哪種情況下列哪種情況, ,能表明反應達到平衡狀態(tài)能表明反應達到平衡狀態(tài)( ( ) )A.SOA.SO3 3的體積百分含量保持不變的體積百分含量保持不變B.S

20、OB.SO2 2速率是速率是O O2 2速率的速率的2 2倍倍C.SOC.SO3 3的濃度是的濃度是O O2 2濃度的濃度的2 2倍倍D.D.單位時間內單位時間內SOSO2 2消耗的濃度等于消耗的濃度等于SOSO3 3生成的濃度生成的濃度解析解析: :SOSO3 3的體積百分含量保持不變的體積百分含量保持不變, ,說明各物質的量不變說明各物質的量不變, ,正、逆反應速正、逆反應速率相等率相等, ,達到平衡狀態(tài)達到平衡狀態(tài),A,A正確正確; ;只要反應發(fā)生就有只要反應發(fā)生就有SOSO2 2速率是速率是O O2 2速率的速率的2 2倍倍,B,B錯誤錯誤;SO;SO3 3的濃度是的濃度是O O2 2

21、濃度的濃度的2 2倍倍, ,并不能說明兩者的濃度不變并不能說明兩者的濃度不變, ,所以所以不一定達到平衡狀態(tài)不一定達到平衡狀態(tài),C,C錯誤錯誤; ;單位時間內單位時間內SOSO2 2消耗的濃度等于消耗的濃度等于SOSO3 3生成的生成的濃度濃度, ,都體現(xiàn)正反應的方向都體現(xiàn)正反應的方向,D,D錯誤。錯誤。 A A解析解析:可逆反應達到平衡時正、逆反應速率相等可逆反應達到平衡時正、逆反應速率相等,用不同物質表示的速率用不同物質表示的速率的數(shù)值之比等于化學計量數(shù)之比的數(shù)值之比等于化學計量數(shù)之比,故故C正確。正確。C C 5.5.在某一容積為在某一容積為5 L5 L的密閉容器內的密閉容器內, ,加入

22、加入0.2 mol CO0.2 mol CO和和 0.2 mol H0.2 mol H2 2O,O,在催化劑條件下在催化劑條件下高溫加熱高溫加熱, ,發(fā)生反應發(fā)生反應:CO(g)+H:CO(g)+H2 2O(g) COO(g) CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g),(g),反應中反應中COCO2 2的濃度隨時間變化情的濃度隨時間變化情況如圖所示況如圖所示: :(1)(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)根據(jù)圖中數(shù)據(jù), ,反應開始至達到平衡狀態(tài)時反應開始至達到平衡狀態(tài)時,CO,CO2 2的平均反應速率為的平均反應速率為, ,反應達到平衡狀態(tài)時反應達到平衡狀態(tài)時,c(H,c(H2 2)=)=。(2)(2)判斷該反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是判斷該反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是( (填序號填序號) )。COCO減少的反應速率和減少的反應速率和COCO2 2減少的反應速率相等減少的反應速率相等COCO、H H2 2O O、COCO2 2、H H2 2的濃度都相等的濃度都相等COCO、H H2 2O O、COCO2 2、H H2 2的濃度都不再發(fā)生變化的濃度都不再發(fā)生變化答案答案:(1)0.003 mol(1)0.003 molL L-1-1minmin-1-10.03 molL0.03 molL-1-1(2)(2)