1、第2课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制,第二章 第三节 化学反应的速率和限度,学习目标定位 1.通过实验认识化学反应的限度、可逆反应和化学平衡的含义，知道当一定的外界条件改变时化学反应限度可能发生改变。 2.了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。,内容索引,新知导学 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,新知导学,1.在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2置于密闭容器中充分反应，能否得到2 mol NH3?,一、化学反应限度,答案 不能。原因是N2和H2合成氨的反应属于可逆反应，反应物转化率达不到100%。,答案,2.可逆反应 (1)定义：在同一条件下， 和
2、均能同时进行的化学反应称为可逆反应。 (2)特征 可逆反应在一定条件下不能进行到底，只能进行到一定程度，反应有一定限度，即达到 ，此时各物质的量都 零； 在可逆反应的化学方程式中，用“”号代替“ ”号。,正反应方向,逆反应方向,平衡状态,大于,=,反应开始时，正反应速率 ，原因是 ；逆反应速率为 ，原因是 ； 反应进行中,正反应速率的变化是 ,原因是 ；逆反应速率的变化是 ，原因是 ；,3.化学平衡的建立 (1)对于可逆反应2SO2O2 2SO3，在一定 温度下，将 2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定 体积的密闭容器中，其化学反应速率与时间关系 如图所示。分析回答下列问题
3、：,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,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 。 (2)化学平衡状态也可从逆反应开始建立。如图：,大小相等,不再改变,不再改变,4.化学平衡状态 (1)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， 与 相等，反应物的 与生成物的 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 。,温度,压强,浓度,可逆,正反应速率,浓度,逆反应速率,浓度,可逆反应,(2)化学平衡
4、状态的特征：,可逆,=,动态,保持一定,化学平衡的移动,5.影响化学反应的限度的因素 (1)决定因素：化学反应的限度首先决定于 。不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同，反应物的最大转化率不同。 (2)外界因素：化学反应的限度受 、 、 等条件的影响。改变其中的一个条件，可以在一定程度上改变一个 。要注意的是，压强只影响 的可逆反应的限度。,反应物的化学性质,压强,浓度,温度,化学反应的限度,有气体物质参与或生成,化学平衡状态的判断方法 可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征：v正v逆；混合物中各组分的百分含量不变(除百分含量外其他在反应过程中变化的量，达到平衡后均不再发生变化，即“变
5、化量”达“定量”)。 以上两个特征可作为判断可逆反应达平衡的标志。归纳如下： (1)直接标志 v正v逆 a.同一种物质的生成速率等于消耗速率； b.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比； c.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。,各组分的浓度保持一定 a.各组分的浓度不随时间的改变而改变； b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。 (2)间接标志 反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。 对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达
6、到平衡状态。 全是气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。 对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。,1.某可逆反应达到平衡状态时，下列说法正确的是 正反应和逆反应同时进行，两者的速率完全相等 反应物和生成物同时存在，两者的浓度相同 混合物的组成比例不会因时间而改变 A. B. C. D.,解析,答案,解析 可逆反应达到平衡状态时，v正v逆0，且各组分的含量保持不变，故正确；而反应物和生成物浓度相同，只是反应达到的某一特殊状态，并不一定达到平衡。,2.可逆反应2NO2(g)2NO(g)O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志
7、是 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO 用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为221的状态 混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的压强不再改变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A. B. C. D.全部,解析,答案,解析 中单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，知v正v逆，所以能说明达到平衡状态； 所描述的都是指正反应方向的速率，无法判断； 无论达到平衡与否，物质的反应速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比； 有色气体的颜色不变能
8、够说明达到了化学平衡； 因容器体积固定，密度是一个常数，所以不能说明； 该反应是一个反应前后气体体积不等的反应，容器的体积又固定，所以均能说明达到平衡。,1.化学反应条件的控制 (1)目的：促进 的化学反应，提高原料的利用率，加快反应速率。 控制 的化学反应，减小甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生。 (2)基本措施 改变化学反应速率：改变反应物的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积以及催化剂的合理使用等； 改变可逆反应进行的限度：改变可逆反应体系的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)等。,二、化学反应条件的控制,有利,有害,2.提高煤的燃烧效率问题探究 (1)煤燃
9、烧时，将煤块粉碎成煤粉的依据是_ _；通入过量空气的依据是_ _ _。 (2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是_。 (3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是_ _。,与空气中O2的接触面积增大，,空气充足，煤,煤粉燃烧更充分，反应速率加快,粉燃烧充分，生成CO2 ，放出热量多，若空气不足，煤燃烧不完全，生,成CO，产生热量减少，且会造成污染,防止热量散失,将燃烧后的废气通,过交换装置，供其他方面使用,1.提高燃料的燃烧效率的措施 (1)尽可能使燃料_，提高_。关键是_ _。 (2)尽可能充分利用_，提高 。 2.提高燃料的燃烧效率的意义在于 、 、 。,充分燃烧,能量的
10、转化率,燃料与空气或,氧气要尽可能充分接触，且空气要适当过量,燃料燃烧所释放出的热能,热能的利用率,节约能源,节省资源,减少污染,解析 煤块粉碎是为了提高煤的利用率；脱硫是为了减少SO2的产生；过量空气是为了减少CO的产生。,3.将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是 使煤充分燃烧，提高煤的利用率 减少SO2的产生，避免造成“酸雨” 减少有毒的CO产生，避免污染空气 减少CO2的产生，避免“温室效应” A. B. C. D.,解析,答案,4.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是 提高燃料的着火点 降低燃料的着火点 将固体燃料粉碎 将液体燃料雾化处理 将煤进行汽化处理 通入
11、适当过量的空气 A. B. C. D.,解析 理论上，提高燃料燃烧效率的常用方法是增大燃料与空气的接触面积，并通入适当过量的空气。对于和，由于燃料的着火点是其固有的性质，不可改变，故这两项措施不可行。 、所采取的措施均是为了增大燃料与空气的接触面积。,解析,答案,学习小结,达标检测,1,2,3,4,5,答案,解析 可逆反应必须在同一条件下同时进行，D中两个方向反应条件不同且不是同时进行，故不属于可逆反应。,解析,1,2,3,4,答案,2.下列关于化学反应限度的说法中正确的是 A.一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度 B.当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向
12、反应速率相等且等于零 C.平衡状态时，各物质的浓度保持相等 D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变,5,解析 平衡状态就是一个可逆反应在该条件下所能达到的最大限度，A正确； 反应达到平衡时v正v逆0，各物质浓度保持不变但不一定相等，且当外界条件发生改变时，这种状态可能会发生改变，B、C、D错误。,解析,解析 NO的生成与NH3的消耗同时表示正反应，在任意时刻都相等，B项不正确。 达到平衡时，增加容器体积，反应物、生成物浓度同时减小，正、逆反应速率同时减小，C项不正确。 在反应的任意状态总有v正(NH3)v正(H2O)46，即3v正(NH3)2v正(H2O)，D项不正确。,1,2,3,4,5
13、,答案,3.对可逆反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，下列叙述正确的是 A.达到化学平衡时，4v正(O2)5v逆(NO) B.若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态 C.达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大 D.化学反应速率关系是2v正(NH3)3v正(H2O),解析,1,2,3,4,5,4.X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，发生反应X2Y2Z。达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)n(Y)n(Z)，则Y的转化率为,解析,答案,1,2,3,4,5,解析 设反应
14、达平衡时消耗Y的物质的量为x。则： X 2Y 2Z 起始量/mol a b 0 转化量/mol x x 平衡量/mol bx x 依题意可得： x mol,5.一定温度下，在容积为V L的密闭容器中进行反应：aN(g)bM(g)，M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示：,1,2,3,4,5,(1)此反应的化学方程式中 。,1,2,3,4,2,答案,5,解析,(2)t1到t2时刻,以M的浓度变化表示的平均反应速率为 。,(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是 。 A.反应中M与N的物质的量之比为11 B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化 C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
15、 D.单位时间内消耗a mol N，同时生成b mol M E.混合气体的压强不随时间的变化而变化,1,2,3,4,5,解析,答案,1,2,3,4,5,解析 达到平衡状态时，各组分的浓度不再发生变化，M与N的物质的量之比为11时，不能说明达到平衡状态，A选项错误； 该反应的反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定律，反应前后混合气体的质量始终不变，B选项错误； 该反应为气体体积减小的反应，若反应没有达到平衡状态，反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小，当该量不再发生变化时，则说明反应达到了平衡状态，C和E选项正确； 消耗a mol N和生成b mol M都表示的是正反应速率，没有体现逆反应速率的大小，不能说明反应达到了平衡状态，D选项错误。,本课结束,