(人教版)高中必修2化學(xué)課件：2.3(第2課時(shí))化學(xué)反應(yīng)的限度以及反應(yīng)條件的控制

1、化學(xué)反應(yīng)與能量化學(xué)反應(yīng)與能量第二章第二章第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度第二章第二章第第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度以及反應(yīng)條件的控制以及反應(yīng)條件的控制第二章第二章新情境新情境 激趣入題激趣入題1新知識(shí)新知識(shí)預(yù)習(xí)探究預(yù)習(xí)探究2新思維新思維名師講堂名師講堂3新考題新考題隨堂自測(cè)隨堂自測(cè)4新提升新提升達(dá)標(biāo)作業(yè)達(dá)標(biāo)作業(yè)5新視點(diǎn)新視點(diǎn)專家博客專家博客6新情境新情境激趣入題激趣入題 在以前的學(xué)習(xí)中，我們所接觸的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得一般都很完全，如鎂條燃燒后只剩下白色的氧化鎂，金屬鈉與水反應(yīng)后最終得到澄清的溶液那么，是不是所有的化學(xué)反應(yīng)都能進(jìn)行得很完全呢？ 煉制1 t生鐵所需焦炭的

2、實(shí)際用量，遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需的量，且從高爐爐頂出來(lái)的氣體中含有沒(méi)有被利用的CO氣體。開(kāi)始，煉鐵工程師們認(rèn)為是CO與鐵礦石接觸不充分之故，于是設(shè)法增加高爐的高度。然而，令人吃驚的是，高爐增高后，高爐尾氣中的CO的比例竟然沒(méi)有改變。這成了煉鐵技術(shù)中的科學(xué)懸念。 有關(guān)人士一直在研究其中的原因，直到19世紀(jì)下半葉，法國(guó)科學(xué)家勒夏特列經(jīng)過(guò)深入的研究，這一謎底才得以揭開(kāi)。你知道這是為什么嗎？新知識(shí)新知識(shí)預(yù)習(xí)探究預(yù)習(xí)探究 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)及其特征。 2了解并會(huì)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)，初步了解化學(xué)反應(yīng)條件的控制。 新知預(yù)習(xí) 1可逆反應(yīng) (1)定義：在同一條件下_和_均能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。 (2)特點(diǎn)

3、 在_，正向反應(yīng)(反應(yīng)物生成物)和逆向反應(yīng)(生成物反應(yīng)物)_。正反應(yīng)方向正反應(yīng)方向 逆反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向 同一條件下同一條件下 同時(shí)進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行 (3)表示 書(shū)寫(xiě)可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)不用“=”而用“_”。 例如：SO2和O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為： _。 2化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡 (1)化學(xué)平衡的建立 反應(yīng)開(kāi)始時(shí)：v(正)最大，v(逆)為_(kāi)。 反應(yīng)過(guò)程中：反應(yīng)物濃度逐漸減少v(正)逐漸_，生成物濃度逐漸增大v(逆)從_開(kāi)始逐漸_。 反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)：v(正)_v(逆)，反應(yīng)物和生成物各組分濃度_。0 減小減小 0 增大增大 不再改變不再改變 (2)概念 在一定條件下，當(dāng)一個(gè)_反應(yīng)進(jìn)行到_和_相等，反

4、應(yīng)物和生成物的濃度不再改變時(shí)的狀態(tài)。 3控制化學(xué)反應(yīng)條件的意義 通過(guò)化學(xué)反應(yīng)條件的控制，改變化學(xué)反應(yīng)_和化學(xué)反應(yīng)的_，促進(jìn)對(duì)人類有利的化學(xué)反應(yīng)，抑制有害的化學(xué)反應(yīng)。可逆可逆 正反應(yīng)速率正反應(yīng)速率 逆反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率 速率速率 限度限度 4“提高煤的燃燒效率”的研究 (1)燃料燃燒的條件 燃料與_或氧氣接觸； 溫度達(dá)到燃料的_。 (2)影響煤燃燒效率的條件 煤的狀態(tài)； 空氣用量； 爐(灶)膛材料的選擇； 燃燒后煙道廢氣中熱量的利用。空氣空氣 著火點(diǎn)著火點(diǎn) (3)提高燃料燃燒效率的措施 盡可能使燃料_，提高能量的轉(zhuǎn)化率。關(guān)鍵是燃料與空氣或氧氣盡可能_，且空氣要_。 盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放

5、出的熱量，提高_(dá)。充分燃燒充分燃燒 充分接觸充分接觸 適當(dāng)過(guò)量適當(dāng)過(guò)量 熱能的利用率熱能的利用率 自主探究 1判斷一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是什么？ 提示：正、逆反應(yīng)速率相等；反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化(或各物質(zhì)的百分含量不再發(fā)生變化)。 2何為化學(xué)平衡移動(dòng)？哪些外界條件的改變對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)有影響？ 提示：當(dāng)外界條件改變時(shí)原來(lái)的化學(xué)平衡被破壞，在新的條件下建立起新的化學(xué)平衡，即發(fā)生化學(xué)平衡的移動(dòng)。影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素主要有溫度、濃度、壓強(qiáng)等。催化劑不影響平衡移動(dòng)。新思維新思維名師講堂名師講堂 化學(xué)反應(yīng)的限度 思維導(dǎo)圖 教材點(diǎn)撥 (3)特點(diǎn) 正反應(yīng)、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。 正反應(yīng)、逆反應(yīng)發(fā)

6、生的條件相同。 正反應(yīng)或逆反應(yīng)不可能進(jìn)行到底。 正反應(yīng)、逆反應(yīng)方向的熱效應(yīng)相反。 2化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)的限度 (1)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立 將某反應(yīng)的反應(yīng)物裝入密閉容器，反應(yīng)中正、逆反應(yīng)速率變化情況如圖所示： (2)化學(xué)平衡狀態(tài) 如果外界條件不發(fā)生變化，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)，我們稱為“化學(xué)平衡狀態(tài)”，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡。 如何理解v(正)v(逆)? 例：一定條件下，可逆反應(yīng)N23H22NH3，對(duì)該可逆反應(yīng)，表示正、逆反應(yīng)速率可以用N2或H2或NH3來(lái)表示： A單位時(shí)間內(nèi)，有1 mol N2反應(yīng)掉，同時(shí)有1 mol

7、 N2生成 B單位時(shí)間內(nèi)，有3 mol H2反應(yīng)掉，同時(shí)有2 mol NH3反應(yīng)掉 C單位時(shí)間內(nèi)，有6 mol HH鍵斷裂，同時(shí)有6 mol HH鍵生成 D單位時(shí)間內(nèi)，有1 mol N2生成，同時(shí)有2 mol NH3生成 以上均表示v(正)v(逆)。 如何理解“反應(yīng)物和生成物的濃度不再改變？” 反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度不再改變，即反應(yīng)物和生成物中各物質(zhì)的濃度保持一定，各物質(zhì)的質(zhì)量保持一定，各物質(zhì)的物質(zhì)的量保持一定，各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也保持一定。 (3)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征“五字訣” 化學(xué)平衡狀態(tài)的特征概括為：逆、等、動(dòng)、定、變，即： 溫馨提示：化學(xué)反應(yīng)的限度(或化學(xué)平衡狀態(tài))研究對(duì)象為可逆反應(yīng)，

8、且要求在一定條件下。如恒溫恒容或恒溫恒壓?；瘜W(xué)反應(yīng)限度的本質(zhì)：v(正)v(逆)0，可理解為同一物質(zhì)的生成速率等于其消耗速率，如果不是同一物質(zhì)的速率，應(yīng)依據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)速率?；瘜W(xué)反應(yīng)限度的宏觀特征：反應(yīng)物和生成物的濃度不再變化。應(yīng)理解為：物質(zhì)的量濃度一定；組成成分的百分含量一定；反應(yīng)體系的壓強(qiáng)一定(反應(yīng)前后氣體體積相等的除外)；混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量一定等。不能理解為各組成成分的含量或濃度相等，通常情況下平衡時(shí)各組成成分的含量或濃度是不相等的。 (4)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù) 直接判定依據(jù)：v(正)v(逆)，具體含義： A同一物質(zhì)：生成速率等于消耗速率。 B不同的物質(zhì)：化學(xué)反應(yīng)速率

9、之比等于方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率。 間接判定依據(jù)：各組分的濃度保持不變，具體： A各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、物質(zhì)的量濃度保持不變。 B各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體的體積分?jǐn)?shù)保持不變。 溫馨提示：平衡時(shí)各組分的濃度保持不變，不是濃度相等，也不是等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，換言之，若反應(yīng)一段時(shí)間后，各組分的濃度相等或正好等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)。(2014昆明官渡區(qū)第二中學(xué)檢測(cè))在一定條件下，使NO和O2在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)2NOO22NO2，下列說(shuō)法中不正確的是() A反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零 B隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)

10、速率逐漸減小，最后為零 C隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大 D隨著反應(yīng)的進(jìn)行，逆反應(yīng)速率逐漸增大，最后比正反應(yīng)速率還大 典例透析 【解析】反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，反應(yīng)物濃度最大，正反應(yīng)速率最大，生成物濃度為零，逆反應(yīng)速率為零，A正確；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度逐漸減小，正反應(yīng)速率逐漸減小，生成物的濃度逐漸增大，逆反應(yīng)速率逐漸增大，但可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，故反應(yīng)速率不能為零，B錯(cuò)誤，C正確；可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，D錯(cuò)誤。 【答案】BD(2014昆明官渡區(qū)第二中學(xué)檢測(cè))對(duì)一定溫度下的恒容容器中的可逆反應(yīng)A(g)3B(g)2C(g)，下列敘述不能作為平衡標(biāo)志的是() C的

11、生成速率與C的分解速率相等； 單位時(shí)間內(nèi)生成a mol A，同時(shí)生成3a mol B； A、B、C的濃度不再變化； A、B、C的壓強(qiáng)不再變化； 混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化； 混合氣體的物質(zhì)的量不再變化； 單位時(shí)間內(nèi)消耗a mol A，同時(shí)生成3a mol B； A、B、C的分子數(shù)之比為1 3 2。 A B CD 【解析】單位時(shí)間內(nèi)生成A，生成B表示的都是逆反應(yīng)方向，故不是作為反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志；可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各成分的濃度保持不變，并非等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故不是作為反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志。 【答案】A 1(2014衡陽(yáng)市八中高一聯(lián)賽)下列關(guān)于反應(yīng)限度的敘述不正確的是() A反應(yīng)限度是一種平衡狀態(tài)

12、，此時(shí)反應(yīng)已經(jīng)停止 B達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 C達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)物和生成物濃度都不再改變 D達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)最大 答案：A 變式訓(xùn)練 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài) AB CD 答案：A 點(diǎn)撥：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)生成O2，生成NO表示的都是正反應(yīng)方向，不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志；反應(yīng)速率之比在達(dá)到平衡狀態(tài)前后都等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志；反應(yīng)在恒容器中進(jìn)行反應(yīng)，氣體總質(zhì)量不變，反應(yīng)前后氣體的密度不變，不能作為達(dá)到平衡狀態(tài)原標(biāo)志。 化學(xué)反應(yīng)條件的控制 思維導(dǎo)圖 1控制化學(xué)反應(yīng)條件的目的 化學(xué)反應(yīng)有的快、有的慢，有的進(jìn)行程度大、有的進(jìn)

13、行程度小，有的對(duì)我們有利，有的對(duì)我們不利?？刂品磻?yīng)條件，促進(jìn)有利的化學(xué)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)，抑制有害的化學(xué)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)生等)，使化學(xué)反應(yīng)向著對(duì)我們有利的方向轉(zhuǎn)化。 教材點(diǎn)撥 2控制化學(xué)反應(yīng)條件的基本措施 (1)通過(guò)改變反應(yīng)物的溫度、溶液濃度、氣體壓強(qiáng)(或濃度)、固體表面積以及催化劑的使用等，改變化學(xué)反應(yīng)的速率。 (2)通過(guò)改變可逆反應(yīng)體系的溫度、溶液濃度、氣體壓強(qiáng)(或濃度)等，改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的限度。 3以“提高煤的燃燒效率”為例，分析化學(xué)反應(yīng)條件該如何選擇。問(wèn)題與思考分析與結(jié)論煤的狀態(tài)與煤燃燒的速率有何關(guān)系

14、？與煤的充分燃燒有何關(guān)系？煤被研得越細(xì)，粉末越小，與空氣中O2的接觸面積越大，燃燒越充分，燃燒的反應(yīng)速率越快空氣用量對(duì)煤的充分燃燒有什么影響？原因是什么？若空氣充足，煤燃燒生成CO2越充分，放熱越多；若空氣不足，則煤燃燒部分生成CO，CO排放到空氣中造成污染，且生成CO時(shí)，放出的熱量會(huì)減少問(wèn)題與思考分析與結(jié)論應(yīng)選擇什么樣的爐(灶)膛材料？理由是什么？應(yīng)選擇保溫隔熱且耐熱的爐膛材料；盡管煤燃燒是放熱反應(yīng)，但反應(yīng)過(guò)程中煤燃燒需提供部分能量才能繼續(xù)，利用煤燃燒放出的部分熱量就可維持反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，選擇保溫隔熱材料的目的，正是為了防止熱量散失我國(guó)鍋爐燃煤采用沸騰爐逐漸增多，采用沸騰爐好處在于() A增

15、大煤炭燃燒時(shí)的燃燒熱，并形成清潔能源 B減少爐中雜質(zhì)氣體(如SO2等)的形成 C提高煤炭的熱效率并減少CO的排放 D使得燃料燃燒充分，從而提高燃料的利用率 典例透析 【解析】由于大塊的固體燃料與空氣接觸有限，燃燒不夠充分和完全，使燃料燃燒產(chǎn)生的熱量減少，浪費(fèi)資源，還會(huì)產(chǎn)生大量的CO等氣體，危害人體健康。采用沸騰爐是將固體燃料粉碎，增大燃料與空氣的接觸面積，提高燃燒效率，同時(shí)，又能防止煤炭不充分燃燒產(chǎn)生的CO污染大氣。但由于煤炭沒(méi)有經(jīng)過(guò)去硫處理，所以，不能減少SO2氣體的產(chǎn)生。 【答案】CD 3下列措施，能使煤炭燃燒更充分，提高熱能利用率的是() A多加煤以使?fàn)t火更旺 B把煤炭做成大煤球 C把煤

16、中摻和一些黃泥做成蜂窩煤 D把煤粉碎，在煤粉燃燒器中燃燒 變式訓(xùn)練 答案：D 點(diǎn)撥：A項(xiàng)中只會(huì)增加煤的用量，不會(huì)使煤炭燃燒充分，也不能提高熱能的利用率；B、C項(xiàng)無(wú)論從煤的粉碎程度，還是空氣用量上都比不上D項(xiàng)。新考題新考題隨堂自測(cè)隨堂自測(cè) 1(2014昆明官渡區(qū)第二中學(xué)檢測(cè))下列關(guān)于可逆反應(yīng)的說(shuō)法中正確的是() A可逆反應(yīng)就是既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng) B在催化劑的作用下，二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫的同時(shí)，三氧化硫又分解生成二氧化硫和氧氣，因此該反應(yīng)是可逆反應(yīng) C對(duì)于合成氨的反應(yīng)，如果調(diào)控好反應(yīng)條件，可使一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100% D碳酸鈣在高溫下分解生成氧化鈣

17、和二氧化碳，氧化鈣和二氧化碳在常溫下生成碳酸鈣，因此這兩個(gè)反應(yīng)是可逆反應(yīng) 答案：B 點(diǎn)撥：可逆反應(yīng)是指在相同條件下，能同時(shí)向正、逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)?？赡娣磻?yīng)強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)：相同條件和同時(shí)雙向進(jìn)行，B正確；A項(xiàng)中沒(méi)有說(shuō)明相同條件和同時(shí)進(jìn)行；C項(xiàng)，由于是可逆反應(yīng)，所以其反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到100%；D項(xiàng)中的兩組反應(yīng)，由于反應(yīng)條件不同，不能稱為可逆反應(yīng)，錯(cuò)誤。 2(2014安陽(yáng)一中高一下學(xué)期二次考試)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)限度的說(shuō)法中不正確的是() A當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，就是此反應(yīng)在該條件下達(dá)到的限度 B當(dāng)可逆反應(yīng)進(jìn)行到平衡狀態(tài)時(shí)，那么這個(gè)反應(yīng)的正向反應(yīng)速率和逆向反應(yīng)速率相等 C平衡狀態(tài)是一種靜

18、止的狀態(tài)，因?yàn)榉磻?yīng)物和生成物的濃度已經(jīng)不再改變 D化學(xué)反應(yīng)的限度可以通過(guò)改變條件而改變 答案：C 點(diǎn)撥：平衡狀態(tài)是一種動(dòng)態(tài)的，反應(yīng)并沒(méi)有停止，只是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變的狀態(tài)，C項(xiàng)不正確。 答案：D 點(diǎn)撥：因?yàn)榇朔磻?yīng)是可逆反應(yīng)，在一定條件下可同時(shí)向正、逆反應(yīng)方向進(jìn)行，向正反應(yīng)方向進(jìn)行時(shí)使SO3中含有18O，向逆反應(yīng)方向(含有18O的SO3分解)就可能使SO2中含有18O，所以D正確。 4(2014襄、宜四市高一期中)在一定溫度下的定容容器中，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)B(s)=C(g)D(g)，下列描述中能表明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是() 混合氣體的壓強(qiáng)不變 混合氣體的密度不變 C(g)的物質(zhì)的量濃度不變 容器內(nèi)A、C、D三種氣體的濃度之比為2 1 1 單位時(shí)間內(nèi)生成n mol C，同時(shí)生成n mol D 單位時(shí)間內(nèi)生成n mol D，同時(shí)生成2n mol A AB CD 答案：C 點(diǎn)撥：在恒容條件，此反應(yīng)為前后氣體體積相等的反應(yīng)，在達(dá)到平衡狀態(tài)前后體系的壓強(qiáng)不變，不能作為平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志；容積固定，因?yàn)榇朔磻?yīng)有固體參與，氣體密度不變說(shuō)明氣體總質(zhì)量不變，說(shuō)明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，可作為平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志；C(g)的濃度不變說(shuō)明生成C