6.2.2化學(xué)反應(yīng)的速率與限度高一下學(xué)期學(xué)案（人教版2019）（原卷版）

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率與限度第二課時化學(xué)反應(yīng)的限度及條件控制學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．通過實例分析，體會可逆反應(yīng)存在限度，理解化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，初步學(xué)會判斷化學(xué)平衡狀態(tài)，發(fā)展“變化觀念與平衡思想”的學(xué)科核心素養(yǎng)。2．通過問題探究，發(fā)展認識化學(xué)的基本角度，能從化學(xué)反應(yīng)限度和快慢的角度解釋生產(chǎn)、生活中的簡單化學(xué)現(xiàn)象，體會從限度和快慢兩各方面去認識和調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的重要性。3．通過討論交流，進一步認識控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用，知道提高燃料的燃燒效率的重要性和方法，體會化學(xué)學(xué)科價值，樹立將化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐的意識。重點：可逆反應(yīng)的概念、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及判斷、反應(yīng)條件的控制難點：可逆反應(yīng)的理解及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)化學(xué)平衡N2N2+3H22NH3高溫高壓催化劑在一定條件下，密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：（1）反應(yīng)剛開始時：反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率。生成物的濃度為，逆反應(yīng)速率為。（2）反應(yīng)進行中：反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率。生成物的濃度，逆反應(yīng)速率。肯定最終某一時刻，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率，此時，反應(yīng)物的濃度，生成物的濃度也。如圖所示。2、定義：一定條件下的反應(yīng)，當(dāng)和相等，各反應(yīng)物濃度的狀態(tài)，叫做化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡。3、特征1）逆——反應(yīng)為反應(yīng)2）等——達到平衡狀態(tài)，v正=v逆，即同一物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等3）動——v正=v逆≠0，即化學(xué)平衡是動態(tài)平衡4）定——在一定條件下，達到平衡狀態(tài)，反應(yīng)混合物中各組分的濃度。5）變——在一定條件下建立平衡，當(dāng)外界條件改變了，化學(xué)平衡發(fā)生。4、可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志在體積固定的容器中發(fā)生的可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)+pC(g)（1）用1種物質(zhì)來表示，A的分解速率等于A的生成速率，即v正=v逆（2）用2種物質(zhì)來表示，或（3）單位時間內(nèi)生成nmolB的同時，生成mmolA或消耗pmolC（4）有nmolB中化學(xué)鍵斷裂，同時有mmolA中化學(xué)鍵，有pmolC中化學(xué)鍵（5）A、B、C的濃度不再改變（6）A、B、C的物質(zhì)的量不再改變（7）A的轉(zhuǎn)化率達到最大且保持不變（8）若某一反應(yīng)物或生成物有顏色，顏色不再發(fā)生改變（9）當(dāng)m=n+p時，恒容下總壓強不再改變（10）當(dāng)m≠n+p時，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制1、控制反應(yīng)條件的意義（1）促進有利的化學(xué)反應(yīng)1）提高反應(yīng)速率2）提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率即原料的利用率降低反應(yīng)速率（2）抑制有害的化學(xué)反應(yīng)1）降低反應(yīng)速率2）控制副反應(yīng)的發(fā)生3）減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生2、控制反應(yīng)條件的基本措施通過改變影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素（溫度、濃度、壓強等），可以調(diào)節(jié)反應(yīng)速率、改變可逆反應(yīng)的限度，進而提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。3、化工生產(chǎn)中控制反應(yīng)條件的原則在化工生產(chǎn)中，為了提高反應(yīng)進行的程度而調(diào)控反應(yīng)條件時，需要考慮控制反應(yīng)條件的成本N2N2+3H22NH3高溫高壓催化劑例如對于該反應(yīng)，低溫有利于產(chǎn)率提高，但反應(yīng)速率小，生產(chǎn)成本高；高壓有利于提高產(chǎn)率，但對動力和生產(chǎn)設(shè)備的要求高。綜合考慮實際生產(chǎn)情況，工業(yè)合成氨通常選擇在400～500℃、10～30MPa下進行。學(xué)習(xí)過程學(xué)習(xí)過程情景導(dǎo)入：觀看“煉鐵高爐尾氣之謎”視頻。（視頻見PPT）一、化學(xué)反應(yīng)的限度活動一、認識可逆反應(yīng)任務(wù)一、閱讀思考：閱讀教材P46頁內(nèi)容，結(jié)合視頻“煉鐵高爐尾氣之迷”，思考是否所有化學(xué)反應(yīng)都能進行得很完全呢？任務(wù)二、討論交流：結(jié)合教材P4647頁內(nèi)容，思考可逆反應(yīng)的定義是什么？有何特點？注意：不是所有化學(xué)反應(yīng)都是可逆反應(yīng)。大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)都具有可逆性，有些化學(xué)反應(yīng)在某一條件下可逆程度很?。娣磻?yīng)傾向很?。?，通常稱為不可逆反應(yīng)。如金屬鎂與鹽酸的反應(yīng)等，可逆是絕對的，不可逆是相對的。活動二、探究化學(xué)反應(yīng)的限度—化學(xué)平衡任務(wù)一、閱讀思考：閱讀教材P47頁內(nèi)容，思考在1L密閉容器中加入1molH2和1molI2發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，請結(jié)合可逆反應(yīng)的特點，畫出該反應(yīng)的速率—時間圖像。任務(wù)二、討論交流：結(jié)合可逆反應(yīng)的速率—時間圖像分析，思考化學(xué)平衡狀態(tài)的概念、特征是什么？如何判斷可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)？任務(wù)三、應(yīng)用探究：結(jié)合教材P47頁內(nèi)容，思考什么是化學(xué)反應(yīng)的限度？研究化學(xué)反應(yīng)的限度有何意義？二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制活動一、化學(xué)反應(yīng)條件控制的目的和措施任務(wù)一、閱讀思考：閱讀教材P47最后自然段，思考化學(xué)反應(yīng)條件控制的目的和措施是什么？任務(wù)二、討論交流：結(jié)合教材P48頁“思考與討論”欄目，思考為提高煤的燃燒效率，應(yīng)如何調(diào)控燃燒反應(yīng)的條件？活動二、化工生產(chǎn)中反應(yīng)條件的調(diào)控任務(wù)一、閱讀思考：閱讀教材P48頁第一自然段，思考化工生產(chǎn)（工業(yè)合成氨）中理論上該如何調(diào)控反應(yīng)條件？任務(wù)二、實例探析：下表的實驗數(shù)據(jù)是在不同溫度、壓強下，平衡混合物中氨的含量的變化情況(初始時氮氣和氫氣的體積比是1：3)，根據(jù)合成氨反應(yīng)的數(shù)據(jù)分析合成氨的適宜條件是什么？溫度/℃氨的含量/%0.1MPa10MPa20MPa30MPa60MPa100MPa20015.381.586.489.995.498.83002.2052.064.271.084.292.64000.4025.138.247.065.279.85000.1010.619.126.442.257.56000.054.509.113.823.131.4課堂練習(xí)課堂練習(xí)1．下列事實能用平衡移動原理解釋的是A．500℃左右比室溫更有利于合成NH3的反應(yīng)B．用排飽和食鹽水的方法收集氯氣C．加入催化劑有利于SO2的氧化反應(yīng)D．壓縮H2與I2混合氣，顏色變深2．某化學(xué)研究小組探究外界條件（壓強、溫度）對化學(xué)反應(yīng)平衡的影響圖象如圖所示，下列判斷正確的是（

）A．由圖可知，該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．由圖可知，若，則該反應(yīng)中C．圖中，點a和點b的反應(yīng)速率大小為D．當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，只加入催化劑，A的百分含量將發(fā)生變化3．在一個密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，，反應(yīng)過程中某一時刻測得、、的濃度分別為、、，當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是A． B．C． D．4．控制變量是科學(xué)研究的重要方法。相同質(zhì)量的鐵與足量稀硫酸分別在下列條件下發(fā)生反應(yīng)，開始階段化學(xué)反應(yīng)速率最大的是選項ABCD鐵的狀態(tài)片狀片狀粉末粉末t/℃20203030c(H2SO4)/(mol·L?1)1212A．A B．B C．C D．D5．下列說法可以證明反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已達到平衡狀態(tài)的是(

)A．1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵斷裂B．1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵形成C．3個H—H鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵形成D．1個N≡N鍵斷裂的同時，有6個N—H鍵形成6．已知碳酸氫銨是一種常用氨肥，20℃以下穩(wěn)定，工業(yè)生產(chǎn)NH4HCO3的工藝如圖所示，下列說法不正確的是A．碳化塔中充入高壓CO2能提高碳化速率B．分離操作包括加壓蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶、趁熱過濾C．設(shè)計過程I是為了提高原料的利用率D．實驗室可以用如圖裝置模擬碳化塔制取少量NH4HCO37．如圖是恒溫下某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率隨反應(yīng)時間變化的示意圖。下列敘述與示意圖不相符合的是A．反應(yīng)達平衡時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等B．該反應(yīng)達到平衡Ⅰ后，增大反應(yīng)物的濃度，平衡發(fā)生移動，達到平衡態(tài)ⅡC．該反應(yīng)達到平衡態(tài)Ⅰ后，減小反應(yīng)物濃度，平衡發(fā)生移動，達到平衡態(tài)ⅡD．同一種氣體反應(yīng)物在平衡態(tài)Ⅰ和平衡態(tài)Ⅱ時體積分數(shù)不相等8．已知FeCl3和MnO2都可作H2O2分解制O2的催化劑，為了探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，下列實驗方案可行的是（

）A．B．C．D．9．NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是A．25℃，pH=13的1.0LBa(OH)2溶液中含有OH的數(shù)目為0.2NAB．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L的苯所含分子數(shù)為NAC．1mol羥基(—OH)所含的電子總數(shù)為9NAD．一定條件下，2molSO2和lmolO2混合在密閉容器中充分反應(yīng)后容器中的分子數(shù)為2NA10．下列不同濃度足量的稀鹽酸與等質(zhì)量且顆粒大小相同的CaCO3發(fā)生反應(yīng)，放出最慢的是A． B． C． D．11．在下列變化過程中，需要加快化學(xué)反應(yīng)速率的是A．塑料老化 B．工業(yè)合成氨C．金屬銹蝕 D．食物腐敗12．在一定條件下，利用CO2合成CH3OH的反應(yīng)如下：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1，研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)過程中會有副反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2。溫度對CH3OH、CO的產(chǎn)率影響如圖所示。下列說法中，不正確的是A．△H1<0，△H2>0B．增大壓強可以縮短合成反應(yīng)達到平衡所需的時間C．生產(chǎn)過程中，溫度越高越有利于提高CH3OH的產(chǎn)率D．合成CH3OH反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式是K=13．下圖所示為800℃時A、B、C三種氣體在密閉容器中反應(yīng)時濃度的變化，只從圖上分析不能得出的結(jié)論是(

)A．A是反應(yīng)物B．前2minA的分解速率為0.1mol·L－1·min－1C．前2minC的生成速率為0.2mol·L－1·min－1D．反應(yīng)的方程式為：2A(g)2B(g)＋C(g)14．在某2L恒容密閉容器中充入2molX(g)和1molY(g)發(fā)生反應(yīng):2X(g)+Y(g)3Z(g),反應(yīng)過程中持續(xù)升高溫度,測得混合體系中X的體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是()A．M點時,Y的轉(zhuǎn)化率最大 B．升高溫度,平衡常數(shù)減小C．W點時v正=v逆 D．W、M兩點Y的正反應(yīng)速率相同15．反應(yīng)經(jīng)過2秒鐘后達到平衡，B的濃度增加了，在此期間，正反應(yīng)速率的值為A． B．C． D．16．在2L密閉容器內(nèi)，800℃時反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中，c(NO)隨時間的變化如表：時間(s)012345c(NO)(mol/L)0.100.050.040.030.030.03(1)分析上表,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)所需時間是。(2)上圖中表示NO2的濃度變化曲線是。(3)用NO表示從0~2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=。(4)v(NO)：v(O2)=。(5)達到平衡狀態(tài)時O2的轉(zhuǎn)化率為。17．在一定溫度下，將2molA和2molB兩種氣體混合于2L密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)，2min末反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，生成0.8molD。由此推斷：（1）生成D的反應(yīng)速率。（2）B的平衡濃度為。（3）A的轉(zhuǎn)化率為。（4）該溫度下的平衡常數(shù)K＝。（5）如果增大反應(yīng)體系的壓強，則平衡體系中C的轉(zhuǎn)化率。(填“增大”或“減小”或“不變”)18．二氧化碳的捕集、利用與封存(CCUS)是我國能源領(lǐng)域的一個重要戰(zhàn)略方向。CO2可轉(zhuǎn)化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。在2L的恒溫恒容密閉容器中，充入2molCO2和6molH2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖：(1)從3min到15min，υ(H2)=mol?L－1?min－1；(2)能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是填編號)。A．反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1(即圖中交叉點)B．混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化C．單位時間內(nèi)生成1molH2，同時生成1molCH3OHD．混合氣體的平均密度不隨時間的變化而變化(3)平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為。(4)平衡混合氣體中CO2(g)和H2(g)的物質(zhì)的量之比是。(5)第3分鐘時υ正(CH3OH)第15分鐘時υ逆(CH3OH)(填“＞”、“＜”“=”)。19．鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質(zhì)及化合物有著各自的性質(zhì)。在一定溫度下，氧化鐵可以與CO發(fā)生反應(yīng)：Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)，請用上述反應(yīng)中某種氣體的有關(guān)物理量來說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)：①②。20．某化學(xué)興趣小組開展模擬工業(yè)合成氨的制備實驗，在2L密閉容器內(nèi)，t℃時發(fā)生反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在體系中，n(N2)隨時間的變化如下表：時間(min)012345N2的物質(zhì)的量(mol)0.200.100.080.060.060.06(1)上述反應(yīng)在第5min時，N2的轉(zhuǎn)化率為；(2)用H