6.2.2化學(xué)反應(yīng)的速率與限度（第2課時）課件 2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

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

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量1.了解可逆反應(yīng)及特點。2.理解化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及標(biāo)志，知道改變條件化學(xué)平衡會發(fā)生移動。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)一、可逆反應(yīng)

在相同條件下能向正反應(yīng)方向進行同時又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。N2+3H2

2NH3高溫高壓催化劑2SO2+O2

2SO3催化劑2、可逆反應(yīng)的特點：1、定義：①雙向性：反應(yīng)物

生成物③共存性：反應(yīng)物和生成物同時存在，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率<100%)。②雙同性：正逆反應(yīng)是在同一條件下、同時進行的；

對于可逆反應(yīng)來說，在一定條件下反應(yīng)物不可能全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，反應(yīng)只能進行到一定的程度，這就是該化學(xué)反應(yīng)在這個條件下所能達到的限度。即無論進行多長時間，反應(yīng)物都不可能100％地全部轉(zhuǎn)化為生成物。逆反應(yīng)正反應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)一

化學(xué)平衡二、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立在固定容積（2L）的密閉容器中，加入1molN2和3molH2，在催化劑加熱的條件下進行反應(yīng)：【思考與交流】1.反應(yīng)開始的瞬間物質(zhì)濃度和v正、v逆如何？N2+3H2

2NH3高溫高壓催化劑2.反應(yīng)進行過程中，物質(zhì)濃度如何改變？v正、v逆如何變化？3.v正、v逆有可能相等嗎？4.當(dāng)v正=

v逆后，物質(zhì)濃度如何變化？v正和v逆如何變化？閱讀課本P47第一自然段，了解化學(xué)平衡狀態(tài)的建立反應(yīng)物濃度_____生成物濃度為____v正____v逆為____反應(yīng)開始反應(yīng)過程達到平衡反應(yīng)物濃度______生成物濃度______各物質(zhì)的濃度________

v正逐漸___v逆逐漸____

v正___

v逆__0最大0減小增大最大0減小增大不再改變=

≠速率時間v正v逆速率時間v正v逆時間v正v逆由于v(正)=v(逆)

≠0，雖然正、逆反應(yīng)都在進行，但各種物質(zhì)的百分含量、濃度都不會發(fā)生變化。

從外表上看，反應(yīng)好象“停止”

可逆反應(yīng)的這種特殊狀態(tài)就是我們今天要研究的化學(xué)平衡狀態(tài)正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率

時間速率化學(xué)平衡狀態(tài)（化學(xué)反應(yīng)的限度）

化學(xué)平衡是可逆反應(yīng)一定條件下能達到的最大程度，即該反應(yīng)的限度。反應(yīng)限度決定了反應(yīng)物在該條件下轉(zhuǎn)化為生成物的最大轉(zhuǎn)化率。轉(zhuǎn)化率：

已被轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物的物質(zhì)的量與其初始物質(zhì)的量之比化學(xué)平衡狀態(tài)提煉歸納可逆反應(yīng)在一定條件下達到ν(正)=ν(逆)的一種狀態(tài)，此時反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度可以保持恒定，即在給定條件下化學(xué)反應(yīng)達到了“限度”。1、定義：研究對象前提條件本質(zhì)原因外部特征逆、等、動、定、變(1)

逆：討論的對象是可逆反應(yīng)

(前提)(2)等：同一物質(zhì)v正=v逆≠0(實質(zhì))(3)動：化學(xué)平衡是一種動態(tài)平衡?；瘜W(xué)反應(yīng)達到平衡時，反應(yīng)并沒有停止。(4)定：在平衡混合物中，各組成成分的c、n及比例保持不變

(標(biāo)志)(5)變：化學(xué)平衡狀態(tài)是有條件的，當(dāng)影響化學(xué)平衡的外界條件發(fā)生改變，化學(xué)平衡就會被破壞，在新的條件下建立新的化學(xué)平衡。2.特征3.影響化學(xué)平衡的因素(1)溫度：其他條件不變時，升高溫度，平衡向_____反應(yīng)的方向移動；降低溫度，平衡向_____反應(yīng)的方向移動。(2)其他因素：除溫度外，_____、_____(有氣體參加的可逆反應(yīng))等外界條件的改變也可以使化學(xué)平衡發(fā)生移動。吸熱放熱濃度壓強常用于判斷反應(yīng)達到平衡的依據(jù)達到平衡的標(biāo)志：v正=v逆濃度不再改變（一定條件下）（1）直接標(biāo)志（2）間接標(biāo)志

以xA+yBzC為例：VA耗

=VA生VA耗

:VC耗

=x:zVB生

:VC生

=y:zVA耗

:VB生

=x:ya、能說明V正=V逆的標(biāo)志：

化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法判斷方法1：正逆相等對于反應(yīng)N2+3H2

2NH3來說v正(H2)

v正(NH3)32=v正(N2)

1=任意時刻成立v逆(H2)

v逆(NH3)32=v逆(N2)

1=任意時刻成立===平衡時刻成立（1）同種物質(zhì)：v正=v逆消耗速率=生成速率（2）不同物質(zhì)：一正一逆，速率之比=計量數(shù)之比

BC.每消耗

1molN2的同時消耗

3molH2D.每消耗

1molN2的同時生成

3molH2E.每消耗

1molN2的同時消耗

2molNH3DEF.一個斷裂的同時，有六個N-H鍵形成NNNNG.一個

斷裂的同時，有三個H-H鍵形成G例1.可逆反應(yīng)：N2+3H22NH3下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的（)

能作為判斷平衡標(biāo)志的物理量的特征：變化不變判斷方法2：變量不變，平衡出現(xiàn)“變量不變”:如果一個量是隨反應(yīng)進行而改變的,當(dāng)不變時為平衡狀態(tài);一個隨反應(yīng)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)。首先分析該量是“變量”還是“恒量”，如為“恒量”，即隨反應(yīng)的進行永遠不變，則不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)；如為“變量”，即該量隨反應(yīng)進行而改變，當(dāng)其“不變”時，則為平衡狀態(tài)。2.溫度絕熱的反應(yīng)體系中溫度保持不變，說明已達平衡3.顏色（針對有顏色變化的反應(yīng)）若反應(yīng)中有顏色變化，則顏色不變時，可認為已達平衡能作為判斷平衡標(biāo)志的物理量的特征：變化不變判斷方法2：變量不變，平衡出現(xiàn)1.各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、含量等保持不變時為平衡狀態(tài)。4.反應(yīng)體系中的總n、V、P、M平均、密度ρ等保持不變時，要根據(jù)具體情況判斷是否為平衡狀態(tài)?！白兞坎蛔儭?如果一個量是隨反應(yīng)進行而改變的,當(dāng)不變時為平衡狀態(tài);一個隨反應(yīng)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)。3、特殊判據(jù)：針對有氣體參與或生成的反應(yīng)對于反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

若m＋n≠p＋qn(g，總)不變P(g,總)不變Mr（g）不變【Mr=M=m(總)/n(總)】達到平衡狀態(tài)注意：若m＋n=

p＋q，則上述判據(jù)不成立4、特殊判據(jù)：針對有氣體參與或生成的反應(yīng)對于反應(yīng)：aA(s)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)①m(g)不變?達到平衡②若b≠c＋d,③若b=c＋d,則判據(jù)：n(g)、p總不適用則判據(jù)：n(g)、Mr（g）、p總、ρ=m(總)/V

都適用達到平衡的標(biāo)志：v正=v逆濃度不再改變變量不再改變壓強、密度、平均相對分子質(zhì)量、總物質(zhì)的量、體積，另外還有溫度、顏色等（一定條件下）v正=v逆同種物質(zhì)不同種物質(zhì)速率反向且與系數(shù)成比例深度學(xué)習(xí)

化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷【思維建模】解答有關(guān)化學(xué)平衡標(biāo)志的思維流程如下:“三關(guān)注”“一等一不變”(1)三關(guān)注：①關(guān)注反應(yīng)條件，是恒溫恒容，恒溫恒壓，還是絕熱恒容容器；②關(guān)注反應(yīng)特點，是等體積反應(yīng)，還是非等體積反應(yīng)；③關(guān)注特殊情況，是否有固體參加或生成，或固體的分解反應(yīng)。(2)一等一不變:b、反應(yīng)物與生成物濃度不再改變：各物質(zhì)的物質(zhì)的量、百分含量、體積分數(shù)等保持恒定;變量不再改變C、方程式左右兩邊氣體系數(shù)之和不同的反應(yīng),壓強、氣體密度、氣體的總物質(zhì)的量、氣體平均分子質(zhì)量、容器壓強（恒容條件）、容器體積（恒壓條件）不變。d、有色物質(zhì)參加或生成的反應(yīng),顏色不再變時，或絕熱容器中的溫度不再改變。a、反應(yīng)速率;①控制反應(yīng)速率的措施：改變溫度、溶液的濃度、氣體壓強（或濃度）、

固體表面積及使用催化劑②控制轉(zhuǎn)化率的措施：改變溫度、溶液濃度、氣體壓強（或濃度）學(xué)習(xí)任務(wù)二

化學(xué)反應(yīng)條件的控制

自主學(xué)習(xí)1.目的2.控制反應(yīng)條件的基本措施目的促進有利的化學(xué)反應(yīng)提高速率、提高轉(zhuǎn)化率及原料利用率等抑制有害的化學(xué)反應(yīng)降低速率、控制副反應(yīng)、減少或消除有害物等3.化工生產(chǎn)中控制反應(yīng)條件的原則①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)條件的成本和實際可能性控制生產(chǎn)成本反應(yīng)實際可能性由于化學(xué)反應(yīng)速率、受反應(yīng)物自身的性質(zhì)、溫度、濃度、氣體壓強、催化劑、固體表面積等條件兒的影響，所以人們通常從上述方面考慮，選取適當(dāng)?shù)臈l件兒，既可以控制化學(xué)反應(yīng)速率，又可以提高化學(xué)反應(yīng)的限度。催化劑高溫、高壓N2+3H22NH3達到平衡時平衡混合物中NH3的含量（體積分數(shù)）資料1壓強增大，氨的含量增大溫度升高，氨的含量降低合成氨的速率增大使混合物中氨的含量提高壓強高壓溫度高溫催化劑使用分析角度反應(yīng)條件高壓低溫不影響一致矛盾合成氨反應(yīng)條件的控制壓強：10~30MPa合成氨的適宜條件溫度：400~500℃催化劑：鐵觸媒壓強越大，氨的產(chǎn)率越高。而壓強越大，對動力和生產(chǎn)設(shè)備的要求也越高，采用的壓強通常為10MPa~30MPa。溫度較低時，氨的產(chǎn)率較高；但溫度低，反應(yīng)速率小，需要很長時間才能達到化學(xué)平衡，生產(chǎn)成本高，通常選擇在400~500℃下進行。催化劑也在400~500℃時催化效率高？高爐煉鐵

高爐煉鐵過程中發(fā)生的反應(yīng)包括了可逆反應(yīng)，而可逆反應(yīng)存在一定的限度，當(dāng)反應(yīng)達到其限度以后，各物質(zhì)的量就不變了，因此煉鐵過程中，原料是不可能完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的。對煉鐵的反應(yīng)進行深入研究還有沒有意義？對煉鐵的反應(yīng)進行深入研究的意義：

可逆反應(yīng)的限度是建立在一定條件的基礎(chǔ)上的，改變反應(yīng)條件可以在一定程度上改變反應(yīng)的限度。趨利避害！所以通過對反應(yīng)條件的控制，可以促進有利的化學(xué)反應(yīng)，抑制有害的化學(xué)反應(yīng)。為提高燃料的燃燒效率，應(yīng)如何調(diào)控燃燒反應(yīng)的條件?（提示：可以從以下幾方面考慮，如燃料的狀態(tài)、空氣用量、爐膛材料、