6.2.3 化学反应的限度 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

化学反应的限度及条件的控制 Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4↓ +2H2O 【思考】假如你是铅蓄电池厂的工程师，你会怎样来处理废水中的Pb2+？ 任务一 铅蓄电池厂废水中Pb2+的处理 我国是铅蓄电池生产大国，产量占全球比重的45% 2 任务一 铅蓄电池厂废水中Pb2+的处理 【实验1】 1. 现取2 ml 0.02mol/L的Pb(NO3)2溶液，向其中加入2.10ml 0.02mol/L Na2SO4溶液，观察现象 2. 取上层清液，向其中加入2滴0.02mol/L Na2S溶液，观察现象 产生白色沉淀，Pb2+ + SO42- = PbSO4↓ 【结论】即使SO42-过量，也不能使Pb2+ 100%转化成PbSO4 Pb2+ + SO42- → PbSO4↓ 是一个可逆反应 【信息】PbS是种更难溶的棕黑色沉淀。 说明步骤1反应后的混合体系中含有的微粒有：…….。说明Pb2+ + SO42- → PbSO4↓ 是一个可逆反应 3 1.可逆反应 (1)定义：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。 正反应方向：反应物→生成物 ； 逆反应方向：生成物→反应物 任务二 ②反应物和生成物同时存在，反应物不能完全转化为生成物，反应不能进行到底，即反应具有一定的限度。 ①正反应和逆反应同时进行，发生的条件相同，且用“ ”连接。 (2) 可逆反应的特点： 注：大部分化学反应都是可逆反应。任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同。 探寻Pb2+无法除尽的秘密 2H2 + O2 2H2O：是可逆反应吗？ 点燃 通电 任务三 若向1L容器中通入1 mol N2和3mol H2使其发生反应：N2+3H2 2NH3： 请根据可逆反应的特点，画出c(N2) 随时间的变化曲线 请同学们再画出c(NH3)随时间的变化曲线 寻找反应的限度 高温高压 催化剂 t1 t1 任务三 若向1L容器中通入1 mol N2和3mol H2使其发生反应： N2+3H2 2NH3： (3) 已知：正反应方向为反应物→生成物，逆反应方向为生成物→反应物。 (4) 请同学们画出0~t1时刻，用NH3表示的正、逆反应速率随时间的变化图 (5) 请画出用N2表示的正、逆反应速率随时间的变化图 高温高压 催化剂 用N2表示 用H2表示 用NH3表示 正反应速率 v (N2消耗) v (H2消耗) v (NH3生成) 逆反应速率 v (N2生成) v (H2生成) v (NH3消耗) 寻找反应的限度 反应速率 t1 时间(t) 0 v(NH3生成) v(NH3消耗) 反应速率 t1 时间(t) 0 任务三 t1 t1 寻找反应的限度 v(N2消耗) v(N2生成) 任务三 从图中找出该条件下合成氨反应何时达到了极限？ t1 v(正)=v(逆) 寻找反应的限度 反应的极限决定了反应物在该条件下能转化为生成物的最大转化率。 已知：转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比。 v(正) v(逆) 反应速率 t1 时间(t) 0 任务三 v(正) v(逆) 反应速率 t1 时间 (t) 0 这个极限有何特征？ t1 v(正)=v(逆) 寻找反应的限度 2.化学平衡状态 (1)定义：当可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 任务四 v(正) v(逆) 反应速率 t1 时间(t) 0 v(正)=v(逆) ≠0 动态平衡 t1 认识化学平衡状态 (2) 化学平衡状态的特征 v正= v逆≠0 b. 动: a. 静： 反应物和生成物的浓度都不再改变。 2.化学平衡状态 (1)定义：当可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 任务四 认识化学平衡状态 高炉炼铁的主要反应是：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 产生CO的反应是：C+O2 CO2 C+CO2 2CO 科学史话——炼铁高炉尾气之谜 高温 生产中炼制生铁所需焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需用量，且从高炉炉顶出来的气体中总是含有没有利用的CO气体。开始，炼铁工程师们认为是CO和铁矿石接触不充分造成的，于是设法增加高炉的高度。然而，高炉高度增加后，高炉尾气中的CO的比例竟然没有改变。 很多化