6.2 化学反应的速率与限度 第2课时学案 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第2课时　化学反应的限度　化学反应条件的控制 素养要求 1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。 2．体会从限度和快慢两个方面去认识和调控化学反应的重要性。 3．认识化学变化是有条件的，学习运用变量控制方法研究化学反应，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。 一、化学反应的限度 1．可逆反应 (1)定义：在同一条件下________和________均能进行的化学反应。 (2)特点 在________，正向反应(反应物→生成物)和逆向反应(生成物→反应物)________。 例如：SO2和H2O反应的化学方程式为________________________。 特别提示　可逆反应的特点及表示方法 (1)双向性——正反应和逆反应发生的条件相同。 (2)双同性——正反应和逆反应在同一条件下同时进行。 (3)共存性——不管反应时间长短，反应物总有剩余，最终反应物与生成物共存。 (4)表示方法 书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“⇌”。 2．化学平衡状态 (1)化学平衡的建立 在一定条件下，向反应容器中加入N2和H2发生反应：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)。 项目 浓度 速率变化 v正、v逆关系 开始 反应物浓度______ v正______ v正______v逆 生成物浓度______ v逆______ 变化 反应物浓度______ v正______ v正______v逆 生成物浓度______ v逆______ 平衡 反应物浓度______ v正______ v正______v逆 生成物浓度______ v正______ (2)化学平衡建立过程中的速率—时间(v­t)图像如图所示。 (3)化学平衡和限度 ①化学平衡状态：在一定条件下，________反应进行到一定程度时，____________与____________相等，____________________________都不再改变，达到一种表面静止的状态，简称化学平衡。 ②化学反应的限度：化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的____________。 提醒　关于化学平衡状态的四个要点 (1)前提：“一定条件\”，即正、逆反应必须在同一反应条件(如温度、压强等)下进行。 (2)使用范围：“可逆反应\”，反应不能进行到底，反应物和生成物同时存在于同一反应体系中。 (3)微观实质：正、逆反应速率相等。 (4)宏观特征：各组分的浓度保持不变。 【学而思】 1.(1)已知2SO2＋O22SO3，则在催化剂、加热条件下，将2 mol SO2和1 mol O2充入密闭容器中进行反应，最终能否生成2 mol SO3? (2)可逆反应进行一定时间后，各组分的浓度相等或正好等于化学计量数之比时，可逆反应是否达到平衡？ 2．(1)恒容密闭容器中的可逆反应2NO2(g)⇌2NO(g)＋O2(g)，单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO，能否说明该反应已达到平衡状态？若混合气体的颜色不再改变，能否说明？请说明理由。 (2)恒容密闭容器中，通入1 mol CO2和3 mol H2发生反应CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)，体系中＝，且保持不变，能否说明该反应已达到平衡状态？若混合气体的平均相对分子质量不变，能否说明？请说明理由。 (3)在温度和体积一定时，发生反应2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)，容器内压强不再变化，能否说明该反应已达到平衡状态，请说明理由。 二、化学反应条件的控制 1．条件控制的意义 2．条件控制在工业合成氨中的应用 (1)化学理论：________温、________压时有利于提高氨的产率。 (2)工业实际： ①温度——温度低，氨的产率高，反应速率小，达到化学平衡所需时间长，生产成本高，工业上通常选择在____________下进行。 ②压强——压强越大，氨的产率越高，对动力和生产设备的要求也越高，采用的压强通常为____________。 特别提示　控制反应条件的两个角度及方法 (1)控制化学反应速率 通过改变温度、浓度、压强、催化剂、固体的接触面积等影响化学反应速率的条件，使反应速率达到预想值。 (2)控制化学反应的限度 通过改变温度、浓度、压强等影响平衡状态的条件，使可逆反应达到预想限度。 注意：在实施上述两项“控制”时，还要考虑到使“速率”和“限度”的综合效果最佳，不能片面追求某一方面最佳。 【学而思】 1.高炉炼铁时，实际消耗的焦炭远高于理论计算量，为什么？ 2．以下是2SO2＋O22SO3在不同条件下达到平衡状态时SO2的转化率。 从以上数据分析，要实现SO2转化率为93.5%，需控制