6.2.2 化学反应的限度-2023-2024学年高一化学同步课堂高效讲义（人教版2019必修第二册）

第六章 化学反应与能量 第二节　化学反应的速率与限度 第2课时　化学反应的限度 课程标准解读 核心素养解读 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 【科学态度与社会责任】能从物质变化、能量变化等角度利用和调控化学反应,体会化学学科对社会发展的贡献。 一、可逆反应 1．定义：在相同条件下同时向__________两个方向进行的反应。 2．表示方法：书写可逆反应的化学方程式时，用__________代替“===”，如氢气和氮气反应的化学方程式：N2＋3H22NH3。 3．特点 二、化学平衡 化学反应是按照化学方程式中的计量关系进行的，我们正是据此进行有关化学方程式的计算。你是否考虑过这样一个问题：化学反应在实际进行时（如化学实验化工生产等），反应物是否会按照化学方程式中的计量关系完全转化为产物呢？如果能在什么条件下，如果不能，原因是什么呢？ 我们知道SO2与H2O的反应中，由于生成的H2SO3不稳定，会部分分解为SO2和H2O。该反应是一个可逆反应，不能进行到底。另外我们学习过H2与N2合成NH3的反应也是可逆反应,同样不能进行到底。 1．化学平衡的概念：在一定条件下的可逆反应进行到一定程度时，__________和__________浓度不再随时间的延长而发生改变，正反应速率和逆反应速率相等，这种状态称为__________，简称化学平衡。 2．化学平衡状态的建立过程 在下列坐标系中画出化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像。 3． 化学平衡特征 化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变，即： ①逆：研究的对象是__________反应。 ②动：化学平衡是一种__________平衡，当达到平衡时，正、逆反应仍在进行，反应并未停止。 ③等：正逆反应速率__________，即v正＝v逆≠0。 ④定：当可逆反应达到平衡时，各组分的物质的量、物质的量难度、质量、质量分数、体积分数为一定值。 ⑤变：若外界条件改变，平衡可能发生改变，并在新条件下建立新的平衡状态。 4．化学反应的限度 (1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到完成的__________，即该反应进行的限度。 (2)对化学反应限度理解。 ①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的__________。 转化率=×100% ②同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的__________。 5. 化学平衡状态的判断依据 (1)直接依据——根据速率关系 ①同一物质：__________＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。 ②不同物质：速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，如aA＋bB ⥫⥬cC＋dD，＝ 。 (2)间接依据——根据各组分的量 首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。以mA(g)＋nB(g) ⥫⥬pC(g)＋qD(g)为例： 类型 判断依据 平衡状态 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 __________ ②各物质的质量或各物质的质量分数一定 __________ 正、逆反应速率的关系 ①在单位时间内消耗了m mol A同时生成m mol A，即v正＝v逆 __________ ②在单位时间内消耗了n mol B同时生成p mol C，则v正不一定等于v逆 __________ ③在单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D，因二者变化均表示v逆，所以v正不一定等于v逆 __________ 温度 体系温度一定(其他不变) __________ 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 __________ 三、化学反应条件的控制 在生产和生活中人们希望促进有利的化学反应（提高反应速率，提高反应物的转化率及原料的利用率），抑制有害的化学反应（降低反应速率，控制反应速率的发生，减少甚至消除有害物质的产生），这就需要进行化学反应条件的控制。 在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑反应条件的成本和实际可行性。例如合氨的生产在温度较低时，氨的产率较高；压强越大，氨的产率安的产率越高。但温度较低时，反应速率小，需要很长时间才能达到化学平衡，生产成本高，工业上通常选择在400~500℃下进行。而压强越大，对动力生产设备的要求也越高，合成氨厂随着生产规模和设备条件的不同，采用的压强通常为10MPa到30MPa。 1．化学平衡的移动：化学平衡是在一定条件下建立起来的，当条件改变时，