6.2.2 化学反应的速率与限度 第2课时 化学反应的限度 教案2023－2024学年高一化学必修第二册

第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 第二课时 化学反应的限度 学习目标: 1.了解可逆反应及特点。 2.理解化学平衡状态的特征及标志，知道改变条件化学平衡会发生移动。 素养目标: 1.变化观念与平衡思想:结合实例体会可逆反应存在限度，理解化学平衡状态的特征。 2.科学态度和社会价值：发展认识化学反应的基本角度，能从化学反应限度和快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。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，认识控制反应条件在生产和科学研究中的作用。 教学重、难点： 重点：化学反应的限度 难点：合成氨条件的控制。 教学过程： 二、化学反应的限度 任务(一)可逆反应 问题1.什么是可逆反应 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。 正向反应：反应物→生成物 逆向反应：生成物→反应物 如： 问题2. 有什么特点？ ①双向性：反应物 生成物；②双同性：正逆反应是在同一条件下进行的；③共存性：反应物和生成物同时存在。 对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为产物，反应只能进行到一定的程度，这就是该化学反应在这个条件下所能达到的限度。即无论进行多长时间，反应物都不可能100％地全部转化为生成物。 任务(二) 化学平衡状态 问题1.化学平衡状态是怎么建立的 在固定容积的密闭容器中，加入 1 mol N2和 3 mol H2，在催化剂加热的条件下进行反应： 【思考与交流】 1. 反应开始的瞬间物质浓度和v正、v逆如何？ 2. 反应进行过程中，物质浓度如何改变？ v正、v逆如何变化？ 3. v正 、v逆 有可能相等吗？ 4. 当v正 = v逆 后，物质浓度如何变化？v正和v逆 如何变化？ 问题2.什么是化学平衡状态？ 在一定条件下，一个可逆反应进行到一定程度时，正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物浓度和生成物浓度不再改变，达到一种表面静止的状态。简称化学平衡。 ★平衡状态，即该条件下，反应的最大限度 问题3.化学平衡状态有哪些特征 三：化学反应条件的控制 任务(一) 控制反应条件的目的是什么 促进有利的化学反应（提高反应速率，提高反应物的转化率即原料的利用率） 抑制有害的化学反应（降低反应速率，控制副反应的发生，减少甚至消除有害物质的产生） 任务(二)控制反应条件方法是怎样的 通过改变条件改变反应的速率和可逆反应进行的程度 任务(三)工业合成氨条件怎么控制 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，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。 资料1 达到平衡时平衡混合物中的含量(体积分数) 温度较低时，氨的产率较高；但温度低，反应速率小，需要很长时间才能达到化学平衡，生产成本高，通常选择在400~500℃下进行。 压强越大，氨的产率越高。而压强越大，对动力和生产设备的要求也越高，采用的压强通常为10MPa~30MPa。 催化剂也在400~500℃时催化效率高 合成氨的适宜条件 为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件？（提示：可以从以下几方面考虑，如燃料的状态、空气用量、炉膛材料、烟道废气中热能的利用，等等。） 练铁高炉尾气之谜 高炉炼铁的主要反应是： Fe2O3 +3CO2Fe +3CO2,其中产生 CO 2的反应是： C (焦炭)+ O2 (空气) CO2 (放出热量)， C(焦炭) + CO22CO(吸收热量)。 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的量，而且从高炉炉顶出来的气体中总是含有没有利用的CO。开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不 充分造成的，于是增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中的CO比例竟然没有改变。这成了炼铁技术中的科学悬念，人们一直在探究其中的原因。直到19世纪下半叶，法国化学家勒夏特列(H.L.Le Chatelier,1850-1936)经过深入的研究，才将这一迷底揭示。原来，产生上述现象的原因是：C+ CO2 2CO是一个可逆反应，并且自下而上发生在高炉中有焦炭的地方。后来的研究证明，在高炉中Fe2O3与CO反应也不能合部转化为Fe和CO2，也是一个可逆反应Fe2O3 +3CO 2Fe +3CO2。 学习评价： 1.[13/21学考]高炉炼铁过程中涉及反应C＋CO22CO。该反应达到平衡时，下列说法错误的是: A.反应达到了最大限度 B.CO2的浓度保持不变 C.正、逆反应速率相等 D.反应停止 2.[15/20学考]已知合成氮的反应：N2＋3H2 2NH3，在一定条件下达到平衡。下列说法正确的是: A.反应停止了 B.N2的