6.2.2 化学反应的限度 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（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 课时2 化学反应的限度 亮亮图文旗舰店 https://liangliangtuwen.tmall.com 课堂导入 关于高炉炼铁大家一定不会陌生，其中发生的主要反应为：Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 产生CO的反应为： C + O2 = CO2 C + CO2 = 2CO 生产中炼制生铁所需要的焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算的所需量，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与铁矿石没有充分接触导致的，于是设法增加了高炉的高度。然而，高炉增高后，尾气中CO的比例还是没有改变，这便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经过深入的研究，才将这一谜底解开，原来是因为C和CO2的反应是一个可逆反应，并且自下而上的发生在高炉中有焦炭的地方。不仅如此，高炉中Fe2O3和CO 的反应也并不能完全转化。 课堂学习 化学反应的限度 可逆反应：在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应，书写时应使用⇌。 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。而刚才的故事告诉我们，一个化学反应在实际进行时(如化学实验、化工生产等)，反应物不一定会按化学方程式中的计量关系完全转变成产物，其原因是很多反应属于可逆反应。目前来说，我们接触过的可逆反应有哪些？ Cl2 + H2O ⇌ HCl + HClO SO2 + H2O ⇌ H2SO3 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 2N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 NH3 + H2O ⇌ NH3·H2O 双向性 正反应方向和逆反应方向均能进行 双同性 正反应和逆反应在同一条件下进行的 共存性 反应物和生成物同时存在，任意一反应物的转化率都一定小于100% 课堂学习 根据表中数据，该反应在不同时段的反应速率有什么特点，50分钟后反应是否已经停止？ 化学反应的限度 时间(min) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 c(SO2) 10 6 3 2 1.2 1 1 1 1 c(O2) 5 3 1.5 1 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5 c(SO3) 0 4 7 8 8.8 9 9 9 9 在某刚性密闭容器中发生反应：2SO2 + O2 ⇌ 2SO3，各物质浓度随反应时间变化如下表： 对于正反应来说，反应刚开始时反应物浓度最大，反应速率最快，随反应进行逐渐下降； 对于逆反应来说，反应刚开始时生成物浓度为零，反应速率为零，随反应进行逐渐上升。 50分钟后，反应物和生成物均有剩余，反应不会停止，但正、逆反应速率会相等。 课堂学习 如何用图像描述反应速率的变化？ 化学反应的限度 反应开始时 反应进行时 反应50min后 宏观 物料角度 c(反应物) > 0 c(反应物) 减小 c(反应物) 不变 c(生成物) = 0 c(生成物) 增大 c(生成物) 不变 微观 速率角度 v正 > 0 v正 减小 v正 不变 v正 = v逆 ≠ 0 v逆 = 0 v逆 增大 v逆不变 反应开始时 反应进行时 反应50min后 宏观 物料角度 微观 速率角度 若是用各组分物质的量浓度图像表示，应该如何绘制呢？ 课堂学习 在一定时间后，反应进行到了一定程度，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，达到了一种表面静止的状态，我们称之为化学平衡状态，简称为化学平衡。 化学反应的限度 化学平衡：在一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 适用对象：可逆反应； 内在本质：v(正) = v(逆) ≠ 0； 外在表现：反应体系混合物中各组分的浓度保持不变。 课堂学习 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最大限度，即该化学反应进行的限度，化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。 转化率：已被转化的反应物的物质的量与其初始物质的量之比。 任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度，只不过不同反应的限度不同。而改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度，即改变该反应的化学平衡状态。 你能总结得出可逆反应达到化学平衡状态时具有哪些特征吗？ 课堂学习 化学平衡状态的特征 化学反应的限度 那么如何判断一个可逆反应是否达到了化学平衡状态呢？ 等： 正反应速率和逆反应速率相等； 定：反应体系混合物中各组分的浓度保持不变。 逆 化学平衡状态的研究对象是可逆反应 等 达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等，且不为零 动 化学平