6.2.2 化学反应的速率与限度-【导学案】2023-2024学年高一下学期精品学案（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 第二课时 化学反应的限度及条件控制 学习目标 1．通过实例分析，体会可逆反应存在限度，理解化学平衡状态的特征，初步学会判断化学平衡状态，发展“变化观念与平衡思想”的学科核心素养。 2．通过问题探究，发展认识化学的基本角度，能从化学反应限度和快慢的角度解释生产、生活中的简单化学现象，体会从限度和快慢两各方面去认识和调控化学反应的重要性。 3．通过讨论交流，进一步认识控制反应条件在生产和科学研究中的作用，知道提高燃料的燃烧效率的重要性和方法，体会化学学科价值，树立将化学知识应用于生产、生活实践的意识。 重点：可逆反应的概念、化学平衡状态的特征及判断、反应条件的控制 难点：可逆反应的理解及化学平衡状态的判断 自主学习 化学平衡 1、 建立 N2 + 3H2 2NH3 高温高压 催化剂 在一定条件下，密闭容器中发生反应： （1）反应刚开始时： 反应物的浓度 ，正反应速率 。 生成物的浓度为 ，逆反应速率为 。 （2）反应进行中： 反应物的浓度 ，正反应速率 。 生成物的浓度 ，逆反应速率 。 （3） 肯定最终某一时刻，正反应速率与逆反应速率 ， 此时，反应物的浓度 ，生成物的浓度也 。如图所示。 2、定义：一定条件下的 反应，当 和 相等，各反应物 浓度 的状态，叫做化学平衡状态，简称化学平衡。 3、特征 1）逆—— 反应为 反应 2）等—— 达到平衡状态， v正 = v逆 ，即同一物质的生成速率与消耗速率相等 3）动—— v正 = v逆 ≠ 0 ，即化学平衡是动态平衡 4）定—— 在一定条件下，达到平衡状态，反应混合物中各组分的浓度 。 5）变—— 在一定条件下建立平衡，当外界条件改变了，化学平衡发生 。 4、可逆反应达到平衡状态的标志 在体积固定的容器中发生的可逆反应mA(g) nB(g) + pC(g) （1）用1种物质来表示，A的分解速率等于A的生成速率，即v正 = v逆 （2）用2种物质来表示， 或 （3）单位时间内生成n molB的同时，生成m molA或消耗p molC （4）有n molB中化学键断裂，同时有m molA中化学键 ，有p molC中化学键 （5）A、B、C的浓度不再改变 （6）A、B、C的物质的量不再改变 （7）A的转化率达到最大且保持不变 （8）若某一反应物或生成物有颜色，颜色不再发生改变 （9）当m =n + p时，恒容下总压强不再改变 （10）当m ≠ n + p时，混合气体的平均相对分子质量不再改变 二、化学反应条件的控制 1、控制反应条件的意义 （1）促进有利的化学反应 1）提高反应速率 2）提高反应物的转化率即原料的利用率降低反应速率 （2）抑制有害的化学反应 1）降低反应速率 2）控制副反应的发生 3）减少甚至消除有害物质的产生 2、控制反应条件的基本措施 通过改变影响化学反应速率的外界因素（温度、浓度、压强等），可以调节反应速率、改变 可逆反应的限度，进而提高反应转化率。 3、化工生产中控制反应条件的原则 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。N2 + 3H2 2NH3 高温高压 催化剂 例如 对于该反应，低温有利于产率提高，但反应速率小，生产成本高；高压有利于提高产率，但对动力和生产设备的要求高。综合考虑实际生产情况，工业合成氨通常选择在400～500℃、10～30MPa下进行。 学习过程 情景导入：观看“炼铁高炉尾气之谜”视频。（视频见PPT） 一、化学反应的限度 活动一、认识可逆反应 任务一、阅读思考：阅读教材P46页内容，结合视频“炼铁高炉尾气之迷”，思考是否所有化学反应都能进行得很完全呢？ 任务二、讨论交流：结合教材P46-47页内容，思考可逆反应的定义是什么？有何特点？ 注意：不是所有化学反应都是可逆反应。大多数的化学反应都具有可逆性，有些化学反应在某一条件下可逆程度很小（逆反应倾向很小），通常称为不可逆反应。如金属镁与盐酸的反应等，可逆是绝对的，不可逆是相对的。 活动二、探究化学反应的限度—化学平衡 任务一、阅读思考：阅读教材P47页内容，思考在1L密闭容器中加入1mol H2 和1mol I2 发生反应：H2(g) ＋ I2(g )2HI(g) ，请结合可逆反应的特点，画出该反应的速率—时间