6.2化学反应的速率与限度 课件 2023-2024学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

第二节 化学反应的速率与限度 课时2 化学反应的限度 第六章 化学反应与能量 贰 知识导航 本节重难点 化学反应限度 壹 化学反应条件的控制 贰 课堂导入 3 课堂导入 阅读P48科学史话，从这一材料中，你得到什么启示？ 增加炼铁高炉的高度，不能改变高炉尾气中CO的比例，原因是： C+CO2 2CO是一个可逆反应，不能完全进行，存在一定的反应限度。在高炉中Fe2O3与CO的反应也不能全部转化为Fe和CO2。 炼铁高炉尾气之谜 4 课堂导入 5 19世纪下半叶，炼制生铁的高炉排出的废气中总是含有没有利用的CO。工程师认为是CO与铁矿石接触不充分造成的，于是增加高炉的高度。然增高后，尾气中CO的比例竟然没有改变。 出铁口 进风口 O2 N2 热空气 生铁 进风口 出渣口 炉渣 CO2+C 2CO 高温 C+O2 CO2 高温 铁矿石、焦炭、石灰石 高炉气体 高炉气体 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 高温 CaCO3+SiO2 CaSiO3 + CO2↑ 高温 这是什么原因呢？ 课堂导入 6 课堂导入 7 课堂导入 比较两个反应方程式对应表中数据，你能发现什么？ n(H2)/mol 2 2 2 2 2 n(O2)/mol 0.5 1 5 10 100 反应结束后H2物质的量 1 0 0 0 0 表1：反应 O2 + 2H2 === 2H2O中， 点燃 n(H2)/mol 3 3 3 3 3 n(N2)/mol 0.5 1 5 10 100 反应结束后H2物质的量 1.8 0.4 0.24 0.15 0.08 化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。 什么样的反应在给定条件下的进程有一定的限度？ 8 表2：反应N2+3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 一、化学反应限度 知识点1：可逆反应 10 回顾上学期所学，什么是可逆反应？ 在同一条件下， 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。 知识点1：可逆反应 11 回顾上学期所学，什么是可逆反应？ 在同一条件下， 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。 可逆反应有何特征呢？ 双向性 双同性 共存性 反应物 生成物 正向反应 逆向反应 正、逆反应在同一条件下同时进行 反应物和生成物同时存在 知识点1：可逆反应 12 例如：氯气和水反应 Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO 新制 氯水 三分子 Cl2、HClO、H2O 四离子 H＋、Cl－、ClO－、OH－ 知识点1：可逆反应 13 学习过的可逆反应有哪些？ Cl2+H2O HCl+HClO NH3+H2O NH3·H2O SO2+H2O H2SO3 N2+3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 2SO2+O2 2SO3 催化剂 △ 和 　　　　　　　　　 互为可逆反应吗？ 不是可逆反应，反应条件不相同 【书写】书写可逆反应的化学方程式时，必须用 表示。 知识点1：可逆反应 14 知识点1：可逆反应 15 知识点1：可逆反应 16 知识点1：可逆反应——特征 17 1、双向性 在同一条件下，正向反应和逆向反应同时进行 【思考】对于可逆反应　　　　　　　　 向反应容器中充入 N2 和 H2 ，可生成 NH3 ； 　　　　 若向反应容器中充入 NH3 ，______ 得到 N2 （“能”或“不能”） 。 能 可逆反应不能完全进行，反应物不能完全被消耗，即反应物转化率＜100% 2、不完全性 【思考】对于可逆反应 　　　　　　　　，向反应容器中充入1 mol N2 和 3 mol H2 ，充分反应后， 　　　　①反应容器中 ____ N2 剩余（“有”或“无”）； 　　　　②最终可得到 _______ mol NH3 。 ＜ 2 有 18 知识点1：可逆反应——特征 知识点1：可逆反应——特征 19 题型1：一边倒巧解可逆反应 20 【例1】对于可逆反应 ，向某容器中充入1mol N2、3mol H2和1mol NH3，反应过程中可能出现的数据（ ） A. 1.5 mol N2 B. 2 mol H2 C. 5 mol H2 D. 2 mol NH3 题型1：一边倒巧解可逆反应 21 【例1】对于可逆反应 ，向某容器中充入1mol N2、3mol H2和1mol NH3，反应过程中可能出现的数据（ ） A. 1.5 mol N2 B. 2 mol H2 C. 5 mol H2 D. 2 mol NH3 22 题型1：一边倒巧解可逆反应 【例2】在一密闭容器中进行反应 ，，向某容器中充入C、H2O、CO、H2的物质的量分别为0.1mol 、0.3mol、0.3mol、0.2mol ，在反应过程中可能出现的数据（ ） A. CO为0.4 mol，H2为0.3 mol B. C为0.3 mol C. H2O、CO均为0.25 mol D. H2O为0.4 mol 两个物质需要匹配，看一个取到另一个也是否符合 23 题型1：一边倒巧解可逆反应 24 题型1：一边倒巧解可逆反应 对于可逆反应而言，反应物会转变成生成物，而生成物又会分解成反应物，那岂不是无穷尽也？ 二、化学平衡 知识点1：化学平衡状态的建立 27 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 在某固定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： 催化剂 △ 反应刚开始时，浓度、速率有什么特点？ 开始时c(SO2) 、c(O2)最大， c(SO3) = 0 只有正反应进行，v(逆)=0 知识点1：化学平衡状态的建立 28 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 在某固定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： 催化剂 △ 反应一段时间后，浓度、速率有什么特点？ c(SO2) 、c(O2) 逐渐变小，c(SO3) 逐渐增大，三种物质的浓度达到一个特定值 正逆反应都进行， v(正)逐渐减小， v(逆)逐渐增大，最终 v(正) = v(逆) ≠ 0 知识点1：化学平衡状态的建立 29 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 在某固定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： 催化剂 △ 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) ______ c(反应物)______ c(生成物) ____ 0 c(生成物) ______ c(生成物)______ 微观 速率角度 v正 ____ 0 v正 ______ v正 ______ v逆 ____ 0 v逆 ______ v逆 ______ > = > = 减小 增大 减小 增大 不变 不变 不变 不变 知识点1：化学平衡状态的建立 30 如何用图像描述 v正 和 v逆 变化规律 ？ 时间 速率 O 正反应 逆反应 O 时间 浓度 生成物 反应物 平衡时：C反、C生不再变化， 达到了平衡状态，v正=v逆≠0 反应开始时：C反最大, v正最大; 反应进行过程中：C反↓, v正↓; C生=0 ， v逆=0 C生↑ v逆↑ 知识点1：化学平衡状态的建立 31 物质浓度 反应过程 反应速率 反应物浓度最大 生成物浓度最小 v正_____，v逆_____ 反应开始 反应物浓度逐渐减小 生成物浓度逐渐增大 反应体系中各组 分浓度不再改变 v正逐渐_____ v逆逐渐_____ v正______v逆 最大 为零 减小 增大 > 平衡时 过程中 v正______v逆 = 理论分析 化学平衡状态的建立过程 32 知识点1：化学平衡状态的建立 v(正)>v(逆) v(正) v(逆) 反应速率 时间(t) 反应处于平衡状态 t1 v(正)= v(逆) 【例1】合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应： N2(g)＋3H2(g)　　　　　 2NH3(g)， 673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间t变化的关系如图所示。 下列叙述中正确的是( ) A.c点处正反应速率和逆反应速率相等 B.a点的正反应速率比b点的大 C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同 D.在t2时刻，正反应速率大于逆反应速率 高温、高压 催化剂 33 知识点1：化学平衡状态的建立 34 知识点1：化学平衡状态的建立 如果外界条件(T、c、P等)不发生改变，当______反应进行到一定程度时，_________与____________相等，反应物的浓度与生成物的浓度_________，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡，也就是在该条件下达到的最大限度。 可逆 正反应速率 逆反应速率 不再改变 动态 平衡 平衡时，各组分的浓度保持一定 当外界条件改变，原平衡发生移动 研究的对象： 可逆反应 v(正)＝v(逆) ≠0(本质) 逆 等 动 定 变 1、定义 2、特征 化学平衡状态 （1）定义: 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。 （2）对化学平衡状态的理解: 前提（适用范围）： 内在本质： 外在标志： 可逆反应 v(正)= v(逆) ≠0 反应混合物中各组分的浓度保持不变 35 知识点1：化学平衡状态的建立 (3) 化学平衡状态的特征 逆 定 动 等 变 化学平衡状态研究的对象是可逆反应 达到化学平衡状态后，各组分浓度不再改变，不随时间变化而变化 达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等 化学平衡是一种表面静止状态，反应并未停止，是一种动态平衡 外界条件改变时，原平衡状态将被打破，再在新条件下建立新的平衡 36 知识点1：化学平衡状态的建立 (3) 化学平衡状态的特征 逆 定 动 等 变 化学平衡状态研究的对象是可逆反应 达到化学平衡状态后，各组分浓度不再改变，不随时间变化而变化 达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等 化学平衡是一种表面静止状态，反应并未停止，是一种动态平衡 外界条件改变时，原平衡状态将被打破，再在新条件下建立新的平衡 37 知识点1：化学平衡状态的建立 38 知识点1：化学平衡状态的建立 【判断正误】 ① 反应达到平衡时，正逆反应速率均为0 ② 可逆反应的限度可以通过改变外界条件来改变 ③ 化学反应的最大限度与反应时间长短无关 ④ 可逆反应达到平衡状态时，反应物浓度与生成物浓度相等 39 知识点1：化学平衡状态的建立 40 知识点1：化学平衡状态的建立 你觉得这些特征中，哪些可以说明一个可逆反应达到了一定条件下的反应限度（化学平衡状态）？ “等” “定” --标志 41 知识点1：化学平衡状态的建立 你觉得这些特征中，哪些可以说明一个可逆反应达到了一定条件下的反应限度（化学平衡状态）？ “等” “定” --标志 42 知识点1：化学平衡状态的建立 如何理解v正 = v逆？ 核心： 1、有正有逆的描述； 2、转化为同一物质速率相等。 3、不同物质，系数要成比例。【物质两边写，系数交叉乘】 【一正一逆成比例】 44 题型2：化学平衡状态的判断——本质特征(速率判据) 【一正一逆成比例】 N2＋3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 核心： 1、反应需要同时含有正逆反应速率； 2、同一物质正逆反应速率相等反应达到平衡时，正逆反应速率相等； 3、不同物质表示时要成比例。【物质两边列，系数交叉乘】 【练习一下吧~】下列说法可以判断达到平衡的是 A. V正(H2) = 3V正(N2) B. 3V正(H2) = V逆(N2) C. 2V(H2) = 3V(NH3) D. V正(H2) = 3V逆(N2) 45 【例1】对于可逆反应： 下列说法可以判断达到平衡的是 A. 3V正(NH3) = 2V逆(H2O) B. 4V正(NH3) = 5V逆(O2) C. 4V正(NH3) = 5V正(O2) D. 4V正(NH3) = 6V逆(H2O) 4NH3 + 5O2 催化剂 4NO + 6H2O 【一正一逆成比例】 题型2：化学平衡状态的判断——本质特征(速率判据) 46 【变式1】对于可逆反应： 生成和消耗速率问题（先判断是否 ，再判断是否 。） ① 消耗3mol H2同时生成1mol N2 ② 消耗3mol H2同时生成2mol NH3 ③ 生成3mol H2同时生成2mol NH3 N2＋3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 正逆 成比例 【一正一逆成比例】 题型2：化学平衡状态的判断——本质特征(速率判据) 47 【例2】甲烷消除NO2的污染源里为： 在一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的CH4和NO2进行上述反应。下列说法可以判断达到平衡的是 A. V正(CH4) = 2V逆(NO2) B. 单位时间内，消耗1mol CH4同时生成1mol CO2 C. 单位时间内，生成1mol CH4同时生成2mol H2O D. 单位时间内，生成1mol NO2同时生成1mol N2 【一正一逆成比例】 题型2：化学平衡状态的判断——本质特征(速率判据) 48 【变式2】对于可逆反应： 生成和消耗速率问题（先判断是否 ，再判断是否 。） ① 相同时间内有3mol H-H键断裂和6mol N-H键形成 ② 相同时间内有3mol H-H键断裂和1mol 键形成 ③ 相同时间内有3mol H-H键断裂和6mol N-H键断裂 N2＋3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 正逆 成比例 【一正一逆成比例】 题型2：化学平衡状态的判断——本质特征(速率判据) 49 【例3】对于下列反应：4HCl(g) + O2(g) 2Cl2(g) + 2H2O(g) 。恒温恒容的密闭容器中充入一定量的反应物发生上述反应，能说明该反应达到化学平衡状态的是 A. 单位时间内，消耗n mol O2同时生成2n mol Cl2 B. 断开4mol H-Cl 键同时断开4mol H-O键 C. n(HCl):n(O2):n(Cl2):n(H2O)=4:1:2:2 D. 形成1mol H-Cl 键同时断裂4mol O=O键 【一正一逆成比例】 题型2：化学平衡状态的判断——本质特征(速率判据) 50 【例4】一定条件下，在恒容密闭容器中进行反应： 3SiCl4(g) + 2N2(g) + 6H2(g) Si3N4(s) + 12HCl(g) 。能说明该反应达到化学平衡状态的是 A. V逆(N2) = 3V正(H2) B. 单位时间内，消耗6mol H2同时生成1mol Si3N4 C. 单位时间内，消耗2mol 同时消耗12mol H-Cl D. V(N2):V(H2):V(HCl) = 1:3:6 【一正一逆成比例】 题型2：化学平衡状态的判断——本质特征(速率判据) 【例5】一定条件下，对于可逆反应N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：下列能表示反应达到化学平衡状态的是 （1）单位时间内，有1mol N2消耗，同时有1mol N2生成 （2）单位时间内，有3mol H2消耗，同时有2mol NH3生成 （3）单位时间内，有1mol N2消耗，同时有3mol H2消耗 （4）1mol N三N 键断裂的同时有2mol N-H 键断裂 （5）2v正（N2）=v逆（NH3） 51 【一正一逆成比例】 (1) (5) 题型2：化学平衡状态的判断——本质特征(速率判据) 52 知识点1：化学平衡状态的建立 如何理解 “定”？ 核心： 一个量随反应一直变，but突然不再变化 【变量不变达平衡】 什么样的量才是变量呢？ 53 【变量不变达平衡】 【核心】判断是否为变量 随着反应的进行，体系中的变量可能包括温度、颜色、浓度、物质的量、压强等，当这些变量不变时，反应达平衡。 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 1、看颜色 常见的有颜色的可逆反应体系，颜色不变，则证明反应体系达平衡。NO2、I2(g)、Br2(g) 2、各种百分含量不改变 w%(质量分数)、n%、v%、n、c、m 54 【变量不变达平衡】 随着反应的进行，体系中的变量可能包括温度、颜色、浓度、物质的量、压强等，当这些变量不变时，反应达平衡。 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 1、看颜色 常见的有颜色的可逆反应体系，颜色不变，则证明反应体系达平衡。 NO2、I2(g)、Br2(g) 55 【变量不变达平衡】 2.分量/总量比较 I2(g) + H2(g) HI(g) 如H2的m、n、c不变均可判断反应平衡 ①分量 反应体系中某物质的质量(m)、物质的量(n)、物质的量浓度(c)、颜色(colour)会随着反应的进行而不断改变，为变量，故其不变则达平衡。 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 56 【变量不变达平衡】 2.分量/总量比较 ②总量 思考下列总量是否为变量？若保持不变能否判断达到平衡？ 气体总质量 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) C(s)＋CO2(g) 2CO(g) 气体总物质的量/总压强 N2(g)＋H2(g) 3NH3(g) I2(g)＋H2(g) 2HI(g) C(s)＋CO2(g) 2CO(g) 不变 变 变 不变 变 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 57 【变量不变达平衡】 3.百分含量 ①质量分数 思考下列百分含量是否为变量？若保持不变能否判断达到平衡？ N2(g)＋H2(g) 3NH3(g) ，N2的质量分数不变，可以达平衡 ②气体的体积分数=气体的物质的量分数 例：恒容密闭容器中充入一定量的A，若B的体积分数不变，则下列两个反应能否判断达平衡？ A(g) B(g) + C(g) A(s) B(g) + C(g) 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 58 【变量不变达平衡】 【难点辨析】恒容密闭容器中，反应 ，判断： 充入1mol B和1mol C，当B的体积分数不变时，反应达到平衡（ ） 充入1mol B和2mol C，当B的体积分数不变时，反应达到平衡（ ） 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 59 【变量不变达平衡】 【难点辨析】恒容密闭容器中，反应 ，判断： 充入1mol B和1mol C，当B的体积分数不变时，反应达到平衡（ ） 充入1mol B和2mol C，当B的体积分数不变时，反应达到平衡（ ） 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 60 【变量不变达平衡】 【例5】一定条件下，在恒容密闭容器中发生可逆反应： N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 。能说明该反应达到化学平衡状态的是 A. N2、H2、NH3、的质量均不在变化 B. N2、H2、NH3、的物质的量均不在变化 C. 混合气体的总质量不再变化 D. NH3的体积分数保持不变 E. c(N2):c(H2):c(NH3) = 1:3:2 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 61 【变量不变达平衡】 4.气体的平均摩尔质量/气体的平均相对分子质量 气体平均摩尔质量计算公式： 【例】2mol CH4和H2的混合气体的质量24g，则平均摩尔质量为： 。 12 g/mol 判断依据 反应方程式 是否平衡 气体平均摩尔质量不变 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) H2(g) + I2(g) 2HI(g) Fe(s) + H2O(g) Fe3O4(g) + 4H2(g) C(s) + CO2(g) 2CO(g) 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 62 【变量不变达平衡】 5.气体的密度 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 气体的密度计算公式： 【例】恒温恒容情况下对比如下两个反应，哪一个密度不变能判断平衡呢？ 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) C(s) + CO2(g) 2CO(g) 63 【变量不变达平衡】 5.气体的密度 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 气体的密度计算公式： ρ= 【例】恒温恒容情况下对比如下两个反应，哪一个密度不变能判断平衡呢？ 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) C(s) + CO2(g) 2CO(g) ρ= ρ= 【例6】一定条件下，在恒容密闭容器中发生可逆反应： 2NO2(g) 2NO(g) + O2(g) 。不能说明该反应达到化学平衡状态的是 A. 混合气体的颜色不再变化 B. 混合气体的密度不再变化 C. 混合气体的平均相对分子质量不再变化 D. 混合气体的压强不再变化 64 【变量不变达平衡】 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 65 【变量不变达平衡】 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 【例6】一定条件下，在恒容密闭容器中发生可逆反应： 2NO2(g) 2NO(g) + O2(g) 。不能说明该反应达到化学平衡状态的是 A. 混合气体的颜色不再变化 B. 混合气体的密度不再变化 C. 混合气体的平均相对分子质量不再变化 D. 混合气体的压强不再变化 66 【变量不变达平衡】 【例7】一定条件下，对于可逆反应N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示，下列能表示反应达到化学平衡状态的是 （1）容器内氮气的物质的量不再改变 （2）容器内颜色不再改变 （3）固定容器恒容条件下，容器内压强不再改变 （4）固定容器恒容条件下，容器内气体密度不再改变 （5）恒容或恒压条件，容器内平均相对分子质量不再改变 (1) (3) (5) 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 【例8】下列说法中可以证明2HI(g) H2(g)+I2(g)（紫色） 已达到平衡状态的是___________。 ① 单位时间内生成 n mol H2 的同时生成 n mol HI ② 一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂 ③ 反应速率 v(H2) = v(I2) 时 ④ c(HI):c(H2):c(I2) = 2:1:1时 ⑤ 温度和体积一定，容器内压强不再变化时 ⑥ 温度和体积一定，混合气体的颜色不再变化时 ⑦ 条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化时 ⑧ 温度和压强一定，混合气体的密度不再变化时 ② ⑥ 67 题型2：化学平衡状态的判断——表现特征(变量判据) 【一正一逆成比例；变量不变达平衡】 68 题型3：化学平衡状态的判断——变量判据 【变量不变达平衡】 69 题型3：三段式解决平衡问题 例如：向体积为2 L的恒温恒容密闭容器中充入2 mol N2和6 mol H2，测的容器内压强为p1。在一定条件下发生反应：N2 + 3H2 2NH3，5min后达到平衡，容器内NH3的物质的量为2 mol，此时测的容器内的压强为p2。请计算： ①从反应开始到平衡，用H2表示的化学反应速率为： ②达到平衡时，N2的转化率(α)为： ③达到平衡时，混合气体中NH3的体积分数(φ)为： ④p1：p2= 70 71 题型3：三段式解决平衡问题 【例题】在2 L的恒温恒容密闭容器中充入A和B进行如下反应： 已知反应进行到10s时，A、B、C的物质的量分别为：0.1mol、0.3mol、0.2mol，则下列说法不正确的是： A. 10秒内，用B表示该反应的平均反应速率为0.015mol/(L·s) B. 10秒时，A的体积分数为1/6 C. 10秒时，容器内的压强与反应开始时的压强之比为3：4 D. 当反应达平衡时，A的转化率为50% 72 题型3：三段式解决平衡问题 73 题型3：三段式解决平衡问题 74 题型3：三段式解决平衡问题 75 题型3：三段式解决平衡问题 76 题型4：图像综合 【例题】一定温度下，在容积为2 L的密闭容器内，某一反应中气体M和气体N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，请根据图示回答下列问题。 1、写出该反应的化学方程式： 2、t1~t3时间段，以M的浓度变化表示的平均反应速率为：（用含t1、t2、t3的式子表示） 3、比较a点与b点反应速率大小： 4、如图所示的三个时刻中，那个时刻处于平衡状态： 5、下列叙述中，能说明该反应达平衡的是： A. 容器内M与N的物质的量相等 B. 容器内M与N的浓度不随时间变化 C. 单位时间内每消耗1molN，同时生成1molM D. 容器内压强不随时间变化 77 题型4：图像综合 78 题型4：图像综合 79 题型4：图像综合 80 题型4：图像综合 81 知识点3：影响化学平衡状态的因素 加入催化剂只能改变反应速率， 但不改变化学平衡(反应限度) 改变温度、浓度，化学平衡(反应限度)一定改变 改变压强，化学平衡不一定改变 82 知识点2：化学平衡状态的限度 化学平衡状态是可逆反应的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度。 转化率 = 转化的量 起始的量 ×100％ 量: 质量、物质的量、体积、物质的量浓度等 化学反应的限度 化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率 同一可逆反应，改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度 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程度，即该反应的限度 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限度 ① 化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大转化率 83 知识点2：化学平衡状态的限度 三、化学反应条件的控制 1. 控制化学反应条件的目的 促进有利反应： 提高反应物的转化率即原料的利用率，加快反应速率等 抑制有害反应： 减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等 2. 控制化学反应条件的方法 改变化学反应速率： 改变温度、溶液的浓度、气体压强（或浓度）、固体表面积及使用催化剂等 改变可逆反应进行的程度： 改变温度、溶液浓度、气体压强（或浓度）等 85 知识点1：化学反应条件的控制 86 知识点1：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)，这就需要进行化学反应条件的控制 思考并讨论：为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件？ 尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率 尽可能充分地利用燃料燃烧所释放的热能，提高热能的利用率 为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件？ 煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉： 增大与空气中O2的接触面积，煤粉燃烧更充分，反应速率更快 通入适当过量的空气： 增大O2浓度煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量； 同时避免不充分燃烧，生成CO，造成环境污染 炉膛材料尽量选择保温性能好的，烟道废气中的热量用来加热水、发电等，以提高热量利用率。 87 知识点1：化学反应条件的控制 从速率和平衡的角度分析， 为什么工业上通常采用400-500℃，10-30Mpa条件合成氨气？ 温度较低时氨的产率较高，但温度低时反应速率小，达到平衡需要的时间很长生产成本高 压强越大，氨的产率越高，但对动力和生产设备的要求越高 400~500℃ 10 MPa~ 30 MPa 88 知识点2：化学反应条件的控制 【例5】下列措施可以提高燃料燃烧效率的是 (填序号)。 ①提高燃料的着火点　 ②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎　 ④将液体燃料雾化处理 ⑤将煤进行气化处理　 ⑥通入适当过量的空气 ③ ④ ⑤ ⑥ 89 知识点1：化学反应条件的控制 【例6】下图所示为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用分析正确的是___________(填序号)。 (1)步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 (2)步骤②中“加压”可以加快反应速率 (3)步骤②采用的压强是2×107 Pa，因为在该压强下铁触媒的活性最大 (4)步骤③，选择高效催化剂是合成氨反应的重要条件 (5)目前，步骤③一般选择控制反应温度为700 ℃左右 (6)步骤④⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本 (1)(2)(4)(6) 90 知识点1：化学反应条件的控制 课堂小结 化学反应的限度 化学反应限度 化学反应条件的控制 可逆反应 化学平衡状态的建立 化学平衡状态及标志 方法 目的 化学反应的限度 抑制有害的化学反应 促进有利的化学反应 改变可逆反应进行的程度 改变化学反应速率 91 谢谢观看 THANKS Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$