6.2.2 化学反应的限度 课件 2024-2025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 人教版必修第二册 学习目标 本节重点 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。 本节难点 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 2 新课导入 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 教师点拨 一、化学反应的限度 1.定义： 在相同条件下，既可以向正反应方向进行，同时又能够向逆反应方向进行的反应。 2.特点： 双向性 反应物 生成物 正向反应 逆向反应 双同性 正、逆反应在同一条件下同时进行，反应不能进行到底，反应物的转化率都小于100% 实验探究 2SO2+O2 2SO3 催化剂 Cl2+H2O HClO+HCl SO2+H2O H2SO3 可逆反应有一定的限度 NH3+H2O NH3·H2O Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42- 2PbSO4 + 2H2O 放电 充电 2H2 + O2 2H2O 点燃 通电 Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2+ 2Ni (OH)2 放电 充电 教师点拨 Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO 新制氯水 三分子 Cl2、HClO、H2O 四离子 H＋、Cl－、ClO－、OH－ 共存性 反应物和生成物（分子和离子）同时存在 NH3+H2O NH3·H2O 氨水 三分子 NH3·H2O、NH3、H2O 三离子 H＋、NH4+、OH－ 教师点拨 二、化学平衡的建立 c(反应物)最大，v(正)最大 c(生成物)=0，v(逆)最小 c(反应物)逐渐减小，v(正)逐渐减小； c(生成物)逐渐增大，v(逆)逐渐增大； N2  ＋     3H2   2NH3  0.2 0.4 0 起始量(mol·L-1)   0.15 0.25 0.13 0.18  0.1 0.11 30min(mol ·L-1) 1小时 (mol ·L-1)      0.08 0.04 0.24 2小时 (mol ·L-1) 0.08 0.04 0.24 3小时 (mol ·L-1) 一段时间后c(N2) 、c(H2) 逐渐变小，c(NH3) 逐渐增大，三种物质的浓度达到一个特定值；v(正)=v(逆) (1) 开始阶段 (2) 变化阶段 反应处于平衡状态 实验探究 (1) 开始阶段 反应速率 v(正) v(逆) t1 时间（t） 0 c(N2 ) /c(H2)最大 c(NH3 )＝0 N2  + 3H2 2NH3  v(正)最大；v(逆)=0 反应速率 v(正) v(逆) t1 时间（t） 0 v(正) v(逆) 反应速率 t1 时间（t） 0 (3) 平衡阶段 (2) 变化阶段 v(正)减小，v(逆)增大 v(逆)≠0，v(正)＞v(逆) v(正)=v(逆) ≠0 N2  + 3H2 2NH3  c(N2 ) /c(H2)不变 c(NH3 )不变 N2  + 3H2 2NH3  反应物浓度最大生成物浓度为0 反应物浓度不变生成物浓度不变 c(N2 ) /c(H2)最大 c(NH3 )减小 反应物浓度减小生成物浓度增大 v(正)>v(逆) v(正)= v(逆) 如何用图像描述 v正 和 v逆 变化规律 ？ 实验探究 结合可逆反应的速率—时间图像分析，思考化学平衡状态的概念、特征是什么？如何判断可逆反应达到平衡状态？ 在一定条件下，一个可逆反应进行到一定程度，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。 三、化学平衡状态 概念： 教师点拨 ① 逆：研究对象是可逆反应 特征： ③ 动：一种动态平衡；化学反应达到平衡时，反应并没有停止。 ④ 定：在平衡混合物中，各组成成分的浓度/物质的量/百分含量不变 ⑤ 变：外界条件改变时，原平衡状态被破坏，在新条件下建立平衡。 ② 等：同一物质 v正 = v逆 ≠ 0 化学平衡的本质 化学平衡的标志 逆、等、动、定、变 教师点拨 1．同一物质 ① 单位时间内，有1 mol N2反应掉，同时有________生成 ② 单位时间内，有2 mol NH3生成，同时有__________消耗 ③ 单位时间内，有1 mol H2生成，同时有__________消耗 1 mol H2 2．不同物质 ① 单位时间内，有1 mol N2反应掉，同时有________生成，__________反应掉。 3 mol H2 2 mol NH3 ② 单位时间内，有3 mol H2反应掉，同时有__________反应掉 2 mol NH3 如何理解v(正)＝v(逆)? v(H2)正 2 3 教师点拨 反应达到化学平衡的标志 如何判断一个可逆反应，是否达到化学平衡状态？ 直接标志 — “正逆反应速率相等” v正＝v逆 > 0 ① 同种物质反向相等：同一物质的生成速率等于其消耗速率； ② 不同物质反向成比例：不同物质的生成（消耗）速率之比等于化学计量数之比 反应举例 N2＋3H2 2NH3 是否平衡 正/逆反应 速率 的关系 单位时间内消耗了1molN2，同时生成了1molN2 单位时间内消耗了3mol H2，同时生成了 2mol NH3 vN2: vH2 : vNH3 = 1:3:2 单位时间内生成了1mol N2，同时消耗了3mol H2 υ正（ N2 ）= 3 υ逆（H2） 2υ正（ H2 ）=3υ逆（ NH3 ） 平衡 不一定 不一定 不一定 v(正) =v(逆) 均指v(正) v(正)不一定等于v(逆) 均指v(逆) × √ 教师点拨 直接标志——各组分的浓度保持不变 ① 各组分的浓度不随时间的改变而改变 ② 各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数 不随时间的改变而改变 间接标志——“变量不变” 如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态；随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据。 对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等 教师点拨 反应举例 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 是否平衡 气体密度 若体系的体积不变，密度一定 混合气体的平均相对分子质量 当m+n≠p+q时，平均相对分子质量一定 当m+n=p+q时，平均相对分子质量一定 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 温度 体系温度一定(其他不变) 平衡 不一定 平衡 不一定 平衡 对于反应体系中存在有颜色的物质的可逆反应,若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。如 H2(g)+I2(g)→2HI(g) 反应前后气体的化学计量数不相等时，反应体系的总压强不随时间的改变而变化 教师点拨 四、化学平衡状态的限度 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 ① 化学反应的限度决定了反应物的量不再随时间的变化而变化，因此，反应物的转化率在一定条件下达最大值，且保持不变。 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。 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$