6.2.3化学平衡和化学反应的限度 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

e7d195523061f1c0a26d87d40de6192bcf1909654b74c9ebB6384654682C8890CF1990A60E48C4F486EE2FC74407B5F34886ECF26B0E0B70C575B52C2C3768611B18C1FE4FD5AFF574681F5040C496491238CBED6F3AF3D0EF20855CE70527E4444DB44B99E578D76C9F012DCAFDC1AD12EC1B61CB2D6B74278ECB4120402FFCA0839106BA8C82E2B0B172DDEE3B7445 第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 第2课时 化学反应的限度 1 思考1　以下几个反应是不是可逆反应？(填“√”或“×”) ①N2+3H2 2NH3(　　) ②NH3+H2O NH3·H2O(　　) ③Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2(　　) ④2H2O 2H2↑+O2↑(　　) √ √ × × 在同一条件下 正反应方向和逆反应方向同时进行的化学反应。 一、可逆反应 (1)定义 书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“ ”。 2、可逆反应的特点： 双向性、同时性、共存性 D 深入理解 2.化学平衡状态的建立 在一定条件下向反应容器中加入SO2和O2发生反应：2SO2＋O2 2SO3   浓度 速率变化 v正、v逆关系 开始 反应物浓度_____ v正________ v正 v逆 生成物浓度____ v逆________ 过程中 反应物浓度_____ v正________ v正 v逆 生成物浓度_____ v逆_______ 平衡 反应物浓度_____ v正________ v正 v逆 生成物浓度_____ v逆_______ 最大 最大 为0 减小 增大 不变 不变 ＞ ＞ ＝ 为0 减小 增大 不变 不变 反应速率 v(正) v(逆) v(正)= v(逆) t1 时间（t） 0 ①0～t1段：v(正)>v(逆) ②t1时刻及以后： v(正)=v(逆) 正反应速率和逆反应速率随时间变化图示： 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 在某密闭容器中发生反应： 此条件下进行到什么时候达到了化学平衡？ 此时的反应是否停止了？ 此时为何3种物质的浓度保持不变? 2SO2+O2 2SO3 催化剂 △ (1)化学平衡状态的概念 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，反应物的 浓度和生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态。我们称之为 化学平衡状态 化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能完成的最大程度。 即反应进行的限度，此时，反应物也达到了最大转化率。 （2）化学平衡状态的特征（写课本上） (1) 逆：研究对象是可逆反应 (2) 等：同一物质 v正 = v逆 ≠ 0 (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，各组成成分的含量保持一定，但不一定相等 (5) 变：当外界条件发生改变，原来的化学平衡就会被破坏， 并在新的条件下建立新的化学平衡。 化学平衡的标志 逆、等、动、定、变 思考2　一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。下列哪些情况能说明正反应速率和逆反应速率相等，反应达到了平衡状态。 ①生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2 ②v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2 ③2v正(H2)=3v正(NH3) ④1个N≡N断裂的同时，有6个N—H断裂 ⑤H2的百分含量保持不变 ⑥NH3的体积分数保持不变 提示　④⑤⑥ 如何判断达到化学平衡状态？ 1）根本依据：V正＝V逆 2）直接依据：反应物与生成物浓度、物质的量、质量、体积不再改变或各组分的含量（物质的量分数、质量分数、体积分数）不再发生变化。 不同物质：①体现正逆两个方向的反应 ②速率之比=系数之比 同一物质： V消=V生(消耗速率等于生成速率) （注意不是相等，也不是成一定的比值） 2SO2 + O2 2SO3 催化剂 相同时间内，生成 2mol SO2 同时消耗 2mol SO2 相同时间内，生成 2mol SO3 同时消耗 1mol O2 相同时间内，生成 2mol SO2 同时消耗 1mol O2 X 小试牛刀 即： 变量不变 — 化学反应达到平衡状态 间接依据 总成分的含量由变到不变 平衡 平衡 平衡 不一定 平衡 平衡 平衡 不一定 平衡 不一定 平衡 平衡 平衡 不一定平衡 平衡 不一定平衡 平衡 不一定平衡 平衡 【练习】 1.一定条件下的可逆反应2NO2(红棕色) 2NO(无色)＋O2(无色)，在恒压密闭容器中充入NO2，达到化学平衡状态的标志是 A.反应停止了 B.NO的正反应速率与O2的逆反应速率相等 C.c(NO)∶c(O2)＝2∶1 D.气体的颜色不再变化 √ 2.煤与水蒸气的反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)(是吸热反应)是煤气化过程中的主要反应之一。若该反应在恒温、恒容的密闭体系中进行，仅通过以下数据可以判断t时刻反应是否达到平衡状态的是 ①t时刻及其前后H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度 ②t时刻，H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度 ③t时刻，消耗H2O(g)的速率与生成CO(g)的速率 ④t时刻，生成CO(g)的速率与消耗H2(g)的速率 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ √ 3.在体积不变的密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，下列叙述表示该反应处于化学平衡状态的是 A.N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 B.混合气体的密度不随时间变化 C.当有1 mol N≡N断裂时，有6 mol N—H断裂 D.单位时间内生成2a mol NH3，同时消耗a mol N2 √ 4.一定温度下恒容密闭容器中，化学平衡：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)。下列叙述不能说明该反应已达到化学平衡状态的是 A.体系的压强不再发生变化 B.v正(CO)＝v逆(H2O) C.生成n mol CO的同时生成n mol H2 D.1 mol H—H断裂的同时断裂2 mol H—O √ 课堂练习 1、某密闭容器中有反应 2NO2 2NO＋O2 ，达到平衡的是（ ） A、单位时间内生成 n mol O2 同时生成 2n mol NO2 B、单位时间内生成 n mol O2 同时生成 2n mol NO C、c (NO2) : c (NO) : c (CO2) = 2 : 2 : 1 D、混合气体的颜色不再改变 E、混合气体的密度不再改变 F、混合气体的平均相对分子质量不再改变 H、混合气体各组分的体积分数不再改变 ADEFH 正逆相等，变量不变 A 3、在一定温度下的恒容容器中发生可逆反应H2(g)+I2(g) 2HI(g) ，下列叙述不是该反应达到平衡的标志的是 ( ) ①H2的生成速率与H2的分解速率相等 ②单位时间内生成a molH2，同时消耗a mol I2 ③ H2、I2、HI三者浓度相等的状态 ④H2、I2、HI的浓度不再变化 ⑤混合气体的总物质的量不再变化 ⑥混合气体的总压强不再变化 ⑦混合气体的密度不再变化 ⑧混合气体的平均相对分子质量不再变化 ③ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⇋ 可逆反应的限度是建立在一定条件的基础上的，改变反应条件可以在一定程度上改变反应的限度。 所以通过对反应条件的控制，可以促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。 本PPT模板部分元素使用了幻灯片母版制作。如果需要修改，点击-视图-幻灯片母版-修改；完成后关闭编辑母版即可。 25 1.化学反应条件控制的目的 (1)促进有利的化学反应：提高反应 ；提高反应物的转化率，即原料的 。 (2)抑制有害的化学反应： 反应速率，控制 的发生，减少甚至消除 的产生。 2.化工生产中反应条件的调控 (1)考虑因素 化工生产中调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的 和______ 。 速率 利用率 降低 副反应 有害物质 成本 实际可 能性 (2)实例——合成氨生产条件的选择 小 高 大 高 加快 【思考】为实现“碳达峰”“碳中和”的目标，提高燃料的燃烧效率与热量的利用率也是重要措施之一。试回答下列问题。 (1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉且通入适当过量空气的目的是什么？ 增大其与空气中O2的接触面积，提高反应速率，使煤粉燃烧更充分； 通入适当过量的空气，可以使煤粉充分燃烧，生成CO2放出能量，若空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO，产生热量少，且造成污染。 (2)煤燃烧时，选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是什么？ 提示　减少热量损失，提高煤燃烧的效率。 (3)煤燃烧后的废气中的热量，采取什么措施可充分利用？ 提示　可将燃烧后的废气通过热循环装置，供其他方面使用。 【练习】.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) 返回 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。） P48【思考与讨论】 煤被研得越细，粉末越小，与空气中O2的接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。 空气充足，煤燃烧得充分，产物主要为CO2，放热量大；空气不足，则煤燃烧不充分，部分生成CO，CO排放到空气中造成污染，且生成CO时，放出的热量大大减小。 应选择保温隔热且耐热的炉（灶）膛材料。选用保温隔热材料的目的，是为防止热量散失。 1．反应2SO2＋O22SO3达到平衡后，再向反应容器中充入含氧的同位素eq \o\al(18, )O的氧气，经过一段时间后，eq \o\al(18, )O原子存在于 (　　) A．O2 B．SO2 C．O2和SO2 D．O2、SO2和SO3 　反应 依据　 mA(g)＋n(B)(g)pC(g)＋qD(g) 直接依据 各组分的 浓度保持 不变 ①各物质的物质的量或物质的量分数不再变化 ②各物质的质量或质量分数不再变化 ③各气体的体积或体积分数不再变化 ④总体积、总压强、总物质的量不再变化 　反应 依据　 mA(g)＋n(B)(g)pC(g)＋qD(g) 根本依据 v(正) ＝v(逆) ①在单位时间内消耗了m mol A，同时生成了m mol A ②在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q ④在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D ⑤单位时间内同一物质断裂的化学键与生成的化学键的物质的量相等 　反应 依据　 mA(g)＋n(B)(g)pC(g)＋qD(g) 间接依据 压强 ①m＋n≠p＋q时，总压强不再变化(其他条件一定) ②m＋n＝p＋q时，总压强不再变化(其他条件一定) 平均相对 分子质量 ①eq \x\to(Mr)一定，m＋n≠p＋q时 ②eq \x\to(Mr)一定，但m＋n＝p＋q时 温度 任意化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时(其他不变) 密度 密度不再变化 颜色 含有有色物质的体系颜色不再变化  2、一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应： A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是 (　　) ①混合气体的密度不再变化时 ②容器内气体的压强不再变化时 ③混合气体的总物质的量不再变化时 ④B的物质的量浓度不再变化时 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 ⑥当v正(B)＝2v逆(C) A．①④⑤⑥ B．②③⑥ C．②④⑤⑥ D．只有④ $$