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

第二节 化学反应的速率与限度 第二课时 化学反应限度 向2mL 0.01mol/L KI溶液中逐滴加入1mL 0.01mol/L FeCl3溶液，然后加入0.1mol/L KSCN溶液，预测现象。观察实验视频，分析原因。 2FeCl3+2KI⇌2FeCl2+2KCl I-过量，Fe3+仍没完全反应。 加入KSCN，溶液变化 可逆反应不能进行到底，存在限度。 阅读课本，思考下列问题： 1.什么是可逆反应？ 2.已学的可逆反应有哪些？ 3.什么是化学平衡状态？化学平衡状态有什么特征？ 3 1.可逆反应 概念：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。 一、化学反应的限度 相同条件，相反方向同时进行，反应物生成物同时存在。 特点： 典型的可逆反应有: N2+3H2 2NH3 催化剂 2SO2+O2 2SO3 催化剂 SO2 +H2O H2SO3 NH3 +H2O NH3 ·H2O 高温、高压 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： 2.化学平衡状态的建立 2SO2+O2 2SO3 催化剂 △ 1.试绘制出c-t图像 2.50分钟各物质浓度不再改变，反应是否停止? (1)开始 反应速率 v(正) v(逆) t1 时间（t） 0 c(SO2) 、c(O2)最大， c(SO3)＝0 2SO2 + O2 2SO3 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 (2)变化 v(正)减小，v(逆)增大 v(逆)≠0，v(正)＞v(逆) v(正)=v(逆) ≠0 c(SO2) 、c(O2 )减小, c(SO3)增大 2SO2 + O2 2SO3 c(SO2) 、c(O2 )不变, c(SO3)不变 2SO2+O2 2SO3 催化剂 △ 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 反应物浓度减小，生成物浓度增大 3.化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 在一定条件下，一个可逆反应进行到一定程度时，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。 动：动态平衡 等：v(正)= v(逆) ≠0 定：平衡时，各组分的浓度保持不变。 变：条件改变，原平衡破坏，建立新平衡。 逆：研究对象是可逆反应 (2)化学平衡状态的特征 ①同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。 ②不同物质：速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率， 即： 逆向相等 — 速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等 如aA＋bB 4、化学平衡状态的判断依据 标志一 ：v正=v逆≠0 (1)直接依据——根据速率关系 例如，一定条件下，可逆反应 N2＋3H2 2NH3，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示： （1）单位时间内，消耗1molN2，同时1molN2生成 （2）单位时间内，消耗3molH2，同时有2molNH3生成 （3）1个 N≡N 断裂的同时，有6个N—H 键断裂 √ × √ (2)直接依据——根据各组分的量 标志二：各组分的浓度保持不变（注意不是相等，也不是成一定的比值） 例如，在一定温度下，可逆反应A(g)+3B (g) 2C(g) 达到平衡状态的标志是（ ） A. A、B、C浓度相等. B. 单位时间内生成1molA同时生成了3molB. C. A、B、C浓度不再变化. D. A、B、C的分子个数之比为1：3：2 C 例如，在一定温度下，可逆反应A(g)+3B (g) 2C(g) 达到平衡状态的标志是（ ） A. A、B、C浓度相等. B. 单位时间内生成1molA同时生成了3molB. C. A、B、C浓度不再变化. D. A、B、C的分子个数之比为1：3：2 C (3)间接依据——变量不变，即为平衡 ①恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比。 ②气体平均相对分子质量= ③容器中气体的密度= ④气体的体积分数= 典例分析 1. 某温度时，在3 L的密闭容器中，投入1mol N2和3molH2，发生反应N2＋3H2  2NH3，一段时间后，达到平衡状态。从反应开始到达到平衡，这段时间内： ①c(N2)的变化趋势为______（填“增大”“减小”或“不变”，下同），故c(N2)不变了，________（填“能”或“不能”，下同）说明反应已经达到平衡状态； ②c(NH3)的变化趋势为______，故c(NH3)不变了，________说明反应已经达到平衡状态； 减小 能 增大 能 ③容器中气体分子数目变化趋势为________，故气体分子数不变了，________说明反应已经达到平衡状态； ④容器中压强的变化趋势为________，故压强不变了，________说明反应已经达到平衡状态； ⑤容器中气体平均相对分子质量的变化趋势为________，故气体平均相对分子质量不变了，________说明反应已经达到平衡状态； ⑥容器中气体密度变化趋势为________，故气体密度不变了，______说明反应已经达到平衡状态。 减小 能 减小 能 增大 能 不变 不能 2. 某温度时，在3 L的密闭容器中，投入3mol H2和3mol I2，发生反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，一段时间后，达到平衡状态。从反应开始到达到平衡，这段时间内： ①H2百分含量的变化趋势为________，故H2百分含量不变了，_____说明反应已经达到平衡状态； ②HI百分含量的变化趋势为_______，故HI百分含量不变了，_____说明反应已经达到平衡状态； ③I2转化率的变化趋势为________，故I2的转化率不变了，________说明反应已经达到平衡状态； 减小 能 增大 能 增大 能 ④容器中压强的变化趋势为________，故压强不变了，________说明反应已经达到平衡状态； ⑤容器中气体平均相对分子质量的变化趋势为________，故气体平均相对分子质量不变了，______说明反应已经达到平衡状态； ⑥容器中气体颜色变化趋势为_________，故气体颜色不变了，_____说明反应已经达到平衡状态。 不变 不能 不变 不能 变浅 能 【练1】恒温恒容下发生2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)，下列说法能够说明该反应已达到平衡状态的是 ①单位时间内反应2molHI的同时生成1molH2 ②1个H—H键断裂的同时有2个H—I键断裂 ③反应速率v(H2)=v(I2)=0.5v(HI) ④v正(H2)=2v逆(HI) ⑤c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=2∶1∶1 ⑥c(I2)的浓度保持不变 ⑦容器内压强不再变化 ⑧混合气体的平均相对分子质量不再变化 ⑨混合气体的颜色不再发生变化 ⑩混合气体的密度不再发生变化 A．①②⑤⑨⑩ B．②⑥⑨ C．⑥⑦⑩ D．全部 B 3．在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)⇌2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是 ①C的生成速率与C的分解速率相等    ②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB   ③A、B、C的浓度不再变化           ④恒容下，混合气体的密度不再变化 ⑤混合气体的总压强不再变化         ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB  ⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A．②⑧ B．②⑤⑧ C．①③④⑦ D．②⑤⑥⑧ A (1)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 ，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大 。 最大程度 转化率 5.化学反应的限度 N2(g) + 3H2 (g) = 2NH3(g) 起： 变： 平： 1 3 0 0.8 0.2 0.6 2.4 0.4 0.4 某温度时,在一个容积为2 L的恒容密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 (1)该反应的化学方程式为　　　　　　　　。  (2)反应开始至2 min末,以气体Z表示的平均反应速率为　　　　　　。　　　　　　1 min时,正反应速率　　　　(填“>”“<”或“=”)逆反应速率。 X(g)的平衡转化率为　　　　。  3X+Y 2Z 0.05moL/(L·min) > 30% 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。 二、化学反应条件的控制 催化剂 高温、高压 N2 + 3H2 2NH3 达到平衡时平衡混合物中NH3的含量（体积分数） 资料1 压强增大，氨的含量增大 温度升高，氨的含量降低 合成氨的 速率增大 使混合物中氨 的含量提高 压强 高压 温度 高温 催化剂 使用 分析角度 反应条件 高压 低温 不影响 一致 矛盾 10~30MPa 合成氨的适宜条件 400~500℃ 铁触媒 【小结】化工生产中化学反应条件的控制 速度 程度 小 高 大 高 加快 ※ 空气的通入量要适当，否则过量的空气会带走部分热量， 同样会造成浪费。 【思考与讨论】 为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧的反应条件？ 粉末状（接触面积足够大） 1) 燃料状态： 2) 空气用量： 3) 炉膛材料： 4) 烟道废气中的热能： 足够的空气（适当的量） 保温隔热材料（防止热量散失） 循环利用 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 cC＋dD，＝ 。 $$