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2课时 化学反应的限度　化学反应条件的控制 人教版必修第二册 第六章 化学反应与能量 创设情境 化学反应是否存在限度？ 人们发现：从高炉炉顶出来的气体中总是含有没有利用完的CO。为什么？ 成都东郊记忆中炼铁炉为什么那么高？ 活动元一 可逆反应的定义 任务1 ：请同学们回顾已知并回答可逆反应是什么？ 同一时间，在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“=”，用“ ”。 双向性 双同性 共存性 正、逆反应是在同一条件下同时进行的 反应物和生成物同时存在，任一反应物的转化率小于100% 正向反应 逆向反应 反应物 生成物 活动元一 可逆反应的定义 ①N2＋3H2 2NH3 (　　) ②NH3＋H2O NH3·H2O (　　) ③Cd＋2NiO(OH)＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2 (　　) ④2H2O = 2H2↑＋O2↑ (　　) 【评价训练】 (1)以下几个反应是否是可逆反应？ √ √ × × 催化剂 高温高压 活动元一 可逆反应的定义 【回顾已知】请同学们回忆学过哪些可逆反应？ 活动元一 可逆反应的定义 试剂：0.01 mol·L－1KI溶液、0.01 mol·L－1 FeCl3溶液、0.1 mol·L－1 KSCN溶液， 现象：加入KSCN溶液后，溶液变为红色，说明溶液中仍然存在Fe3＋ KI溶液 滴加 FeCl3溶液 滴加 KSCN溶液 分析：说明溶液中仍然存在Fe3＋，在I－过量的情况下，Fe3＋仍然没完全反应，说明某些化学反应不能进行到底，存在一定的限度。 任务2 ：请根据实验药品设计实验证明Fe3+和I-反应是可逆反应？ 2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I2 活动元一 可逆反应的定义 【思考交流】 可逆反应是如何进行到它的最大限度的呢？ 例：在一定条件下向反应容器中加入一定量的SO2和O2发生反应： 【问题2】反应过程中，浓度、速率有什么特点？ 【问题3】 反应开始一段时间后，浓度、速率有什么特点？ 【问题4】 用图像描述 v正 和 v逆 变化规律是怎么样的 ？ 【问题1】反应刚开始时，浓度、速率有什么特点？ 逆反应方向 正反应方向 活动元二 化学平衡状态的建立与特点 任务3 ：结合反应 ，随着反应的进行，正、逆反应速率各如何变化？尝试用速率-时间图表示出来。 2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I2 v正’= v逆’≠0 t v (化学平衡状态） v正 v逆 t' 正逆反应速率相等 各物质浓度不再改变，达到该条件下的最大限度 表面静止，动态平衡 条件改变，状态可能会变 ①“逆”：只适用于可逆反应 ②“等”： ③“定”： ④“动”： ⑤“变”： 小结：化学平衡状态的特征 活动元二 化学平衡状态的建立与特点 【回归教材】请同学们回归教材P47，思考化学平衡状态是什么？ 如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度都不再改变，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。 化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大程度，即该反应进行的限度。 活动元二 化学平衡状态的建立与特点 【讨论交流】请同学们讨论交流如何理解化学反应限度的内涵？ ①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下转化为生成物的最大转化率。 ②同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。 活动元二 化学平衡状态的建立与特点 【思考与交流1】：必修一中氯气与水的反应为 Cl2 +H2O HCI + HCIO 而实际上新制氯水呈现浅黄绿色，说明该反应为可逆反应，该反应达到化学平衡状态时，各物理量有什么特点？ 氯水的颜色、溶液的pH、c(Cl-)、c(HCIO)均保持不变（变量不变） 活动元二 化学平衡状态的建立与特点 【思考与交流2】：为了获得更好的口感，碳酸饮料在制作过程中，会用高压设备将CO2注入液体中。我们购买的碳酸饮料在打开的瞬间，往往能听到“叫”的一声，你能利用所学知识解释这个现象吗？该现象说明什么问题？ 结论：条件发生变化时，化学平衡状态可能会发生改变。（动态平衡） 除压强外，浓度、温度的改变也可能引起限度的改变。 活动元二 化学平衡状态的建立与特点 教材P50 活动元二 化学平衡状态的建立与特点 【归纳总结】请同学们于教师共同建构出化学平衡状态的判断依据有哪些？ 活动元二 化学平衡状态的建立与特点 【变式训练】 一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应： 。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 √ √ × × × 活动元二 化学平衡状态的建立与特点 可逆反应2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)在容积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是__________(填序号)。 ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 ①④⑥⑦ 【评价训练2】 高炉炼铁时发生反应： Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)，该反应是可逆反应，反应进行到一定程度时达到反应的最大限度，只增加高炉的高度，不改变其他反应条件，高炉尾气中CO的比例不会改变。 《高炉炼铁之谜》 问题：高炉增高后，高炉尾气中的CO比例竟没有改变，这是什么原因呢？ 回顾情境 活动元三 化学反应条件的控制 活动元三 化学反应条件的控制 化学反应条件的调控 快慢 限度 化学反应速率 温度 压强 催化剂 温度高，反应速率大 压强大，反应速率大 使用催化剂能很大程度加快反应速率 化学反应的限度 活动元三 化学反应条件的控制 思考：不同条件对合成氨化学反应限度的影响规律？ 活动元三 化学反应条件的控制 化学反应条件的调控 快慢 限度 化学反应速率 温度 压强 催化剂 温度高，反应速率大 压强大，反应速率大 使用催化剂能很大程度加快反应速率 化学反应的限度 温度低，氨的产率高 压强大，氨的产率高 压强大，对动力与生产设备要求高 采用条件 温度400~500℃ 压强10~30 Mpa 使用催化剂 化工生产中调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。 活动元三 化学反应条件的控制 【问题1】在化工生产中，利用化学反应时，我们除了关注化学反应的物质和能量变化外，还应关注哪些方面的问题？ 【问题2】如何促进有利的化学反应？ 【问题3】如何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。 提高反应速率；提高反应物的转化率，即原料的利用率。 【思考交流】 请同学们结合以下问题，思考化学反应条件控制的目的是什么？ 促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应 活动元三 化学反应条件的控制 【思考交流】 阅读教材P47，请同学们思考化学反应条件控制的目的、思路、方法是什么？ 改变化学反应的速率 改变可逆反应进行的程度 促进有利的化学反应 抑制有害的化学反应 合适的浓度、温度、 压强、催化剂 化学反应条件的控制 目的 方法 思路 活动元三 化学反应条件的控制 【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？ 【问题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？ 【问题3】煤燃烧后的废气中的热量，采取什么措施可充分利用？ 活动元三 化学反应条件的控制 下列措施可以提高燃料燃烧效率的是（ ） 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　 ⑤将煤气化处理　⑥通入适当过量的空气 A.①③④⑤ B.②③⑤⑥ C.③④⑤⑥ D.①②③④ C 【评价训练1】 活动元三 化学反应条件的控制 【评价训练2】 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”可以防止杂质与催化剂作用，降低其活性 (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)   $$