6.2 第2课时 化学反应的限度 课件-2025-2026学年高一下学期人教版化学必修第二册

第2课时 化学反应的限度 第二节 化学反应速率与限度 第六章 化学反应与能量 一个化学反应在实际进行时，反应物能否按化学方程式中相应物质的计量关系完全转变为生成物？ 高炉炼铁的工业生产中，炼制生铁所需焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需的量，而且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的CO气体。开始时，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中的比例竟然没有改变。这成了炼铁技术中的科学悬念——“炼铁高炉尾气之谜”。 高炉炼铁的主要反应 产生CO的反应 问题1.生产中所需焦炭的实际用量， 远高于按照化学方程式计算所需的量；问题2.高炉炉顶出来的气体中总是含有没有利用的CO。 工程师的想法：增加接触时间，充分反应 具体实施：增加高度 困惑：高炉尾气中CO的比例竟然没有改变。 炼铁高炉尾气之谜 问题1.生产中所需焦炭的实际用量， 远高于按照化学方程式计算所需的量； 问题2.高炉炉顶出来的气体中总是含有没有利用的CO。 工程师的想法：增加接触时间，充分反应 具体实施：增加高度 困惑：高炉尾气中CO的比例竟然没有改变。 化工厂里有很多化学反应过程与高炉中的反应相似，不能按化学方程式的计量关系完全反应，我们实验中遇到的化学反应也有类似的情形。 很多化学反应在进行时都具有可逆性，即正向反应（反应物→生成物）和逆向反应（生成物→反应物）在同时进行，只是可逆的程度有所不同并且差异很大而已。 更多化学反应事实 科学研究表明 更多化学反应事实 科学研究表明 可逆反应 定义：在同一条件下,既向正反应方向进行, 同时又向逆反应方向进行的反应。 思考与交流 (1) 水的生成（H2+O2）与电解； (2) 二次电池的放电与充电； (3) CO2和H2O在植物中通过光合作用合成糖与糖在体内氧化生成 CO2和H2O； 它们是否属于 “可逆反应”？ 都不是 因为它们的正逆反应的进行都不是在相同条件下。 可逆反应有什么特点？ 2、特点： 大部分化学反应都是可逆反应。完全反应是相对的，可逆反应是绝对的！ ①同时双向：正逆反应在同一条件下同时进行 ②不彻底：可逆反应是有限度的，正逆两个方向都不能进行到底。 即反应物的转化率一定小于100％ ③共存性：反应物与生成物同时存在。 ④有些化学反应，在同一条件下可逆程度很小，视为不可逆。 ⑤用可逆符号 ⇌ 1、下列反应不属于可逆反应的是(　　) A.SO2与O2在一定条件下生成SO3，同时SO3又分解为SO2和O2 B.N2与H2在一定条件下生成NH3，同时NH3又分解为N2和H2 C.电解水生成H2和O2，氢气在氧气中燃烧生成H2O D.SO2溶于水生成H2SO3，同时H2SO3又分解为SO2和H2O C 2、对于可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)，在混合气体中充入一定量18O，足够长的时间后，18O原子（ ） A.只存在与O2中 B.只存在与SO3和O2中 C.只存在于SO2和O2中 D.存在于SO2、SO3和O2中 D D 3、500 ℃时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入体积为10 L的恒容密闭容器中，反应达到平衡时，NH3的浓度不可能是(　　) A.0.1 mol·L－1 B.0.12 mol·L－1 C.0.05 mol·L－1 D.0.16 mol·L－1 4、 在一个密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)， 反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为：0.2mol·L-1， 0.2 mol·L-1，0.2 mol·L-1，当反应达到平衡时，可能出现的数据是 （ ） A. c(SO3)=0.4 mol·L-1 B. c(SO2)=c(SO3)=0.15 mol·L-1 C. c(SO2)=0.25 mol·L-1 D. c(O2)=0.3 mol·L-1 C “极端假设法” 当一个可逆反应进行到正反应速率和逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应的限度。 2. 反应的限度 不同的化学反应，限度有所不同； 条件改变，化学反应限度也会发生变化 2.1 定义及特点 化学反应的限度是可逆反应在一定条 件下完成的最大程度； 化学反应的限度决定了反应物在该条 件下的最大转化率。 2.2 影响化学反应的限度的因素： （1）决定因素：化学反应的限度首先决定于反应物的化学性质。不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同，反应物的最大转化率不同。 （2）外界因素：化学反应的限度受温度、浓度、压强等条件的影响。改变其中的一个条件，可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。要注意的是，压强只影响有气体物质参与或生成的可逆反应的限度。 （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，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，达到表面一种静止的状态。——这就是这个反应所能达到的限度，我们称之为化学平衡状态 前提（适用范围）：可逆反应 内在本质：v(正)= v(逆) ≠0 外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变 注意事项 一、化学反应的限度 2、化学平衡状态 所能达到或完成的最大程度 化学平衡状态 动 等 逆 定 变 各项指标保持一定 （浓度，物质的量，百分数等） 动态平衡（v(正)= v(逆) ≠0） 研究对象是可逆反应 v(正)= v(逆)≠0 条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立 新的平衡。即发生化学平衡的移动 3、化学平衡状态的特征 速率 v(正）=v(逆） 浓度不再改变 同一物质：v消耗（A）= v生成(A） 不同物质：一正一逆，与化学计量数成比例 各组分的浓度不再变化 各组分的n,m,W（n）不再变化 4、化学平衡状态的判断 注意：不是相等，也不是成一定的比值 变量不变，一定平衡；恒量不变，不一定平衡 压强不变 若m+n≠p+q 一 定 若m+n=p+q 不一定 平均相对分子质量不变 若m+n≠p+q 若m+n=p+q 一 定 不一定 密度不变 若m+n≠p+q 若m+n=p+q 不一定 不一定 颜色不变 一 定 4、化学平衡状态的判断 以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例 5.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的或完成的 ，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 以3H2+N2 2NH3为列分析,判断下列情形是否达到平衡状态? (1) 若有1molN2消耗，则有1molN2生成。 (2) 若有1molN2消耗，则有3molH2生成。 (3) 若有1molN2消耗，则有2molNH3生成。 (4) 若有1molN≡N键断裂，则有6molN﹣H键断裂。 (5) 若有1molN≡N键断裂，则有6molN﹣H键生成。 (6) 若反应体系中N2、H2、NH3的百分含量不变。 (7) 反应体系中平均相对分子质量一定。 (8) 若体系的体积一定，气体的密度一定。 (9) 若体系的体积一定，气体的压强一定。 是 否 是 是 是 是 否 是 否 【课堂练习】 5.反应的限度 发现 任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同，转化率小于100%。 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，即改变该反应的化学平衡状态。 2SO2＋O2 2SO3 例：已知反应 起始时，向1L密闭容器中通入3molSO2和1molO2,达到平衡后，SO2的浓度不可能是 A 1.2mol/L B 1.5mol/L C 1.0 mol/L D 1.3mol/L 假如测得平衡时，SO3的浓度为1.2mol/L ，求SO2的转化率 资料1 达到平衡时平衡混合物中NH3的含量（体积分数） 0.1 10 20 30 60 100 200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8 300 2.2 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6 400 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8 500 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5 600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4 Pa NH3含量 温度 分析：达到平衡时混合物中NH3的含量随温度、压强的变化发生怎样的变化？ 压强增大，氨的含量增大 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 课本48 反应是有条件的！ 化学反应的条件是可以控制的 1、控制反应条件的意义 （1）促进有利的化学反应： 提高反应速率，提高反应物的转化率（原料的利用率） （2）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 二、化学反应条件的控制 三、化学反应条件的控制 2、控制反应条件的基本措施 （1）控制反应速率的措施：改变温度、反应物或产物的浓度、 气体压强、固体表面积及使用催化剂 （2）控制转化率的措施：改变温度、反应物或产物的浓度、 气体压强 3、化工生产中控制反应条件的原则 在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性 课堂小结 归纳总结 可逆反应 化学反应的限度 化学平衡状态 定义 特点 判断 定义 特点 判断 逆、等、动、定、变 化学反应条件的控制 目的 调控 谢谢聆听！ $