6.2 化学反应的速率与限度 第2课时 课件 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 人教版2019必修第二册 课时2 化学反应的限度 01 化学反应的限度 1.可逆反应 ⑴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。 一、化学反应的限度 双向性 双同性 共存性 反应物 生成物 正向反应 逆向反应 正、逆反应在同一条件下同时进行 反应物和生成物同时存在 对于可逆反应而言，反应物会转变成生成物，而生成物又会分解成反应物，那岂不是无穷尽也？ 课堂思考 请你思考！ 化学反应达到限度时反应是否已经停止了？ 某密闭容器中发生如下反应： 时间/min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 c(SO2) 1 0.7 0.5 0.35 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 c(O2) 0.5 0.35 0.25 0.18 0.1 0.05 0.05 0.05 0.05 c(SO3) 0 0.3 0.5 0.65 0.8 0.9 0.9 0.9 0.9 物质浓度 反应过程 反应速率 反应物浓度最大 生成物浓度最小 v正_____，v逆_____ 反应开始 反应物浓度逐渐减小 生成物浓度逐渐增大 反应体系中各组 分浓度不再改变 v正逐渐_____ v逆逐渐_____ v正______v逆 最大 为零 减小 增大 > 平衡时 过程中 v正______v逆 = 化学平衡状态的建立 理论分析 化学平衡状态的建立过程 v(正)>v(逆) v(正) v(逆) 时间(t) 反应处于平衡状态 t1 v(正)= v(逆) 化学平衡状态的建立 理论分析 用速率变化图像表示化学平衡状态的建立 记· 3.化学平衡状态 ⑴定义：一定条件下的可逆反应，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 ⑵特征： 一、化学反应的限度 ③动：动态平衡 ④定：平衡时，各组分的浓度保持一定 ⑤变：当外界条件改变，原平衡发生移动 ①逆：研究的对象是可逆反应 ②等：v(正)＝v(逆) ≠0(本质) 化学平衡状态是可逆反应的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度。 转化率 = 转化的量 起始的量 ×100％ 量: 质量、物质的量、体积、物质的量浓度等 化学反应的限度 化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率 同一可逆反应，改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度 如何判断化学反应达到平衡呢？ 4.判断化学平衡状态的标志 一、化学反应的限度 ⑴直接标志——“正逆反应速率相等” ①同一物质：v(正)＝v(逆) ≠0(本质) ②不同物质：生成(或消耗)速率之比等化学计量数之比 ⑵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 例1 对速率标志的理解 下列说法中，可以证明反应N2+3H2 2NH3，已达到平衡状态的是 A.单位时间内，有1mol N2反应掉，同时有1mol N2生成 B.单位时间内，有3mol H2反应掉，同时2mol NH3反应掉 C.单位时间内，有1mol N2生成，同时有2mol NH3生成 D.1个N≡N键断裂的同时有3个H-H键断裂 E.N2、H2、NH3的速率之比为1:3:2 F.1个N≡N键断裂的同时有6个N-H键形成 高温、高压 催化剂 答案：ABC 例：在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)+2B(g)⇌C(g)+D(g)已达到平衡状态的是 ①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥C、D的分子数之比为1 : 1 A．①③④⑤ B．①③⑤ C．①③④⑥ D．①②③④⑤⑥ ⑶间接标志——“变量不变” 三、变量判断 1、气体的总物质的量n、总体积V、总压强P A(g) + B(g) 2C(g) A(g) + B(g) C(g) 气体的总物质的量n 恒温恒容时的压强P 变 不变 不变 变 不变 变 恒温恒压时的气体体积V 方法：看气体化学计量数之和左右是否相等 三、变量判断 2、恒温恒容时，混合气体的密度ρ ρ= m总 v 不会变 气体质量改变，ρ是变量 对于反应：A(s)+B(g) C(g) mA+m B= mC (质量守恒） 找固体 对于反应：A(g)+B(g) C(g) 质量守恒，气体质量不变， ρ不是变量。 若方程式中有固体，则气体总质量会变化 三、变量判断 找固体 看气体系数 M= m总 n总 A(g)+B(g) 2C(g) A(g)+B(g) C(g) A(s)+B(g) C(g) m总 n总 M 不变 不变 不变 不变 变 变 变 变 不变 若方程式中有固体，则气体总质量会变化 当反应物只有固体时，百分含量，体积分数，混合气体的平均摩尔质量不变，所以不能判断平衡 例：在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)+2B(g)⇌C(g)+D(g)已达到平衡状态的是 ①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥C、D的分子数之比为1 : 1 A．①③④⑤ B．①③⑤ C．①③④⑥ D．①②③④⑤⑥ ⑶间接标志——“变量不变” 题点二　判断化学平衡状态 A.气体密度不再发生变化 B.M的物质的量浓度不再改变 C.容器内总压强不再改变 D.M、N、P、Q四种物质的物质的量之比为 4∶5∶3∶6 D 4.可逆反应2NO2(g) ⇌2NO(g)＋O2(g)在恒容密闭容器中进行： 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和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤混合气体的密度不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变 可说明该反应达到化学平衡状态的是__________。 ①④⑥⑦ A.体系压强不再变化 B.CO的浓度不再变化 C.容器内气体总质量不再变化 D.生成的CO2与消耗的CO物质的量之比为1∶1 B 02 化学反应条件的控制 二、化学反应条件的控制 重点理解 探究学习 2.化学反应条件的控制 ⑴目的 ①促进有利的反应 提高反应速率 提高反应物的转化率即原料的利用率 ②抑制有害的反应 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 ⑵工业合成氨条件的控制 ① 400~500℃ 温度较低时氨的产率较高，但温度低时反应速率小，达到平衡需要的时间很长生产成本高 ② 10 MPa~ 30 MPa 压强越大，氨的产率越高，但对动力和生产设备的要求越高 考虑因素：反应速率、平衡转化率、______和______________。 成本 实际可能性 温度 （1）原理分析：采用 以提高平衡转化率。 （2）选用条件：一般采用的温度为 。 （3）理由： 温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长。 低温 400～500 ℃ （3）理由：压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益。 压强 （1）原理分析：压强 。 （2）选用条件：一般采用的压强为 。 二、工业合成氨的适宜条件 越大越好 10～30 MPa 【例1】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) 1 .对于可逆反应：2SO2＋O2 2SO3，在混合气体中充入一定量18O2，足够长的时间后，18O原子 A．只存在于O2中 B．只存在于SO3和O2中 C．只存在于SO2和O2中 D．存在于SO2、SO3和O2中 D 2.在一定温度下，体积不变的密闭容器中，可逆反应X(g) ＋3Y(g) 2Z(g)达到平衡的标志是 C A．气体总质量最保持不变 B．X、Y、Z的分子数之比为1∶3∶2 C．X、Y、Z的浓度不再发生变化 D． X、Y、Z的浓度都相等 3.恒容容器中的可逆反应： 达到平衡的标志是______ A．H2在混合气体中的体积分数不变 B．H2、HI的浓度相等 C．H2、HI的浓度不再变化 D．H2、I2、HI的浓度比为1∶ 1 ∶ 2 E ．混合气体的颜色不再变化 F ．混合气体的质量不再变化 G ．混合气体的密度不再变化 将I2由气体改变固体，则答案为_______ 11.将一定量纯净的氨基甲酸铵(H2NCOONH4)置于密闭真空容器中(固体试样体积忽略不计),恒温下使其达到分解平衡:H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。下列能判断该反应已经达到化学平衡的是(　　) ①v(NH3)正=2v(CO2)逆 ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变 ④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变 ⑥密闭容器中CO2的体积分数不变 ⑦混合气体总质量不变 课时作业P219 感谢 您的聆听 THANKS 人教版2019必修第一册 https://www.zxxk.com/user/13354804 $