6.2.3 化学反应的限度 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 课时2 化学反应的限度 人教版 化学 必修第一册 你了解吗？ 炼铁高炉 为什么要高炉？ 煤气中的 CO 在上升途中持续还原矿石，自身被氧化为 CO2，最大限度发挥还原剂作用。 1. 还原剂 CO 生成 C＋CO2 2CO Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温 C＋O2 == 2CO2 高温 2. 铁的还原 高温 （阅读课本P48 科学史话） 课本 P48 炼铁高炉尾气之谜 我们已增加了高炉的高度，怎么高炉尾气中的CO量没有减少呢？ 这成了炼铁技术中的科学悬念。 你了解吗？ 炼铁高炉 1. 还原剂 CO 生成 C＋CO2 2CO Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温 C＋O2 == 2CO2 高温 2. 铁的还原 高温 可逆反应！！反应不能进行到底！！！ 达到化学平衡状态！ 课本 P48 化学反应是有限度的，有些能进行地比较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。 化学反应的限度 2026/5/1 5 核心内容 1.可逆反应 一、化学反应的限度 课本 P46大本 P51 ①定义：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。 注：向生成物方向进行的反应叫做正反应， 　　向反应物方向进行的反应叫做逆反应。 书写可逆反应的化学方程式时，不用“ === ”，用 “ ”。 ②特征： ③常见的可逆反应 一、化学反应的限度 2SO2+O2 2SO3 催化剂 Cl2+H2O HClO+HCl SO2+H2O H2SO3 核心内容 1.可逆反应 课本 P46大本 P51 【思考】 以下反应是可逆反应吗？ 2H2＋O2 2H2O 点燃 2H2O 2H2↑＋O2↑ 通电 可逆反应 判断依据： 同一条件 同时进行 一、化学反应的限度 思考与交流 比较两个反应方程式对应表中数据，你能发现什么？ n(H2)/mol 2 2 2 2 2 n(O2)/mol 0.5 1 5 10 100 反应结束后H2物质的量 1 0 0 0 0 表1：反应 O2 + 2 H2 === 2 H2O中， 点燃 n(H2)/mol 3 3 3 3 3 n(N2)/mol 0.5 1 5 10 100 反应结束后H2物质的量 1.8 0.4 0.24 0.15 0.08 表2：反应 N2 + 3 H2========= 2 NH3中， 催化剂 高温高压 化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。 【思考】 　　什么样的反应在给定条件下的进程有一定的限度？ 一、化学反应的限度 ④可逆反应有一定的限度 核心内容 1.可逆反应 课本 P47大本 P51 化学平衡状态 　　在某固定密闭容器中发生反应： 各物质的浓度随反应的时间变化如下表所示： 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 　　①此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度? 　　 0~50 min O2的速率？ 0.09 mol/(L·min) ②此时的反应是否停止了？ ③此时为何三种物质的浓度保持不变? 一、化学反应的限度 ④可逆反应有一定的限度 核心内容 1.可逆反应 化学平衡状态 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 ①试着画出密闭容器内SO2、O2、SO3的浓度随时间变化的图像 ②该反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线图 反应开始时 反应进行时 反应50min后 宏观 物料角度 c(反应物) ____ 0 c(反应物) ______ c(反应物)______ c(生成物) ____ 0 c(生成物) ______ c(生成物)______ 微观 速率角度 v正 ____ 0 v正 ______ v正 ______ v逆 ____ 0 v逆 ______ v逆 ______ > = > = 减小 增大 减小 增大 不变 不变 不变 不变 生成物 时间 浓度 O 反应物 时间 速率 O 正反应 逆反应 课本 P47大本 P51 一、化学反应的限度 核心内容 2.化学平衡状态 v(正)=v(逆) ≠0 各物质浓度不变 ①定义： （书本概念） 在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时， 正反应速率和逆反应速率相等， 反应物和生成物浓度不再发生变化， 达到一种表面静止的状态， 这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 所能达到或完成的最大程度（反应的限度） 课本 P47大本 P51 生成物 时间 浓度 O 反应物 时间 速率 O 正反应 逆反应 适用范围：可逆反应 内在本质 外在标志 注：未停止！处于动态平衡！ 大本P52 一、化学反应的限度 典例剖析 【例1】在一定条件下,乙烷生成乙烯的反应C2H6(g) C2H4(g)+ H2(g)达到平衡后(　　)。 A.C2H6的浓度保持不变 B.C2H6仍在不断分解,其浓度不断减小 C.C2H6的分解速率大于其生成速率 D.C2H4仍在不断生成,其浓度不断增加 A 一、化学反应的限度 核心内容 2.化学平衡状态 课本 P47大本 P52 ②特征 逆 定 动 等 变 化学平衡状态研究的对象是可逆反应 达到化学平衡状态后，各组分浓度不再改变，不随时间变化而变化 达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等 化学平衡是一种表面静止状态，反应并未停止，是一种动态平衡 外界条件改变时，原平衡状态将被打破，再在新条件下建立新的平衡 反应物的转化率最大： (转化率= ×100%) 产物的产率最大：(产率= ×100%) 平衡结果 各组分的量保持不变 不是相等 也不是计量数之比 变量不变 即平衡 1.对于可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),在混合气体中充入一定量的18O2,足够长的时间后,18O原子(　　)。 A.只存在于O2中 B.只存在于O2和SO3中 C.只存在于O2和SO2中 D.存在于SO2、O2和SO3中 大本P52 一、化学反应的限度 D 学以致用 3 2 υ(NH3)逆 一、化学反应的限度 核心内容 2.化学平衡状态 课本 P47大本 P53 ③判断/依据/标志 (一定条件下) v正=v逆 浓度不再改变 如何理解v正＝v逆 ? 一定条件下，可逆反应： ① 单位时间内，有1 mol N2反应掉，同时有________生成 ② 单位时间内，有2 mol NH3生成，同时有__________消耗 ③ 单位时间内，有1 mol H2生成，同时有__________消耗 1 mol H2 a.同一物质 ⑤ 单位时间内，有1 mol N三N键断裂，则6 mol N—H键断裂 总结 转化为同一物质 v正＝v逆 b.不同物质 ④ 单位时间内，有3 mol H2消耗，同时有2 mol NH3消耗 υ(H2)正 正逆反应速率比 等于计量数之比 本质特征（微观） 【思考】v(N2)=1 mol/(L·min)，v(NH3)=2 mol/(L·min)，此时平衡吗？ 一、化学反应的限度 核心内容 2.化学平衡状态 课本 P47大本 P53 ③判断/依据/标志 (一定条件下) v正=v逆 浓度不再改变 a.各组分的量（质量、物质的量、浓度）不变 一定条件下，可逆反应： ① 若N2、H2、NH3物质的量一定，反应是否达到平衡状态？ ② 若N2、H2、NH3物质的量分数呢？ ③ 若N2、H2、NH3质量呢？ ④ 若N2、H2、NH3质量分数呢？ 宏观特征 √ ⑤ 若N2、H2、NH3体积分数呢？ √ √ √ √ H2(g) + I2(g) = 2HI(g) 反应前后各物质的质量、物质的量、物质的量浓度、百分含量、体积分数、气体颜色等保持恒定(不随时间而改变)时，反应达到平衡。 大本P53 学以致用 2.可逆反应2NO2 2NO+O2为吸热反应,一定条件下在容积固定的密闭容器中进行,下列描述中能说明反应达到平衡状态的是(　　)。 ①单位时间内生成a mol O2的同时生成2a mol NO2 ②单位时间内生成a mol O2的同时生成2a mol NO ③用NO2、NO、O2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 ⑧体系的温度不再改变的状态 ⑨反应物NO2的转化率不再改变的状态 A.①④⑥⑦⑧⑨ 一、化学反应的限度 核心内容 2.化学平衡状态 课本 P47大本 P53 ③判断/依据/标志 (一定条件下) v正=v逆 浓度不再改变 b.反应物和生成物的总量（气体的总物质的量/总压强/总体积）不再发生变化，平衡？ 一定条件下，可逆反应： ① 反应前后，物质总物质的量如何变化？ ② 温度一定，恒容时，气体物质的量与压强是什么关系？ ③ 温度一定，恒压时，气体物质的量与体积是什么关系？ 宏观特征 H2(g) + I2(g) = 2HI(g) 不一定 c.混合气体的密度不再发生变化，平衡？ ① 恒温恒容下？ ② 恒温恒压下？ 不一定 d.反应物的转化率、反应体系温度不再发生变化，平衡？ 一定 ρ=m/V 方程式左右两边气体系数之和不同的反应，p、ρ、气体的总物质的量、气体平均分子质量不变时，反应达到平衡。 变量不变 即平衡 练习思考 反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 是否平衡 压强 x＋y≠p＋q时，总压强一定 x＋y＝p＋q时，总压强一定 气体密度 若体系的体积不变，密度一定 混合气体平均相对分子质量 当m+n≠p+q时，平均相对分子质量一定 当m+n=p+q时，平均相对分子质量一定 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 温度 体系温度一定(其他不变) 平衡 不一定 平衡 不一定 平衡 判断下列条件下，恒温恒容时发生的反应是否达到平衡？ 平衡 不一定 练习思考 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 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 C 练习思考 一定温度下，某一恒容的密闭容器内发生反应：A(g)＋3B(g) 2C(g)，达平衡的标志是 A．C的生成速率与C的分解速率相等 B．容器内混合气体的密度不随时间而变化 C．单位时间生成n mol A，同时生成3n mol B D．A、B、C的物质的量之比为1∶3∶2 A 大本P53 典例剖析 【例2】炭在火炉中燃烧很旺时,在往炉膛底内的热灰上喷洒少量水的瞬间,炉子内火会更旺,这是因为发生了反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),在某恒温恒容反应器中模拟该反应,下列不能作为反应达到平衡状态的标志的为(　　)。 A.压强不变 B.v正(H2O)=v正(CO) C.混合气体的密度不变 D.CO的体积分数不变 B 一、化学反应的限度 小结 反应 达到 化学 平衡 的 标志 直接标志 v正=v逆 同一物质 生成速率等于其消耗速率 不同物质 一物质生成速率与另一物质消耗速率之比等于化学计量数之比 生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比 各组分的量保持不变 浓度不随时间的改变而改变 质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变 方程式两边的物质： 方程式同一边物质： 间接标志 变量不变 如果一个物理量随着反应的进行而改变，当其不变时反应达到平衡状态 随反应的进行保持不变的物理量，不能作为平衡状态的判断依据 大本 P53 一、化学反应的限度 特别提醒 大本 P53 特别提醒 (1)判断化学平衡状态的“三关注”。 ①关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压,还是绝热恒容; ②关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应; ③关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。 思考 二、化学反应条件的控制 常压 核心内容 1.影响平衡状态(反应限度)的因素 二、化学反应条件的控制 化学平衡是在给定条件下化学反应所能达到的或完成的 最大限度 最大转化率 改变条件 改变限度 （改变化学平衡） ①改变温度、浓度，化学平衡(反应限度)一定改变 ②改变压强，化学平衡不一定改变 ③加入催化剂只能改变反应速率， 但不改变化学平衡(反应限度) 这就需要进行化学反应条件的控制 课本 P47大本 P51 2.化学反应条件的控制 二、化学反应条件的控制 主要内容 课本 P47大本 P51 （1）目的 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 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 （2）化工生产 提高反应的程度，控制反应条件 考虑控制条件的成本和实际可能性 2.化学反应条件的控制 工业合成氨条件的控制 二、化学反应条件的控制 主要内容 课本 P48大本 P51 目的 促进有利的反应 抑制有害的反应 化工生产 提高反应的程度，控制反应条件 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 压强越大，氨的产率越高，但对动力和生产设备的要求越高 400～500℃ 10 MPa～30 MPa 常压下SO2的转化率很大 常压下氮的转化率很小 实际生产中用高压 二、化学反应条件的控制 思考与讨论 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。） 总结与提升 课本 P48大本 P52 基本措施 改变反应速率 改变反应限度 改变温度、浓度、气体的压强、 固体的表面积以及催化剂的合理使用等 改变温度、浓度、气体的压强等 提高燃料燃烧效率的具体措施： (1)将煤研细，增大与氧气的接触面积，加快反应速率；使用助燃剂 (2)适当过量的空气有利于煤的充分燃烧； (3)炉(灶)膛材料采用保温性能好的的耐高温材料； (4)废气中的热量可用于供暖或发电等。 思考与讨论 课本 P45 思考与讨论 下列调控反应速率的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响反应速率的因素？ （1）向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。 （2）把食物存放在冰箱里，在糕，点包装内放置除氧剂可以延长食品保质期。 （3）做化学实验时，为加速反应的进行，通常将块状或颗粒状的固体试剂研细并混匀。 （4）铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同。 （1）反应物浓度、固体表面积 向炉膛鼓风→增大氧气浓度；用煤粉代替煤块→增大固体接触面积。 （2）温度、反应物浓度：放冰箱→降低温度；除氧剂→降低氧气浓度。 （3）固体表面积：研细固体→增大反应物接触面积。 （4）反应物浓度：纯氧中 O2浓度远大于空气中，反应更剧烈。 利用反应速率与化学平衡 调控外界条件提高生产效率 小结 化学平衡状态的判断 从“速率”角度 一看方向 正反应速率、逆反应速率 二看数值 同种物质： v(正)A＝v(逆)A 异种物质： v(正)A:v(逆)B等于A、B的化学计量数之比 从“变量”角度 变化的量 不再变化 变量不变 必须是变化量 大本P54 3.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义。在673 K、30 MPa下的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是(　　)。 A.点A的正反应速率比点B的小 B.点C处反应达到平衡 C.点D(t1时刻)和点E(t2时刻)处n(N2)不一样 D.点E处反应达到平衡 D 大本P57 学以致用 X、Y、Z为三种气体,把a mol X和 b mol Y充入一密闭容器中,发生反应X+2Y 2Z。达到平衡时,若它们的物质的量满足:n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为(　　)。 B 35 小本P21 1.在密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是(　)。 A.SO2为0.4 mol·L-1,O2为0.2 mol·L-1 B.SO2为0.25 mol·L-1 C.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1 D.SO3为0.4 mol·L-1 B 极限思维 36 小本P21 B 从三段式找突破口 37 小本P22 A 38 小本P22 T3 BC BCD 39 小本P22 T4 30% 7:10 从三段式找突破口 40 课本 P49-51 余下习题 小本 P21-22 各班收两本时间↓ 作业 错题本 笔记本 周六 周三晚 41 Strength Of A Thousand Men Two Steps From Hell Nero, track 5 139865.42 eng - 163 key(Don't modify):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 Lavf58.12.100 A.×100% B.×100% C.×100% D.×100% $