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

该高中化学课件聚焦化学反应的限度，涵盖可逆反应、化学平衡状态的定义、特征及判断，通过“炼铁高炉尾气之谜”科学史话导入，搭建从反应速率到限度的学习支架，衔接知识点脉络。 其亮点在于结合科学史话激发兴趣，以大量可逆反应实例和数据表格为支撑，通过“等”“变”依据构建平衡判断模型，体现科学思维。联系工业合成氨与煤燃烧效率，渗透科学态度与责任，结构化小结助力学生系统掌握，教师可高效教学，提升学生分析能力。

第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 6.2.3 化学反应的限度 作者编号：35002 1 1. 了解可逆反应及其特点,知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态。 2.理解化学平衡状态的特征并会判断是否达平衡状态。 3.体会从限度方面去认识和调控化学反应对生产、生活和科学研究的重要性。 学习目标 预设及反馈问题 1. 化学平衡的建立过程如何理解？ 2. 如何判断化学反应达到平衡？ 作者编号：35002 课堂导入 炼铁高炉尾气之谜，阅读： 科学史话，从这一材料中，你得到什么启示？ 是一个可逆反应，反应不能进行到底！ 作者编号：35002 3 任务一:可逆反应 1.概念 在同一条件下，正反应方向(反应物→生成物)和逆反应方向(生成物→反应物)均能同时进行的化学反应。 2.特征 反应物 生成物 正、逆反应是在_________下同时进行的 同一条件 双向性 双同性 共存性 反应物和生成物_____存在 同时 (即不能完全转化) 正反应 逆反应 作者编号：35002 你学过的化学反应中哪些是可逆反应？ SO2 + H2OH2SO3 Cl2 + H2OHClO+ HCl NH3 + H2ONH3·H2O CO2 + H2OH2CO3 I2+ H22HI 2NO2N2O4 Fe3+ + 3SCN-Fe(SCN)3 PCl3+Cl2 PCl5 N2 + 3H2 2NH3 催化剂 高温、高压 2SO2+O2 2SO3 催化剂 高温 不是可逆反应，反应条件不相同。 【思考】2H2+O2 = 2H2O 和 2H2O = 2H2+O2互为可逆反应吗？ 点燃 通电 作者编号：35002 任务二:化学平衡状态的建立 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 化学反应可以从正向建立，可以从逆向建立，也可以从中间建立。 在某容积固定密闭容器中发生应： ， 各物质的浓度随反应的时间变化如下表所示： 2SO2 + O2 2SO3 正逆反应速率相等， 反应物、生成物浓度不再改变 最大 最大 为0 为0 减小 减小 增大 增大 V t V正　 V逆 V正＝V逆 ● V正 ● V逆 作者编号：35002 1.定义 在一定条件下，可逆反应中，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应物的浓度和生成物的浓度都不在改变。达到了一种表面静止的状态，我们称之为“化学平衡状态”。化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能达到的或完成的最大“限度”。 适用对象： 实质： 外在标志： 反应混合物中各组分的浓度保持不变 v(正)＝v(逆) ≠ 0 可逆反应 ✪正确理解： 化学反应的限度即该条件下的最大转化率 作者编号：35002 可逆反应 ν (正) = ν (逆) 逆 等 动 ≠0 动态平衡 定 各组分的浓度保持恒定 变 条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡 时间t V正 V逆 V正=V逆≠0 反应速率 达到平衡 0 t1 判断可逆反应是否达到平衡的直接标志。 化学平衡的本质 化学平衡的标志 2.特征 作者编号：35002 课堂练习 1、(1)1 mol N2和3 mol H2在一定条件下可完全生成2 mol NH3(　　) (2)在一定条件下，一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应所能达到的最大限度(　　) (3)化学反应在一定条件下建立平衡状态时，化学反应将会停止(　　) (4)一定条件，可通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率(　) (5)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等(　　) (6)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等(　) 作者编号：35002 2. 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 D 作者编号：35002 3.化学平衡状态的判断 【例1】一定条件下，对于可逆反应N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：下列能表示反应达到化学平衡状态的是 （1）单位时间内，有1mol N2消耗，同时有1mol N2生成 （2）单位时间内，有3mol H2消耗，同时有2mol NH3生成 （3）单位时间内，有1mol N2消耗，同时有3mol H2消耗 （4）1mol N三N 键断裂的同时有2mol N-H 键断裂 （5）2v正（N2）=v逆（NH3） (1) (5) 有正有逆 ，符合比例 作者编号：35002 【例2】一定条件下，对于可逆反应N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示，下列能表示反应达到化学平衡状态的是 （1）容器内氮气的物质的量不再改变 （2）容器内颜色不再改变 （3）恒容条件下，容器内压强不再改变 （4）恒容条件下，容器内气体密度不再改变 （5）恒容条件，容器内平均相对分子质量不再改变 (1) (3) (5) 变量不变 ρ = m总 V容器 M = m总 n总 作者编号：35002 【例3】下列说法中可以证明2HI(g) H2(g)+I2(g)（紫色） 已达到平衡状态的是___________。 ① 单位时间内生成 n mol H2 的同时生成 n mol HI ② 一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂 ③ 反应速率 v(H2) = v(I2) 时 ④ c(HI):c(H2):c(I2) = 2:1:1时 ⑤ 温度和体积一定，容器内压强不再变化时 ⑥ 温度和体积一定，混合气体的颜色不再变化时 ⑦ 条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化时 ⑧ 温度和压强一定，混合气体的密度不再变化时 ② ⑥ 作者编号：35002 一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应 A(s)+2B(g) C(g)+D(g)，当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是（ ） ①混合气体的密度 ②容器内气体的压强 ③C的体积分数 ④B物质的量浓度 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥A的转化率 练习 变式1：A(g)+2B(g) 2C(g)+D(g) A(s) C(g)+2D(g) 变式2：恒温恒压,A(g)+2B(g) C(g)+D(g)判断①是否可以表明该反应已经达到平衡状态？ 变式3：恒容绝热,A(s)+2B(g) C(g)+D(g)判断②是否可以表明该反应已经达到平衡状态？ 作者编号：35002 —“等”“变” 化学平衡状态的判断依据 直 接 速率 v(正）=v(逆） 浓度不再改变 同一物质：一正一逆 v正(A)= v逆(A) 不同物质：一正一逆，与系数成比例。 各组分的浓度、n, m, W（n）颜色、温度不再变化 变量不变 最大转化率 A的转化率最大时，A的百分含量最小； C的产率最大时，C的百分含量最大。 一审条件：恒压or恒容？ 二审方程：状态、反应前后气体量 作者编号：35002 课堂小结 (1)速率: ν正= ν逆 ①同一物质: ν生成(A) = ν消耗(A）) 直接标志 (2) 各组分的浓度保持不变 间接标志 ——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。 ②不同物质v正(A):v逆(B)=化学计量数之比 ——压强、物质的量、混合气体的r 、体系的密度等 （根据具体情况分析） 判断标志 定义 特征 逆、动、等、定、变 化学平衡状态 可逆反应 化学反应的限度 化学平衡状态的建立过程 在同一条件下，既能向正反应方向，又能向逆反应方向进行的反应。 指在一定条件下的可逆反应里，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。 作者编号：35002 任务三: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 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 最大转化率 作者编号：35002 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？ (1)促进有利的化学反应： 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。 1. 目的 (2)抑制有害的化学反应： 阅读课本，从速率和平衡的角度分析，工业上为什么通常采用400~500℃，10~30 Mpa条件合成氨气？ 合成氨工业 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。 工业合成氨 温度低，反应速率小，氨的产率高 压强大，反应速率大，氨的产率高，对动力与生产设备要求高 使用催化剂能很大程度加快反应速率 综合考虑 采用条件 温度400~500℃ 压强10~30 Mpa 使用催化剂 2. 调控 作者编号：35002 煤块粉碎成煤粉 增大其与空气中O2的接触面积 提高反应速率 煤粉燃烧更充分 通入适当过量的空气 煤粉充分燃烧 生成CO2放出能量 空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO，产生热量少，且造成污染 为实现“碳达峰”“碳中和”的目标，提高燃料的燃烧效率与热量的利用率也是重要措施之一。试回答下列问题。 (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？ 3. “提高煤的燃烧效率”的研究 (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？ (3)煤燃烧后的废气中的热量，采取什么措施可充分利用？ 减少热量损失，提高煤燃烧的效率。 可将燃烧后的废气通过热循环装置，供其他方面使用。 作者编号：35002 3.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) 课堂练习 作者编号：35002 4.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)(正反应为放热反应)，673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间(t)变化的关系如图所示。 下列叙述中正确的是（ ） A.c点正反应速率和逆反应速率相等 B.a点的正反应速率比b点的大 C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同 D.在t2时刻，正反应速率大于逆反应速率 B 作者编号：35002 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $