《化学反应的限度-化学反应条件的控制》课件

第六章化学反应与能量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一、一、化学反应限度化学反应限度1.1.可逆反应可逆反应:【想一想想一想】什么是可逆反应什么是可逆反应?它有什么特点它有什么特点?提示提示:在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行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叫可逆反应。特点如下的化学反应叫可逆反应。特点如下:2.2.化学平衡的建立化学平衡的建立:(1)(1)化学平衡建立的分析化学平衡建立的分析:浓度对速率的影响的角度浓度对速率的影响的角度:在一定条件下在一定条件下,向反应容器中加入向反应容器中加入N N2 2和和H H2 2发生反应发生反应:N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3。浓度浓度速率变化速率变化v v正正、v v逆逆关系关系开始开始反应物浓度反应物浓度_v v正正_v v正正_v_v逆逆生成物浓度生成物浓度_v v逆逆_变化变化反应物浓度反应物浓度_v v正正_v v正正_v_v逆逆生成物浓度生成物浓度_v v逆逆_平衡平衡反应物浓度反应物浓度_v v正正_v v正正_v_v逆逆生成物浓度生成物浓度_v v逆逆_最大最大最大最大最小最小最小最小 减小减小减小减小增大增大增大增大 不变不变不变不变不变不变不变不变=利用速率利用速率时间时间(v v-t t)图象分析图象分析:(2)(2)化学平衡状态的概念化学平衡状态的概念:在一定条件下在一定条件下,可逆反应进行可逆反应进行到一定程度时到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等正反应速率和逆反应速率相等,反应物反应物的浓度和生成物的浓度都的浓度和生成物的浓度都_,_,达到一种表面静止达到一种表面静止的状态。的状态。不再改变不再改变【想一想想一想】在已达到平衡的可逆反应在已达到平衡的可逆反应2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3中中,由由1818O O2 2代代替等物质的量的替等物质的量的O O2 2。一段时间后。一段时间后,1818O O存在于哪些物质中存在于哪些物质中?提示提示:化学平衡是动态平衡化学平衡是动态平衡,1818O O2 2代替等物质的量的代替等物质的量的O O2 2后后,1818O O2 2与与SOSO2 2结合生成含结合生成含1818O O的的SOSO3 3,同时含同时含1818O O的的SOSO3 3分解分解,使使SOSO2 2、O O2 2中也含有中也含有1818O,O,因此因此1818O O存在于存在于SOSO2 2、O O2 2、SOSO3 3这三种这三种物质中。物质中。(3)(3)化学反应的限度化学反应的限度:化学平衡状态是可逆反应达到给定条件下所能达到化学平衡状态是可逆反应达到给定条件下所能达到的的_。任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。限度。改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应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的限度,即改变该反应的化学平衡。即改变该反应的化学平衡。最大程度最大程度【巧判断巧判断】(1)(1)一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应所能达到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。的最大限度。()提示提示:。化学平衡状态是可逆反应达到给定条件下所。化学平衡状态是可逆反应达到给定条件下所能达到的最大程度能达到的最大程度,条件改变限度可能改变。条件改变限度可能改变。(2)(2)化学反应达到平衡状态时化学反应达到平衡状态时,该反应停止了。该反应停止了。()提示提示:。可逆反应是动态平衡。可逆反应是动态平衡。(3)(3)可逆反应达到平衡状态时可逆反应达到平衡状态时,各反应物、生成物的浓各反应物、生成物的浓度相等。度相等。()提示提示:。可逆反应达到平衡状态时。可逆反应达到平衡状态时,各反应物、生成各反应物、生成物的浓度不再改变物的浓度不再改变,并非相等。并非相等。二、化学反应条件的控制二、化学反应条件的控制1.1.目的目的:2.2.化工生产中反应条件的调控化工生产中反应条件的调控:(1)(1)考虑因素考虑因素:化工生产中调控反应条件时化工生产中调控反应条件时,需要考虑控制反应条件需要考虑控制反应条件的的_和和_。成本成本实际可能性实际可能性(2)(2)实例实例合成氨生产条件的选择合成氨生产条件的选择:【情境情境思考思考】生活中有很多现象都存在化学知识生活中有很多现象都存在化学知识,如炉火越扇越旺如炉火越扇越旺,但蜡烛的火焰一扇就灭。但蜡烛的火焰一扇就灭。(1)(1)同样是扇风结果为什么不同同样是扇风结果为什么不同,试解释其中的原因试解释其中的原因?提示提示:“炉火越扇越旺炉火越扇越旺”是扇风为燃烧提供了足量的氧是扇风为燃烧提供了足量的氧气促进燃烧气促进燃烧;“;“蜡烛的火焰一扇就灭蜡烛的火焰一扇就灭”是由于空气流动是由于空气流动带走大量的热量带走大量的热量,使温度降低使温度降低,低于了蜡烛的着火点。低于了蜡烛的着火点。(2)(2)为了提高燃料的燃烧效率为了提高燃料的燃烧效率,应如何调控燃烧反应的应如何调控燃烧反应的条件条件?提示提示:燃料与空气或氧气接触燃料与空气或氧气接触,且空气要适当过量。且空气要适当过量。尽可能使燃料充分燃烧尽可能使燃料充分燃烧,提高能量的转化率。提高能量的转化率。尽可尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热量能充分地利用燃料燃烧所释放出的热量,提高热能的利提高热能的利用率。用率。知识点化学反应知识点化学反应(限度限度)平衡状态的理解和判断平衡状态的理解和判断【重点释疑重点释疑】1.1.化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征“五字诀五字诀”:2.2.化学平衡状态判断化学平衡状态判断“三关注三关注”“”“一等一不变一等一不变”(1)(1)三关注三关注:关注反应条件关注反应条件,是恒温恒容是恒温恒容,恒温恒压恒温恒压,还是绝热恒容还是绝热恒容容器容器;关注反应特点关注反应特点,是等体积反应是等体积反应,还是非等体积反应还是非等体积反应;关注特殊情况关注特殊情况,是否有固体参加或生成是否有固体参加或生成,或固体的分或固体的分解反应。解反应。(2)(2)一等一不变一等一不变:【易错提醒易错提醒】(1)(1)化学平衡的实质是同种物质的正、逆化学平衡的实质是同种物质的正、逆反应速率相等。用不同物质的正、逆反应速率判断是反应速率相等。用不同物质的正、逆反应速率判断是否达到化学平衡状态时否达到化学平衡状态时,要根据化学反应速率之比等于要根据化学反应速率之比等于化学计量数之比化学计量数之比,转化为同种物质的速率进行比较。转化为同种物质的速率进行比较。(2)(2)利用利用v v(正正)=)=v v(逆逆)0)0判断平衡状态时注意判断平衡状态时注意:反应速率反应速率必须是一正一逆必须是一正一逆,不能都是不能都是v v(正正)或都是或都是v v(逆逆)。【思考思考讨论讨论】某恒温恒容密闭容器中某恒温恒容密闭容器中,发生如下反应发生如下反应:2A(g)+B(g):2A(g)+B(g)3C(g)+D(s),3C(g)+D(s),混合气体的压强不再改变能否表明混合气体的压强不再改变能否表明该反应已达到平衡状态该反应已达到平衡状态?提示提示:不能。不能。D D是固体是固体,反应前后气体的物质的量不变反应前后气体的物质的量不变,由于容器的体积不变由于容器的体积不变,故气体的压强始终不变故气体的压强始终不变,因此压因此压强不再改变强不再改变,不能表明该反应已达到平衡状态。不能表明该反应已达到平衡状态。【案例示范案例示范】【典例典例】在一个体积固定的密闭容器中在一个体积固定的密闭容器中,进行的可逆进行的可逆反应反应A(s)+3B(g)3C(g)A(s)+3B(g)3C(g)。下列叙述中表明可逆反。下列叙述中表明可逆反应一定达到平衡状态的是应一定达到平衡状态的是 世纪金榜导学号世纪金榜导学号()CC的生成速率与的生成速率与C C的分解速率相等的分解速率相等;单位时间内生成单位时间内生成a a mol A,mol A,同时生成同时生成3 3 a a mol B;B mol B;B的浓度不再变化的浓度不再变化;混合气体总的物质的量不再发生变化混合气体总的物质的量不再发生变化;A;A、B B、C C的的物质的量之比为物质的量之比为133;133;混合气体的密度不再变化混合气体的密度不再变化A.A.B.B.C.C.D.D.【思维建模思维建模】解答有关化学平衡标志的思维流程如下解答有关化学平衡标志的思维流程如下:【解析解析】选选C C。C C的生成速率与的生成速率与C C的分解速率相等的分解速率相等,说说明正逆反应速率相等明正逆反应速率相等,故故正确正确;化学反应速率之比化学反应速率之比等于化学计量数之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡状态无论是否达到平衡状态,都存在都存在单位时间内生成单位时间内生成a a mol A,mol A,同时生成同时生成3 3 a a mol B,mol B,故故错错误误;当反应达到化学平衡状态时当反应达到化学平衡状态时,各物质的浓度不变各物质的浓度不变,故故正确正确;气体反应物与气体生成物的化学计量数之气体反应物与气体生成物的化学计量数之和相等和相等,无论是否达到平衡状态无论是否达到平衡状态,混合气体总的物质混合气体总的物质的量都不变的量都不变,故故错误错误;平衡时各物质的物质的量取平衡时各物质的物质的量取决于起始配料比以及转化的程度决于起始配料比以及转化的程度,不能作为判断是否达不能作为判断是否达到平衡状态的依据到平衡状态的依据,故故错误错误;A;A为固体为固体,当气体的总当气体的总质量不变时质量不变时,反应达到平衡状态反应达到平衡状态,故故正确。正确。【母题追问母题追问】(1)(1)混合气体的平均相对分子质量不变能混合气体的平均相对分子质量不变能否说明该反应达到平衡否说明该反应达到平衡?提示提示:能。根据能。根据M M=,=,A A是固体是固体,反应前后气体的物质的反应前后气体的物质的量不变量不变,但质量是改变的但质量是改变的,因此当平均相对分子质量不因此当平均相对分子质量不再改变时再改变时,说明达到平衡。说明达到平衡。(2)(2)若若A A为气体为气体,中能够说明反应达到平衡状态的中能够说明反应达到平衡状态的有哪些有哪些?提示提示:。A A为气体为气体,则反应前后气体的总物质的量则反应前后气体的总物质的量不相等不相等,则则能够说明达到平衡能够说明达到平衡;气体的质量和体积都气体的质量和体积都不变不变,则密度始终不变则密度始终不变,不能说明达到平衡。其他与原不能说明达到平衡。其他与原题一致。题一致。【迁移迁移应用应用】(2019(2019淮北高一检测淮北高一检测)在恒温下的密闭容器中在恒温下的密闭容器中,有可有可逆反应逆反应:2NO+O:2NO+O2 2 2NO 2NO2 2(正反应为放热反应正反应为放热反应),),不能说明不能说明已经达到平衡状态的是已经达到平衡状态的是 世纪金榜导学号世纪金榜导学号()A.A.正反应生成正反应生成NONO2 2的速率和逆反应生成的速率和逆反应生成O O2 2的速率相等的速率相等B.B.反应容器中压强不变反应容器中压强不变C.C.混合气体颜色深浅保持不变混合气体颜色深浅保持不变D.D.混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化【解析解析】选选A A。该反应是一个反应前后气体物质的量不。该反应是一个反应前后气体物质的量不相等的反应相等的反应,因此混合气体的平均相对分子质量、压强因此混合气体的平均相对分子质量、压强以及颜色保持不变以及颜色保持不变,即说明达到平衡。即说明达到平衡。A A中表示的速率中表示的速率虽然方向相反虽然方向相反 ,但速率之比不等于化学计量数之比但速率之比不等于化学计量数之比,即即应该是正反应生成应该是正反应生成NONO2 2的速率和逆反应生成的速率和逆反应生成O O2 2的速率的的速率的2 2倍相等倍相等,故故A A错。错。【补偿训