人教版高中化学必修二课件2.3.2

第2课时化学反应的限度1.认识可逆反应及其特征。2．了解并会判断化学平衡状态。3．初步了解化学反应条件的控制。学习目标一、化学反应的限度1．可逆反应(1)定义：在同一条件下____________和____________均能进行的化学反应。(2)特点①正向反应和逆向反应________进行。②一定条件下，反应物不可能________转化为生成物，即反应物的转化率不可能达到________。正反应方向逆反应方向同时全部100%(3)表示：书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“__→______”。如N2和H2合成氨的化学方程式为_______________________________________________。N2＋3H2催化剂加热、加压2NH32．化学平衡(1)化学平衡的建立①反应开始时：v(正)最大，v(逆)为________。②反应过程中：反应物浓度逐渐减少→v(正)逐渐________，生成物浓度逐渐增大→v(逆)从________开始逐渐________。③反应达到平衡时：v(正)________v(逆)，反应物和生成物的浓度________。0减小0增大＝不变(2)化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图象(3)化学平衡的概念在一定条件下，当一个________反应进行到_________和____________相等，反应物和生成物的浓度不再改变时的状态。可逆正反应速率逆反应速率二、化学反应条件的控制1．控制化学反应条件的意义通过化学反应条件的控制，改变化学反应________和化学反应的________，促进对人类有利的化学反应，抑制有害的化学反应。速率限度2．“提高煤的燃烧效率”的研究(1)燃料燃烧的条件①燃料与________或氧气接触；②温度达到燃料的________。(2)影响煤燃烧效率的条件①煤的状态；②空气用量；③炉(灶)膛材料的选择；④燃烧后烟道废气中热量的利用。空气着火点(3)提高燃料燃烧效率的措施①尽可能使燃料________，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能________，且空气要________。②尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高____________。充分燃烧充分接触适当过量热能的利用率化学平衡的特征和平衡状态的判断方法1．化学平衡的特征2.平衡状态的判断列举反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡②各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡混合体系中各成分的含量④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，即v(正)＝v(逆)平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolC，均指v(正)不一定平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆)不一定平衡正、逆反应速率的关系④在单位时间内生成了nmolB，同时消耗qmolD，因均指v(逆)不一定平衡①m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定)平衡压强②m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定)不一定平衡①Mr一定，当m＋n≠p＋q时，平衡混合气体的平均相对分子质量(Mr)②Mr一定，但m＋n＝p＋q时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的条件下，体系温度一定时平衡体系的密度(ρ)密度一定不一定平衡注意：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、逆反应速率判断是否达到化学平衡状态时，要根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，转化为同种物质的速率进行比较。例1下列方法中可以证明2HIH2＋I2(g)一定达到平衡状态的是________。①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI②一个H－H键断裂的同时有两个H－I键断裂③HI的体积分数与I2的体积分数相等④反应速率v(H2)＝v(I2)＝12v(HI)⑤v(HI)∶v(H2)∶v(I2)＝2∶1∶1②⑥⑨⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化[解析]化学平衡状态的实质是正、逆反应速率相等，要仔细分析各项叙述中的反应速率。①中正、逆反应速率不相等。④、⑤是相同的，都是指的单向反应速率，均不正确。平衡时，各物质的浓度或百分含量保持不变，并不一定相等，③不正确。该反应前后气体分子数不变，压强、相对分子质量、气体密度均不随反应的进行而改变，⑦、⑧、⑩均不正确。各气体中只有I2有颜色，反应进行时，随I2浓度的改变，颜色会发生改变，颜色不再改变时，说明已达平衡，故②⑥⑨正确。化学反应条件的控制1．控制化学反应条件的目的化学反应有的快、有的慢，进行的程度有的大、有的小，有的对人类有利、有的不利。控制反应条件，促进有利的化学反应(提高反应物的转化率即原料的利用率，加快反应速率等)，抑制有害的化学反应(减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等)，使化学反应向着对人类有利的方向转化。2．控制化学反应条件的基本措施(1)通过改变反应物的温度、溶液浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积以及催化剂的使用等，改变化学反应速率。(2)通过改变可逆反应体系的温度、溶液浓度、气体压强(或浓度)等，改变可逆反应的限度。例2下列措施可以提高燃料燃烧效率的是()①提高燃料的着火点②降低燃料的着火点③将固体燃料粉碎④将液体燃料雾化⑤将煤进行气化处理⑥通入适量的空气A．①③④⑤B．②③⑤⑥C．③④⑤⑥D．①②③④[解析]着火点是物质的一个固有属性，是通常情况下物质燃烧所需的最低温度值，①②的说法错误；将燃料粉碎及进行雾化、气化都是为了提高燃料与氧气的接触面积，被工业上广泛采用。[答案]C例3(2010·上海高考)据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)下列叙述错误的是()A.使用Cu－Zn－Fe催化剂可大大提高生产效率B.反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率[解析]此题考查化学反应速率和化学平衡知识。催化剂能提高化学反应速率，加快反应进行，也就是提高了生产效率，A对；反应需在300℃进行是为了获得较快的反应速率，不能说明反应是吸热还是放热，B错；充入大量CO2气体，能使平衡正向移动，提高H2的转化率，C对；从平衡混合物中及时分离出产物，使平衡正向移动，可提高CO2和H2的转化率，D对。[答案]B1.下列不．属于可逆反应的是()A.Pb＋PbO2＋2H2SO4放电充电2PbSO4＋2H2OB.N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3C.Cl2＋H2OHCl＋HClOD.2NO2N2O4答案：A解析：A项中，此反应不是同时向两个方向进行，是两个不同条件下的反应。2.(2010·长春高一检测)关于可逆反应达到化学反应限度的说法错误的是()A.外界条件不能改变化学反应限度B.正、逆反应速率相等C.各组分的含量不随时间而变化D.是动态平衡答案：A解析：化学反应限度可以通过改变外界条件来改变。3．一定温度下，反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是()A．单位时间内生成nmolA2同时生成nmolABB．容器内的总压强不随时间的变化而变化C．单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2D．单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2答案：C解析：A选项生成A2是逆反应，生成AB是正反应，v(正)v(逆)，没有达到平衡。B选项，该反应前后气体总物质的量保持不变，在其他条件一定时，反应从开始至反应达到平衡压强就一直保持不变，故压强不变不能说明反应已经达到平衡状态。C选项表明v(正)＝v(逆)，反应已达到平衡状态。D选项只说明了逆反应速率，没有说明正反应速率，且不管平衡是否建立，只要反应在进行，生成A2和B2的物质的量之比始终为1∶1。4．物质燃烧必须满足的条件是()A.与大量空气接触B.与空气接触C.与空气的接触面积要大D.温度要达到可燃物的着火点答案：BD解析：在温度达到可燃物的着火点的条件下，与大量空气接触且接触面积大时能充分燃烧，与空气接触时即可燃烧，只是发生充分燃烧与不充分燃烧而已。5．铁是工业生产的重要物资，也是地壳中的有限资源，自然界中铁矿石主要有赤铁矿(Fe2O3)和磁铁矿(Fe3O4)等，金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和生成炉渣的石灰石。(1)请写出下列高炉炼铁中发生反应的化学方程式：①磁铁矿被焦炭还原成铁：_______________________________________________；Fe3O4＋4C=====高温3Fe＋4CO↑②部分焦炭在高炉中生成CO：__________________________________________；③赤铁矿被CO还原成铁：__________________________________________；C＋O2=====高温CO2，CO2＋C=====高温2CO(或2C＋O2=====高温2CO)Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2(2)炼铁高炉的高度增加后，铁矿石与CO接触更充分了，但高炉尾气的CO比例并没有减少，原因是？该反应已达到了平衡状态(或该反应不能进行到底，或该反应进程达到了最大限度)解析：注意Fe2O3与CO的反应为可逆反应，一定条件下，该反应可以达到最大限度。1.下列关于化学反应限度的说法正确的是()A.一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度B.当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等C.平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度已经不再改变D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变答案：AB解析：当一个可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，反应物达到最大转化率，这就是这个反应在该条件下所能达到的限度，A项正确；当一个可逆反应进行到平衡状态时，正、逆反应速率相等，B项正确；化学平衡状态是一种动态平衡，一旦条件改变，平衡就要被破坏，化学反应的限度也就随之改变，C、D两项错误。2．下列哪种说法可以证明反应N2＋3H22NH3达到平衡状态()A．1个N≡N键断裂的同时，有3个H－H键形成B．1个N≡N键断裂的同时，有3个H－H键断裂C．1个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键断裂D．1个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键形成答案：AC解析：对于同一种物质，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等时，反应即达平衡。1个N≡N键断裂的同时，应该有3个H－H键形成或者6个N－H键断裂才能生成1个N≡N键。而不论反应是否达到平衡，只要有1个N≡N键断裂，肯定会有3个H－H键断裂、有6个N－H键形成。3．(2010·威海高一检测)可逆反应：2NO22NO＋O2在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2与NO、O2表示的反应速率的比为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A.①④⑥⑦B.②③⑤⑦C.①③④⑤D.全部解析：①中单位时间内生成nmolO2的同时必消耗2nmolNO2，所以①能说明达到平衡状态；②所描述的都是指正反应方向的速率，无法判断；③无论达到平衡与否同向的速率之比总是符合方程式计量数之比；④有色气体的颜色不变能够说明达到了化学平衡；因容器体积固定，密度是一个常数，所以⑤不能说明；该反应是一个反应前后气体体积不等的反应，容器的体积固定，所