化学反应限度及反应条件的控制.ppt

3化学反应的速率和限度第二课时化学反应的限度高炉炼铁的主要反应是:2C(焦炭)+O2(空气)＝２CO（放出热量）Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2炼制１吨生铁所需焦炭的实际用量远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉中出来的气体中含有没有利用的CO气体，开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度，然而高炉增高后，高炉尾气中的CO比例竟没有改变，这是什么原因呢？炼铁高炉尾气之谜1、可逆反应在同一条件下,既向正反应方向进行,同时又向逆反应方向进行的反应，称作可逆反应。H2+I22HI正反应逆反应典型的可逆反应有:2SO2+O22SO3催化剂高温N2+3H22NH3催化剂高温高压正反应：反应物→生成物逆反应：生成物→反应物水的生成（H2+O2）与电解，二次电池的放电与充电，CO2和H2O在生物体中通过光合作用合成糖与糖在人体内氧化生成CO2和H2O，它们是否属于“可逆反应”？谈谈你的见解。不属于可逆反应,因为反应条件不同。（P51）可逆反应特点:1.同一条件2.同时进行3.进行不彻底反应开始:到一定时间V正＝V逆≠0反应过程中:c(反应物)↓，c(生成物)↑1、可逆反应在反应过程中的速率变化在密闭容器中加入1molN2和3molH2发生反应N2+3H22NH3正向反应逆向反应开始:310V正V逆=0V正减小,V逆增大时间（t）0v(正)v(逆)t1v(正)=v(逆)V化学平衡状态2.定义：化学平衡状态在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应物和生成物浓度保持不变的状态。化学平衡状态简称化学平衡。注意：(1)条件：一定条件下(2)对象：可逆反应特征:(1)定：反应物和生成物浓度保持一定(2)动：动态平衡(3)等：v(正)＝v(逆)(4)变：当条件改变时，平衡状态一般要发生改变3、化学平衡状态的标志（1）v正=v逆（2）各组分的浓度不变各浓度不再改变1.反应物和生成物中各物质的浓度不变3.各组分百分含量不再改变2.反应物和生成物中各物质的量保持一定注意:①浓度相等,不一定平衡.②浓度符合系数之比不一定平衡.练习1、可逆反应达到平衡的重要特征（）A.反应停止了B.正、逆反应速率都为零C.反应物和生成物的浓度相等D.正、逆反应的速率相等2、对于可逆反应M＋NQ达到平衡状态时，下列说法正确的是（）A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.M、N、Q的浓度都保持不变D.反应已经停止DC3.在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙述错误的是（）A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后保持恒定D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定B如何理解V(正)＝V(逆)?例：对于在一定条件下的可逆反应：判断以下哪些叙述说明V(正)＝V(逆)？（1）单位时间内，消耗1molN2，同时生成1molN2（2）单位时间内，消耗3molH2，同时消耗2molNH3（3）单位时间内，生成1molN2，同时有2molNH3生成（4）单位时间内，消耗1molN2，同时有2molNH3生成N2+3H22NH3催化剂高温高压X同侧异向，异侧同向，比列计算练习2、下列说法可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是()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1、下列各关系式中能说明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是（）A、3V正（N2）=V正（H2）B、V正（N2）=V逆（NH3）C、2V正（H2）=3V逆（NH3）D、V正（N2）=3V逆（H2）CA、C在判断一个化学反应是否处于平衡状态时，立足化学平衡状态时正反应速率和逆反应速率相等和各组分的浓度不变这两个特征，只要满足变量不变的条件，就说明反应处于平衡状态。化学反应的限度（1）、定义：在给定条件下，化学反应所能达到的或完成的的程度，即该反应的的限度。换句话说，化学反应的限度就是指一个反应达到化学平衡状态时各组分所能达到最大转化率时的程度。4、平衡转化率(α)：()×100%()反应物转化了的物质的量或浓度、体积=反应物起始的物质的量或浓度、体积α％）（）（％＝）（）（％＝）（）（）（始耗始耗始耗100100100AAAAAAACCVVnn[例1]将6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)，经过5min达到化学平衡，此时生成C为2mol，测得D的反应速率为0.1mol/L·min，计算：①x的值；②平衡时B的转化率；③A的平衡浓度。有关转化率的计算:定向爆破[普H:\必修二第二章\广州南玻旧厂烟囱被定向爆破拆除[普清版].mp4清版]从前面的定向爆破录像中，你可以得到什么启示？对应用于特定环境及特殊需要的化学反应，则要对反应条件进行特殊控制现在，假设你是一名工程师，你要使到你工厂的煤尽可能的完全燃烧，提高煤的燃烧效率，你认为应该从哪些方面进行分析？•煤的状态与燃烧的速率有何关系？与煤的充分燃烧有何关系？•空气的用量对煤的充分燃烧有什么影响？原因是什么？•应选用什么样的炉膛材料？•如何充分利用煤燃烧后的废气中的热量？下面以“提高煤的燃烧效率”为例，分析研究化学反应条件的选择。P521、煤被研得越细，粉末越小，与空气中O2的接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。2、空气充足，煤燃烧生成CO2越充分，放热越多；若空气不足，则煤燃烧部分生成CO，CO排到空气中造成污染，且生成CO时，放出的热量大大减少。3、应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；选用保温隔热材料的目的，正是为了防止热量散失。4、可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。5、燃料不充分燃烧有何危害？（1）产生热量少，浪费资源；（2）产生污染物，危害人体健康。6、燃料充分燃烧的条件是什么？燃料燃烧必须与空气接触，且要达到燃料的着火点，燃料充分燃烧要考虑两点：一是燃烧时要有足够多的空气，二是燃料与空气要有足够大的接触面积。小结：提高燃料的燃烧效率的措施（1）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。关键是，燃料与空气或氧气要尽可能充分接触，且空气要适当过量。（2）尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。