2020新教材高中化学 第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度2课件 新人教版第二册

[明确学习目标]1.认识可逆反应，了解化学平衡的含义。2.会判断化学平衡状态。3.了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。23学生自主学习1.可逆反应：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。2.化学平衡状态：在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，和相等，反应物的浓度与生成物的浓度都，达到一种的状态。□01正反应速率□02逆反应速率□03不再改变□04表面静止3.化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像4.化学反应的限度：在给定条件下，化学反应所能达到或完成的，即该反应进行的限度，化学反应限度的意义在于决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大。任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的。□05最大程度□06转化率□07限度5.控制化学反应条件在生产和生活中，人们希望(提高反应速率，提高反应物的转化率即原料的利用率)，(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)，这就需要进行化学反应条件的控制。在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑。□08促进有利的化学反应□09抑制有害的化学反应□10控制反应条件的成本和实际可能性1.2H2＋O2=====点燃2H2O和2H2O=====电解2H2↑＋O2↑是可逆反应吗？提示：不是；因为可逆反应必须是在同一条件下同时进行。提示2.在一定条件下，将1molN2和3molH2置于密闭容器中充分反应，能否得到2molNH3？提示：不能；原因是N2与H2合成氨的反应属于可逆反应，反应物转化率达不到100%。提示23课堂互动探究1.可逆反应的特点2.化学平衡状态的特征3．化学平衡状态的判断(1)直接标志①v正＝v逆a.同一种物质的生成速率等于消耗速率；b.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比；c.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。②各组分的浓度保持一定a.各组分的浓度不随时间的改变而改变；b.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)间接标志①反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。②混合气体的密度不随时间变化(适用于等压条件下反应前后气体体积不等的反应和等容条件下有固、液体参与或生成的反应)。③全是气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。④对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。⑤对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。4.有关化学平衡的简单计算解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时，一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设其他条件和定律列方程求解。如：设amol、bmol分别是A、B两物质起始物质的量，mxmol为反应物A的转化物质的量，nxmol为反应物B的转化物质的量，则：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/molab00转化/molmxnxpxqx平衡/mola－mxb－nxpxqx(1)关于反应物转化率的计算A的转化率＝A的转化量A的起始量×100%(计算式中A的量可以指反应物的物质的量、质量、浓度、体积等)。(2)关于某组分的体积分数的计算A的体积分数＝体系中A的物质的量体系中总的物质的量×100%。[注意](1)转化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例；(2)这里a、b可指物质的量、浓度、体积等；(3)对反应物：平衡时的量＝起始的量－转化的量；对生成物：平衡时的量＝起始的量＋转化的量。同时要注意差量法、守恒法等简单计算方法在化学平衡中的应用。N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在体积不变的密闭容器中反应，下列叙述表示处于化学平衡状态的是()A．N2、H2、NH3的浓度比为1∶3∶2的状态B．混合气体的密度不随时间而变化C．当有1molN≡N键断裂时，有6molN—H键断裂D．单位时间内消耗amolN2的同时消耗3amol的H2的状态[批注点拨][解析]A中，N2、H2、NH3的浓度比等于化学计量数之比时，不能确定是否处于平衡状态；因容器的体积不变，而混合气体的总质量不改变，则无论平衡与否，混合气体的密度均不变，不能确定是否处于平衡状态；当有1molN≡N键断裂时，相当于有1molN2发生反应生成2molNH3，即生成6molN—H(1molNH3中含有3molN—H键)，与有6molN—H键断裂符合v正(NH3)＝v逆(NH3)，故处于化学平衡状态；消耗amolN2的同时消耗3amolH2是同向的，不管平衡与否，只要N2和H2反应就一定符合该比例，不能确定是否处于平衡状态。解析[答案]C答案[练1]在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)。当下列物理量不再变化时，不能表明反应已达平衡的是()A．混合气体的压强B．混合气体的密度C．混合气体的平均相对分子质量D．固体A的质量答案A答案解析在反应向正反应方向进行时，气体的物质的量不变，在定容条件下，气体的压强始终不变，A不能表明反应已达平衡；反应向正反应方向进行时，气体质量增大，密度增大，密度不变说明反应达到平衡；反应向正反应方向进行时，气体质量增大，气体物质的量不变，气体的平均相对分子质量增大，不变时说明反应达到平衡；反应向正反应方向进行时，A的质量减小，质量不变说明反应达到平衡。解析[练2]一定温度下，在恒容密闭容器中进行的可逆反应：2NO22NO＋O2。判断下列描述中该反应处于平衡状态的是________。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、NO、O2的物质的量浓度变化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密闭容器中压强不再改变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态答案①④⑤⑥答案解析①中单位时间内生成nmolO2的同时，必消耗2nmol的NO2，①能说明反应达到平衡状态；②中描述的都是正反应方向的速率，不能说明反应是否处于平衡状态；③中无论反应是否达平衡状态，同向的速率之比一定等于化学方程式中相应物质的化学计量数比；④中混合气体的颜色不变，即c(NO2)保持不变，说明反应处于平衡状态；⑤、⑥因该反应是一个反应前后气体物质的量不等的反应，容器的体积固定，故气体的压强不变，气体的平均相对分子质量不变，均能说明反应处于平衡状态。解析规律方法利用“变量”与“不变量”来判断化学平衡状态(1)选变量选定反应中“变量”，即随反应进行而变化的量，当变量不再变化时，反应已达平衡。(2)常见的变量①气体的颜色；②对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；③对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；④对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。(3)说明在利用M、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。本课归纳总结1.可逆反应必须同时满足两个条件(1)相同反应条件；(2)正、逆两方向同时进行。2.判断可逆反应处于化学平衡状态的根本标志(1)正、逆反应速率相等；(2)各组分的质量或浓度保持不变。3.反应物的转化率＝反应物的变化量反应物的起始量×100%。23学习效果检测1.设v(正)和v(逆)分别表示可逆反应的正反应速率和逆反应速率。在一定温度下可逆反应N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3达到平衡时()A．v(逆)v(正)B．v(逆)v(正)C．v(逆)v(正)，正逆反应停止D．v(逆)＝v(正)，正逆反应仍进行答案D答案解析①④中两反应条件不相同、不互为可逆反应。2.下列各组反应互为可逆反应的是()①2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O与CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3②SO2＋H2O===H2SO3与H2SO3===SO2＋H2O③N2＋3H2=====高温、高压催化剂2NH3与2NH3=====高温、高压催化剂3H2＋N2④NH3＋HCl===NH4Cl与NH4Cl=====△NH3↑＋HCl↑A．①②B．②③C．③④D．①④解析答案B答案3.相同温度和压强下，在容积为2L的密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)，达到平衡状态的标志是()A．c(H2)保持不变B．c(H2)＝c(I2)C．2v正(HI)＝v逆(I2)D．拆开2molH—I共价键，同时生成1molH—H共价键答案A答案解析在一定条件下的可逆反应中，如果正、逆反应速率相等，各组分的百分含量保持不变，则达到化学平衡状态。A项，c(H2)保持不变，符合要求；B项，c(H2)＝c(I2)，不一定是保持不变，不符合要求；C项，应为v正(HI)＝2v逆(I2)，错误；D项，拆开2molH—I共价键是正反应，同时生成1molH—H共价键，也是正反应，错误。解析4.一定条件下，在密闭容器中进行反应：2SO2＋O22SO3。当SO2、O2、SO3的浓度不再改变时，下列说法正确的是()A．SO2、O2完全转化为SO3B．正、逆反应速率相等且等于零C．反应已达到化学平衡状态D．SO2、O2、SO3的浓度一定相等解析对于反应：2SO2＋O22SO3，当SO2、O2、SO3的浓度不再改变时，反应处于平衡状态，这时反应仍然在进行，在单位时间内任一物质的消耗速率与产生速率相等，物质的浓度不变。解析答案C答案5.下列关于提高燃料燃烧效率的说法，不正确的是()A．空气量越多越好B．应通入适量的空气C．固体燃料燃烧前最好粉碎D．液体燃料燃烧时以雾状喷出解析燃料充分燃烧，把固体粉碎或液体雾化都是为了增大与空气的接触面积以利于充分燃烧，而空气的量要适当，因空气量过多，会带走一部分热量。解析答案A答案6.将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是()①使煤充分燃烧，提高煤的利用率②减少SO2的产生，避免造成“酸雨”③减少有毒CO的产生，避免污染空气④减少CO2的产生，避免“温室效应”A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④答案A答案解析①将煤块粉碎，增大与空气的接触面积，能使煤充分燃烧，提高煤的利用率，正确；②煤中含有S元素，燃烧时能生成SO2，经脱硫处理可减少SO2的产生，避免造成“酸雨”，正确；③在适当过量的空气中燃烧，生成CO2，减少CO的产生，正确；④无论是否脱硫处理，在适当过量的空气中燃烧，生成CO2的量都不变，不能减少CO2的产生，错误。解析