第二節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的速率與限度課時(shí)2化學(xué)反應(yīng)的限度人教版必修第二冊(cè)

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量素養(yǎng)目標(biāo)宏觀辨識(shí)與微觀探析：通過(guò)理解可逆反應(yīng)的概念及特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例說(shuō)明可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，利用已有知識(shí)進(jìn)行分析，說(shuō)明可逆反應(yīng)有一定限度。且可逆反應(yīng)一定條件下達(dá)到限度時(shí)，處于化學(xué)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過(guò)分析推理認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡的特征及初步了解判斷可逆反應(yīng)在一定條件下是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的方法，增大化學(xué)反應(yīng)的條件時(shí)可以控制的，形成化學(xué)平衡狀態(tài)及判斷方法的認(rèn)知模型。科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：通過(guò)工業(yè)合成氨實(shí)例分析，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，知道實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制不僅要考慮反應(yīng)的因素，還要考慮設(shè)備條件、成本控制等因素。培養(yǎng)科學(xué)條件的精神和努力學(xué)好化學(xué)更好為社會(huì)服務(wù)的責(zé)任意識(shí)。教學(xué)目標(biāo)本節(jié)重點(diǎn)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，判斷化學(xué)平衡狀態(tài)。本節(jié)難點(diǎn)反化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，判斷化學(xué)平衡狀態(tài)。1.體會(huì)可逆反應(yīng)存在限度，理解化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，初步學(xué)會(huì)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)。2.能從化學(xué)反應(yīng)限度和快慢的角度解釋生產(chǎn)、生活中的簡(jiǎn)單化學(xué)現(xiàn)象，體會(huì)從限度和快慢兩各方面去認(rèn)識(shí)和調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的重要性。新課導(dǎo)入你知道嗎？煉鐵高爐尾氣之謎

煉制1t

生鐵所需焦炭的實(shí)際用量遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需的量，且從高爐中出來(lái)的氣體中含有沒(méi)有利用的CO！開(kāi)始，煉鐵工程師認(rèn)為是CO與鐵礦石接觸不充分之故，于是設(shè)法增加高爐的高度，然而高爐增高后，高爐尾氣中的CO比例竟沒(méi)有改變，這成了煉鐵技術(shù)中的科學(xué)懸念。你知道這是為什么嗎？高溫是一個(gè)可逆反應(yīng)，反應(yīng)不能進(jìn)行到底！化學(xué)反應(yīng)的限度壹化學(xué)反應(yīng)條件的控制貳知識(shí)導(dǎo)航課堂思考請(qǐng)你回憶！我們學(xué)過(guò)的可逆反應(yīng)有哪些？2SO2+O22SO3催化劑Cl2+H2OHClO+HClSO2+H2OH2SO3可逆反應(yīng)有一定的限度01化學(xué)反應(yīng)的限度課堂思考請(qǐng)你總結(jié)！什么是可逆反應(yīng)？反應(yīng)不能進(jìn)行到底

Cl2+H2OHClO+HCl課堂探究一、化學(xué)反應(yīng)的限度重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)1.可逆反應(yīng)在相同條件下，既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能夠向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。①正反應(yīng)和逆反應(yīng)是兩個(gè)方向完全相反的不同的化學(xué)反應(yīng)，但同時(shí)存在②正反應(yīng)和逆反應(yīng)發(fā)生的條件相同某密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：時(shí)間/min01020304050607080c(SO2)10.70.50.350.20.10.10.10.1c(O2)0.50.350.250.180.10.050.050.050.05c(SO3)00.30.50.650.80.90.90.90.9③不能進(jìn)行到底，反應(yīng)物、生成物共同存在；任何一種物質(zhì)的存在量都大于0課堂探究重點(diǎn)理解一、化學(xué)反應(yīng)的限度探究學(xué)習(xí)1.可逆反應(yīng)某密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：時(shí)間/min01020304050607080c(SO2)10.70.50.350.20.10.10.10.1c(O2)0.50.350.250.180.10.050.050.050.05c(SO3)00.30.50.650.80.90.90.90.9④可逆反應(yīng)有一定的限度⑤常見(jiàn)的可逆反應(yīng)典例精講【例1】

對(duì)于可逆反應(yīng)：2SO2＋O22SO3，在混合氣體中充入一定量18O2，足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，18O原子

A．只存在于O2中B．只存在于SO3和O2中C．只存在于SO2和O2中D．存在于SO2、SO3和O2中D課堂思考請(qǐng)你思考！化學(xué)反應(yīng)達(dá)到限度時(shí)反應(yīng)是否已經(jīng)停止了？某密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：時(shí)間/min01020304050607080c(SO2)10.70.50.350.20.10.10.10.1c(O2)0.50.350.250.180.10.050.050.050.05c(SO3)00.30.50.650.80.90.90.90.91.此條件下進(jìn)行到什么時(shí)候達(dá)到了反應(yīng)的限度（化學(xué)平衡）？2.此時(shí)的反應(yīng)是否停止了？3.此時(shí)為何3種物質(zhì)的濃度保持不變？根據(jù)上表數(shù)據(jù)畫(huà)出①試著畫(huà)出該反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖。②密閉容器內(nèi)SO2、SO3、O2的濃度隨時(shí)間變化的圖像。課堂探究一、化學(xué)反應(yīng)的限度重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)2.化學(xué)平衡的建立化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)的一種特殊狀態(tài)，是在給定條件下化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到或完成的最大程度，即化學(xué)反應(yīng)的限度。反應(yīng)進(jìn)行到什么時(shí)候“停止”？此時(shí)，反應(yīng)物和生成物濃度還會(huì)發(fā)生改變嗎？請(qǐng)你給這個(gè)狀態(tài)命名。反應(yīng)真的停止了嗎？未停止，處于動(dòng)態(tài)平衡保持恒定不變正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等課堂探究一、化學(xué)反應(yīng)的限度重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)2.化學(xué)平衡的建立SO2SO3O2..................各物質(zhì)的濃度不再變化v(正)=v(逆)≠0一、化學(xué)反應(yīng)的限度課堂探究重點(diǎn)理解

探究學(xué)習(xí)3.化學(xué)平衡狀態(tài)⑴定義：一定條件下的可逆反應(yīng)，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。⑵特征：③動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡④定：平衡時(shí)，各組分的濃度保持一定⑤變：當(dāng)外界條件改變，原平衡發(fā)生移動(dòng)

①逆：研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)②等：v(正)＝v(逆)≠0(本質(zhì))典例精講【例2】在一定條件下，某容器中充入N2和H2合成NH3，以下敘述中錯(cuò)誤的是A．開(kāi)始反應(yīng)時(shí)，正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零B．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后正反應(yīng)速率減小為零C．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，逆反應(yīng)速率逐漸增大，最后保持恒定D．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，最后與逆反應(yīng)速率相等且都保持恒定B【例3】對(duì)于可逆反應(yīng)M＋NQ達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是

A．M、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等

B．M、N全部變成了QC．M、N、Q的濃度都保持不變

D．反應(yīng)已經(jīng)停止C請(qǐng)你思考！

如何判斷一個(gè)可逆反應(yīng)，是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)？meiyangyang8602課堂思考正逆反應(yīng)速率相等各組分的濃度保持一定你知道嗎？如何理解v(正)＝v(逆)?課堂思考一定條件下，可逆反應(yīng)1．同一物質(zhì)①單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2反應(yīng)掉，同時(shí)有________生成②單位時(shí)間內(nèi)，有2molNH3生成，同時(shí)有__________消耗③單位時(shí)間內(nèi)，有1molH2生成，同時(shí)有__________消耗1molH22．不同物質(zhì)①單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2反應(yīng)掉，同時(shí)有__________生成，___________反應(yīng)掉。3molH22molNH3②單位時(shí)間內(nèi)，有3molH2反應(yīng)掉，同時(shí)有__________反應(yīng)掉2molNH3v(H2)正32課堂探究一、化學(xué)反應(yīng)的限度難點(diǎn)理解對(duì)比學(xué)習(xí)4.判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志⑴直接標(biāo)志——“正逆反應(yīng)速率相等”①同一物質(zhì)的生成速率等于其消耗速率③在化學(xué)方程式同一邊的不同物質(zhì)，一種物質(zhì)的生成速率與另一種物質(zhì)的消耗速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比②在化學(xué)方程式兩邊的不同物質(zhì)的生成(或消耗)速率之比等化學(xué)計(jì)量數(shù)之比⑵直接標(biāo)志——各組分的濃度保持不變①各組分的濃度不隨時(shí)間的改變而改變②各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間的改變而改變典例精講【例4】在一定溫度下，體積不變的密閉容器中，可逆反應(yīng)X(g)

＋3Y(g)2Z(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是CA．氣體總質(zhì)量最保持不變B．X、Y、Z的分子數(shù)之比為1∶3∶2

C．X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化D．X、Y、Z的濃度都相等課堂探究一、化學(xué)反應(yīng)的限度重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)4.判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志⑶間接標(biāo)志——“變量不變”如果一個(gè)物理量隨著反應(yīng)的進(jìn)行而改變，當(dāng)其不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；隨反應(yīng)的進(jìn)行保持不變的物理量，不能作為平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。反應(yīng)舉例mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)是否平衡氣體密度若體系的體積不變，密度一定混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量當(dāng)m+n≠p+q時(shí)，平均相對(duì)分子質(zhì)量一定當(dāng)m+n=p+q時(shí)，平均相對(duì)分子質(zhì)量一定顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色一定溫度體系溫度一定(其他不變)平衡不一定平衡不一定平衡典例精講【例5】可逆反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在恒容密閉容器中進(jìn)行：①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)，生成2nmolNO2②單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)，生成2nmolNO③用NO2、NO和O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1④混合氣體的顏色不再改變⑤混合氣體的密度不再改變⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變⑦混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變可說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是__________。①④⑥⑦課堂思考請(qǐng)你思考！化學(xué)平衡(反應(yīng)限度)會(huì)不會(huì)改變？怎樣改變？不再相等不再相等改變反應(yīng)條件，可以在一定程度上改變反應(yīng)限度即化學(xué)平衡狀態(tài)02化學(xué)反應(yīng)條件的控制課堂探究二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)1.影響平衡狀態(tài)(反應(yīng)限度)的因素化學(xué)平衡是在給定條件下化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到的或完成的最大限度最大限度最大轉(zhuǎn)化率改變條件改變限度（改變化學(xué)平衡）①改變溫度、濃度，化學(xué)平衡(反應(yīng)限度)一定改變②改變壓強(qiáng)，化學(xué)平衡不一定改變③加入催化劑只能改變反應(yīng)速率，但不改變化學(xué)平衡(反應(yīng)限度)這就需要進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)條件的控制課堂探究二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)2.化學(xué)反應(yīng)條件的控制⑴目的①促進(jìn)有利的反應(yīng)提高反應(yīng)速率提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率即原料的利用率②抑制有害的反應(yīng)降低反應(yīng)速率控制副反應(yīng)的發(fā)生，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生⑵工業(yè)合成氨條件的控制①400~500℃溫度較低時(shí)氨的產(chǎn)率較高，但溫度低時(shí)反應(yīng)速率小，達(dá)到平衡需要的時(shí)間很長(zhǎng)生產(chǎn)成本高②10MPa~30MPa壓強(qiáng)越大，氨的產(chǎn)率越高，但對(duì)動(dòng)力和生產(chǎn)設(shè)備的要求越高課堂探究二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制重點(diǎn)理解對(duì)比學(xué)習(xí)2.化學(xué)反應(yīng)條件的控制⑵工業(yè)合成氨條件的控制思考與討論為提高燃料的燃燒效率，應(yīng)如何調(diào)控燃燒反應(yīng)的條件？（提示：可以從以下幾方面考慮，如燃料的狀態(tài)、空氣用量、爐膛材料、煙道廢氣中熱能的利用，等等。）

課堂探究二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制重點(diǎn)理解探究學(xué)習(xí)2.化學(xué)反應(yīng)條件的控制為提高燃料的燃燒效率，應(yīng)如何調(diào)控燃燒反應(yīng)的條件？①煤的狀態(tài)與煤燃燒的速率有何關(guān)系？與煤的充分燃燒有何關(guān)系？煤被研得越細(xì)，粉末越小，與空氣中O2的接觸面積越大，燃燒越充分，反應(yīng)速率越快。②空氣用量對(duì)煤的充分燃燒有什么影響？原因是什么？空氣充足，煤燃燒得充分，產(chǎn)物主要為CO2，放熱量大；空氣不足，則煤燃燒不充分，部分生成CO，CO排放到空氣中造成污染，且生成CO時(shí)，放出的熱量大大減小。課堂探究難點(diǎn)理解二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制探究學(xué)習(xí)2.化學(xué)反應(yīng)條件的控制為提高燃料的燃燒效率，應(yīng)如何調(diào)控燃燒反應(yīng)的條件？③應(yīng)選擇什么樣的爐（灶）膛材料？理由是什么？應(yīng)選擇保溫隔熱且耐熱的爐（灶）膛材料。盡管煤燃燒是放熱反應(yīng)，但反應(yīng)過(guò)程中煤燃燒需要提供部分能量才能進(jìn)行，而利用煤燃燒放出的部分熱量就可維持反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行。選用保溫隔熱材料的目的，正是防止熱量散失。④如何充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量？可將燃燒后的廢氣通過(guò)熱交換裝置，供其他方面使用。這樣做是為了盡可能充分地利用燃料燃燒所釋放的熱量，提高熱能的利用率。典例精講【例6】下圖所示為工業(yè)合成氨的流程圖。下列有關(guān)生產(chǎn)條件的調(diào)控作用分析正確的是___________(填序號(hào))。(1)步驟①中“凈化”可以防止催化劑中毒(2)步驟②中“加壓”可以加快反應(yīng)速率(3)步驟②采用的壓強(qiáng)是2×107Pa，因?yàn)樵谠搲簭?qiáng)下鐵觸媒的活性最大(4)步驟③，選擇高效催化劑是合成氨反應(yīng)的重要條件(5)目前，步驟③一般選擇控制反應(yīng)溫度為700℃左右(6)步驟④⑤有利于提高原料的利用率，能節(jié)約生產(chǎn)成本(1)(2)(4)(6)課堂小結(jié)隨堂演練1.反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，達(dá)到平衡后，再向反應(yīng)容器中充入含18O的一氧化碳，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，18O存在于()A.C