高中化学课件必修二《第二章 第三节 化学反应速率和限度第二课时》

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1、化学反应的速率和限度 第2课时,行动，让梦想触手可及， 坚持，让自己与众不同。,学科网,1.把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响氢气产生速率的因素是 A.加入适量浓盐酸 B.铝条换成铁粉 C.溶液的温度升高 D. 加少量的NaCl E.加入少量 CuSO4 F. 加入水 G .增大压强 H .加少量的MnO2,DGH,温故而知新,H2,NH3,0.5mol/(L min ),2.已知反应N2 +3H2 2NH3 ，根据下图判断 A是_的物质的量浓度变化情况 C是_的物质的量浓度变化情况 2分钟内N2的平均速率是多少？,对于反应aAbB=cCdD,该反应进行到2分钟后A、B、C的浓度如 何变

2、化？,(A):(B):(C):(D)=a:b:c:d,n (A): n (B): n (C): n (D) =a:b:c:d,C (A): C (B): C (C): C (D) =a:b:c:d,速率呢？,学科网,CO,我们已经增加了高炉的高度，怎么排出的一氧化碳浓度没有降低呢？你能帮助工程师解开这一谜底吗？,一个化学反应在实际进行时，所有反应物能否完全(按照方程式中相应物质的量的关系)转变成生成物？,自学科学史话：炼铁高炉尾气之谜 阅读教材P50-51 从中你能得到什么启示？,总结什么是可逆反应,C+CO2=2CO 是可逆反应，无论再什么条件下CO都不能反应完全。,学科网,什么叫做可逆反应

3、？,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.,这些反应能称为可逆反应？,二次电池的充电和放电,例如：,典型的可逆反应有:,可逆反应的特征,正反应和逆反应发生的条件相同； 反应物、生成物共同存在； 可逆反应有一定的限度。,典例剖析,1、当可逆反应2SO2+O2 2SO3达到平衡后，通入18O2，再次达到平衡时，18O存在于（ ） A. SO3，O2 B. SO2，SO3 C. SO2 ，SO3，O2 D. SO2，O2,二、化学反应的限度,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。,例如：,这些反应能称为可逆反应？,2、,正反应：从左到右进

4、行 逆反应：从右到左进行,注意有的化学反应可逆性较弱, 通常不叫做可逆反应 有的可逆性很强，常见的典型的可逆反应有:,2.可逆反应特点：,（如果对反应体系施加影响化学反应速率的措施， 正反应的速率和逆反应的速率都受影响）,正反应和逆反应发生的条件相同,同时进行； 反应物、生成物共同存在； 反应物不能完全转化为产物，即可逆反应有一定的限度；,典例剖析,1、当可逆反应2SO2+O2 2SO3，通入的氧气为18O2， 一段时间后，18O存在于（ ） A. SO3，O2 B. SO2SO3 C. SO2 ，SO3，O2 D. SO2，O2,（1）开始时c(N2) 、c(H2)大， c(NH3) =0,

5、开始阶段有什么特征？,只有正反应，v(逆)=0 v(正) v(逆),在一固定容积的密闭容器里，加1molN2和3mol H2 (合适催化剂)，能发生什么反应？,N2 + 3 H2 2NH3,（2）一段时间后c(N2) 、c(H2 )逐渐减小 ， v(正)逐渐减小 c(NH3)逐渐增大， v(逆)逐渐增大。,由于v(正)= v(逆) 0，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化.,从外表上看，反应好象“停止”。,可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的化学平衡状态。,(1)0t1：v(正)v(逆),(2)t1以后： v(正)=v(逆),t1以后反应处于平衡状态!,什么是

6、化学平衡呢？,化学平衡状态的建立,A：反应刚开始时 B：随着反应的进行 C：某一时刻,N2 + 3 H2 2NH3,3、化学平衡定义：,一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡,理解：,前提：,实质：,标志：,v(正）=v(逆)是指指定某物质(反应物或生成物）的消耗速率与生成速率相等。,在一定条件下的可逆反应,V正=V逆0,混合物中各组分的浓度保持不变,4、化学平衡状态的特征：,研究对象可逆反应 V正=v逆 时 动态平衡（V正=V逆0） 反应速率一定， 各组分的浓度、 百分含量保持不变（平衡标志）

7、平衡的建立是有条件的， 当条件发生改变时，平衡可能发生移动,逆、等、动、定、变,逆,等,动,定,变,从本质上进行判断 看v(正)是否等于v(逆) 从平衡的一些特征进行判断质量分数 压强、密度等是否再发生变化 看各组分浓度、,化学平衡状态的判断方法,练习：在一定温度下,可逆反应N2 + 3H2 2NH3达到平衡状态的标志是（ ）,化学平衡状态的判断依据,利用V正 =V逆进行判断,A.单位时间内消耗n molN2，同时生成了n molN2 B单位时间内消耗n molH2，同时生成了n molH2 C 单位时间内消耗nmolNH3，同时生成了3nmolNH3,用同种物质表示V正 =V逆应怎样描述？,

8、A B,在一定温度下,可逆反应N2 + 3H2 2NH3达到平衡状态的标志是（ ） A.单位时间内消耗n molN2，同时生成了2n molNH3 B.单位时间内消耗3n molH2，同时消耗了2n molNH3 C.单位时间内消耗2n molH2，同时消耗了3n molNH3 D.单位时间内消耗n molN2，同时消耗了3n molH2 E.单位时间内消耗n molN2，同时生成了3n molH2 F.单位时间内断裂3n molH-H键，同时断裂6n molN-H键,用不同种物质表示V正 =V逆 ，如是可逆号同侧物质应怎样描述？异侧物质呢？,BEF,【练习6】 在温度体积不变情况下,下列叙述

9、是 A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(固)平衡标志的是 C的生成 速率与C的分解速率相等 单位时间内生成amolA,同时生成3amolB A、B、C的浓度不再变化 A的转化率不再变化 混合气体的总压强不再变化 混合气体的物质的量不再变化 单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 混合气体密度不再变化 A的体积分数不再变化,【练习1】 在一定温度下定容容器中,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是( ) A.混合气体的总压强不再变化 B.混合气体的物质的量不再变化 C. A、B、C的物质的量相等

10、的时刻 D. B物质的质量不再变化 E.混合气体的密度,C,思考：若上述可逆反应中，D的聚集状态是气态，则能说明 该可逆反应达到平衡状态的是（ ）？,D,2、下列各项中，可以说明2HI H2+I2(g)已经达到平衡状态的是 （ ） A.一个H-H键断裂的同时有两个H-I键形成 B.温度和体积一定时容器内压强不再变化 C.温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化 D.温度和体积一定时，混合气体的密度不再发生变化 E H2的体积分数不变,C E,思考1：在定温定容的条件下，反应由正反应方向开始 2SO2 (g)+O2(g) 2SO3(g) (1)反应容器内气体的压强 (2)混合气体的平均相对分子质量

11、 上述物理量随着反应的进行怎样变化?在平衡时还变吗？上述物理量不变了能证明达到平衡了吗？,(3)混合气体的密度或质量 (4) SO2的浓度或质量 上述物理量随着反应的进行怎样变化?在平衡时还变吗？上述物理量不变了能证明达到平衡了吗？,对于上述反应怎样的物理量不变了能证明反应达到了平衡?,思考2、在定温定容条件下，由正反应方向建立平衡 H2(g)+I2 (g) 2 H(g)， (1)反应容器内气体的压强 (2)混合气体的平均相对分子质量 (3)混合气体的密度或质量,上述物理量随着反应的进行怎样变化?在平衡时还变吗？上述物理量不变了能证明达到平衡了吗？,(4) H2的浓度或质量 (5)颜色,上述物

12、理量随着反应的进行怎样变化?在平衡时还变吗？上述物理量不变了能证明达到平衡了吗？,对于上述反应怎样的物理量不变了能证明反应达到了平衡,化学平衡状态的判断小结：,2NO2(g) N2O4(g),I2(g) +H2(g) 2HI(g),平衡,平衡,平衡,平衡,平衡,平衡,不一定平衡,平衡,平衡,不一定平衡,不一定平衡,平衡,不一定平衡,平衡,在等温等容条件下，该可逆反应从开始反应到平衡状态，压强都不变,任何化学反应都伴随着能量变化,等温等容：不可以 等温等压： 可 以,该可逆反应从开始反应到平衡状态，密度都不变,该可逆反应从开始反应到平衡状态，平均相对分子质量量都不变,一定平衡的： V正=V逆、各

13、物质的浓度、质量、质量分数、 气体体积分数、反应物的转化率不变、 体系的颜色、温度不再变化 可能平衡：气体总的物质的量、压强、密度、 气体的平均摩尔质量不变,5、达到平衡的标志：,注意：1、转化率指反应掉的量与原来总的量之比 2、气体体积分数=物质的量分数 3、平均摩尔质量=气体总质量/ 气体总物质的量,4、在一定温度下， 2NO2（g) N2O4 (g) (无色）的可逆反应中，下列情况属于平衡状态的是（ ） A.N2O4不再分解 B.v(N2O4):v(NO2)=1:2 C.体系的颜色不再改变 D.NO2的浓度与N2O4的浓度之比2：1 E.混合气体的平均相对分子质量不变,CE,【课堂练习】

14、,2、在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g) 2Z(g)。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( ) A、Z为0.3mol/L B、Y2为0.3mol/L C、X2为0.2mol/L D、Z为0.4mol/L,A,5、在一定温度下的定容容器中，当下列的物理量不再发生变化时，表明反应 A（s）+2B（g） C（g）+D（g）已达到平衡状态的是：（ ） A 混合气体的压强 B 混合气体的密度 C 气体的总物质的量 D A的物质的量浓度,【课堂练习】,7、 某温度时，将1molNO2分解

15、： 2NO2 2NO+O2，并达到平衡， 此时NO的体积分数为40%，求： (1)平衡时NO的物质的量； (2)平衡时NO2、O2的体积分数。,终 （1mol-x） x 0.5x,解：设平衡时NO的物质的量为x，,则： 2NO2 2NO + O2,始 1mol 0 0,变 x x 0.5x,【课堂练习】,8、14CO2 + C CO，达到化学平衡后， 平衡混合物中含14C的粒子有 。,14CO2、14C、14CO,【课堂练习】,9、在密闭容器中进行如下反应： X2(g)+Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下

16、，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是 A Z为0.3mol/L B Y2为0.4mol/L C X2为0.2mol/L D Z为0.4mol/L,可逆反应:在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能同时进行的化学反应,分析合成氨反应中正、逆反应的反应速率、反应物和生成物的随时间的变化情况。,反应开始时：,反应物浓度最大，V(正) 最大； 生成物浓度为零，最小，V(逆)为零。,反应进行中：,反应物减少，导致V(正) 逐渐减小； 生成物由无到有逐渐增多，导致V(逆) 从零逐渐增大。,反应到一定时间：,V(正) V(逆)； 各反应物和生成物的浓度不再发生变化,t1,二、化学平衡与反应的限度,在给定的

17、条件下,当一个可逆反应进行到一定 程度时,正反应速率与逆反应速率相等，反应物与 生成物浓度不再改变，达到一种表面静止的状态， 称为 “化学平衡状态”，简称化学平衡。此时,是 在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程 度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定 了反应物在该条件下的最大转化率。,量: 质量、物质的量、体积、浓度 等。,逆：可逆反应 等: V(正)=V(逆) 定: 外界条件一定,混合体系中各组分的百分含量一定，浓度不变 动：动态平衡 变: 条件改变，平衡被破坏,发生移动,建立新的平衡(反应所能达到的限度发生变化)。,1.反应所能达到的限度(化学平衡) 有几个主要特征？逆 等 定

18、动 变,2、反应达到化学平衡的标志,1）正逆反应速率相等,2）反应物与生成物浓度不再改变 或各组分的含量不再发生变化,(同一物质的生成速率或消耗速率相等),注意:体现出正逆两个反向.,速率符合系数之比.,注意:浓度相等,不一定平衡.,浓度符合系数之比不一定平衡.,3、影响平衡状态（反应限度)的因素：,1.改变温度、浓度，化学平衡（反应限度）一定改变。,2.改变压强，化学平衡不一定改变。,3.加入催化剂只能改变反应速率， 但不改变化学平衡（反应限度）。,将1moLN2和3moLH2充入一密闭容器,使其在一定条件下发生反应:N2+3H2 2NH3下列哪一种状态说明反应达到平衡,1、氨气的生成速率与

19、分解速率相等的状态,2、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率相等 的状态,4、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率等 于1：2的状态,3、氮气的消耗速率与氨气的生成速率等 于1：2的状态,将1moLN2和3moLH2充入一密闭容器,使其在一定条件下发生反应:N2+3H2 2NH3下列哪一种状态说明反应达到平衡,1、1molNH3分解, 同时0.5molN2消耗.,2、H2的浓度不再变化.,5、N2、H2、NH3总物质的量不在改变或各组分含量不再变化.,3、CN2=CH2=CNH3,4、CN2:CH2:CNH3=1:3:2,可逆反应O22SO2 2SO3的正、逆 反应速率可用各反应物或生成物浓度的 变化来表

20、示。下列各关系中能说明反应 已达到平衡状态的是 A 正SO22正O2 B 正O2逆SO3 C 正O22逆SO3 D 正SO2逆SO3,D,在密闭容器中充入PCl5，发生化学反应： PCl5（g） PCl3（g）+ Cl2（g）， 反应一段时间后又向其中加入37Cl2，在重 新达到化学平衡状态后，37Cl原子存在于 APCl5中 BPCl3中 CCl2 D三种物质中都有,D,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,D,2.对于可逆反应 MN Q 达到平衡状态时，下列说法正确的是（ ）,A. M、

21、N、Q三种物质的浓度一定相等 B. M、N全部变成了Q C. M、N、Q的浓度都保持不变 D. 反应已经停止,C,3.在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g) 达到平衡的标志是（ ） A. A的生成速率与C分解的速率相等 B. 单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolB C. A、B、C的浓度不再变化 D. A、B、C的浓度比为1:3:2,C,三、化学反应的条件控制,在生产生活中，促进有利的化学反应发生，抑制有害的化学反应发生，这就要讨论反应条件的控制。,请仔细阅读教材，然后指出如何“提高燃料的燃烧效率”？,1.尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率,2.尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热效率。,