高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度评优课课件ppt

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鲁科版必修第二册
第2课时 化学反应的限度
第3节 化学反应的快慢和限度
第二章 化学键 化学反应规律
复习回顾
一、化学反应速率对于一体积固定的容器中的化学反应：aA+bB==cC+dD
二、影响化学反应速率的因素1.决定因素：反应物本身的性质2.影响反应速率的外界因素：浓度、温度、催化剂、接触面积、压强，此外，还有溶剂、光波、电磁波、超声波等。
1905年底，德国化学家哈伯确定了合成氨。但什么样的高温高压条件为最佳及什么样的催化剂为最好仍是哈伯亟待解决的问题。经过四年几千次的试验和计算，哈伯终于取得了喜人的成果。就是在550℃、20MPa和锇为催化剂的条件下，氨的产率约为6.25%。现代合成氨工艺的反应条件是铁触媒作催化剂，400-500℃，10-30MPa，氨的产率大约为10-15%。
思考：①氮气和氢气在550℃、20MPa和锇为催化剂的条件下，氨的产率约为6.25%，此条件下的该反应是否达到了最大的限度？②现代合成氨的产率大于哈伯合成氨的产率，说明化学反应的限度是否能够发生改变？③实际的化工生产中，是不是只要化学反应的速率快就可以提高产品的产量？要提高产品的产量还要考虑哪些问题？
观察思考
认识化学反应存在限度
向2mL 0.01mol•L—1 KI溶液中加入1mL 0.01mol•L—1 FeCl3溶液，再加入几滴 0.1mol•L—1 KSCN 溶液，你认为能观察到什么现象？为什么？
思考：上述实验，你对化学反应的认识有什么新的启示？
2Fe3+ + 2I— 2Fe2+ + I2
⇌
溶液呈棕黄色
溶液显红色
KI溶液过量,FeCl3也不会全部转化成FeCl2,即FeCl3与KI的反应不能进行完全
化学反应
进行得较完全反应
进行得不彻底反应
镁条在空气中燃烧金属钠与水的反应NaOH 溶液与盐酸的反应
Fe2O3与CO的反应N2与H2的反应SO2与O2的反应Cl2与H2O的反应
在硫酸的工业生产中，二氧化硫转化为三氧化硫需要氧气，但即使氧气再过量，二氧化硫也不能全部转化为三氧化硫，反应进行不彻底的原因是什么？
交流研讨
信息1：实验发现，一定条件下向一密闭容器中充入SO2与18O2，反应一段时间后，核素18O存在于SO2、O2、SO3中。
信息2：密闭容器中SO2与O2在一定条件下发生反应，反应过程中SO3的物质的量的变化趋势如图所示。
观点1错误
观点2错误
某班同学以二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应为例，分析为什么即使氧气过量二氧化硫也不能全部转化成三氧化硫。他们在讨论过程中形成了以下三种观点，请结合相关资料对他们的观点进行分析论证。观点 1 ：只有部分二氧化硫与氧气发生反应。观点 2 ：二氧化硫全部转化成三氧化硫后，部分三氧化硫分解又生成二氧化硫。观点 3 ：二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫分解生成二氧化硫和氧气。针对上述三种观点，他们查阅资料获得了以下信息。
对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为产物，反应只能进行到一定的程度，这就是该化学反应在这个条件下所能达到的限度。即无论进行多长时间，反应物都不可能100％地全部转化为生成物。
（1）概念
1.可逆反应
在相同条件下，向正、反两个方向同时进行的反应。
①可逆反应不能进行到底；
②可逆反应结束时，反应物和生成物共存。
（3）特点
可逆反应的化学方程式中，用 代替
正反应
逆反应
（2）表示方法
14CO2、14C、14CO
2. 14CO2 + 12C 2CO，达到最大限度后，混合物中含14C的粒子有哪些？
不是，两者的反应条件不同，故不是可逆反应。
迁移应用
对于以上反应，请分析：1.反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？2.反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？随着反应的进行，v(正)与v(逆)怎样变化？
在密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：
2SO2(g) +O2 (g) 2SO3(g)
交流研讨
v(正)
v(逆)
v(正)= v(逆)
t1
时间（t）
0
①0～t1段：v(正)>v(逆)
②t1时刻及以后：v(正)=v(逆)
正反应速率和逆反应速率随时间变化图示
交流研讨
3.反应会进行到什么时候“停止”？
当正反应速率与逆反应速率相等时。
4.此时，反应物和生成物浓度如何变化？
反应物和生成物浓度不再改变。
5.反应真的停止了吗？
未停止，处于动态平衡。
2SO2(g) +O2 (g) 2SO3(g)
交流研讨
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，反应物和生成物浓度不再随时间的延长而发生变化（即保持不变），正反应和逆反应的速率相等，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
（1）定义
（2）特征
条件改变，原平衡被破坏，发生移动，在新的条件下建立新的化学平衡
研究对象为可逆反应
逆
等
v(正)＝ v(逆)
动
动态平衡，v(正)＝ v(逆) ≠0
定
条件一定，平衡混合物中各物质的浓度一定（不是相等）
变
思考·讨论
(1)在密闭容器中进行反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),当SO2、O2、SO3的浓度之比为2∶1∶2时,能否说明该反应达到化学平衡状态?
(2)在密闭容器中进行反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),当压强恒定时,一定达到平衡吗?密度一定时呢?
不能,因为不能说明各组分的浓度一定不变。也不能说明该反应的正、逆反应速率相等。
压强恒定时,反应一定达到平衡,因为压强恒定,说明各气体的物质的量恒定;密度恒定时,不一定达到平衡,因为气体的总质量守恒,容积不变,密度在任何时刻都不变。
（3）化学平衡状态的判断方法
①v(正)=v(逆)：a.同一物质的正、逆反应速率相等b.不同物质的正、逆反应速率与对应化学方程式中的各物质的系数成正比②浓度保持一定各组分的浓度、物质的量、质量不随时间的改变而改变
可逆反应达到平衡状态后，平衡状态能否改变呢？
观察思考
化学平衡状态的改变
将封装有二氧化氮（NO2 ）和四氧化二氮（N2O4）混合气体的装置两端的球形容器分别浸入热水和冷水中，观察实验现象。
浸入前
浸入后
思考：根据观察到的实验现象可以得出什么结论？
深
深
浅
增大
吸热反应
浅
减小
放热反应
归纳总结
结论：
化学平衡是在一定条件下建立起来的，当条件改变时，原平衡状态被破坏，并在新的条件下建立起新的平衡状态。
原平衡(v正=v逆)
平衡破坏 (v正′≠v逆′)
新平衡 (v正"=v逆")
说明：浓度、温度、压强等因素均会影响化学平衡状态，具体 内容 会在选修中学习。
可逆反应
化学反应的限度
化学平衡状态
化学平衡的移动
课堂小结
定义
特点
判断
定义
特点
判断
温度
浓度
压强
逆、等、动、定、变