高中化学人教版 (2019)必修 第二册化学反应的速率与限度教学课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册化学反应的速率与限度教学课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了化学与生活，学习目标，感受反应限度，实验1，KI+FeCl3，思考1-1，可逆反应，思考2-1，反应物，生成物等内容，欢迎下载使用。
弗里茨·哈伯第一个从空气中制造出氨的科学家，加速了世界农业的发展，因此获得1918年诺贝尔化学奖。
19世纪下半叶，炼制生铁过程中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，而且从高炉排出的废气中总是含有没有利用的CO。工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分造成的，于是增加高炉的高度。然而，增高后，高炉尾气中CO的比例竟然没有改变。
重点：1. 可逆反应和化学平衡状态的概念。2. 化学平衡状态的特征和判断方法。3. 影响化学反应限度的因素。难点：1. 对化学平衡状态的理解和判断。2. 运用化学反应限度的知识分析和解决化工生产中的实际问题。
①、向2mL 0.01 ml/L FeCl3溶液中加入4mL 0.01 ml/L KI溶液
②、将生成物溶液取2份于试管一份加入2滴淀粉溶液，一份加入2滴KSCN，
2I- + 2Fe3+ = 2Fe2+ + I2
FeCl32mL 0.01ml/L
KI4mL 0.01ml/L
分析：试管中同时存在I2与Fe3+
①、观察实验现象，分析：实验现象说明溶液中存在哪些微粒？②、对于这个反应来说，I-是少量的、适量的、还是过量的？③、你对这个化学反应有哪些认识？或产生了哪些疑问？
（2×10-5 ml）
（4×10-5 ml）
什么是化学反应的限度？
并非所有的反应都能进行到底，一个反应在该条件下，能达到的最大程度，就是反应的限度限度决定了该条件下反应物的最大转化率
为什么达到反应限度时，SO2、O2、SO3同时存在？
观点1：只有部分SO2与O2发生反应,而生成的SO3并未分解观点2：SO2与O2全部转化成SO3后 ,部分SO3又分解生成SO2和O2 观点3：SO2与O2反应生成SO3的同时 , SO3分解得到SO2和O2
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1，而非图2
SO2 + 18O2 → SO3
SO3 → SO2+ O2
同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的化学反应
可逆反应中，正反应与逆反应同时进行，均不会进行到底，因此可逆反应存在限度
SO2与O2反应生成SO3的同时 , SO3分解得到SO2和O2
【思考】对于可逆反应 　　　　　　　　 1、向反应容器中充入 N2 和 H2 ，可生成 NH3 ； 若向反应容器中充入 NH3 ，______ 得到 N2 （“能”或“不能”） 。
2、向反应容器中充入 1 ml N2 和 3 ml H2 ，充分反应后，①反应容器中 _____ N2 剩余（“有”或“无”）；②最终可得到 _________ ml NH3 。
定义：在相同条件下，能既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。
在相同条件下，正、逆反应同时进行
反应物和生成物共同存在，反应物转化率小于100%
①、该可逆反应何时达到限度②、达到限度时，各物质浓度有什么特征？
SO2 与O2反应 时间-浓度表
化学反应速率与反应物浓度呈正相关即：一定范围内，浓度越大，反应速率越快
①、正反应速率何时最大？反应后，正反应速率如何变化?
②、逆反应速率何时最小？反应后，逆反应速率如何变化?
可逆反应达到限度时，正、逆反应速率相等，各物质浓度不变，这种状态称之为“化学平衡状态”
为什么可逆反应到达平衡状态后，各物质的浓度不再变化？
ν(正反应）= ν(逆反应）
反应中各物质的浓度不变
化学平衡是一种“动态平衡”，并非反应停止
各组成成分的浓度/物质的量/百分含量不变
同一物质 v正 = v逆 ≠ 0
一种动态平衡；化学反应达到平衡时，反应并没有停止
外界条件改变时，原平衡状态被破坏，在新条件下建立平衡
温度，浓度改变都能使平衡移动、加催化剂不能
如何判断该反应达到化学平衡？
将装有NO2和N2O4混合气体的密封玻璃球分别放入冷水、热水中，观察实验现象,分析NO2、N2O4的浓度
化学平衡状态可以改变吗？
化学平衡状态的判断依据
1、直接标志——正逆反应速率
标志一 ：v正 = v逆 ≠ 0
下列有关化学反应限度的说法正确的是(　　 )A、可逆反应达到平衡状态时反应物的浓度等于生成物的浓度B、可逆反应达到平衡状态时正、逆反应速率相等C、可逆反应达到平衡状态后不可改变D、可逆反应达到平衡状态时反应停止
【例】一定条件下，对于逆反应N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：下列能表示反应达到化学平衡状态的是 （1）v正（N2）=v逆（N2） （2）2v正（N2）=v逆（NH3） （3）单位时间内，有1ml N2消耗，同时有1ml N2生成 （4）单位时间内，有3ml H2消耗，同时有2ml NH3生成 （5）单位时间内，有1ml N2消耗，同时有3ml H2消耗 （6）1ml N三N 键断裂的同时有2ml N-H 键断裂 （7）当有3个H—H键断裂，同时有2个N—H键断裂
1、 直接标志——各组分的含量
标志二：各组分的浓度保持不变
①各组分的 物质的量 或 物质的量分数 保持不变②各气体的 体积 或 体积分数 保持不变③各组分的 质量 或 质量分数 保持不变
一定条件下的密闭容器中,发生可逆反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)。下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是(　 　)A、H2的质量保持不变B、CH4的含量保持不变C、正反应和逆反应的速率相等D、CH4、CO2、CO和 H2 的物质的量之比为1∶1∶2∶2
(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→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→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→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。
利用“变量”与“不变量”来判断化学平衡状态
2、间接标志——“变量不变”
分析该量是“变量”还是“恒量”：如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。
2、间接标志：“变量”不变即为平衡
因为恒容、恒温条件下，n(g)越大则压强P就越大，则无论各成份是否均为气体，只需考虑Δn(g)。
当Δn(g)=0，则 P 为恒值，不一定是化学平衡状态。
当Δn(g)≠0，则 P 一定时，一定是化学平衡状态。
②气体的平均相对分子质量
(2)若有非气体参与，恒压或是恒容
(1)若各物质均为气体
mA(g)＋nB(g) ⇌pC(g)＋qD(g)
CO2(g)+C(s) 2CO(g)恒容条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态 恒压条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态
④体系的颜色和温度不变
绝热容器中，当体系温度不变，则达平衡。（若为恒温容器，则不可作为平衡判据）
可逆反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在恒容密闭容器中进行:①单位时间内生成n ml O2的同时，生成 2n ml NO2②单位时间内生成n ml O2的同时，生成 2n ml NO③用 NO2、NO和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为 2∶2∶1④混合气体的颜色不再改变⑤混合气体的密度不再改变⑥混合气体的压强不再改变⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变可说明该反应达到化学平衡状态的是(　 　)A.①④⑥⑦ B.②③④⑥ C.①④⑤⑦ D.①②⑥⑦
【小结】化学平衡状态的判断依据
化学平衡状态的判断标志
(1)速率: ν正= ν逆
①同一物质: v正(A) = v逆(A)
(2)各组分的浓度保持不变
—— 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不同物质， v正(A) : v逆(B) = 化学计量数之比
①、合成氨反应中，温度越低，氨气的产率越高，为什么工业生产时选择用500℃左右的高温，而不用更低的反应温度？
②、工业生产时，确定反应条件需要综合考虑哪些因素？
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，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。
合成氨的生产在温度较低时，氨的产率较高；压强越大，氨的产率越高。但温度低，反应速率小，需要很长时间才能达到化学平衡，生产成本高，工业上通常选择在400~500℃下进行。而压强越大，对动力和生产设备的要求也越高，合成氨厂随着生产规模和设备条件的不同，采用的压强通常为10~30MPa。
改变温度、浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等
改变温度、浓度、气体的压强等
思考：为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件?
提高燃料燃烧效率的具体措施：(1)将煤研细，增大与氧气的接触面积，加快反应速率；使用助燃剂(2)适当过量的空气有利于煤的充分燃烧；(3)炉(灶)膛材料采用保温性能好的的耐高温材料； (4)废气中的热量可用于供暖或发电等。
化学反应限度1、可逆反应的进程都有一定的限度2、化学平衡状态的建立3、化学平衡状态的特征——动、等、定、变。4、化学平衡状态的判断——判断依据：等、定化学反应条件的控制促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。