高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度课前预习课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度课前预习课件ppt，共43页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，正反应速率，逆反应速率，不再改变，最大程度，实际可能性，关键能力·合作学习，速度标志，浓度标志，其他标志等内容，欢迎下载使用。
一、化学反应的限度1.可逆反应
2.化学平衡状态的建立(1)利用浓度变化理解化学平衡建立过程中速率的变化在一定条件下,把1 ml N2和3 ml H2充入一密闭容器中,在一定条件下发生反应。根据要求填表:
(2)利用速率—时间(v-t)图象理解化学平衡建立的过程
3.化学平衡状态的概念如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变,当_____反应进行到一定程度时,___________与___________相等,反应物的浓度与生成物的浓度_________,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。
4.化学反应的限度(1)化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态,是在给定条件下化学反应所能达到的_________,任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。(2)不同条件下,同一可逆反应的化学反应限度不同;相同条件下,不同反应的化学反应限度也不同。
【自主探索】(1)已知可逆反应2SO2+O2 2SO3达到平衡状态,若再向容器中充入18O2气体,反应进行一段时间后,18O可能存在哪些物质中?提示:化学平衡是动态平衡,18O2代替O2后,18O2与SO2结合生成的SO3含有18O,同时含18O的SO3分解,使SO2中的O中也可能含有18O,因此18O可能存在SO2、O2、SO3这三种物质中。
(2)(前后串联)前面学过“SO2+H2O H2SO3”是可逆反应,二氧化硫使品红褪色和褪色后的颜色复原是可逆反应吗?二次电池呢?
提示:常温下二氧化硫使品红褪色,加热后颜色复原需要条件不同,故不是可逆反应;二次电池充放电过程条件也不相同,不是可逆反应。
(教材二次开发)教材中描述“任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度”,可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态,此时反应物的转化率最大吗?提示:可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态后,反应物的量不再随时间的变化而变化,因此反应物的转化率达到最大值,且保持不变。
二、化学反应条件的控制1.目的
2.化工生产中反应条件的调控:(1)考虑因素:化工生产中调控反应条件时,需要考虑控制反应条件的_____和___________。(2)实例——合成氨生产条件的选择:
【自主探索】(1)煤燃烧时,将煤块粉碎成煤粉的目的是什么?提示:增大与空气中O2的接触面积,使煤粉燃烧更充分,反应速率更快。(2)(知识关联)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是什么?提示:防止热量散失。
(1)某反应选用了一种合适的催化剂,发现反应温度在100～400 ℃的范围内,每升高10 ℃,反应速度为原来的3倍;在400～450 ℃,每升高10 ℃,反应速度约为原来的10倍;而温度高于450 ℃,每升高10 ℃,反应速度又约为原来的3倍。若其他反应条件不变,试分析造成这种现象的原因是什么?提示:催化剂在400～450 ℃时活性最大,450 ℃以上催化剂活性降低,反应速率减慢。
(2)(情境思考)“水因风起,诗因心动。我们在点燃诗情的时候,只需一根灵感的火柴,但要燃成诗的熊熊烈火,却必得有情感草木的丰厚堆积。”物质燃烧亦如此。
①提高燃料的燃烧效率的措施有哪些?提示:通入适当过量的空气,使燃料与氧气充分接触,提高能量的转化率。充分利用燃烧放出的热能,提高热能的利用率。②提高燃料的燃烧效率的意义有哪些?提示:节约能源、节省资源、减少污染。
　知识点　化学平衡状态的理解与计算 1.化学平衡状态的五大特征
2.化学平衡状态的判断(1)直接判据
(2)间接判据以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例
【特别提醒】可逆反应达到平衡状态时有两个核心判断依据:(1)正反应速率和逆反应速率相等。(2)反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。依据其他有关的量判断可逆反应是否达到平衡状态时,最终都要回归到这两个核心依据上来。
【合作探究】1.(思维升华)对于反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g),恒温、恒容下,反应体系中气体的颜色保持不变是否是平衡状态?(证据推理与模型认知)提示:是平衡状态。反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)颜色的深浅与浓度有关,气体的颜色保持不变说明溴分子的浓度不再发生变化,反应达到平衡状态。
2.(情境应用)氮氧化物都具有不同程度的毒性,职业环境中接触的硝烟(气),主要成分为一氧化氮和二氧化氮,并以二氧化氮为主。对于反应2NO2(g)N2O4(g),恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变是否是平衡状态?(变化观念与平衡思想)
提示:是平衡状态。反应2NO2(g) N2O4(g)是气体体积减小的反应,则恒温、恒容下,反应体系中气体的压强保持不变可以说明反应达到平衡状态。
【典例示范】【典例1】在密闭容器中进行反应:X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 ml·L-1、0.3 ml·L-1、0.2 ml·L-1,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0.3 ml·L-1　　　　　B.Y2为0.4 ml·L-1C.X2为0.2 ml·L-1D.Z为0.4 ml·L-1
【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)可逆反应不能进行到底,反应物和生成物同时存在。(2)可用极限思想,假设反应正向或逆向进行到底,求出各物质浓度的最大值和最小值,从而确定达到平衡时,它们的浓度范围。
【解析】选A。假设反应正向进行到底:
平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0,0.2),Y2∈(0.2,0.4),Z∈(0,0.4)。故A项符合题意。
【典例2】(2020·杭州高一检测)在一密闭恒容容器中,加入1 ml N2和3 ml H2发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(反应放热),下列叙述中能说明该反应达到平衡状态的是(　　)A.3v正(H2)=2v逆(NH3)B.混合气体的密度保持不变C.混合气体的平均相对分子质量保持不变D.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
【解题指南】解答本题注意关注以下三个方面:
【解析】选C。当反应达到平衡状态时,2v正(H2)=3v逆(NH3),选项A错误;混合气体的密度一直保持不变,选项B错误;混合气体的平均相对分子质量保持不变,说明气体的物质的量不变,反应达平衡状态,选项C正确;当体系达平衡状态时, c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)之比可能为1∶3∶2,也可能不是1∶3∶2,与各物质的初始浓度及转化率有关,选项D错误。
【母题追问】(1)当混合体系的压强不再发生变化时,是否能说明该反应已经达到化学平衡状态?提示:能。因为该反应为气体体积减小的反应,未达到平衡前,反应后气体的压强逐渐减小,当体系的压强不再发生变化时,则反应一定达到了化学平衡状态。
(2)若该反应在恒温恒压条件下进行,混合气体的密度保持不变时,是否能说明该反应已经达到化学平衡状态?提示:能。该反应在恒温恒压条件下进行时,反应后气体的物质的量逐渐减少,容器的体积逐渐变小,则混合气体的密度逐渐增大,所以当混合气体的密度保持不变时反应一定达到了化学平衡状态。
(3)若该反应在绝热条件下进行,当混合气体的温度保持不变时,是否能说明该反应已经达到化学平衡状态?提示:能。该反应为放热反应,在绝热条件下,反应的温度越来越高,当温度保持不变时,一定达到平衡状态。
【规律方法】判断化学平衡状态的方法——“正逆相等,变量不变”
【素养训练】下列说法中能说明2HI(g) H2(g)+I2(g)已达到平衡状态的是________。 (1)单位时间内生成n ml H2的同时生成n ml HI;(2)一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂;(3)c(HI)=c(I2);(4)反应速率:v(H2)=v(I2)= v(HI);(5)c(HI)∶c(I2)∶c(H2)=2∶1∶1;
(6)温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化;(7)温度和体积一定时,容器内压强不再变化;(8)条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化;(9)温度和体积一定时,混合气体的颜色不再发生变化;(10)温度和压强一定时,混合气体的密度不再发生变化。
【解析】(1)生成n ml H2的同时生成n ml HI,说明正反应速率大于逆反应速率。(2)一个H—H键断裂(逆反应方向)两个H—I键断裂(正反应方向),即v(正) =v(逆)。(3)平衡状态时c(HI)、c(I2)浓度不变,但不一定相等。(4)无论是否达到平衡状态都有这样的关系,未表示出正、逆反应速率。(5)平衡状态时不一定有这样的浓度关系。(6)生成物浓度不变,达到平衡状态。(7)无论是否达到平衡容器内的压强都不变。(8)气体的总质量不变,气体的物质的量也不变,故无论是否达到平衡状态其平均相对分子质量都不变化。(9)反应体系中颜色不变即说明c(I2)不变化,达到平衡。(10)都是气体且体积不变,密度始终不发生变化。答案:(2)(6)(9)
【加固训练】1.反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH