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高中人教版 (新课标)第二章 化学反应与能量第三节 化学反应的速率和限度教学ppt课件
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这是一份高中人教版 (新课标)第二章 化学反应与能量第三节 化学反应的速率和限度教学ppt课件，共52页。PPT课件主要包含了化学反应与能量，第二章，正反应方向，逆反应方向，同一条件下，同时进行，不再改变，正反应速率，逆反应速率，着火点等内容，欢迎下载使用。
第三节 化学反应的速率和限度第2课时 化学反应的限度以及反应条件的控制
炼制1 t生铁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，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有被利用的CO气体。开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中的CO的比例竟然没有改变。这成了炼铁技术中的科学悬念。有关人士一直在研究其中的原因，直到19世纪下半叶，法国科学家勒夏特列经过深入的研究，这一谜底才得以揭开。你知道这是为什么吗？
●学习目标1．认识可逆反应及其特征。2．了解并会判断化学平衡状态，初步了解化学反应条件的控制。●新知预习1．可逆反应(1)定义：在同一条件下___________和___________均能进行的化学反应。
(2)特点在______________，正向反应(反应物→生成物)和逆向反应(生成物→反应物)________。(3)表示书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“________”。例如：SO2和O2反应的化学方程式为：__________________________________。
2．化学平衡状态——化学平衡(1)化学平衡的建立①反应开始时：v(正)最大，v(逆)为________。②反应过程中：反应物浓度逐渐减少→v(正)逐渐________，生成物浓度逐渐增大→v(逆)从________开始逐渐________。③反应达到平衡时：v(正)________v(逆)，反应物和生成物各组分浓度________。(2)概念在一定条件下，当一个_______反应进行到___________和__________相等，反应物和生成物的浓度不再改变时的状态。
3．控制化学反应条件的意义通过化学反应条件的控制，改变化学反应________和化学反应的________，促进对人类有利的化学反应，抑制有害的化学反应。4．“提高煤的燃烧效率”的研究(1)燃料燃烧的条件①燃料与________或氧气接触；②温度达到燃料的________。
(2)影响煤燃烧效率的条件①煤的状态；②空气用量；③炉(灶)膛材料的选择；④燃烧后烟道废气中热量的利用。(3)提高燃料燃烧效率的措施①尽可能使燃料________，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能________，且空气要________。②尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热量，提高________________。
●自主探究1．判断一个可逆反应达到平衡状态的标志是什么？提示：正、逆反应速率相等；反应物和生成物的浓度不再发生变化(或各物质的百分含量不再发生变化)。2．何为化学平衡移动？哪些外界条件的改变对化学平衡移动有影响？提示：当外界条件改变时原来的化学平衡被破坏，在新的条件下建立起新的化学平衡，即发生化学平衡的移动。影响化学平衡移动的因素主要有温度、浓度、压强等。催化剂不影响平衡移动。
(3)特点①正反应、逆反应同时进行。②正反应、逆反应发生的条件相同。③正反应或逆反应不可能进行到底。④正反应、逆反应方向的热效应相反。
2．化学平衡——化学反应的限度(1)化学平衡状态的建立
将某反应的反应物装入密闭容器，反应中正、逆反应速率变化情况如图所示：
(2)化学平衡状态如果外界条件不发生变化，当化学反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
②如何理解“反应物和生成物的浓度不再改变？”反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，即反应物和生成物中各物质的浓度保持一定，各物质的质量保持一定，各物质的物质的量保持一定，各物质的质量分数也保持一定。
(3)化学平衡状态的特征——“五字诀”化学平衡状态的特征概括为：逆、等、动、定、变，即：
温馨提示：①化学反应的限度(或化学平衡状态)研究对象为可逆反应，且要求在一定条件下。如恒温恒容或恒温恒压。②化学反应限度的本质：v(正)＝v(逆)≠0，可理解为同一物质的生成速率等于其消耗速率，如果不是同一物质的速率，应依据化学计量数转化为同一物质速率。③化学反应限度的宏观特征：反应物和生成物的浓度不再变化。应理解为：物质的量浓度一定；组成成分的百分含量一定；反应体系的压强一定(反应前后气体体积相等的除外)；混合气体的平均相对分子质量一定等。不能理解为各组成成分的含量或浓度相等，通常情况下平衡时各组成成分的含量或浓度是不相等的。
(4)化学平衡状态的判断依据①直接判定依据：v(正)＝v(逆)，具体含义：A．同一物质：生成速率等于消耗速率。B．不同的物质：化学反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。②间接判定依据：各组分的浓度保持不变，具体：A．各组成成分的质量、物质的量、分子数、物质的量浓度保持不变。B．各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变。
温馨提示：平衡时各组分的浓度保持不变，不是浓度相等，也不是等于化学计量数之比，换言之，若反应一段时间后，各组分的浓度相等或正好等于化学计量数之比，则反应不一定达到平衡状态。
【解析】 A．由于反应是恒容的条件，反应前后质量守恒，体积不变，故气体密度也不变，因此A不能作为达到平衡的标志，A错误；B.反应物和产物的浓度成比例不能说明化学反应达到平衡，故B错误；C.处于可逆方程式同一侧的不同种物质，一种物质生成同时另一种物质消耗，且两者的速率之比等于计量数之比，故C正确；D.X和Z反应方向相同，不能作为化学平衡的判断依据，故D错误，此题选C。【答案】 C
(2015·江西省赣州市十二县高一第二学期期中)在一定温度下体积不变的密闭容器中，可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(s)达到平衡，下列描述一定正确的是( )①C的生成速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成a ml A，同时生成3a ml B ③A、B、C的浓度不再变化 ④反应物的转化率不再变化 ⑤混合气体的压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦单位时间内消耗a ml A，同时生成3a ml B ⑧A、B、C、D的分子数之比为1∶3∶2∶2A．①②③④⑤⑥⑦ B．①③④⑤⑥⑦C．①③④⑥⑦D．①③⑤⑥⑦⑧
【解析】 当达到化学平衡状态时，物质的反应速率与生成速率相等；此时各成分的浓度不再变化；反应物的转化率为一定值；当反应前后气体系数和不相等时，混合气体的总物质的量不再变化且混合气体的压强不再变化。【答案】 B
●教材点拨1．控制化学反应条件的目的化学反应有的快、有的慢，有的进行程度大、有的进行程度小，有的对我们有利，有的对我们不利。控制反应条件，促进有利的化学反应(提高反应物的转化率即原料的利用率，加快反应速率等)，抑制有害的化学反应(减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等)，使化学反应向着对我们有利的方向转化。
2．控制化学反应条件的基本措施(1)通过改变反应物的温度、溶液浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积以及催化剂的使用等，改变化学反应的速率。(2)通过改变可逆反应体系的温度、溶液浓度、气体压强(或浓度)等，改变可逆反应进行的限度。
3．以“提高煤的燃烧效率”为例，分析化学反应条件该如何选择。
(2015·经典习题选萃)(双选)我国锅炉燃煤采用沸腾炉逐渐增多，采用沸腾炉好处在于( )A．增大煤炭燃烧时的燃烧热，并形成清洁能源B．减少炉中杂质气体(如SO2等)的形成C．提高煤炭的热效率并减少CO的排放D．使得燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率
【解析】 由于大块的固体燃料与空气接触有限，燃烧不够充分和完全，使燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源，还会产生大量的CO等气体，危害人体健康。采用沸腾炉是将固体燃料粉碎，增大燃料与空气的接触面积，提高燃烧效率，同时，又能防止煤炭不充分燃烧产生的CO污染大气。但由于煤炭没有经过去硫处理，所以，不能减少SO2气体的产生。【答案】 CD
下列措施，能使煤炭燃烧更充分，提高热能利用率的是( )A．多加煤以使炉火更旺B．把煤炭做成大煤球C．把煤中掺和一些黄泥做成蜂窝煤D．把煤粉碎，在煤粉燃烧器中燃烧【解析】 A项中只会增加煤的用量，不会使煤炭燃烧充分，也不能提高热能的利用率；B、C项无论从煤的粉碎程度，还是空气用量上都比不上D项。【答案】 D
【解析】 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称为可逆反应，因此选项BCD中的反应均是可逆反应。由于充电和放电的条件不同，因此该反应不是可逆反应，答案选A。【答案】 A
2．(2015·湖北省武汉市部分重点中学高一下学期期中)下面关于化学反应的限度的叙述中，正确的是( )A．化学反应的限度都相同B．可以通过改变温度控制化学反应的限度C．可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度D．反应限度是无法改变的【解析】 不同反应的限度不同，A错；通过改变温度可以让反应发生移动，从而控制化学反应的限度，B对；化学反应限度是反应进行到的最大程度，与时间无关，C错；改变某些条件时化学反应的限度可以改变，D错。【答案】 B
【解析】 A．反应一开始就有正反应方向和逆反应方向两个方向进行，错误，不选A；B.t1～t2，X2的物质的量越来越少，错误，不选B；C.t2～t3，反应达平衡，反应仍在进行，不选C；D.t2～t3，反应达平衡，各物质的浓度不再发生变化，正确，选D。【答案】 D
【解析】 v正(NH3)＝3v逆(H2)不能说明反应达到平衡状态，选项A不正确；1个N≡N键断裂的同时有6个N—H键断裂，说明了正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态，选项B正确；反应体系如果是在恒压条件下进行，压强不再变化无法判断反应是否达到平衡状态，选项C不正确；根据质量守恒定律，混合气体质量始终不变，无法判断反应是否达到平衡状态，选项D不正确。【答案】 B
怎样探究温度如何影响二氧化氮和四氧化二氮的化学平衡？温馨提示：本题实质上是考查温度对化学平衡的影响，请将反应的特点和平衡的移动联系起来。因此在考虑问题时要找出它们的联系。条件改变→平衡移动→移动结果→移动方向→条件与反应特点关系。化学平衡状态是在一定条件下建立的，当条件改变时，化学平衡状态会改变。
第三节 化学反应的速率和限度第2课时 化学反应的限度以及反应条件的控制
炼制1 t生铁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，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有被利用的CO气体。开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中的CO的比例竟然没有改变。这成了炼铁技术中的科学悬念。有关人士一直在研究其中的原因，直到19世纪下半叶，法国科学家勒夏特列经过深入的研究，这一谜底才得以揭开。你知道这是为什么吗？
●学习目标1．认识可逆反应及其特征。2．了解并会判断化学平衡状态，初步了解化学反应条件的控制。●新知预习1．可逆反应(1)定义：在同一条件下___________和___________均能进行的化学反应。
(2)特点在______________，正向反应(反应物→生成物)和逆向反应(生成物→反应物)________。(3)表示书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“________”。例如：SO2和O2反应的化学方程式为：__________________________________。
2．化学平衡状态——化学平衡(1)化学平衡的建立①反应开始时：v(正)最大，v(逆)为________。②反应过程中：反应物浓度逐渐减少→v(正)逐渐________，生成物浓度逐渐增大→v(逆)从________开始逐渐________。③反应达到平衡时：v(正)________v(逆)，反应物和生成物各组分浓度________。(2)概念在一定条件下，当一个_______反应进行到___________和__________相等，反应物和生成物的浓度不再改变时的状态。
3．控制化学反应条件的意义通过化学反应条件的控制，改变化学反应________和化学反应的________，促进对人类有利的化学反应，抑制有害的化学反应。4．“提高煤的燃烧效率”的研究(1)燃料燃烧的条件①燃料与________或氧气接触；②温度达到燃料的________。
(2)影响煤燃烧效率的条件①煤的状态；②空气用量；③炉(灶)膛材料的选择；④燃烧后烟道废气中热量的利用。(3)提高燃料燃烧效率的措施①尽可能使燃料________，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能________，且空气要________。②尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热量，提高________________。
●自主探究1．判断一个可逆反应达到平衡状态的标志是什么？提示：正、逆反应速率相等；反应物和生成物的浓度不再发生变化(或各物质的百分含量不再发生变化)。2．何为化学平衡移动？哪些外界条件的改变对化学平衡移动有影响？提示：当外界条件改变时原来的化学平衡被破坏，在新的条件下建立起新的化学平衡，即发生化学平衡的移动。影响化学平衡移动的因素主要有温度、浓度、压强等。催化剂不影响平衡移动。
(3)特点①正反应、逆反应同时进行。②正反应、逆反应发生的条件相同。③正反应或逆反应不可能进行到底。④正反应、逆反应方向的热效应相反。
2．化学平衡——化学反应的限度(1)化学平衡状态的建立
将某反应的反应物装入密闭容器，反应中正、逆反应速率变化情况如图所示：
(2)化学平衡状态如果外界条件不发生变化，当化学反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
②如何理解“反应物和生成物的浓度不再改变？”反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，即反应物和生成物中各物质的浓度保持一定，各物质的质量保持一定，各物质的物质的量保持一定，各物质的质量分数也保持一定。
(3)化学平衡状态的特征——“五字诀”化学平衡状态的特征概括为：逆、等、动、定、变，即：
温馨提示：①化学反应的限度(或化学平衡状态)研究对象为可逆反应，且要求在一定条件下。如恒温恒容或恒温恒压。②化学反应限度的本质：v(正)＝v(逆)≠0，可理解为同一物质的生成速率等于其消耗速率，如果不是同一物质的速率，应依据化学计量数转化为同一物质速率。③化学反应限度的宏观特征：反应物和生成物的浓度不再变化。应理解为：物质的量浓度一定；组成成分的百分含量一定；反应体系的压强一定(反应前后气体体积相等的除外)；混合气体的平均相对分子质量一定等。不能理解为各组成成分的含量或浓度相等，通常情况下平衡时各组成成分的含量或浓度是不相等的。
(4)化学平衡状态的判断依据①直接判定依据：v(正)＝v(逆)，具体含义：A．同一物质：生成速率等于消耗速率。B．不同的物质：化学反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。②间接判定依据：各组分的浓度保持不变，具体：A．各组成成分的质量、物质的量、分子数、物质的量浓度保持不变。B．各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变。
温馨提示：平衡时各组分的浓度保持不变，不是浓度相等，也不是等于化学计量数之比，换言之，若反应一段时间后，各组分的浓度相等或正好等于化学计量数之比，则反应不一定达到平衡状态。
【解析】 A．由于反应是恒容的条件，反应前后质量守恒，体积不变，故气体密度也不变，因此A不能作为达到平衡的标志，A错误；B.反应物和产物的浓度成比例不能说明化学反应达到平衡，故B错误；C.处于可逆方程式同一侧的不同种物质，一种物质生成同时另一种物质消耗，且两者的速率之比等于计量数之比，故C正确；D.X和Z反应方向相同，不能作为化学平衡的判断依据，故D错误，此题选C。【答案】 C
(2015·江西省赣州市十二县高一第二学期期中)在一定温度下体积不变的密闭容器中，可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(s)达到平衡，下列描述一定正确的是( )①C的生成速率与C的分解速率相等 ②单位时间内生成a ml A，同时生成3a ml B ③A、B、C的浓度不再变化 ④反应物的转化率不再变化 ⑤混合气体的压强不再变化 ⑥混合气体的物质的量不再变化 ⑦单位时间内消耗a ml A，同时生成3a ml B ⑧A、B、C、D的分子数之比为1∶3∶2∶2A．①②③④⑤⑥⑦ B．①③④⑤⑥⑦C．①③④⑥⑦D．①③⑤⑥⑦⑧
【解析】 当达到化学平衡状态时，物质的反应速率与生成速率相等；此时各成分的浓度不再变化；反应物的转化率为一定值；当反应前后气体系数和不相等时，混合气体的总物质的量不再变化且混合气体的压强不再变化。【答案】 B
●教材点拨1．控制化学反应条件的目的化学反应有的快、有的慢，有的进行程度大、有的进行程度小，有的对我们有利，有的对我们不利。控制反应条件，促进有利的化学反应(提高反应物的转化率即原料的利用率，加快反应速率等)，抑制有害的化学反应(减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等)，使化学反应向着对我们有利的方向转化。
2．控制化学反应条件的基本措施(1)通过改变反应物的温度、溶液浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积以及催化剂的使用等，改变化学反应的速率。(2)通过改变可逆反应体系的温度、溶液浓度、气体压强(或浓度)等，改变可逆反应进行的限度。
3．以“提高煤的燃烧效率”为例，分析化学反应条件该如何选择。
(2015·经典习题选萃)(双选)我国锅炉燃煤采用沸腾炉逐渐增多，采用沸腾炉好处在于( )A．增大煤炭燃烧时的燃烧热，并形成清洁能源B．减少炉中杂质气体(如SO2等)的形成C．提高煤炭的热效率并减少CO的排放D．使得燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率
【解析】 由于大块的固体燃料与空气接触有限，燃烧不够充分和完全，使燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源，还会产生大量的CO等气体，危害人体健康。采用沸腾炉是将固体燃料粉碎，增大燃料与空气的接触面积，提高燃烧效率，同时，又能防止煤炭不充分燃烧产生的CO污染大气。但由于煤炭没有经过去硫处理，所以，不能减少SO2气体的产生。【答案】 CD
下列措施，能使煤炭燃烧更充分，提高热能利用率的是( )A．多加煤以使炉火更旺B．把煤炭做成大煤球C．把煤中掺和一些黄泥做成蜂窝煤D．把煤粉碎，在煤粉燃烧器中燃烧【解析】 A项中只会增加煤的用量，不会使煤炭燃烧充分，也不能提高热能的利用率；B、C项无论从煤的粉碎程度，还是空气用量上都比不上D项。【答案】 D
【解析】 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称为可逆反应，因此选项BCD中的反应均是可逆反应。由于充电和放电的条件不同，因此该反应不是可逆反应，答案选A。【答案】 A
2．(2015·湖北省武汉市部分重点中学高一下学期期中)下面关于化学反应的限度的叙述中，正确的是( )A．化学反应的限度都相同B．可以通过改变温度控制化学反应的限度C．可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度D．反应限度是无法改变的【解析】 不同反应的限度不同，A错；通过改变温度可以让反应发生移动，从而控制化学反应的限度，B对；化学反应限度是反应进行到的最大程度，与时间无关，C错；改变某些条件时化学反应的限度可以改变，D错。【答案】 B
【解析】 A．反应一开始就有正反应方向和逆反应方向两个方向进行，错误，不选A；B.t1～t2，X2的物质的量越来越少，错误，不选B；C.t2～t3，反应达平衡，反应仍在进行，不选C；D.t2～t3，反应达平衡，各物质的浓度不再发生变化，正确，选D。【答案】 D
【解析】 v正(NH3)＝3v逆(H2)不能说明反应达到平衡状态，选项A不正确；1个N≡N键断裂的同时有6个N—H键断裂，说明了正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态，选项B正确；反应体系如果是在恒压条件下进行，压强不再变化无法判断反应是否达到平衡状态，选项C不正确；根据质量守恒定律，混合气体质量始终不变，无法判断反应是否达到平衡状态，选项D不正确。【答案】 B
怎样探究温度如何影响二氧化氮和四氧化二氮的化学平衡？温馨提示：本题实质上是考查温度对化学平衡的影响，请将反应的特点和平衡的移动联系起来。因此在考虑问题时要找出它们的联系。条件改变→平衡移动→移动结果→移动方向→条件与反应特点关系。化学平衡状态是在一定条件下建立的，当条件改变时，化学平衡状态会改变。
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