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成才之路 化学,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 必修2,化学反应与能量,第二章,第三节 化学反应的速率和限度,第二章,第2课时 化学反应的限度 以及反应条件的控制,第二章,在以前的学习中，我们所接触的化学反应进行得一般都很完全，如镁条燃烧后只剩下白色的氧化镁，金属钠与水反应后最终得到澄清的溶液那么，是不是所有的化学反应都能进行得很完全呢？,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)_。,正反应方向,逆反应方向,同一条件下,同时进行,(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 反应开始时：v(正)最大，v(逆)为_。 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_。 反应达到平衡时：v(正)_v(逆)，反应物和生成物各组分浓度_。,0,减小,0,增大,不再改变,(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。,可逆,正反应速率,逆反应速率,速率,限度,4“提高煤的燃烧效率”的研究 (1)燃料燃烧的条件 燃料与_或氧气接触； 温度达到燃料的_。 (2)影响煤燃烧效率的条件 煤的状态； 空气用量； 炉(灶)膛材料的选择； 燃烧后烟道废气中热量的利用。,空气,着火点,(3)提高燃料燃烧效率的措施 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_。 尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热量，提高_。,充分燃烧,充分接触,适当过量,热能的利用率,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。,化学反应的限度,思维导图,教材点拨,(3)特点 正反应、逆反应同时进行。 正反应、逆反应发生的条件相同。 正反应或逆反应不可能进行到底。 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。 如何理解v(正)v(逆)? 例：一定条件下，可逆反应N23H22NH3，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示： A单位时间内，有1 mol N2反应掉，同时有1 mol N2生成,B单位时间内，有3 mol H2反应掉，同时有2 mol NH3反应掉 C单位时间内，有6 mol HH键断裂，同时有6 mol HH键生成 D单位时间内，有1 mol N2生成，同时有2 mol NH3生成 以上均表示v(正)v(逆)。 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：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。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。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 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。 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。,(2014昆明官渡区第二中学检测)在一定条件下，使NO和O2在一密闭容器中进行反应2NOO22NO2，下列说法中不正确的是( ) A反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零 B随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零 C随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大 D随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后比正反应速率还大,典例透析,【解析】 反应开始时，反应物浓度最大，正反应速率最大，生成物浓度为零，逆反应速率为零，A正确；随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，但可逆反应不能进行到底，故反应速率不能为零，B错误，C正确；可逆反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，D错误。 【答案】 BD,(2014昆明官渡区第二中学检测)对一定温度下的恒容容器中的可逆反应A(g)3B(g)2C(g)，下列叙述不能作为平衡标志的是( ) C的生成速率与C的分解速率相等； 单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B； A、B、C的浓度不再变化； A、B、C的压强不再变化； 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a mol A，同时生成3a mol B；,A、B、C的分子数之比为132。 A B C D 【解析】 单位时间内生成A，生成B表示的都是逆反应方向，故不是作为反应达到平衡的标志；可逆反应达到平衡时，各成分的浓度保持不变，并非等于化学计量数之比，故不是作为反应达到平衡的标志。 【答案】 A,1(2014衡阳市八中高一联赛)下列关于反应限度的叙述不正确的是( ) A反应限度是一种平衡状态，此时反应已经停止 B达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等 C达到平衡状态时，反应物和生成物浓度都不再改变 D达到平衡状态时，反应物的转化率已经最大 答案：A,变式训练,混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A B C D 答案：A 点拨：单位时间内生成O2，生成NO表示的都是正反应方向，不能作为达到平衡状态的标志；反应速率之比在达到平衡状态前后都等于化学计量数之比，不能作为达到平衡状态的标志；反应在恒容器中进行反应，气体总质量不变，反应前后气体的密度不变，不能作为达到平衡状态原标志。,化学反应条件的控制,思维导图,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。,教材点拨,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。,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,典例透析,【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,3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,变式训练,答案：D 点拨：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。,1(2014昆明官渡区第二中学检测)下列关于可逆反应的说法中正确的是( ) A可逆反应就是既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应 B在催化剂的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫又分解生成二氧化硫和氧气，因此该反应是可逆反应 C对于合成氨的反应，如果调控好反应条件，可使一种反应物的转化率达到100%,D碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙，因此这两个反应是可逆反应 答案：B 点拨：可逆反应是指在相同条件下，能同时向正、逆反应方向进行的反应。可逆反应强调两点：相同条件和同时双向进行，B正确；A项中没有说明相同条件和同时进行；C项，由于是可逆反应，所以其反应物的转化率不可能达到100%；D项中的两组反应，由于反应条件不同，不能称为可逆反应，错误。,2(2014安阳一中高一下学期二次考试)下列关于化学反应限度的说法中不正确的是( ) A当一个可逆反应达到平衡状态时，就是此反应在该条件下达到的限度 B当可逆反应进行到平衡状态时，那么这个反应的正向反应速率和逆向反应速率相等 C平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变 D化学反应的限度可以通过改变条件而改变 答案：C,点拨：平衡状态是一种动态的，反应并没有停止，只是正反应速率和逆反应速率相等，各物质的浓度不变的状态，C项不正确。,答案：D 点拨：因为此反应是可逆反应，在一定条件下可同时向正、逆反应方向进行，向正反应方向进行时使SO3中含有18O，向逆反应方向(含有18O的SO3分解)就可能使SO2中含有18O，所以D正确。,4(2014襄、宜四市高一期中)在一定温度下的定容容器中，发生反应：2A(g)B(s)=C(g)D(g)，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是( ) 混合气体的压强不变 混合气体的密度不变 C(g)的物质的量浓度不变 容器内A、C、D三种气体的浓度之比为211 单位时间内生成n mol C，同时生成n mol D 单位时间内生成n mol D，同时生成2n mol A,A B C D 答案：C 点拨：在恒容条件，此反应为前后气体体积相等的反应，在达到平衡状态前后体系的压强不变，不能作为平衡状态的判断标志；容积固定，因为此反应有固体参与，气体密度不变说明气体总质量不变，说明此反应达到平衡状态，可作为平衡状态的判断标志；C(g)的浓度不变说明生成C(g)和消耗C(g)的量相等，说明反应达到平衡状态，能作为平衡状态的判断标志；,反应达到平衡状态，A、C、D三种气体浓度不变，并非等于化学计量数之比，不能作为平衡状态的判断标志；单位时间内生成C，同时生成D都是正反应方向，故不能作为平衡状态的判断标志；单位时间内生成n mol D，同时生成2n mol A，说明反应同时向正、逆反应方向进行，生成D和A又符合化学计量数之比，能作为平衡状态的判断标志。由以上分析知C项正确。,答案：BC,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。,【答案】 该反应是可逆反应，且正反应是放热反应。在实验过程中，观察到浸入冰水中的烧瓶里的气体的混合物颜色变浅，说明二氧化氮浓度减小，四氧化二氮浓度增加，原平衡状态被破坏，平衡向正反应方向移动，即向放热反应方向移动；而浸入热水中的烧瓶中气体混合物颜色变深，说明二氧化氮浓度增加，四氧化二氮浓度减小，同样破坏了原平衡状态，说明平衡向逆反应方向移动。可见，当条件改变时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立新的平衡，即发生了化学平衡移动。,
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