（2019新版）鲁科版高中化学高一必修二第2章+第3节第2课时+化学反应的限度ppt课件（含视频）.rar

第第3节第节第2课时课时 化学反应的化学反应的限度限度 高中化学一年级高中化学一年级 德国化学家哈伯对合成氨进行全面系统德国化学家哈伯对合成氨进行全面系统的研究，两年间进行了的研究，两年间进行了65006500多次的实验，多次的实验，终于在终于在19091909年取得了鼓舞人心的成果，就年取得了鼓舞人心的成果，就是在是在5 55050、20MPa20MPa和锇为催化剂的条件和锇为催化剂的条件下合成了氨，下合成了氨，氨的产率约为氨的产率约为6.25%6.25%。现代合。现代合成氨工艺的反应条件是铁触媒作催化剂，成氨工艺的反应条件是铁触媒作催化剂，400-500400-500，10-30MPa10-30MPa，氨的产率大约，氨的产率大约为为10-15%10-15%。思考：思考：氮气和氢气氮气和氢气在在550550、20MPa20MPa和锇为催化剂的条件下，和锇为催化剂的条件下，氨的产率约为氨的产率约为6.25%6.25%，此条件下的该反应是否达到了最大的，此条件下的该反应是否达到了最大的限度（产率）？限度（产率）？现代合成氨的产率大于哈伯合成氨的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产率，说明化学反应的限度是否能够发生改变？生改变？实际的化工生产中，是不是只要化学实际的化工生产中，是不是只要化学反应的速率快就可以提高产品的产量？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？要提高产品的产量还要考虑哪些问题？观察思考观察思考认识化学反应存在限度认识化学反应存在限度 向向2mL2mL 0.01molL0.01molL11 KIKI溶液中加入溶液中加入1mL1mL 0.01molL0.01molL11 FeClFeCl3 3溶液，再加入几滴溶液，再加入几滴 0.1molL0.1molL11 KSCNKSCN 溶液，你认为能观察溶液，你认为能观察到什么现象？为什么？到什么现象？为什么？ 预测实验现象预测实验现象观察到的实验现象观察到的实验现象结论结论思考：思考：上述实验，你对化学反应的认识有什么新的启示？上述实验，你对化学反应的认识有什么新的启示？2Fe2Fe3+3+ + + 2I2I 2Fe2Fe2+2+ + + I I2 2溶液呈棕黄色溶液呈棕黄色溶液显红色溶液显红色KIKI溶液过量溶液过量,FeCl,FeCl3 3也不会全部也不会全部转化成转化成FeClFeCl2 2, ,即即FeClFeCl3 3与与KIKI的的反应不能进行完全反应不能进行完全化学反应化学反应进行得较完全反应进行得较完全反应进行得不彻底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，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？，反应进行不彻底的原因是什么？交交流研流研讨讨信息信息1：实验发现，一定条件下向一密闭容器中充入：实验发现，一定条件下向一密闭容器中充入SO2与与18O2，反应一段时间后，核素，反应一段时间后，核素18O存在于存在于SO2、O2、SO3中。中。信息信息2：密闭容器中：密闭容器中SO2与与O2在一定条件下发生反应，反应过程中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。的物质的量的变化趋势如图所示。观点观点1 1错误错误观点观点2 2错误错误 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。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。观点观点 1 ：只有部分二氧化硫与氧气发生反应。：只有部分二氧化硫与氧气发生反应。观点观点 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。：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。：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。针对上述三种观点，他们查阅资料获得了以下信息。 2SO2SO2 2+ +1818OO2 2 2SO2SO3 32SO2SO2 2+O+O2 2 2SO2SO3 3像这样在像这样在相同条件相同条件下，下，向正、反向正、反两个方向同时进行的两个方向同时进行的反应反应称为称为可逆反应可逆反应。（1 1）概念）概念1.1.可逆反应可逆反应在在相同条件相同条件下，向下，向正、反正、反两个方向同时进行的反应。两个方向同时进行的反应。可逆反应不能进行到底；可逆反应不能进行到底；可逆反应结束时，反应物和生成物共存。可逆反应结束时，反应物和生成物共存。（3 3）特点特点正向反应：反应物正向反应：反应物生成物生成物逆向反应：生成物逆向反应：生成物反应物反应物可可逆反应的化学方程式中，用逆反应的化学方程式中，用 代代替替正反应正反应逆反应逆反应（2 2）表示方法表示方法 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。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，反应物都不可能即无论进行多长时间，反应物都不可能100100地全部转化为生成物。地全部转化为生成物。1414COCO2 2、1414C C、1414COCO2.2. 1414COCO2 2 + + 1212C C 2CO2CO，达，达到最大限度后，混到最大限度后，混合物中合物中含含1414C C的粒子有哪些？的粒子有哪些？不是，两者的反应条件不同，故不是可逆反应。不是，两者的反应条件不同，故不是可逆反应。1.1.反应反应2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2OO和和2H2H2 2O=2HO=2H2 2 +O+O2 2 ，是否，是否为可逆反应？为可逆反应？点燃点燃 电解电解迁移应用迁移应用对于以上反应，请分析：对于以上反应，请分析：1.1.反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？随着反随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？2.2.反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？随着随着反应的进行，反应的进行，v(v(正正) )与与v(v(逆逆) )怎样变化？怎样变化？在密闭容器中加入在密闭容器中加入2 2 molmol SOSO2 2和和1 1 molmol OO2 2发生反应：发生反应：2SO2SO2 2(g)(g) +O+O2 2 (g)(g) 2SO2SO3 3(g)(g) 交流研讨交流研讨v(v(正正) )v(v(逆逆) )v(v(正正)=)= v(v(逆逆) )t t1 1时间（时间（t t）0 00 0t t1 1段：段：v(v(正正)v()v(逆逆) )t t1 1时刻及以后：时刻及以后：v(v(正正)=v()=v(逆逆) )正反应速率和逆反应速率随时间变化图示正反应速率和逆反应速率随时间变化图示反反应应速速率率v v交流研讨交流研讨3.3.反应会进行到什么时候反应会进行到什么时候“ “停止停止” ”？当正反应速率与逆反应速率相等时。当正反应速率与逆反应速率相等时。4.4.此时，反应物和生成物浓度如何变化？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。反应物和生成物浓度不再改变。5.5.反应真的停止了吗？反应真的停止了吗？未停止，处于动态平衡。未停止，处于动态平衡。2SO2SO2 2(g)(g) +O+O2 2 (g)(g) 2SO2SO3 3(g)(g) 交流研讨交流研讨2.2.化学平衡状态化学平衡状态 在一定条件下在一定条件下可逆反应可逆反应进行到一定程度时，进行到一定程度时，反应物反应物和生成物和生成物浓度浓度不再随时间的延长而发生变化（即不再随时间的延长而发生变化（即保持不保持不变），变），正反应和逆反应的速率相等正反应和逆反应的速率相等，这种状态称为化学，这种状态称为化学平衡平衡状态，简称化学平衡。状态，简称化学平衡。（1 1）定义）定义（2 2）化学平衡状态的判断方法）化学平衡状态的判断方法v(v(正正)=v()=v(逆逆) )：a.a.同一物质的正、逆反应速率相等同一物质的正、逆反应速率相等b.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的系数成正比浓度保持一定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各组分的浓度、物质的量、质量不随时间的改变而改变思考思考讨论讨论在密闭容器中进行反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),以下情况能否说明该反应达到化学平衡状态?a、间 位间间 内生成2n mol SO3，同间 生成n mol O2b、当SO2、O2、SO3的浓度之比为212时c、压强恒定d、密度一定a、可以，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可以，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，表示正、逆反应速率相等系数成正比，表示正、逆反应速率相等b、不能不能 ,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、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。逆反应速率相等。 可逆反应达到平衡状态后，平衡状态能否改可逆反应达到平衡状态后，平衡状态能否改变呢？变呢？c、压强恒定时、压强恒定时 ,反应一定达到平衡反应一定达到平衡,因为压强恒定因为压强恒定 ,说明各气体的物质的量恒说明各气体的物质的量恒定定;d、密度恒定时、密度恒定时 ,不一定达到平衡不一定达到平衡 ,因为气体的总质量守恒因为气体的总质量守恒,容积不变容积不变 ,密度在任何时刻密度在任何时刻都不变。都不变。观察思考观察思考化学平衡状态的改变化学平衡状态的改变 将封装有二氧化氮（将封装有二氧化氮（NO2 ）和四氧化二氮（）和四氧化二氮（N2O4）混合气体的装）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。置两端的球形容器分别浸入热水和冷水中，观察实验现象。浸入前浸入前浸入后浸入后思考：根据观察到的实验现象可以得出什么结论思考：根据观察到的实验现象可以得出什么结论？实验现象实验现象热热水水中中混混合合气气体体颜颜色色较较常常温温下下的的_ _ _ _, ,冰冰水水中中混混合合气气体体颜色较常温下的颜色较常温下的_实验结论实验结论混混合合气气体体受受热热颜颜色色变变_ _ _ _, ,说说明明NNOO2 2浓浓度度_ _ _ _ _ _, ,即即平平衡衡向向_方向移方向移动，升高温度平衡状态被破坏。动，升高温度平衡状态被破坏。混混合合气气体体被被冷冷却却颜颜色色变变_ _ _ _, ,说说明明NNOO2 2浓浓度度_ _ _ _ _ _, ,即即平平衡向衡向_方向移方向移动，降低温度平衡状态被破坏。动，降低温度平衡状态被破坏。深深深深浅浅增大增大吸热反应吸热反应浅浅减小减小放热反应放热反应归纳总结归纳总结结结论论： 化化学学平平衡衡是是在在一一定定条条件件下下建建立立起起来来的的，当当条条件件改改变变时时，原原平平衡衡状状态态被被破破坏坏，并并在在新新的的条条件件下下建建立立起起新新的的平平衡衡状状态态。 原平衡原平衡(v(v正正=v=v逆逆) )条件改变条件改变一定时间后一定时间后平衡破坏平衡破坏 (v(v正正 vv逆逆 ) ) 新平衡新平衡 (v(v正正=v=v逆逆)化学平衡的移动化学平衡的移动说说明明：浓浓度度、温温度度、压压强强等等因因素素均均会会影影响响化化学学平平衡衡状状态态，具具体体 内内容容 会会在在选选修修中中学学习习。（3 3）特征）特征条件改变，原平衡被破坏，发生移动，在条件改变，原平衡被破坏，发生移动，在新的条件下建立新的化学平衡新的条件下建立新的化学平衡研究对象为可逆反应研究对象为可逆反应逆逆等等v(v(正正) ) v(v(逆逆) )动动动态平衡，动态平衡，v(v(正正) ) v(v(逆逆) ) 00定定条件一定，平衡混合物中各物质的浓度一条件一定，平衡混合物中各物质的浓度一定定（不是相等）（不是相等）变变课堂总结课堂总结 1.下列反应体系中，不属于可逆反应的是()ACl2溶解于水 B氨气溶解于水C工业合成氨 D水电解生成H2和O2与H2在O2中燃烧生成H2O 2.在一定条件下，反应2A(g)2B(g) 3C(g)D(g)达到平衡状态的标志是()A单位时间内生成2n mol A，同时生成n mol DB容器内压强不随时间而变化C单位时间内生成n mol B，同时消耗1.5n mol CD容器内混合气体密度不随时间而变化3.反应2SO2+O2 2SO3达到平衡状态后,下列说法正确的是()A.三氧化硫的生成速率与分解速率相等B.二氧化硫、氧气、三氧化硫的分子数之比是212C.二氧化硫与氧气不再化合生成三氧化硫D.降低温度,原化学平衡状态未被破坏课堂练习课堂练习：1.D 2.A 3.A