1、化学化学 必修必修2（人教版）（人教版）第二章化学反应与能量第二章化学反应与能量第三节第三节 化学反应的速率和限度化学反应的速率和限度第第2课时课时 化学反应的限度化学反应的限度 情景导入情景导入人类对粮食的需求使人工固氮在人类对粮食的需求使人工固氮在19世纪世纪 初成了世界性的重大研究课题。不少化学家初成了世界性的重大研究课题。不少化学家 耗费了相当大的精力，但仍未掌握一种较理耗费了相当大的精力，但仍未掌握一种较理 想的人工固氮方法，主要困难是氮气和氢气非常难反应，反想的人工固氮方法，主要困难是氮气和氢气非常难反应，反应速率特别慢，且氮气的转化率非常低。应速率特别慢，且氮气的转化率非常低。1
2、909年德国科学家年德国科学家哈伯在实验室采用哈伯在实验室采用600、200个大气压和用金属铁作催化个大气压和用金属铁作催化剂的条件使人工固氮成功，剂的条件使人工固氮成功，1918年瑞典皇家科学院因哈伯在年瑞典皇家科学院因哈伯在合成氨发明上的杰出贡献，决定授予他诺贝尔化学奖。合成氨发明上的杰出贡献，决定授予他诺贝尔化学奖。栏目链接栏目链接课课 标标点点 击击1认识可逆反应及其特征。认识可逆反应及其特征。2了解并会判断化学平衡状态。了解并会判断化学平衡状态。3初步了解化学反应条件的控制。初步了解化学反应条件的控制。栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接要点一要点一 化学反应的限度化学反应的限度知知
3、识识导导 学学正反应方向正反应方向逆反应方向逆反应方向 正向正向 逆向逆向 同一条件同一条件 同时同时 反应物反应物 生成物生成物 不能不能 栏目链接栏目链接2.化学平衡状态。化学平衡状态。当一个可逆反应的当一个可逆反应的_相等时，相等时，_不再改变，达到一种表面静止的状态，即不再改变，达到一种表面静止的状态，即“化学平衡状态化学平衡状态”。化学平衡状态是给定条件下化学反应。化学平衡状态是给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度，此时所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度，此时反应物的转化率反应物的转化率_。知知 识识导导 学学正逆反应速率正逆反应速率各组分的量各组
4、分的量最大最大 栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学（1）化学平衡的建立。）化学平衡的建立。浓度浓度速率速率反应物反应物生成物生成物正反应速率正反应速率逆反应速率逆反应速率反应起始状反应起始状态态_随着反应的随着反应的进行进行_最终状态最终状态_(2)可以用图象表示化学平衡状态建立过程中速率与时可以用图象表示化学平衡状态建立过程中速率与时间的关系。间的关系。最大最大 最小最小 最大最大 最小最小 逐渐减小逐渐减小 逐渐增大逐渐增大 逐渐减小逐渐减小 逐渐增大逐渐增大 不变不变 不变不变 不变不变 不变不变 栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学(3)化学平衡。化学平衡。研究对象：研究对象：_反应
5、。反应。定义：在一定条件下，当一个定义：在一定条件下，当一个_反应进行到反应进行到_和和_相等时，反应物和生成相等时，反应物和生成物的物的_不再改变的状态。不再改变的状态。可逆可逆 可逆可逆 正反应速率正反应速率 逆反应速率逆反应速率 浓度浓度 栏目链接栏目链接要点二要点二 化学反应条件的控制化学反应条件的控制知知 识识导导 学学原料的利用率原料的利用率 反应速率反应速率 反应速率反应速率 有害物质的产生有害物质的产生 空气或氧气空气或氧气 适当过量适当过量 着火点着火点 栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学3提高燃料燃烧效率的措施。提高燃料燃烧效率的措施。(1)尽可能使燃料尽可能使燃料_提高
6、能量的转化率。关键提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能是燃料与空气或氧气尽可能_，且空气要，且空气要_。(2)尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高高_。充分燃烧充分燃烧 充分接触充分接触 适当过量适当过量 热能的利用率热能的利用率 栏目链接栏目链接一、化学反应的限度一、化学反应的限度化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征 综合拓展综合拓展知知 识识导导 学学1逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。2等：达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率等：达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等，但不等于零，即相等，
7、但不等于零，即v正正v逆逆0。3动：是指动态平衡。达到平衡状态时，正、逆反动：是指动态平衡。达到平衡状态时，正、逆反应仍在不断进行，只是应仍在不断进行，只是v正正v逆逆而已。而已。4定：平衡时，各组分的浓度保持一定，各组成成定：平衡时，各组分的浓度保持一定，各组成成分的含量保持一定。分的含量保持一定。栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学5变：当外界条件变：当外界条件(如浓度、压强、温度等如浓度、压强、温度等)变化时，变化时，则原平衡被破坏，反应混合物中各组分的浓度就会发生则原平衡被破坏，反应混合物中各组分的浓度就会发生变化，在新的条件下会重新建立平衡。变化，在新的条件下会重新建立平衡。栏目链接
8、栏目链接二、化学平衡状态的判断二、化学平衡状态的判断知知 识识导导 学学判断一个可逆反应在一定条件下是否达到化学反判断一个可逆反应在一定条件下是否达到化学反应的限度或化学平衡状态，直接依据就是其本质和特应的限度或化学平衡状态，直接依据就是其本质和特征，即正、逆反应速率是否相等征，即正、逆反应速率是否相等(注：指同一种物质的注：指同一种物质的生成和消耗的速率，不同物质的正逆速率等于反应方生成和消耗的速率，不同物质的正逆速率等于反应方程式中的计量数之比程式中的计量数之比)；各组分浓度是否不变，含量是；各组分浓度是否不变，含量是否不变。否不变。栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学通常从如下几个方面进
9、行判断：通常从如下几个方面进行判断：栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学压强压强mnpq时，总压强一定时，总压强一定(其他条件其他条件一定一定)平衡平衡mnpq时，总压强一定时，总压强一定(其他条其他条件一定件一定)不一定平衡不一定平衡温度温度任何化学反应都伴随着能量的变化，任何化学反应都伴随着能量的变化，当体系温度一定时当体系温度一定时(其他不变其他不变)平衡平衡其他其他如体系颜色不再变化等如体系颜色不再变化等平衡平衡（续表）（续表）栏目链接栏目链接三、控制化学反应条件的基本措施三、控制化学反应条件的基本措施知知 识识导导 学学1通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、固体的通过改变反应体系的温
10、度、溶液的浓度、固体的表面积、反应物的状态以及催化剂的使用等，改变化学反表面积、反应物的状态以及催化剂的使用等，改变化学反应速率。应速率。2通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体压强等，改变可逆反应进行的限度。体压强等，改变可逆反应进行的限度。栏目链接栏目链接 尝试应用尝试应用知知 识识导导 学学D D 栏目链接栏目链接知知 识识导导 学学C 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接典典 例例精精 析析一、可逆反应的特点一、可逆反应的特点 栏目链接栏目链接化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分是不能完全转化的。
11、所以平衡时各物质的浓度范围为是不能完全转化的。所以平衡时各物质的浓度范围为0c(X)0.2 molL1，0c(Y)0.6 molL1，0c(Z)0.4 molL1。而当。而当c(Z)0.1 molL1时，时，c(Y)0.45 molL1。解析解析BC答案答案典典 例例精精 析析 栏目链接栏目链接名师点睛：名师点睛：(1)可逆反应既可向正反应方向进行，同可逆反应既可向正反应方向进行，同时又可向逆反应方向进行；可逆反应不能进行到底，只能时又可向逆反应方向进行；可逆反应不能进行到底，只能反应到一定程度达到平衡状态，平衡时各物质的物质的量反应到一定程度达到平衡状态，平衡时各物质的物质的量都不能为都不能
12、为0。(2)化学反应是有限度的，可逆反应不能进行到底。化学反应是有限度的，可逆反应不能进行到底。化学反应遵循质量守恒定律。这类题目采用假设完全反应化学反应遵循质量守恒定律。这类题目采用假设完全反应法进行计算，然后根据可逆反应无法完全进行，确认各个法进行计算，然后根据可逆反应无法完全进行，确认各个物质的量的范围。物质的量的范围。典典 例例精精 析析 栏目链接栏目链接 变式应用变式应用典典 例例精精 析析B 栏目链接栏目链接二、化学平衡的特征及判断依据二、化学平衡的特征及判断依据典典 例例精精 析析 栏目链接栏目链接典典 例例精精 析析O2的消耗速率可知正反应的速率，而的消耗速率可知正反应的速率，
13、而NO的消耗速的消耗速率可知逆反应的速率，在同一个反应里，同种物质的正逆率可知逆反应的速率，在同一个反应里，同种物质的正逆速率相等，不同物质的正逆速率之比等于计量数之比时就速率相等，不同物质的正逆速率之比等于计量数之比时就达到平衡，而达到平衡，而A项中的项中的O2和和NO的速率之比不等于计量数的速率之比不等于计量数之比，所以没平衡，之比，所以没平衡，A项错误；对于一个可逆反应，反应项错误；对于一个可逆反应，反应中的任何时刻都同时存在全部的反应物和生成物，不能确中的任何时刻都同时存在全部的反应物和生成物，不能确定平衡，定平衡，B项错误；因为反应前后计量数之和相等，不管项错误；因为反应前后计量数之
14、和相等，不管反应在任何时刻，总物质的量是保持不变的，所以反应在任何时刻，总物质的量是保持不变的，所以C项错项错误；误；D与与A同，符合正逆速率的关系，同，符合正逆速率的关系，D项正确。项正确。解析解析D答案答案 栏目链接栏目链接典典 例例精精 析析名师点睛：名师点睛：化学平衡状态的判断依据。化学平衡状态的判断依据。(1)v正正v逆逆。(2)体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变。量分数保持不变。(3)全是气体参加的且前后化学计量数改变的可逆反应，全是气体参加的且前后化学计量数改变的可逆反应，压强保持不变。压强保持不变。(4)全是气
15、体参加的且前后化学计量数改变的可逆反应，全是气体参加的且前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。平均相对分子质量保持不变。(5)对于有颜色的气体参加或生成的可逆反应，颜色不对于有颜色的气体参加或生成的可逆反应，颜色不随着时间发生变化。随着时间发生变化。栏目链接栏目链接典典 例例精精 析析(6)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。化学键的物质的量相等。栏目链接栏目链接 变式应用变式应用典典 例例精精 析析 栏目链接栏目链接典典 例例精精 析析条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 栏目链接栏目链接
