1、2022-2023必修第二册第六章化学反应与能量第二节 化学反应速率和限度炼铁高炉尾气之谜 开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分造成的，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比例竟然没有改变。高炉炼铁原理：炼制1 t 生铁所需要的焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需用量，从高炉炉顶出来的气体中总是含有未利用的CO气体。C+O2 CO2点燃C+CO2 2CO高温Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温2SO2+18O2 2SO3看看我我的的化化学学新新魔魔术！术！2SO2+18O2 2SO3S18O2S16O18O你能用一个化学专用名词你能用一
2、个化学专用名词破解这个动画魔术吗？破解这个动画魔术吗？学习 目标PART01PART02了解可逆反应的含义及其特征了解可逆反应的含义及其特征通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡。通过化学平衡状态的建立过程，知道化学平衡是一种动态平衡。3 3知道知道化学平衡状态的特征，判断反应是否达到化学平衡状态化学平衡状态的特征，判断反应是否达到化学平衡状态2Fe3+2I-=2 Fe2+I2 KI溶液与FeCl3溶液混合，发生反应离子方程式：已知：碘单质易溶于CCl4，微溶于水。碘单质指的CCl4溶液呈紫红色。【探究方案】取5mL0.1mol/L的KI溶液于试管中，滴加1mL0.1mol/L
3、的FeCl3溶液，再加入2mLCCl4，充分振荡，静置后取上层溶液于另一试管，滴加KSCN溶液。【实验探究】一个化学反应在实际进行时，反应物是否会按化学方 程式中的计量关系完全转变成产物？学习任务一学习任务一2Fe3+2I-=2 Fe2+I2 实 验现 象结 论在5mL 0.1mol/L KI溶液中滴加1mL 0.1mol/LFeCl3溶液在反应的溶液中加CCl4振荡后静置取中上层溶液，滴加KSCN溶液试管内溶液由无色变为黄色溶液分层，下层呈紫红色溶液呈血红色FeCl3与KI混合后生成了I2FeCl3与KI的混合溶液中存在Fe3+FeCl3与KI混合后可能发生了化学反应KI溶液与FeCl3溶液
4、混合，发生反应离子方程式：已知：碘单质易溶于CCl4，微溶于水。碘单质指的CCl4溶液呈紫红色。表表2：反应反应 中中，0.040.1 0.140.21.2反应结束后反应结束后SO2物质物质的量的量10010510.5n(O2)/mol22222n(SO2)/mol2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂 表表1：反应反应 中，中，00 001反应结束后反应结束后CO物质的量物质的量10010510.5n(O2)/mol22222n(CO)/mol2CO+O2=2CO2点燃点燃 观察数据，思考：观察数据，思考：通过表中数据，你能发现什么？通过表中数据，你能发现什么？很多化学反应在进行时都具有很多化
5、学反应在进行时都具有可逆性可逆性，即，即正向反应正向反应和和逆向反应逆向反应在同时进行在同时进行，只是，只是可可逆程度有所不同且差异很大。逆程度有所不同且差异很大。反应反应物物 生成物生成物正反应正反应逆反应逆反应问题问题1：什么样的反应就是可逆反应？什么样的反应就是可逆反应？可逆反应1、定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时，又能向逆反应方向进行的化学反应，叫做可逆反应。N2+3H2 2NH3催化剂催化剂2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂 SO2+H2O H2SO3NH3+H2O NH3 H2O高温、高压高温、高压练练1(1)2H2O2 2H2O和和2H2O 2H2O2属于属于可逆
6、反应吗？可逆反应吗？(2)把把3 mol H2和和1 mol N2充入密闭容器中反应，最终可以生成充入密闭容器中反应，最终可以生成2 mol NH3吗？吗？2.用可逆符号用可逆符号 代替等号。习惯上，代替等号。习惯上，把向右的反应叫把向右的反应叫正反应，向左的反应叫逆反应正反应，向左的反应叫逆反应。3 3.常见可逆反应：常见可逆反应：4.特点特点双同性双同性（同时、同条件（同时、同条件)双向性双向性（正逆反应方向（正逆反应方向)v正正 消耗消耗 反应反应物物v逆逆 消耗消耗 生成物生成物 共存性共存性（反应物生成物并存（反应物生成物并存，反应，反应物转化率物转化率100%)v()v(逆逆)反应
7、速率v(正)v(逆)t1时间（t）0（2 2）反应物浓度）反应物浓度 ，正反应速率，正反应速率 ；生成物浓度生成物浓度 ，逆反应速率，逆反应速率 ；逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐增大（3 3）正反应速率和逆反应速率）正反应速率和逆反应速率 。反应物的浓度反应物的浓度 ，生成物的浓度，生成物的浓度 。反应一段时间（反应一段时间（50min50min）后：）后：v(v(正正)=v()=v(逆逆)0)0反应速率v(正)v(逆)50min时间（t）0不再改变不再改变不再改变不再改变相等相等达到一种表面静止的状态，我们达到一种表面静止的状态，我们称为称为“化学平衡状态化学平
8、衡状态”，简称化，简称化学平衡。学平衡。不平衡状态不平衡状态反应物浓度最大反应物浓度最大生成物浓度为生成物浓度为0 v正正最大最大v逆逆为为0反应反应开始开始反应反应过程过程达到达到平衡平衡反应物浓度减小反应物浓度减小生成物浓度生成物浓度增大增大各物质的浓度各物质的浓度不再改变不再改变 v正正逐渐减小逐渐减小v逆逆逐渐增大逐渐增大 v正正=v逆逆0化学平衡化学平衡状态状态的的建立建立过程过程化学平衡状态1.定义：在一定条件下，可逆反应中，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应物的浓度和生成物的浓度都不在改变。达到了一种表面静止的状态，我们称之为“化学平衡状态”。可逆反应(正)=(逆)逆等动02
9、.特征动态平衡定各组分的浓度保持不变变条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡时间时间tV正正V逆逆V正=V逆反应速率反应速率达到平衡达到平衡判断可逆反应是否达到平衡的直接标志。表面静止的状态注意:时间速率t1正逆时间速率t1正逆化学平衡的建立与途径无关，某一可逆反应无论是化学平衡的建立与途径无关，某一可逆反应无论是从正反应开始还是从逆反应开始，最终均可达到平从正反应开始还是从逆反应开始，最终均可达到平衡状态。衡状态。炼铁高炉尾气之谜可逆反应，在一定条件下建立化学平衡。高炉炼铁原理：为什么增加炼铁高炉的高度不能改变高炉尾气中的CO比例呢？C+O2 CO2点燃C+CO2 2CO高温Fe2
10、O3+3CO 2Fe+3CO2高温 直到19世纪下半叶，法国化学家勒夏特列经过深入的研究，才将这一谜底揭开。1.(11.(1)一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应所能达到的最大限度。一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应所能达到的最大限度。提示提示:。化学平衡状态是可逆反应在给定条件下所能达到的最大程度。化学平衡状态是可逆反应在给定条件下所能达到的最大程度,条件改变限度可条件改变限度可能改变。能改变。(2)(2)化学反应达平衡状态时化学反应达平衡状态时,该反应停止了。该反应停止了。()提示提示:。可逆反应是动态平衡。可逆反应是动态平衡。(3)(3)可逆反应达到平衡状态时可逆反应达到平衡状态时,各
11、反应物、生成物的浓度相等各反应物、生成物的浓度相等。()提示提示:。可逆反应达到平衡状态时。可逆反应达到平衡状态时,各反应物、生成物的浓度不再改变各反应物、生成物的浓度不再改变,并非相等。并非相等。2某可逆反应达到平衡状态时，下列说法正确的是某可逆反应达到平衡状态时，下列说法正确的是()正反应和逆反应同时进行，两者的速率完全相等正反应和逆反应同时进行，两者的速率完全相等反应物和生成物同时存在，两者的浓度相同反应物和生成物同时存在，两者的浓度相同混合物的组成比例不会因时间而改变混合物的组成比例不会因时间而改变AB CDB典题典题精练精练理解理解化学反应的限度易出现的化学反应的限度易出现的误区误区
12、例例1 下列关于化学反应限度的说法，正确的是下列关于化学反应限度的说法，正确的是()A一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度B当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等且等于零当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等且等于零C平衡状态时，各物质的浓度保持相等平衡状态时，各物质的浓度保持相等D化学反应的限度不可以通过改变条件而改变化学反应的限度不可以通过改变条件而改变错解：错解：B或或D错因分析：错因分析：本题易错选本题易错选B或或D，其原因是部分学生片面理解化学反应的限度
13、，认为，其原因是部分学生片面理解化学反应的限度，认为可逆反应达到最大限度时，反应即停止，速率为可逆反应达到最大限度时，反应即停止，速率为0，不可再发生改变。可逆反应达，不可再发生改变。可逆反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，但不等于到平衡状态时，正、逆反应速率相等，但不等于0，各物质的浓度保持不变，但不，各物质的浓度保持不变，但不一定相等。外界条件改变时，化学反应的限度可发生改变。一定相等。外界条件改变时，化学反应的限度可发生改变。满分策略：满分策略：(1)在一定条件下，可逆反应达到平衡状态，即达到反应的最大限度。在一定条件下，可逆反应达到平衡状态，即达到反应的最大限度。(2)可逆反应达到平衡状态时，可逆反应达到平衡状态时，v正正v逆逆0可理解为：可理解为：同一物质的同一物质的v正正与与v逆逆相等；相等；不同物质的不同物质的v正正、v逆逆的比值等于相应的化学计量数之比。的比值等于相应的化学计量数之比。A
