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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。
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