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(共22張PPT)
第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率與限度　
第2課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的限度
人教版必修第二冊(cè)
榆次一中 李金虎
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．了解可逆反應(yīng)及特點(diǎn)。
2．理解化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及標(biāo)志，掌握平衡狀態(tài)的判斷。
3．了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中的作用。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．通過分析、推理等方法認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡的特征及其影響因素， 建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系；培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科素養(yǎng)。
2．通過運(yùn)用化學(xué)平衡原理對(duì)與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題做出正確的價(jià)值判斷。培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的學(xué)科素養(yǎng)。
素養(yǎng)目標(biāo)
情境引入
【思考與討論】
煉鐵高爐尾氣之謎：
1、為什么尾氣中總是有CO？
2、為什么高爐增高后，尾氣中CO的含量沒有改變？
教學(xué)過程
一、化學(xué)反應(yīng)的限度
1. 可逆反應(yīng)：
（1）定義：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。
注：向生成物方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做正反應(yīng)，
　　向反應(yīng)物方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做逆反應(yīng)。
書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)，不用“ === ”，用 “ ”。
（2）特征：
教學(xué)過程
【思考】　　　　　 和　　　　　　　　　 互為可逆反應(yīng)嗎？
如：常見的可逆反應(yīng)：
不是可逆反應(yīng)，反應(yīng)條件不相同, 反應(yīng)也不是同時(shí)進(jìn)行。
教學(xué)過程
時(shí)間(min) 0 10 20 30 40 50 60 70 80
c(SO2) 10 6 3 2 1.2 1 1 1 1
c(O2) 5 3 1.5 1 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5
c(SO3) 0 4 7 8 8.8 9 9 9 9
在某固定密閉容器中發(fā)生反應(yīng)： ， 各物質(zhì)的濃度隨反應(yīng)的時(shí)間變化如下表所示：
2.化學(xué)平衡狀態(tài)
1. 此條件下進(jìn)行到什么時(shí)候達(dá)到了這個(gè)反應(yīng)的限度（化學(xué)平衡狀態(tài)）
2. 此時(shí)的反應(yīng)是否停止了？
3. 此時(shí)為何三種物質(zhì)的濃度保持不變
【思考】
教學(xué)過程
分析平衡建立過程：
對(duì)于可逆反應(yīng)，
(1 ) 0~t1：v(正)>v(逆)
(2) t1后： v(正)=v(逆)
各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再改變
反應(yīng)并未停止，因?yàn)?v(正)= v(逆) ≠0，反應(yīng)處于動(dòng)態(tài)平衡,改變條件可使平衡移動(dòng)。
教學(xué)過程
（2）化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在一定條件下所能達(dá)到或完成的最大程度，即該反應(yīng)的限度。
①同一可逆反應(yīng)，不同條件下，化學(xué)反應(yīng)的限度不同，即改變條件可以在一定程度上改變一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的限度。
②化學(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在一定條件下的最大轉(zhuǎn)化率。
（1）定義 在一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。
2.化學(xué)平衡狀態(tài)
教學(xué)過程
化學(xué)平衡的特征：“逆”、“等”、“動(dòng)”、“定”、“變”
(1)“逆”：
化學(xué)平衡只存在于可逆反應(yīng)中；
(2)“等”：
達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，v正=v逆≠0
(4)“定”：
(3)“動(dòng)”：
化學(xué)平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡；
(5)“變”：
當(dāng)條件變化時(shí)，原平衡被破壞，在新的條件下會(huì)重新建立新的平衡。
平衡時(shí)反應(yīng)物和生成物的濃度保持不變
3.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征
教學(xué)過程
你覺得這些特征中，哪些可以說明一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到了一定條件下的反應(yīng)限度（化學(xué)平衡狀態(tài)）？
“等”
“定”
--標(biāo)志
教學(xué)過程
如何理解 v(正)＝v(逆)？
核心：1、有正有逆的描述；2、轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)速率相等
例如，一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反應(yīng)速率可以用N2或H2或NH3來表示：下列能表示反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
（1）單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2消耗，同時(shí)有1molN2生成
（2）單位時(shí)間內(nèi)，有3molH2消耗，同時(shí)有2molNH3生成
（3）單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2消耗，同時(shí)有3molH2消耗
（4）1moN三N鍵斷裂的同時(shí)有2moN-H鍵斷裂
（5）
(1) (5)
有正有逆
符合比例
教學(xué)過程
如何理解“定”
核心：一個(gè)量隨反應(yīng)一直變，突然不變
例如，一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反應(yīng)速率可以用N2或H2或NH3來表示，下列能表示反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
（1）容器內(nèi)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量不再改變
（2）容器內(nèi)顏色不再改變
（3）固定容器恒容條件下，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再改變
（4）固定容器恒容條件下，容器內(nèi)氣體密度不再改變
（5）恒容或恒壓條件，容器內(nèi)平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變
變量不變 即平衡
(1) (3) (5)
學(xué)以致用
課堂鞏固：1.下列說法中可以證明2HI(g) H2(g)+I2(g)（紫色）已達(dá)到平衡狀態(tài)的 是___________。
①單位時(shí)間內(nèi)生成 n mol H2的同時(shí)生成 n molHI
②一個(gè)H-H鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè)H-I鍵斷裂
③ 反應(yīng)速率 v(H2) = v(I2) 時(shí)
④c(HI):c(H2):c(I2) = 2:1:1時(shí)
⑤溫度和體積一定，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化時(shí)
⑥溫度和體積一定，混合氣體的顏色不再變化時(shí)
⑦條件一定，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化時(shí)
⑧溫度和壓強(qiáng)一定，混合氣體的密度不再變化時(shí)
②⑥
教學(xué)過程
2. 可逆反應(yīng)2NO2(紅棕色) 　　N2O4(無色)在一固定密閉容器中反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是（ ）
A.單位時(shí)間內(nèi)生成n mol N2O4 同時(shí)生成2n mol NO2
B.單位時(shí)間內(nèi)生成n mol N2O4 同時(shí)消耗2n mol NO2
C.c(NO2):c(N2O4)= 2: 1
D.混合氣體的顏色不再改變
E.混合氣體的密度不再改變
F.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變
H.混合氣體各組分的體積分?jǐn)?shù)不再改變
A D F H
教學(xué)過程
二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制
在生產(chǎn)和生活中，為了促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)，抑制有害的化學(xué)反應(yīng)，需要進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)條件的控制。
探索與思考
閱讀課本P48，從速率和平衡的角度分析，工業(yè)上為什么通常采用400-500℃，10-30Mpa條件合成氨氣？
放熱反應(yīng)
教學(xué)過程
溫度過高，反應(yīng)速率更快，但對(duì)于放熱反應(yīng)，升溫平衡會(huì)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，產(chǎn)率下降；溫度較低，反應(yīng)過慢。工業(yè)上常選用較高溫度400~500℃進(jìn)行。
壓強(qiáng)過高，反應(yīng)速率更快，且加壓反應(yīng)向氣體系數(shù)更小的正反應(yīng)方向進(jìn)行，產(chǎn)率增加，但儀器成本增加；壓強(qiáng)較低時(shí)，反應(yīng)速率以及平衡產(chǎn)率下降。工業(yè)上選擇合適的壓強(qiáng)10MPa~30MPa進(jìn)行。
1. 工業(yè)合成氨條件的控制：
教學(xué)過程
3. 化學(xué)反應(yīng)條件的控制：
改變化學(xué)反應(yīng)的速率
改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度
促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)
抑制有害的化學(xué)反應(yīng)
合適的濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑
教學(xué)過程
為提高燃料的燃燒效率，應(yīng)如何調(diào)控燃燒反應(yīng)的條件 （提示：可以從以下幾方面考慮，如燃料的狀態(tài)、空氣用量、爐膛材料、煙道廢氣中熱能的利用，等等。）
1.煤被研得越細(xì)，粉末越小，與空氣中O2的接觸面積越大，燃燒越充分，反應(yīng)速率越快。
2.空氣充足，煤燃燒得充分，產(chǎn)物主要為CO2，放熱量大；空氣不足，則煤燃燒不充分，部分生成CO，CO排放到空氣中造成污染，且生成CO時(shí)，放出的熱量大大減小。
3.應(yīng)選擇保溫隔熱且耐熱的爐（灶）膛材料。盡管煤燃燒是放熱反應(yīng)，但反應(yīng)過程中煤燃燒需要提供部分能量才能進(jìn)行，而利用煤燃燒放出的部分熱量就可維持反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行。選用保溫隔熱材料的目的，是為防止熱量散失
。
思考與討論：
教學(xué)過程
例：下列措施可以提高燃料燃燒效率的是 (填序號(hào))。
①提高燃料的著火點(diǎn)　
②降低燃料的著火點(diǎn)
③將固體燃料粉碎　
④將液體燃料霧化處理
⑤將煤進(jìn)行氣化處理　
⑥通入適當(dāng)過量的空氣
③ ④ ⑤ ⑥
課堂小結(jié)
有正有逆 符合比例
變量不變 即平衡
課堂小任務(wù)
課后分小組，通過網(wǎng)絡(luò)、書籍等渠道，調(diào)查了解生活、生產(chǎn)中有哪些方面需要調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率，分別用什么辦法來調(diào)控反應(yīng)速率的，舉例說明。
感 謝 傾 聽　

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