第二章 第三节 第二课时 化学反应的限度以及反应条件的控制
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-1- -2-《必修Ⅱ第2章第3节 化学反应的限度和条件控制》 第2课时【课标要求】1、掌握反应限度概念;了解影响化学反应限度的因素。
2、了解人类如何利用和控制化学反应,了解提高燃料的利用率的方法和措施。
【重点难点】1、化学反应速率限度理解2、掌握和理解可逆反应的概念,形成化学平衡状态的概念 【新课导学】思考:一个反应在实际进行时,反应物是否都能完全彻底转化为生成物?什么反应不能完全彻底地进行,这种反应进行的限度又是一种什么样的状态? 一、化学反应的限度 1、可逆反应(1)概念:一定条件下,既能向 进行同时又能向 进行的化学反应叫可逆反应。
例如:合成氨 (N 2 + 3H 2催化剂 高温高压2NH 3),SO 2和O 2化合生成SO 3的反应(2SO 2+O 2催化剂 加热2SO 3)等等。
思考:(1) 我们还学过哪些可逆反应?(2)以下三个反应是否是可逆反应?为什么? ① 2H 2 + O 22H 2O ② CO 2 + H 2O糖③ 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH二、 衡量化学反应的程度 1、化学平衡的建立 ①2SO 2+O 2催化剂 加热2SO 3中,随着反应的进行,反应物的浓度和生成物的浓度是怎样改变的?②刚开始时,正向反应逆向反应同时进行,反应速率是否相同?(提示:反应速率与浓度有关) ③随着反应的进行,正反应速率和逆反应速率是怎样改变的?反应会进行到什么时候“停止”? ④此时,反应物和生成物浓度如何变化? ⑤反应真的停止了吗?给这个状态命名?⑥能否用图示表示该过程,根据上面五条问题思考完成右边图像? 化学反应的限度(化学平衡状态):在一定条件下,当一个 反应进行到 反应速率和 反应速率相等时,反应物和生成物的 不再改变,达到表面上静止的一种“平衡状态”,这就是这个反应所能达到的限度,即化学平衡状态。
2、化学平衡状态特征“逆、等、动、定、变”①逆:指的是化学平衡研究的对象是:②等:达到平衡状态时, 、 反应速率相等,但不等于 。
必修二化学第二章第三节第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制化学反应的限度阅读教材P50至P51倒数第2自然段内容,完成下列问题。
1.可逆反应(1)定义:在同一条件下,正向反应和逆向反应能同时进行的化学反应。
(2)表示方法:书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“ ”。
(3)特点:①正向反应和逆向反应同时进行;②正向反应和逆向反应的条件相同;③在一定条件下,反应物不能全部转化为生成物。
2.化学平衡状态(1)化学平衡的建立:上述过程用图像表示为:(2)化学平衡状态的概念:在一定条件下,当一个可逆反应进行到正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再改变时的状态。
【判断】1.2H 2+O 2=====点燃 2H 2O 与2H 2O=====电解2H 2↑+O 2↑互为可逆反应。
(×)2.通过改变反应条件,可逆反应中反应物的转化率可达到100%。
(×) 3.SO 2和O 2的反应可写为2SO 2+O 2=====催化剂△2SO 3。
(×)4.可逆反应到达平衡状态时v 正=v 逆≠0,反应并未停止。
(√)化学反应条件的控制阅读教材P 51最后一段至P 52末尾内容,完成下列问题。
1.原则促进有利的化学反应,抑制有害的化学反应。
2.提高燃料燃烧效率的措施(1)尽可能使燃料充分地燃烧,提高能量的转化率,关键是燃料与空气或氧气充分接触。
(2)尽可能充分地利用燃料燃烧时所释放出的热能,提高热能的利用率。
实质上是多方面控制燃烧反应的条件。
【思考】燃料燃烧时空气量越多越好吗?为什么?【提示】 不是。
空气量应适当过量,如果空气量不足,燃料不能充分燃烧;空气量过多,则会带走大量热量,造成浪费。
化学平衡状态的特征及判断1.化学平衡状态的特征概括为逆、等、动、定、变,即:2.化学平衡状态的判断依据N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在体积不变的密闭容器中反应,下列叙述表示处于化学平衡状态的是()A.N2、H2、NH3的浓度比为1∶3∶2的状态B.混合气体的密度不随时间而变化C.当有1 mol N≡N键断裂时,有6 mol N—H键断裂D.单位时间内消耗以a mol N2的同时,消耗3a mol的H2的状态【解析】A中,N2、H2、NH3的浓度比等于化学计量数之比时,不能确定是否处于平衡状态,因为无法以v正=v逆和浓度是否不变进行判断。
第2课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制一、可逆反应1.定义 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。
2.特点3.表示方法书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“”。
深度思考1.有两个化学反应:2H 2+O 2=====点燃2H 2O 和2H 2O=====电解2H 2↑+O 2↑。
它们属于可逆反应吗?提示 不属于。
可逆反应是在同一条件下,正向反应和逆向反应同时进行的化学反应。
以上两个反应是在不同条件下进行的反应,不属于可逆反应。
2.把3 mol H 2和1 mol N 2充入密闭容器中反应,最终可以生成2 mol NH 3吗?为什么?提示 不能。
合成氨反应是可逆反应,不能完全转化,故生成NH 3的物质的量小于2 mol 。
3.对于可逆反应2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g),在混合气体中充入一定量的18O 2,足够长的时间后,18O 原子( ) A .只存在于O 2中 B .只存在于SO 2和O 2中 C .只存在于SO 3和O 2中 D .存在于SO 2、O 2和SO 3中 答案 D 解析 加入18O 2会与SO 2反应生成含18O 原子的SO 3,SO 3又会分解成含18O 原子的SO 2及O 2,故SO 2、O 2和SO 3中均含18O 原子。
二、化学平衡状态1.化学平衡状态的建立过程图示:2.化学平衡状态的概念如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变,当可逆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,称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。
3.化学反应的限度化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态,是在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。
任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度。
深度思考 1.可逆反应中,是否反应物的反应速率与生成物的反应速率相等即达到化学平衡状态?提示 不一定。
第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制[学习目标定位] 1.通过实验认识化学反应的限度、可逆反应和化学平衡的含义,知道当一定的外界条件改变时化学反应限度可能发生改变。
2.了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。
一化学反应限度1.可逆反应(1)定义:在相同条件下,正反应方向和逆反应方向均能同时进行的化学反应称为可逆反应。
(2)特征①可逆反应在一定条件下不能进行到底,只能进行到一定程度,反应有一定限度,即达到平衡状态,此时各物质的量都大于零;②在可逆反应的化学方程式中,用“”号代替“===”号。
2.化学平衡的建立(1)对于可逆反应2SO2+O2催化剂2SO3,在一定温度下,将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积△的密闭容器中。
其化学反应速率与时间关系如图所示。
分析回答下列问题:①反应开始时,正反应速率最大,原因是反应物浓度最大;逆反应速率为0,原因是生成物浓度为0;②反应进行中,正反应速率的变化是逐渐减小,原因是反应物浓度逐渐减小;逆反应速率的变化是逐渐增大,原因是生成物浓度逐渐增大;③反应一段时间(t1)后,正反应速率和逆反应速率的关系是大小相等,反应物的浓度不再改变,生成物的浓度不再改变。
(2)化学平衡状态也可从逆反应开始建立。
如图:3.化学平衡状态(1)化学平衡状态的概念:如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变,当可逆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,称为“化学平衡状态”,简称化学平衡,化学平衡研究的对象是可逆反应。
(2)化学平衡状态的特征:4.影响化学反应的限度的因素(1)决定因素:化学反应的限度首先决定于反应物的化学性质。
不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同,反应物的最大转化率不同。
(2)外界因素:化学反应的限度受温度、浓度、压强等条件的影响。
改变其中的一个条件,可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。
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第二章第三节第2课时 化学反应的限度 课程标准 核心素养 1.了解可逆反应的含义。
2.知道可逆反应在一定条件下能达到化学平
衡。
3.能描述化学平衡状态,判断化学反应是否
达到平衡。
知道外界条件能影响化学平衡状
态。
1.变化观念与平衡思想 认识化学反应是有一定限度的,
可通过改变外界条件调控化学反应的限度。
2
.科学探究与创新意识 依据探究目的设计实验方案,探究影响化学反应限度的因素。
可逆反应和化学平衡
1.可逆反应
(1)概念:在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的化学反应。
(2)特征
①相同条件下,同时向正、逆两个方向进行。
②对于可逆反应来说,在一定条件下反应物不可能全部转化成产物,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。
③在可逆反应的化学方程式中,用“”代替“===”。
如N 2+3H 2高温、高压催化剂2NH 3,其中氮气与氢气生成氨的反应称为正反应,氨分解为氮气和氢气的反应称为逆反应。
2.化学平衡状态的建立
(1)以反应2SO 2+O 2催化剂△2SO 3为例,在一定温度下,将0.02 mol SO 2和0.01 mol O 2通入1 L 密闭容器中,依据反应进行阶段填空。
(2)在一定条件下的可逆反应中,正反应速率和逆反应速率随时间的变化如图所示。
第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制[知识梳理]一、化学反应的限度1.可逆反应(1)定义: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。
(2)特点①正向反应和逆向反应同时进行。
②一定条件下,反应物不可能全部转化为生成物,即反应物的转化率不可能达到100%。
(3)表示:书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“”。
2.化学平衡状态(1)化学平衡的建立(2)化学平衡状态(简称化学平衡)在一定条件下,可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再改变的状态。
【自主思考】1.可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态,此时反应物的转化率最大吗?提示可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态后,反应物的量不再随时间的变化而变化,因此反应物的转化率达最大值,且保持不变。
二、化学反应条件的控制1.化学反应条件的控制⎩⎪⎨⎪⎧ 促进有利反应⎩⎪⎨⎪⎧ 提高反应的转化率加快反应速率控制有害反应⎩⎪⎨⎪⎧ 减慢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2.燃料燃烧的条件(1)燃料与空气或氧气尽可能接触。
(2)温度达到燃料的着火点。
3.提高燃料燃烧效率的措施(1)尽可能使燃料充分燃烧,提高能量的转化率。
关键是燃料与空气或氧气尽可能接触,且空气要适当过量。
(2)尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能,提高热能利用率。
【自主思考】2.结合燃料燃烧的条件分析灭火的措施有哪些?提示 (1)隔绝空气 (2)降低火焰的温度[效 果 自 测]1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)任何可逆反应都有一定的限度( )(2)化学反应达到限度时,正、逆反应速率相等( )(3)化学反应的限度与时间的长短无关( )(4)化学反应的限度是不可改变的( )答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)×2.(1)炭在火炉中燃烧得很旺时,在往炉膛底内的热炭上喷洒少量水的瞬间,炉子内的火会更旺这是因为_____________________________________________________________________________________________________________________________________。