反应物如何尽可能转变成生成物(老师)
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6.2 反应物如何尽可能转变成生成物汇报人:日期:CATALOGUE目录•反应物与生成物•反应物转化为生成物的途径•提高转化效率的方法•转化过程中的问题与解决方案•实际应用案例•研究展望与未来发展趋势01反应物与生成物指在化学反应中,参与反应的物质。
反应物具有反应活性,可以被激活或转化成其他物质。
反应物指在化学反应中,由反应物经过化学变化生成的新物质。
生成物具有与反应物不同的化学性质。
生成物定义与性质0102反应物与生成物的关系反应物的转化率是指反应物在反应过程中被转化的比例。
理论上最大的转化率只有100%,即反应物不可能完全转化为生成物。
反应物和生成物在化学反应中是相互关联的,一个反应物经过化学反应会生成一个或多个生成物。
在化学工业和实验室中,实现反应物的高效转化具有重要意义,可以提高生产效率和实验成功率。
了解反应物与生成物的关系以及如何提高转化率,有助于我们更好地理解和应用化学反应原理,为实际应用提供指导。
化学反应是实现物质转化的重要手段,通过将反应物转化为生成物,我们可以获得具有特定性质和用途的新物质。
转化的重要性02反应物转化为生成物的途径催化剂可以降低反应活化能,加速反应速度,提高转化率。
催化作用反应条件控制反应机制研究通过控制温度、压力、浓度等反应条件,影响反应速率和转化率。
研究反应机理,了解反应过程中中间产物和能量变化,有助于优化反应条件和提高转化率。
030201通过将反应物和生成物进行物理混合,增加接触面积和反应机会。
物理混合通过改变固体材料的表面性质,提高其与反应物的相互作用,从而加速反应。
表面改性利用光、热等能源为反应提供能量,促进化学键断裂和形成。
光、热等能源利用酶作为生物催化剂,可以加速生化反应速度,提高转化率。
酶催化利用微生物发酵过程,将底物转化为所需产物。
微生物发酵利用植物和动物体内代谢过程,将外来物质转化为有用产物。
植物和动物转化03提高转化效率的方法催化剂的使用总结词催化剂可以加速反应速度并降低能量壁垒,提高转化效率。
第六章提示化学反应速率和平衡之谜第二节反应物如何尽可能的转化为生成物一、知识梳理2NH3,怎样才能使N2、H2尽工业上合成氨的化学反应方程式为N2 + 3H2高温、高压催化剂可能多地转变成生成物?(一)可逆反应中的化学平衡1、可逆反应当一个化学反应发生后,它的生成物在同一条件下又能重新生成原来的反应物,这种化学反应称为可逆反应。
【注意】可逆反应的特点是反应不能进行到底,常用符号“”表示。
2、化学平衡(1)化学平衡的建立①如果把某一可逆反应的反应物装入密闭容器,其反应情况如下:a.反应开始时:v(正)最大,v(逆)为零。
b.反应进行时:反应物浓度减小→v(正)逐渐变小。
生成物由无到有逐渐增多→v(逆)从零开始逐渐增大。
c .反应达到平衡时,v(正) = v(逆),反应混合物各组分的浓度不再发生变化。
以上过程可用下图表示:②如果把某一可逆反应的生成物装入密闭容器,其化学平衡的建立过程如图所示:(2)化学平衡状态的定义如果外界条件不发生变化,任何可逆反应进行到一定程度的时候,正反应和逆反应的反应速率相等。
反应物和生成物的含量不变,这时反应物和生成物的混合物(简称反应混合物)就处于化学平衡状态。
(3)化学平衡的特征① 逆:研究的对象是可逆反应② 动:是指动态平衡,反应达到平衡状态时,反应没有停止③ 等:平衡时正反应速率等于逆反应速率,但不等于零④ 定:反应混合物中各组分的百分含量保持一个定值⑤ 变:外界条件改变、原平衡破坏,建立新的平衡(4)化学平衡的实质:v(正) = v(逆)。
(5)平衡的标志:各组分的浓度保持不变。
【例1】下列反应属于可逆反应的是 ( )(A) NH 4Cl 受热分解,在试管口又生成NH 4Cl(B) 2H 2 +O 2−−−→点燃2H 2O ,2H 2O −−−→电解2H 2↑+O 2↑ (C)2HI ∆−−→H 2 + I 2,H 2 + l 2 ∆−−→2HI (D)工业上用SO 2制SO 3的反应【分析】A、B两项中的两反应条件不同,不属于可逆反应;c项中的反应可表示为2HI∆H2 + I2;D项中的反应为2SO2 + O2∆催化剂2SO3。
反应物如何尽可能转变成生成物1、可逆反应:在同一条件下同时向正方向又向逆反应方向进行的反应。
注意:“同一条件”“同时进行”。
同一体系中不能进行到底。
2、化学平衡状态在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相同时,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态。
要注意理解以下几方面的问题:(1)研究对象:一定条件下的可逆反应(2)平衡实质:V正=V逆≠0 (动态平衡)(3)平衡标志:反应混合物各组分的含量保持不变,可用六个字概括——逆、等、定、动、变、同。
3、化学平衡状态的特征:(1)逆:化学平衡状态只对可逆反应而言。
(2)等:正反应速率和逆反应速率相等,即同一物质的消耗速率与生成速率相等。
(3)定:在平衡混合物中,各组分的浓度保持一定,不再随时间的变化而变化。
(4)动:化学平衡从表面上、宏观上看好像是反应停止了,但从本质上、微观上看反应并非停止,只不过正反应速率于逆反应速率相等罢了,即V正=V逆≠0,所以化学平衡是一种动态平衡。
(5)变:化学平衡是在一定条件下建立的平衡。
是相对的,当影响化学平衡的外界条件发生变化时,化学平衡就会发生移动。
(6)同:化学平衡状态可以从正逆两个方向达到,如果外界条件不变时,不论采取何种途径,即反应是由反应物开始或由生成物开始,是一次投料或多次投料,最后所处的化学平衡是相同的。
即化学平衡状态只与条件有关而与反应途径无关。
可逆反应达到平衡的标志1、同一种物质V正=V逆≠02、各组分的物质的量、浓度(包括物质的量的浓度、质量分数等)、含量保持不变。
2mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g)4、化学平衡常数无论从正反应开始,还是从逆反应开始,无论反应物、生成物浓度的大小,最后都能达到化学平衡。
对于反应mA + nBpC + qD 达到平衡时有K = n m q P B C A C D C C C 平平平平)]([)]([)]([)]([⨯⨯ 该常数称为化学平衡常数,简称为平衡常数。
高一化学第一学期反应物如何尽可能转变成生成物教学设计[设计思想]本节课涉及的主题——化学平衡,旨在使学生认识化学变化所遵循的基本原理,初步形成关于物质变化的正确观念,体现化学的学科思想。
本节教学设计的指导思想,是由浅入深,从常见的化学反应和学生已有的认知中抽象出有关的概念和原理。
形成一个由宏观到微观,由感性到理性,由简单到复杂的科学探究过程。
化学平衡观念的建立对学习化学很重要,也具有一定的难度。
因此,教师在教学设计中应精心设置阶梯,采用图形、联想等方法,帮助学生建立化学平衡的观念。
在设计“浓度对化学平衡移动影响”的时候,应重视实验教学,通过对实验现象的观察和分析,引导学生得出浓度对化学平衡移动影响的正确结论。
一、教学目标1.知识与技能(1)可逆反应、化学平衡状态的概念(B)(2)影响化学平衡移动的因素(B)2.过程与方法(1)通过分析数据、绘制图像等方法来认识化学平衡的特征。
(2)通过不同浓度FeC3与KSCN溶液反应的实验,来认识浓度是如何影响化学平衡移动的。
3.情感态度与价值观感悟到“平衡”是自然科学中的普遍规律,学会辩证地看待事物。
二、教学重点和难点1.重点理解可逆反应和化学平衡的特征;浓度对化学平衡移动的影响。
2.难点对化学平衡状态的理解。
三、教学用品实验用品(L FeC3溶液、1mo/L FeC3溶液、L KSCN溶液、浓KSCN溶液、试管若干等),多媒体四、教学流程2.流程说明引入课题:通过思考若干个化学反应,逐步引入新课。
教师提供的反应有:①盐酸跟氢氧化钠溶液混合;②过氧化氢分解;③铜和稀硫酸混合;④H2和I2在高温下混合;⑤氧化铁和水混合;⑥H2和O2混合后点燃。
教师提出的问题有:⑴在这些反应中哪些能够发生反应,哪些不能⑵哪些反应很快,哪些较慢⑶如何加快H2O2分解反应的速率等学生活动1:辨析⑴NH4C受热分解以及重新化合的反应是否属于可逆反应⑵碳酸分解和重新化合的反应是否属于可逆反应师生互动:共同分析教材53页图,可逆反应中正逆反应速率跟时间的关系图。
高一化学第一学期反应物如何尽可能转变成生成物教学设计学习要求:1.化学平衡与化学平衡理解可逆反应、化学平衡、化学平衡移动的念。
2.通过实验研究浓度、压强、温度对化学平衡的影响。
3.能应用勒夏特列原理分析生活中存在的各种化学平衡。
学习重难点1.移动的概念;理解化学平衡是动态平衡。
2.影响化学平衡移动的因素3.化学平衡在生活中的应用。
学习内容一、可逆反应中的化学平衡1可逆反应:在的条件下,既能向方向进行,又能向方向进行的化学反应,叫做可逆反应。
(1)正反应和逆反应是。
(2)可逆反应中,反应物的转化率不可能达到。
反应物、生成物。
(3)几乎所有的反应在适宜的条件下,都可能是可逆反应。
【思考】说出合成氨反应的热化学方程式的含义:N2g3H2g 2NH3g。
为什么将1moN2和3moH2置于一密闭容器中在一定条件下反应,放出的能量总是小于【思考】在一定温度下,容积固定的密闭容器中充入氢气与碘蒸气使发生如下可逆反应:H2I22HI,反应过程中的正、逆反应速率如右图所示。
请解释反应过程中正逆反应速率发生如此变化的原因。
2.化学平衡状态(定义):在一定条件下的里,等于,反应混合物中各组分的和保持不变的状态,称作化学平衡状态,简称化学平衡。
对化学平衡状态的解读:(1)等:v正=v逆≠0(2)动:动态平衡(3)定:体系中各物质的浓度及百分含量保持不变;(4)变:外界条件改变,使v正≠v逆,则原平衡将会被破坏,直至在新的条件下建立新的平衡。
【练习一】1.在一定条件下,使NO和O2在一密闭容器中进行反应2NO+O22NO2,下列说法中不正确的是()A 反应开始时,正反应速率最大,逆反应速率为零B 随着反应进行,正反应速率逐渐减小,最后为零C 随着反应进行,逆反应速率逐渐增大,最后不变D 随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后不变2.一定温度下,可逆反应A2g+3B2g 2AB3g达到平衡的标志()A.容器内每减少1mo A2,同时生成2mo AB3B.容器内每减少1mo A2,同时生成3mo B2C.容器内A2.B2.AB3的物质的量之比为1:3:2D.容器内A2.B2.AB3的物质的量浓度之比为1:1:13.在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A3Bg 2CgDg已达平衡状态的是()A 混合气体的压强B 混合气体的密度C A的物质的量浓度D 气体的总物质的量4.对于在一定条件下、容积不变的密闭容器中进行的反应:N2g3H2g2NH3g,如下各种情况的描述能说明该反应已达化学平衡状态的是()A生成氨的速率与氨分解速率相等≡N键的同时有六个N-H键生成.H2.NH3的百分含量不再变化D N2.H2.NH3的浓度相等E N2.H2.NH3的分子数之比为1∶3∶2的状态F 3v N2=v H2G 混合气体的密度不变H容器的总压强不变二、影响化学平衡移动的因素【思考】什么叫化学平衡状态“一定条件”是指什么条件化学平衡为什么要“在一定条件下”建立对于在一定条件下、容积不变的密闭容器中已达平衡状态的可逆反应(如下):如果改变一些条件,对化学平衡状态有何影响2SO2gO2g2SO3gQJ(1)再通入一定量的O2(或SO2)(2)将反应温度由450℃升高至600℃(3)压缩容器使体积减小1化学平衡移动(定义):在可逆反应中旧化学平衡的破坏,新化学平衡建立的过程,叫做化学平衡移动。
反应物如何尽可能转变成生成物1、可逆反应:在同一条件下同时向正方向又向逆反应方向进行的反应。
注意:“同一条件”“同时进行”。
同一体系中不能进行到底。
2、化学平衡状态在一定条件下的可逆反应里,正反应速率和逆反应速率相同时,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态。
要注意理解以下几方面的问题:(1)研究对象:一定条件下的可逆反应(2)平衡实质:V正=V逆≠0 (动态平衡)(3)平衡标志:反应混合物各组分的含量保持不变,可用六个字概括——逆、等、定、动、变、同。
3、化学平衡状态的特征:(1)逆:化学平衡状态只对可逆反应而言。
(2)等:正反应速率和逆反应速率相等,即同一物质的消耗速率与生成速率相等。
(3)定:在平衡混合物中,各组分的浓度保持一定,不再随时间的变化而变化。
(4)动:化学平衡从表面上、宏观上看好像是反应停止了,但从本质上、微观上看反应并非停止,只不过正反应速率于逆反应速率相等罢了,即V正=V逆≠0,所以化学平衡是一种动态平衡。
(5)变:化学平衡是在一定条件下建立的平衡。
是相对的,当影响化学平衡的外界条件发生变化时,化学平衡就会发生移动。
(6)同:化学平衡状态可以从正逆两个方向达到,如果外界条件不变时,不论采取何种途径,即反应是由反应物开始或由生成物开始,是一次投料或多次投料,最后所处的化学平衡是相同的。
即化学平衡状态只与条件有关而与反应途径无关。
可逆反应达到平衡的标志1、同一种物质V正=V逆≠02、各组分的物质的量、浓度(包括物质的量的浓度、质量分数等)、含量保持不变。
2mA(s)+nB(g)pC(g)+qD(g)4、化学平衡常数无论从正反应开始,还是从逆反应开始,无论反应物、生成物浓度的大小,最后都能达到化学平衡。
对于反应mA + nBpC + qD 达到平衡时有K = n m q P B C A C D C C C 平平平平)]([)]([)]([)]([⨯⨯ 该常数称为化学平衡常数,简称为平衡常数。
平衡常数K 的特点:1. K 值越大,表示正反应进行得越完全,反应物的转化率也越大。
2. 对于某一个可逆反应来讲,K 值只与温度有关,与浓度压强催化剂的使用无关。
3. 即使同一反应,若反应方程式不同,则K 的表达式不同。
4. 所谓浓度,指的是气体或溶液的浓度,对于固体、纯液体的浓度定为常数1,可以不写。
5、影响化学平衡的因素化学平衡状态是与外界条件有关的。
外界某种条件改变时,使正、逆反应速率不等,平衡混合物中各组成物质的百分含量(或浓度)也随之改变,原来的平衡被破坏直到建立新条件下的另一种平衡状态。
这种改变的过程,叫化学平衡的移动。
影响化学平衡的重要条件有:浓度、压强、温度。
①浓度对化学平衡的影响:增大任何一种反应物的浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动;增大任何一种生成物的浓度,都可以使化学平衡向逆反应方向移动;减小任何一种反应物的浓度,都可以使化学平衡向逆反应方向移动;减小任何一种生成物的浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动。
②压强对化学平衡的影响处于平衡状态的反应混合物里,无论是反应物,还是生成物,只要有气态物质存在,压强的改变,就有可能使化学平衡移动。
气体总体积不变化,改变压强,化学平衡不移动!增大压强,平衡向体积缩小的方向移动;减小压强,平衡向体积增大的方向移动。
(1)恒容时:①充入气体反应物,引起(浓度增大),引起(总压增大),引起(反应速率增大)②充入惰性气体,引起(总压增大),但各分压不变,即各物质的浓度不变,反应速率不变。
(2)恒压时:充入惰性气体,引起(体积增大),引起(各反应物浓度减小),引起(反应速率减小)。
③温度对化学平衡的影响在吸热或放热的可逆反应中,反应混合物达平衡后,改变温度,也会使化学平衡移动。
在可逆反应中,正反应如果放热,则逆反应必定吸热,反之亦然。
升高温度,平衡向吸热反应的方向移动。
降低温度,平衡向放热反应的方向移动。
④催化剂对化学平衡的影响催化剂能同等程度的增加正反应速率和逆反应速率,不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成。
即:催化剂不能使化学平衡移动,但催化剂可以改变达到化学平衡所需要的时间。
⑤勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强和温度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
其中包含:①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种;②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况(温度或压强或一种物质的浓度),当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂;③平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。
平衡移动就是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程。
一定条件下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动。
可总结如下:6、平衡移动与转化率的变化不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来。
NH例1 可逆反应mA(固)+nB(g) eC(g)+fD(g)反应过程中,当其他条件不变时,C的体积分数 (C)在不同温度(T)和不同压强(P)的条件下随时间(t)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是()A.达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数将增大B.当平衡后,若温度升高,化学平衡向逆反应方向移动C.化学方程式中,n>e+fD.达到平衡后,增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动【解析】 从(1)图中应先判断出T 1与T 2温度的大小关系。
在其他条件不变时,温度升高,反应速率变大,达到平衡时间越短。
由此可知,T 2>T 1。
从图(1)分析可知温度较高时ϕ(C)变小,说明升高温度时,平衡向逆反应方向移动,所以该正反应是放热反应。
B 选项是正确的。
从(2)图中,应先判断出P 1与P 2大小关系。
在其他条件不变情况下,压强越大,达到平衡的时间就越短,由此可知P 2>P 1。
从图中可知,压强增大时ϕ(C)变小,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,逆反应方向是气体体积减小方向,即n <e+f ,C 项错误。
由于使用催化剂,并不影响化学平衡的移动,A 项错误。
在化学平衡中,增大或减小固体物质的质量不影响化学平衡的移动。
因此D 项错误。
【答案】B例2 把6molA 气体和5molB 气体混合放入4L 密闭容器中,在一定条件下发生反应:3A (g )+B (g ) 2C (g )+xD (g )经min 5达到平衡,此时生成C 为mol 2,测定D 的平均反应速率为0.1mol/L •min ,下列说法中错误的是 ( )A.x = 2B. B 的转化率为20%C. 平衡时A 的浓度为0.8mol/LD. 恒温达平衡时容器内压强为开始时的85%【解析】本题是一道有关化学平衡的基础计算题,解题的关键是弄清各量的含义。
因=⋅⋅=t V D v D n )()(min 54min)(1.01⨯⨯⋅⋅-L L mol )(:)(,2D n C n mol =mol mol 2:2=1:1=,所以2=x 。
3A (气)+B (气) 2C (气)+2D (气)起始量(mol ) 6 5 0 0变化量(mol ) 3 1 2 2平衡量(mol ) 3 4 2 2B 的转化率为:%20%10051%100=⨯=⨯的总量起始时反应的B B平衡时A 的浓度:175.043-⋅==L mol L mol A 容器的体积的物质的量平衡量 1)56()2243(=++++==mol mol n n p p 始平始平,所以始平p p =【答案】C 、D例3 一定条件下,可逆反应A 2(g ) + B 2(g) 2 C(g)达到平衡时,各物质的平衡浓度为:c (A 2)= 0.5mol/L ;c (B 2)= 0.1mol/L ; c (C )= 1.6mol/L 。
若用a 、b 、c 分别表示A 2、B 2、C 的初始浓度(mol/L ),则:(1)a 、b 应满足的关系是 ;(2)a 的取值范围是 。
【解析】(1)设转化过程中,A 2(g )转化浓度为xmol/L ,则B 2(g )转化浓度也为xmol/L 。
平衡浓度: a –x = 0.5 b –x = 0.1 则有:a = b +0.4(2)考虑两种极端情况:①A 2、B 2为起始物质;②A 2、C 为起始物质。
A 2(g ) +B 2(g) 2 C(g)物质的平衡浓度(mol/L ) 0.5 0.1 1.6①A 2、B 2为起始物质 0.5+0.8 0.1+0.8 0②A 2、C 为起始物质 0.5-0.1 0 1.6+0.2故a 的取值范围为0.4≤ b ≤1.3。
【答案】(1)a = b +0.4 (2) 0.4≤ b ≤1.3高一化学_ 6.2节_反应物如何尽可能转变成生成物_高考真题精讲【例1】(08上海,25)在2L 密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O 2(g)2NO 2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:⑴ 出该反应的平衡常数表达式:K= 。
已知:300C K ︒>350C K ︒,则该反应是 热反应。
⑵右图中表示NO 2的变化的曲线是 。
用O 2表示从0~2s 内该反应的平均速率v= 。
⑶能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a .v(NO 2)=2v(O 2)b .容器内压强保持不变c .v 逆 (NO)=2v 正 (O 2)d .容器内密度保持不变⑷ 为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
a .及时分离除NO 2气体b .适当升高温度c .增大O 2的浓度d .选择高效催化剂【解析】化学反应速率、限度以及化学平衡是上海高考每年必考的内容之一。
(1)考查平衡常数的概念。
根据化学方程式可得,K=[NO2]2[NO]2·[O2]。
已知:300CK︒>350CK︒,则温度越高,k值越小,也就是说温度升高,平衡时NO2浓度减小,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应。
(2)根据表格数据,随着时间的推移,NO 的量逐渐减少,由化学方程式系数可知,NO 速率为O2的两倍,图中c应该代表NO ,d代表O2。
NO2为产物,速率应该和NO相同,所以NO2的变化曲线应该为b。
0~2s内, 以氧气表示的该反应的平均速率为:v(O2)=1/2v(NO)=1/2×(0.020 — 0.008)mol÷2L÷2s = 0.0015mol·L—1·s—1(3)化学平衡的标志:A等速标志:v正=v逆指反应体系中的同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等。
对不同种物质而言,速率不一定相等。
B 百分含量不变标志正因为v正=v逆≠0,所以同一瞬间同一物质的生成量等于消耗量。
总的结果是混合体系中各组成成分的物质的量、质量、物质的量浓度、各成分的百分含量、转化率等不随时间变化而改变。