化学反应的限度省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第三节第三节 化学反应速率和程度化学反应速率和程度 第第第第3 3 3 3课时课时课时课时 化学反应程度化学反应程度化学反应程度化学反应程度第1页 观察以下各组化学方程式，寻找每组内两观察以下各组化学方程式，寻找每组内两个化学反应异同，谈谈你对化学反应认识。个化学反应异同，谈谈你对化学反应认识。（1 1）2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O（放热反应）（放热反应）2H 2H2 2O=2HO=2H2 2+O+O2 2 （吸热反应）（吸热反应）点燃点燃通电通电（2 2）Fe+2HCl(Fe+2HCl(浓浓)=FeCl)=FeCl2 2+H+H2 2 Fe+2HCl(Fe+2HCl(稀稀)=FeCl)=FeCl2 2+H+H2 2（3 3）2CO+O2CO+O2 2=2CO=2CO2 2 2SO 2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3点燃点燃 催化剂催化剂可逆反应可逆反应第2页三、化学反应程度1.可逆反应相同条件下同时向两个方向反应。用可逆号代替等号。习惯上，把向右反应叫正反应，向左反应叫逆反应。化学反应都含有可逆性，即正向反化学反应都含有可逆性，即正向反应和逆向反应能同时进行。即任何化学应和逆向反应能同时进行。即任何化学反应进程都有一定程度。反应进程都有一定程度。阅读阅读P50P50科学史话：炼铁高炉尾气之谜科学史话：炼铁高炉尾气之谜第3页 复习复习 举例说明什么是可逆反应举例说明什么是可逆反应？比如：比如：N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3 2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3思索：思索：对反应对反应 2SO 2SO2 2O O2 2 2SO 2SO3 3，向容器中，向容器中充入充入1818O O2 2，经过一段时间后，经过一段时间后，1818O O原子存在于那些原子存在于那些 物质中？物质中？SOSO2 2、O O2 2 、SOSO3 3第4页反应开始时反应开始时,正反应速率正反应速率_,_,逆反应速率逆反应速率_,_,为为_;_;伴随反应进行伴随反应进行,正反应速率逐步正反应速率逐步_,_,逆反应速率逐步逆反应速率逐步_._.最终正逆反应速率最终正逆反应速率_._.交流与思索交流与思索 在一个密闭容器中充入在一个密闭容器中充入1molN1molN2 2和和3mol 3mol H H2 2,使之在一定条件下发生以下反应使之在一定条件下发生以下反应,N N2 2+3 H+3 H2 2 2NH 2NH3 3,试分析其反应过程中正逆试分析其反应过程中正逆反应速率改变情况反应速率改变情况.V正正V逆逆V正正=V逆逆0 t1 t V最大最大最小最小0 0减小减小增大增大相等相等第5页三、化学反应程度化学反应程度当一个可逆反应进行到当一个可逆反应进行到正正向反应速率与逆向反应速向反应速率与逆向反应速率相等率相等时，反应物和生成时，反应物和生成物浓度不再改变，到达表物浓度不再改变，到达表面上静止一个面上静止一个“平衡状态平衡状态”，这就是这个反应所能，这就是这个反应所能到达程度。到达程度。任何化学反应任何化学反应进程都有一定程度，只是进程都有一定程度，只是不一样反应程度不一样而不一样反应程度不一样而已。已。V正正V逆逆V正正=V逆逆0 t1 tV这时反应停顿了吗这时反应停顿了吗?正逆反应速率为正逆反应速率为0 0吗吗?0这是一个动态平衡这是一个动态平衡状态状态.会伴随条件会伴随条件改变而改变改变而改变.比如：高炉炼铁中反应。比如：高炉炼铁中反应。第6页三、化学反应程度化学反应程度1 1、概念、概念2 2、平衡状态特征、平衡状态特征（2 2）等：）等：（4 4）定：）定：（3 3）动：）动：平衡时，平衡时，v(v(正正)v(v(逆逆)0)0（本质）（本质）平衡时，反应混合物各组分浓度保持一定，平衡时，反应混合物各组分浓度保持一定，百分含量保持一定百分含量保持一定（是判断平衡状态标志）（是判断平衡状态标志）平衡时，反应仍在不停地进行，是动态平衡平衡时，反应仍在不停地进行，是动态平衡（1 1）逆：）逆：（5 5）变：）变：研究是可逆反应研究是可逆反应条件改变，平衡被破坏，发生移动。条件改变，平衡被破坏，发生移动。V正正V逆逆V正正=V逆逆0 t1 tV0第7页 思索思索 怎样了解怎样了解V(V(正正)V(V(逆逆)?)?（1 1）单位时间内，有）单位时间内，有1molN1molN2 2反应掉，同时有反应掉，同时有1molN1molN2 2生成生成（2 2）单位时间内，有）单位时间内，有3molH3molH2 2反应掉，同时有反应掉，同时有2molNH2molNH3 3反应掉反应掉（3 3）单位时间内，有）单位时间内，有1molN1molN2 2生成，同时有生成，同时有2molNH2molNH3 3生成生成以上均表示以上均表示V(V(正正)V(V(逆逆)，反应已到达平衡。，反应已到达平衡。例例1 1：一定条件下，可逆反应：一定条件下，可逆反应N N2 23H3H2 2 2NH2NH3 3，对，对该可逆反应，表示正、逆反应速率能够用该可逆反应，表示正、逆反应速率能够用N N2 2或或H H2 2或或NHNH3 3来表示，试判断以下反应历程中，来表示，试判断以下反应历程中，V V正和正和V V逆是否相等逆是否相等,该反应是否到达平衡状态该反应是否到达平衡状态.v(v(正）正）=v(=v(逆）是指某指定物质（反应物或生成物）消逆）是指某指定物质（反应物或生成物）消耗速率与生成速率相等。耗速率与生成速率相等。第8页（4 4）A A、B B、C C分子数比一定为分子数比一定为1:3:21:3:2吗？吗？练习练习 在一定温度下在一定温度下,A(g)+3B(g)2C(g),A(g)+3B(g)2C(g),到达化到达化学平衡状态时：学平衡状态时：（1 1）C C生成速率生成速率 _C _C分解速率分解速率.（2 2）单位时间内生成）单位时间内生成n molA,n molA,同时消耗同时消耗B B物质量为物质量为_mol._mol.（3 3）A A、B B、C C浓度随时间改变浓度随时间改变_._.等于等于3n 3n 保持不变保持不变（5 5）混合气体总质量不再改变能说明反应到达平衡状态吗？）混合气体总质量不再改变能说明反应到达平衡状态吗？不是不是不能不能第9页 思索思索 怎样判断一个可逆反应已到达化学平衡状态？怎样判断一个可逆反应已到达化学平衡状态？3 3、化学反应到达平衡判断标志、化学反应到达平衡判断标志V VAA耗耗 =V =VAA生生V VAA耗耗 :V :VCC耗耗=x:z=x:zV VB B生生:V:VCC生生=y:z =y:z V VAA耗耗:V:VBB生生=x:y=x:y（1 1）从速率判断：）从速率判断：要能说明要能说明V V正正=V=V逆逆以以xA +yB zCxA +yB zC为例：为例：（2 2）从浓度、组成判断：）从浓度、组成判断：各物质浓度、百分含量保持不变。各物质浓度、百分含量保持不变。第10页(3)(3)、有、有气体参加气体参加前后系数前后系数改变改变(不一样不一样)可逆反应，总压可逆反应，总压强保持不变强保持不变,总体积不变总体积不变,总物质量不变总物质量不变,密度不变密度不变,平平均相对分子质量不变均相对分子质量不变,则达平衡。则达平衡。但对于反应前后系数但对于反应前后系数不变不变(相同相同)则不一定达平衡。则不一定达平衡。(4)(4)、对于、对于有颜色有颜色物质参加或生成可逆反应，颜色不随时物质参加或生成可逆反应，颜色不随时间发生改变间发生改变,则达平衡。则达平衡。(5)(5)、对同一物质而言，断裂化学键物质量与形成化学键、对同一物质而言，断裂化学键物质量与形成化学键物质量相等物质量相等,则达平衡。则达平衡。(6)(6)、当体系温度不变，则达平衡。、当体系温度不变，则达平衡。第11页1 1、氯化银在溶液中有极微弱电离、氯化银在溶液中有极微弱电离AgClAgAgClAg+Cl+Cl-,以下以下不能说明该电离到达平衡状态是不能说明该电离到达平衡状态是 （）A A、AgAg+浓度不再改变浓度不再改变B B、AgAg+生成速率和生成速率和AgAg+、ClCl-结合生成结合生成AgClAgCl速率相等速率相等C C、AgClAgCl质量不再降低质量不再降低D D、AgAg+与与ClCl-物质量比为物质量比为1 1：1 1D D2 2、可逆反应到达平衡主要特征是（、可逆反应到达平衡主要特征是（）A A、反应停顿了、反应停顿了 B B、正、逆反应速率都为零、正、逆反应速率都为零C C、正、逆反应都还在继续进行、正、逆反应都还在继续进行 D D、正、逆反应速率相等、正、逆反应速率相等第12页3 3、一定条件下，可逆反应到达平衡时（、一定条件下，可逆反应到达平衡时（）A A、单位时间内反应物降低分子数等于生成物增加分子、单位时间内反应物降低分子数等于生成物增加分子数数B B、反应物浓度等于生成物浓度、反应物浓度等于生成物浓度C C、反应物与生成物浓度保持不变、反应物与生成物浓度保持不变D D、混和体系中各组成成份和含量保持不变、混和体系中各组成成份和含量保持不变CDCD4 4、在一定温度下定容容器中，当以下物理量不再发生改、在一定温度下定容容器中，当以下物理量不再发生改变时，表明反应变时，表明反应A A（s s）+2B+2B（g g）C C（g g）+D+D（g g）已到达已到达平衡状态是：（平衡状态是：（）A A、混合气体压强、混合气体压强 B B、混合气体密度、混合气体密度 C C、气体总物质量、气体总物质量 D D、A A物质量浓度物质量浓度第13页5 5、对反应、对反应A A（g g）+B+B（g g）C C（g g）+D+D（g g）以下叙述中，）以下叙述中，能说明恒温下已达平衡状态是（能说明恒温下已达平衡状态是（）A A、反应容器中，压强不随时间改变而改变、反应容器中，压强不随时间改变而改变 B B、反应容器中，、反应容器中，A A、B B、C C、D D 能共存能共存 C C、反应容器中，、反应容器中，A A、B B、C C、D D质量不再改变质量不再改变 D D、反应容器中各物质物质量不随时间改变、反应容器中各物质物质量不随时间改变6 6、在一定温度下，反应、在一定温度下，反应I I2 2（g g）+H+H2 2（g g）2HI 2HI（g g），到），到达平衡标志是（达平衡标志是（）A A、（、（HIHI）=2=2（H H2 2）B B、H H2 2百分含量不再改变百分含量不再改变 C C、容器内压强不再改变、容器内压强不再改变 D D、C(IC(I2 2)=C(H)=C(H2 2)=C(HI)=C(HI)第14页7 7、将将1 1摩摩N N2 2和和3 3摩摩H H2 2充入一密闭容器，使其在一定条件充入一密闭容器，使其在一定条件下到达平衡下到达平衡 N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)2NH(g)2NH3 3(g)(g)（放出热量（放出热量)。则以下哪些状态一定是平衡状态？则以下哪些状态一定是平衡状态？（A A）混和气体体积等于最初体积二分之一状态；）混和气体体积等于最初体积二分之一状态；（B B）N N2 2、H H2 2、NHNH3 3总物质量不随时间延长而改变状态；总物质量不随时间延长而改变状态；（C C）单位时间内有）单位时间内有1 1摩摩NHNH3 3分解同时，有分解同时，有0.50.5摩摩N N2 2生成状生成状态；态；（D D）N N2 2、H H2 2和和NHNH3 3三者浓度相等状态；三者浓度相等状态；B B第15页8 8、可逆反应、可逆反应2A+3B4C2A+3B4C在一定条件下到达化学平衡标志是（在一定条件下到达化学平衡标志是（）A.A.一定时间内有一定时间内有2molA2molA生成同时有生成同时有3molB3molB生成生成 B.B.一定时间内有一定时间内有2molA2molA反应反应,同时有同时有4molC4molC生成生成C.C.一定时间内有一定时间内有4molC4molC反应反应,同时有同时有3molB3molB反应反应 D.D.一定时间内有一定时间内有2molA2molA反应反应,同时有同时有3molB3molB生成生成CD CD 9 9、在一定温度下，在一定温度下，2NO2NO2 2（g)Ng)N2 2O O4 4(g)(g)(无色）可逆反应中，无色）可逆反应中，以下情况属于平衡状态是（以下情况属于平衡状态是（）A.N A.N2 2O O4 4不再分解不再分解 B.v(N B.v(N2 2O O4 4):v(NO):v(NO2 2)=1:2)=1:2 C.C.体系颜色不再改变体系颜色不再改变 D.NO D.NO2 2浓度与浓度与N N2 2O O4 4浓度之比浓度之比2 2：1 1 C C第16页 例例22在在1 1大气压大气压390390时，可逆反应：时，可逆反应：2NO2NO2 2=2NO+O=2NO+O2 2到到达反应程度，此时平衡混合气体密度是相同条件下达反应程度，此时平衡混合气体密度是相同条件下H H2 2密密度度19.619.6倍，求倍，求NONO2 2分解率。分解率。M(M(混混)=)=19.6 2 19.6 2 =39.2=39.2解：设反应前解：设反应前NONO2 2为为1mol,1mol,到达平衡时有到达平衡时有XmolNOXmolNO2 2发生分解发生分解.2NO 2NO2 2 2NO +O 2NO +O2 2 反应前反应前(mol)(mol)改变量改变量(mol)(mol)平衡时平衡时(mol)(mol)1 0 01 0 0X X 0.5XX X 0.5X1X X 0.5X 1X X 0.5X M(M(混混)=)=m m总总n n总总=46461 X+X+0.5X1 X+X+0.5X=39.2=39.2X=0.347X=0.347NONO2 2分解率分解率=34.7%=34.7%第17页四、化学反应条件控制四、化学反应条件控制思索与交流思索与交流P52经过讨论，我们可知，通常控制反应条件可从经过讨论，我们可知，通常控制反应条件可从浓度、温度、压强、催化剂、光照等方面考虑浓度、温度、压强、催化剂、光照等方面考虑，使选择条件既可提升化学反应速率又可提升化使选择条件既可提升化学反应速率又可提升化学反应程度。学反应程度。第18页 现在，假设你是一名工程师，你要使现在，假设你是一名工程师，你要使到你工厂煤尽可能完全燃烧，提升煤燃烧到你工厂煤尽可能完全燃烧，提升煤燃烧效率，你认为应该从哪些方面进行分析？效率，你认为应该从哪些方面进行分析？第19页以以“提升煤燃烧效率提升煤燃烧效率”为例研究化学反应条件选择。为例研究化学反应条件选择。P P52521 1、煤被研得越细，粉末越小，与空气中、煤被研得越细，粉末越小，与空气中O O2 2得接触面积越大，燃烧得接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。越充分，反应速率越快。2 2、空气充分，煤燃烧生成、空气充分，煤燃烧生成COCO2 2越充分，放热越多；若空气不足，则越充分，放热越多；若空气不足，则煤燃烧部分生成煤燃烧部分生成COCO，COCO排到空气中造成污染，且生成排到空气中造成污染，且生成COCO时，放出得时，放出得热量大大降低。热量大大降低。3 3、应选择保温隔热且耐热炉膛材料；尽管煤燃烧是放热反应，但、应选择保温隔热且耐热炉膛材料；尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续，所以利用煤燃烧放出反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续，所以利用煤燃烧放出部分热量就可维持反应继续进行，选取保温隔热材料目标，正是为部分热量就可维持反应继续进行，选取保温隔热材料目标，正是为了预防热量散失。了预防热量散失。4 4、可将燃烧后废气经过交换装置，供其它方面使用。、可将燃烧后废气经过交换装置，供其它方面使用。第20页5 5、燃料不充分燃烧有何危害？、燃料不充分燃烧有何危害？（1 1）产生热量少，浪费资源；）产生热量少，浪费资源；（2 2）产生污染物，危害人体健康。）产生污染物，危害人体健康。6 6、燃料充分燃烧条件是什么？、燃料充分燃烧条件是什么？燃料燃烧必须与空气接触，且要到达燃料燃烧必须与空气接触，且要到达燃料着火点，燃料充分燃烧要考虑两点：燃料着火点，燃料充分燃烧要考虑两点：一是燃烧时要有足够多空气，二是燃料与一是燃烧时要有足够多空气，二是燃料与空气要有足够大接触面积。空气要有足够大接触面积。第21页小结：提升燃料燃烧效率办法小结：提升燃料燃烧效率办法 （1 1）尽可能使燃料充分燃烧，提升能量）尽可能使燃料充分燃烧，提升能量转化率。关键是，燃料与空气或氧气要尽可转化率。关键是，燃料与空气或氧气要尽可能充分接触，且空气要适当过量。能充分接触，且空气要适当过量。（2 2）尽可能充分利用燃料燃烧所释放）尽可能充分利用燃料燃烧所释放出热能，提升热能利用率。出热能，提升热能利用率。第22页控制化学反应条件意义：控制化学反应条件意义：对有利或我们需要化学反应，要想方法对有利或我们需要化学反应，要想方法增大反应速率以提升生产或工作效率，并要增大反应速率以提升生产或工作效率，并要采取方法促进反应完成程度以提升原料利用采取方法促进反应完成程度以提升原料利用率或转化率；对有害或我们不希望发生化学率或转化率；对有害或我们不希望发生化学反应，要设法降低反应速率。反应，要设法降低反应速率。第23页 例例3 3 天然气和液化石油气燃烧主要化学方程式依次天然气和液化石油气燃烧主要化学方程式依次为：为：CHCH4 42O2O2 2COCO2 22H2H2 2O O，C C3 3H H8 85O5O2 23CO3CO2 24H4H2 2O O，现有一套以天然气为燃料灶具，今改用液化石油气，现有一套以天然气为燃料灶具，今改用液化石油气，应采取正确办法是（应采取正确办法是（）A A、降低空气进入量，增大石油气进入量、降低空气进入量，增大石油气进入量B B、增大空气进入量，降低石油气进入量、增大空气进入量，降低石油气进入量C C、降低空气进入量，降低石油气进入量、降低空气进入量，降低石油气进入量D D、增大空气进入量，增大石油气进入量、增大空气进入量，增大石油气进入量B B第24页 小结小结 这节课我们探讨了化学反应这节课我们探讨了化学反应程度问题程度问题,经过学习我们知道经过学习我们知道,任何化任何化学反应进程都有一定学反应进程都有一定程度程度，只是不一，只是不一样反应程度不一样而已。同时还学习样反应程度不一样而已。同时还学习了化学平衡特征及判断化学平衡方法了化学平衡特征及判断化学平衡方法.第25页探究试验探究试验试验步骤向34mL1mol/LCaCl2溶液中滴入1mol/LNa2SO4溶液至不再有沉淀试验现象化学方程式化学方程式离子方程式离子方程式向上述反应后清液中滴入适量1mol/LNa2CO3溶液会出现什么现象现象及原因现象及原因化学方程式化学方程式离子方程式离子方程式解解 释及结释及结论论白色混浊白色混浊CaClCaCl2 2+Na+Na2 2SOSO4 4=CaSO=CaSO4 4+2NaCl+2NaClCaCa2+2+SO +SO4 42-2-=CaSO =CaSO4 4仍有白色混浊现象仍有白色混浊现象,说明说明反应没有完全进行到底反应没有完全进行到底CaClCaCl2 2+Na+Na2 2COCO3 3=CaCO=CaCO3 3+2NaCl2NaCl CaCa2+2+CO +CO3 32-2-=CaCO=CaCO3 3反应没有按着方程式剂量系数关系进行到底反应没有按着方程式剂量系数关系进行到底结论结论:化学反应都含有可逆性，即正向反应和化学反应都含有可逆性，即正向反应和逆向反应能同时进行。即任何化学反应进程都有逆向反应能同时进行。即任何化学反应进程都有一定程度。一定程度。比如：高炉炼铁中反应。比如：高炉炼铁中反应。第26页