2020-2021學(xué)年化學(xué)人教版第二冊(cè)教案：第6章第2節(jié)第2課時(shí)　化學(xué)反應(yīng)的限度　化學(xué)反應(yīng)條件的控制含解析

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精2020-2021學(xué)年新教材化學(xué)人教版必修第二冊(cè)教案：第6章 第2節(jié) 第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的控制含解析第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的控制發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建1.了解可逆反應(yīng)的含義和反應(yīng)限度及化學(xué)平衡的特征，培養(yǎng)“變化觀念與平衡思想”的核心素養(yǎng)。2。了解化學(xué)反應(yīng)條件的控制及在生產(chǎn)和科技研究中的作用，培養(yǎng)“科學(xué)探究與社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng)。一、化學(xué)反應(yīng)的限度1可逆反應(yīng)（1)概念：在同一條件下正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向均能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。（2）特點(diǎn)：反應(yīng)不能進(jìn)行到底；在一定條件下反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在;正、逆反應(yīng)方向同時(shí)進(jìn)行.2化學(xué)平衡（1）化學(xué)平衡的建立濃度對(duì)速

2、率的影響的角度：在一定條件下，向反應(yīng)容器中加入n2和h2，發(fā)生反應(yīng)：n23h22nh3。濃度速率變化v正、v逆關(guān)系開(kāi)始反應(yīng)物濃度最大v正最大v正v逆生成物濃度最小v逆最小變化反應(yīng)物濃度減小v正減小v正v逆生成物濃度增大v逆增大平衡反應(yīng)物濃度不變v正不變v正v逆0生成物濃度不變v逆不變利用速率時(shí)間(v.t)圖像分析（如圖)：（2）化學(xué)平衡狀態(tài)的概念：在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度都不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)，稱(chēng)之為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)化學(xué)平衡。（3)化學(xué)反應(yīng)的限度是指可逆反應(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)進(jìn)行的限度

3、。化學(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在該條件下轉(zhuǎn)化為生成物的最大轉(zhuǎn)化率。(4）轉(zhuǎn)化率100。(5）影響因素:改變反應(yīng)條件，可以在一定程度上改變?cè)摲磻?yīng)的化學(xué)平衡狀態(tài).化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，濃度不再改變，反應(yīng)停止了嗎？為什么？提示:沒(méi)有停止,因?yàn)関正v逆0.二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制1化學(xué)反應(yīng)條件的控制(1)目的：促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)，抑制有害的化學(xué)反應(yīng)。（2）基本措施改變化學(xué)反應(yīng)速率:改變反應(yīng)體系的溫度、物質(zhì)的濃度、氣體的壓強(qiáng)、固體的表面積以及催化劑的合理使用等。改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的限度：改變可逆反應(yīng)體系的溫度、物質(zhì)的濃度、氣體的壓強(qiáng)等。(3)考慮因素：控制反應(yīng)條件的成本和實(shí)際可能性.2提高煤的燃燒效率（1）煤燃

4、燒時(shí)，將煤塊粉碎成煤粉目的是增大與空氣中o2的接觸面積，煤粉燃燒更充分，反應(yīng)速率快；通入適當(dāng)過(guò)量的空氣可以使煤粉充分燃燒，生成co2,放出更多的熱量；若空氣不足,會(huì)造成煤燃燒不完全，生成co，產(chǎn)生熱量減少，且會(huì)造成污染。（2)選擇保溫隔熱且耐熱的爐(灶）膛材料的主要目的是防止熱量散失。（3）充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量可采取的措施是將燃燒后的廢氣通過(guò)熱交換裝置，供其他方面使用。根據(jù)合成氨的反應(yīng)特點(diǎn),溫度越低，壓強(qiáng)越大，氨的產(chǎn)率越高,為什么合成氨采用壓強(qiáng)為10 mpa30 mpa、溫度為400500 條件下進(jìn)行？提示:在合成氨的化工生產(chǎn)中，需要考慮控制反應(yīng)條件的成本和實(shí)際可能性。合成氨的生產(chǎn)在

5、溫度較低時(shí)，反應(yīng)速率小，一定時(shí)間內(nèi)生成的nh3少；壓強(qiáng)越大,對(duì)動(dòng)力和生產(chǎn)設(shè)備的要求越高。綜合考慮采用此條件進(jìn)行。1判斷正誤（正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”）（1)任何可逆反應(yīng)都有一定的限度.(）（2)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到限度時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等.(）(3）化學(xué)平衡狀態(tài)是不可改變的。(）(4）任何反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)速率越大，轉(zhuǎn)化率越大.()(5）煤燃燒時(shí)空氣過(guò)量越多越好.(）答案（1）（2）（3）（4)（5）2對(duì)于可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),下列說(shuō)法不正確的是(）a反應(yīng)物與生成物的濃度不再改變b正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率均為零c各物質(zhì)的組成之比不再改變d該條件下的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率最大答案b3工業(yè)上使用煤作燃料時(shí)，為了

6、使煤能充分燃燒，你認(rèn)為可采取的措施有：（1)_；（2)_。答案(1)將煤粉碎，增加煤與空氣的接觸面積(2)充入適當(dāng)過(guò)量的空氣化學(xué)平衡狀態(tài)的特征與判定1一定溫度下，在定容的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：n23h22nh3。下列說(shuō)法能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)的是_（填序號(hào))。c（n2）c(h2）c（nh3）132c（h2）保持不變壓強(qiáng)不再改變密度不變v（n2)v(h2）13v正(n2）v逆（n2)單位時(shí)間內(nèi)生成1 mol n2同時(shí)生成2 mol nh3氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變答案2一定溫度下，恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：c(s)h2o（g）co(g)h2（g)；下列說(shuō)法證明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是_（填序號(hào))。m(c

7、）保持不變h2的體積分?jǐn)?shù)不變氣體的密度不變氣體的摩爾質(zhì)量不變壓強(qiáng)不變v(co)v(h2o）答案1化學(xué)平衡狀態(tài)的特征“五字訣化學(xué)平衡狀態(tài)的特征概括為逆、等、動(dòng)、定、變,即2化學(xué)平衡狀態(tài)的判定（1)正、逆反應(yīng)速率相等同種物質(zhì)：v正v逆0不同種物質(zhì)：(2）各組分的濃度保持一定各組分的濃度不隨時(shí)間的改變而改變；各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間的改變而改變。（3）間接標(biāo)志-“變量不變反應(yīng)體系中的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間的改變而變化(適用于反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)）。對(duì)于反應(yīng)混合物中存在有顏色變化的物質(zhì)的可逆反應(yīng)，若體系中顏色不再改變,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。全是氣體參加的反應(yīng)前后化學(xué)計(jì)量數(shù)改變的可逆

8、反應(yīng),平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變。對(duì)絕熱密閉容器，溫度保持不變.對(duì)恒壓容器的非等體積氣體反應(yīng)，密度保持不變。1硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品，硫酸的消耗量常被視為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的一種標(biāo)志。目前的重要生產(chǎn)方法是“接觸法，有關(guān)接觸氧化反應(yīng)2so2o22so3的說(shuō)法不正確的是（)a該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故在一定條件下二氧化硫和氧氣不可能全部轉(zhuǎn)化為三氧化硫b達(dá)到平衡后，反應(yīng)就停止了，故此時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等且均為0c一定條件下，向某密閉容器中加入2 mol so2和1 mol o2，則從反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)到平衡的過(guò)程中，正反應(yīng)速率不斷減小,逆反應(yīng)速率不斷增大，某一時(shí)刻，正、逆反應(yīng)速率相等d達(dá)到平衡后，改變溫度，平

9、衡狀態(tài)被破壞b反應(yīng)達(dá)到平衡，反應(yīng)未停止,v正v逆0，b錯(cuò)誤.2在恒溫下的密閉容器中,有可逆反應(yīng)：2noo22no2（正反應(yīng)為放熱反應(yīng))，不能說(shuō)明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(）a正反應(yīng)生成no2的速率和逆反應(yīng)生成o2的速率相等b反應(yīng)容器中壓強(qiáng)不變c混合氣體顏色深淺保持不變d混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化而變化a該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)，因此混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量、壓強(qiáng)以及顏色保持不變，即說(shuō)明達(dá)到平衡。a中表示的速率雖然方向相反，但速率之比不等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,即應(yīng)該是正反應(yīng)生成no2的速率和逆反應(yīng)生成o2的速率的2倍相等,故a錯(cuò)。3下列描述的化學(xué)反應(yīng)狀態(tài),不一定是平衡狀

10、態(tài)的是（)ah2(g）br2(g)2hbr(g），恒溫、恒容下，反應(yīng)體系中氣體的顏色保持不變b2no2(g）n2o4（g），恒溫、恒容下,反應(yīng)體系中氣體的壓強(qiáng)保持不變ccaco3（s)co2(g）cao（s)，恒溫、恒容下，反應(yīng)體系中氣體的密度保持不變dn2（g)3h2（g)2nh3(g），反應(yīng)體系中h2與n2的物質(zhì)的量之比保持13d恒溫、恒容下，反應(yīng)體系中氣體的顏色保持不變，說(shuō)明溴單質(zhì)的濃度不再變化，達(dá)到了平衡狀態(tài)，a錯(cuò)；2no2（g）n2o4(g）是反應(yīng)前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)和變化的反應(yīng)，當(dāng)恒溫、恒容下，反應(yīng)體系中氣體的壓強(qiáng)保持不變，達(dá)到了平衡狀態(tài)，b錯(cuò)；caco3（s）co2（g)cao（s

11、），恒溫、恒容下，反應(yīng)體系中氣體的密度等于氣體質(zhì)量和體積的比值，質(zhì)量變化,體積不變，所以密度變化,當(dāng)氣體密度保持不變的狀態(tài)是平衡狀態(tài),c錯(cuò)；n2（g)3h2(g)2nh3(g)反應(yīng)體系中h2與n2的物質(zhì)的量之比保持13，不能證明正逆反應(yīng)速率相等,不一定是平衡狀態(tài)，d對(duì).利用“變量”與“不變量來(lái)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)(1)選變量選定反應(yīng)中“變量”，即隨反應(yīng)進(jìn)行而變化的量，當(dāng)變量不再變化時(shí)，反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)。(2）常見(jiàn)的變量氣體的顏色；對(duì)于氣體體積有變化的反應(yīng)來(lái)說(shuō),恒壓反應(yīng)時(shí)的體積、恒容反應(yīng)時(shí)的壓強(qiáng)；對(duì)于反應(yīng)體系中全部為氣體，且氣體物質(zhì)的量有變化的反應(yīng)來(lái)說(shuō),混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量；對(duì)于反應(yīng)體系中不全

12、部為氣體的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，恒容時(shí)混合氣體的密度等。（3）在利用、n（總）、p（總)判斷時(shí)要注意反應(yīng)特點(diǎn)和容器的體積變化問(wèn)題。平衡轉(zhuǎn)化率的有關(guān)計(jì)算【典例】在一定溫度下，發(fā)生反應(yīng)：n2（g)3h2(g)2nh3(g)，起始時(shí)，充入的n2和h2的物質(zhì)的量分別是3。0 mol和6。0 mol，平衡時(shí)生成nh3的物質(zhì)的量是2.4 mol.已知容器的容積為5。0 l，試求：(1)h2的轉(zhuǎn)化率是_.（2)平衡時(shí)混合氣體中n2的體積分?jǐn)?shù)是_(保留一位小數(shù)）.解析 n2（g）3h2(g)2nh3(g）起始 3。0 mol 6。0 mol 0 mol轉(zhuǎn)化 1.2 mol 3.6 mol 2.4 mol平衡 1。8 mo

13、l 2。4 mol 2.4 mol（1)h2的轉(zhuǎn)化率100%60%。(2）n2的體積分?jǐn)?shù)10027。3。答案(1)60%（2)27。3“三段式突破平衡轉(zhuǎn)化率計(jì)算模型ma(g）nb(g）pc(g)qd（g）起始/mol a b 0 0轉(zhuǎn)化/mol mx nx px qx平衡/mol amx bnx px qx1轉(zhuǎn)化率:（a）100%，（b）100%。2氣體體積分?jǐn)?shù)（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）（a)100,（d)100%。4在10 l密閉容器中，1 mol a和3 mol b在一定條件下反應(yīng)：a（g)xb(g）2c(g）,2 min后反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得混合氣體共3。4 mol，生成0.4 mol c，則下列

14、計(jì)算結(jié)果正確的是（)a平衡時(shí)，物質(zhì)的量之比n（a）n（b)n(c)2114bx值等于3ca的轉(zhuǎn)化率為20%db的平均反應(yīng)速率為0.4 moll1min1c則0。8 mol(30。2x)mol0.4 mol3.4 mol，解得x4，b錯(cuò)；平衡時(shí)，物質(zhì)的量之比為0。8（30.8）0。44112,a錯(cuò);a的轉(zhuǎn)化率為10020%,c正確；v(b）2 min0。04 moll1min1，d錯(cuò)。5在容積可變的密閉容器中,2 mol n2和8 mol h2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，h2的轉(zhuǎn)化率為25,則平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于（）a5b10%c15%d20c達(dá)到平衡時(shí),h2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為8 mo

15、l25%2 mol。在一定條件下，n2與h2發(fā)生反應(yīng)：同溫同壓下，氣體的體積比等于其物質(zhì)的量之比,故平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為100%15%。1下列反應(yīng)中,不屬于可逆反應(yīng)的是()a2no2=n2o4與n2o4=2no2bh2i22hi與2hih2i2cco2h2o=h2co3與h2co3=co2h2odcaoco2=caco3與caco3caoco2答案d2一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2so2(g)o2（g)2so3（g)。當(dāng)so2、o2、so3的濃度不再變化時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(）a.該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)b正、逆反應(yīng)速率相等且等于零cso2和o2全部轉(zhuǎn)化為so3dso2、o2、so3

16、的濃度一定相等答案a3可以證明可逆反應(yīng)n2（g）3h2（g）2nh3(g）已達(dá)到平衡狀態(tài)的是（）6個(gè)nh鍵形成的同時(shí),有3個(gè)h-h鍵斷裂3個(gè)hh鍵斷裂的同時(shí)，有6個(gè)nh鍵斷裂其他條件不變時(shí)，混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變保持其他條件不變時(shí)，體系壓強(qiáng)不再改變nh3、n2、h2的百分含量都不再改變恒溫恒容時(shí),氣體密度保持不變正反應(yīng)速率v(h2)0.6 moll1min1，逆反應(yīng)速率v（nh3）0.4 moll1min1a全部bc dc無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，有6個(gè)n-h鍵形成的同時(shí)，一定有3個(gè)hh鍵斷裂，所以不能證明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),錯(cuò)誤；3個(gè)h-h鍵斷裂的同時(shí)有6個(gè)nh鍵斷裂，說(shuō)明正反應(yīng)速率等

17、于逆反應(yīng)速率，所以能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確；該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),因氣體混合物的質(zhì)量不變，所以其他條件不變時(shí),混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變,說(shuō)明氣體總物質(zhì)的量不變,能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確；該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，保持其他條件不變時(shí)，體系壓強(qiáng)不再改變，說(shuō)明氣體物質(zhì)的量不再改變，能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確;反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),各物質(zhì)的百分含量不變，所以nh3、n2、h2的百分含量都不再改變能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確；恒溫恒容時(shí)，氣體的總質(zhì)量不變，體積不變，氣體的密度始終不變，所以氣體密度保持不變不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，錯(cuò)誤；v正(h2）表示消耗h2的速

18、率，v逆(nh3）表示消耗nh3的速率，v正（h2)v逆（nh3）32，說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等，能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確；綜上所述，符合題意。4下列關(guān)于提高燃料燃燒效率的說(shuō)法，不正確的是（）a空氣量越多越好b應(yīng)通入適量的空氣c固體燃料燃燒前最好粉碎d液體燃料燃燒時(shí)可以以霧狀噴出a燃料充分燃燒，把固體粉碎或液體霧化都是為了增大與空氣的接觸面積有利于充分燃燒,而空氣的量要適當(dāng)，因空氣量過(guò)多，會(huì)帶走一部分熱量。5（素養(yǎng)題）在2 l密閉容器中充入1 mol n2和3 mol h2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)，2 min后達(dá)到平衡狀態(tài)。相同溫度下，測(cè)得平衡時(shí)混合氣體的壓強(qiáng)比反應(yīng)前混合氣體的壓強(qiáng)減小了。請(qǐng)據(jù)此填空：（1）平衡時(shí)混合氣體中三種氣體的物質(zhì)的量之比為_(kāi)。(2）n2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)。(3）2 min內(nèi)，nh3的平均反應(yīng)速率為_(kāi)。解析根據(jù)反應(yīng)前后混合氣體的壓強(qiáng)之比等于