化学反应的限度学案

化学反应的限度学案目标：（1）通过实验认识化学反应限度的存在，了解化学反应限度的概念和产生原因。（2）知道达到化学反应限度的特征。（3）了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用，认识提高燃料的燃烧效率的重要性和方法。重点：可逆反应平衡状态的判断。[设疑]炼铁高炉尾气之谜（学生阅读课本50页科学史话）一、可逆反应的限度1．可逆反应的概念：；正向反应：逆向反应：正反应速率：逆反应速率：2．可逆反应在一定条件下，反应物完全转化为生成物（填“能”或“不能”）3．可逆反应的特点：（1）、正反应和逆反应发生的条件相同,即同时存在，两者既对立又统一。（2）、反应物、生成物共同存在。4．可逆反应在写化学方程式时不用“=”而应用“”[讨论]课本51页思考与交流[讨论]查看课本51页图2-20讨论下列问题①、在上述实验刚开始时，反应物的浓度和生成物的浓度是否相同？随着反应的进行，反应物的浓度和生成物的浓度又是怎样改变的？②、刚开始时，正向反应和逆向反应同时进行，反应速率是否相同？（提示：此时反应速率与溶液的浓度有关）③、随反应的进行，正反应速率和逆反应速率怎样改变的？最后达到一种什么情况？例：在密闭容器中加入1molH2和1molI2发生反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)对于以上反应，请分析：（1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？（2）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？（3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？（4）随着反应的进行，v(正)与v(逆)怎样变化？（5）反应进行到什么时候会“停止”？（6）此时，反应物和生成物浓度如何变化？（7）给这个状态命名：（8）反应真的停止了吗？二．化学平衡1．化学平衡状态的定义：一定条件下，反应里，反应速率和反应速率时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到了表面上静止的一种“平衡状态”，反应达到了限度的状态。正向反应逆向反应2．化学平衡状态是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。任何可逆反应在给定条件下的进程都是有一定限度，只是不同的反应限度不同。改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度，即改变该反应的化学平衡状态。3．化学平衡的建立：化学平衡的建立与反应途径无关，即可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。例：在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1moB,发生反应2A（g）+B(g)3C(g)+D(g)，达到平衡时，C的浓度为wmol·L-1。若维持容器体积和温度不变，按下列四种方法改变起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为wmol·L-1的是（）A.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.3molC+1molD+1molBD.3molC+2molD答案：B解析：在等温、等容条件下，只需将四个选项中的物质等效转化为A和B，满足A、B的物质的量和原平衡的A、B的起始物质的量相同（即2mol和1molB），达到平衡时，C的浓度仍为wmol·L-1。4．化学平衡的特征：①逆――可逆反应化学平衡研究的对象是可逆反应，可逆反应不能进行到底，即反应进程中反应物不能全部转化为生成物②等――正反应速率和逆反应速率相等在这里，用同一种物质来表示反应速率时，该物质的消耗的速率与生成的速率相等。即单位时间内消耗与生成的物质的物质的量相等。用不同物质来表示，反应速率不一定相等，某一反应物的速率与某一生成物速率之比等于反应方程式中的化学计量数之比。③定――反应混合物中各组分的含量保持不变在平衡混后物中，各组成成分的浓度保持一定，不再随时间变化而变化。注意：浓度不变不等于浓度相等。④变――一定条件下（即反应条件改变，化学平衡发生改变）改变影响化学平衡的条件，平衡就被破坏，正、逆反应速率不再相等，平衡发生移动，直至建立新的平衡。⑤动――化学平衡是动态平衡达到平衡时正反应速率和逆反应速率相等，但不为零，即化学平衡是动态平衡，正反应和逆反应仍在持续进行。5．平衡状态的判断：①等――正反应速率和逆反应速率相等。例如，一定条件下，可逆反应N2＋3H22NH3，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：（1）单位时间内，有1molN2反应掉，同时有1molN2生成（2）单位时间内，有3molH2反应掉，同时有2molNH3反应掉（3）单位时间内，有1molN2生成，同时有2molNH3生成以上均表示V(正)＝V(逆)规律：化学平衡状态的判断原则：同时、双向进．．．．．．②定――反应混合物中各组分的含量保持不变例：可逆反应2NO22NO+O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是（）①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2；②单位时间内生成nmolO2的同时，生成2nmolNO；③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态；④混合气体的颜色不再改变的状态；⑤混合气体的密度不再改变的状态；⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①④⑥B.②③⑤C.①③④D.①②③④⑤⑥［解析］①表示v正=v逆正确。②不能表示v正=v逆不正确。③只要发生反应v(NO2)∶v(NO)∶v(O2)=2∶2∶1错误⑤因不知体积是否变化，因此混合气体密度不变不能说明已达平衡。⑥混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的总物质的量不变，说明已达平衡。6．某指定反应物的转化率=指定反应物的起始浓度指定反应物的平衡浓度指定反应物的起始浓度×100%转化率也就是反应物的利用率随堂练习：1、对于可逆反应M＋NQ达到平衡时，下列说法正确的是（）A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.反应物和生成物的浓度都保持不变D.反应已经停止2、在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙述错误的是（）A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，后保持恒定D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定3、下列哪种说法可以证明反应N2+3H22NH3达到平衡状态（）A.1个NN键断裂的同时，有3个HH键形成B.1个NN键断裂的同时，有3个HH键断裂C.1个NN键断裂的同时，有6个NH键断裂D.1个NN键断裂的同时，有6个NH键形成4、在密闭容器中充入PCl5，发生化学反应：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g），反应一段时间后又向其中加入37Cl2，在重新达到化学平衡状态后，37Cl原子存在于A．PCl5中B．PCl3中C．Cl2D．三种物质中都有三．化学反应条件的控制阅读课本52页建筑物定向爆炸定向爆炸是通过减少单位体积炸药用量，及增大反应接触面积达到控制反应的目的。一般情况下，可通过控制温度、使用催化剂、改变反应物浓度、增大或减小反应物接触面积等方法控制反应条件。阅读课本52页，讨论下列问题①、煤的状态与煤燃烧的速率有何关系？与煤的充分燃烧有何关系？②、空气用量对煤的充分燃烧及热能利用有什么影响？原因是什么？③、应选择什么样的炉（灶）膛材料？理由是什么？④、如何充分利用煤燃烧后的废气中的热量？⑤、燃料不充分燃烧有何危害？⑥、燃料充分燃烧的条件是什么？1、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。（2）尽可能充分地利用燃料燃烧所释放的热能，提高热能的利用率。关键是燃料与空气或氧气要尽可能充充分接触（把固体粉碎，液化或气化），且空气要适当过量。（燃料充分燃烧的条件，区别燃烧的条件）2、反应条件的控制：（1）人类需要或对人类有利的反应：提高生产或工作效率，提高原料的利用率或转化率。（2）关于有害或对人类不需要的化学反应—降低反应速率或隔离会引发反应的物质。（3）关于特定条件环境或特殊需要的化学反应—要对化学反应条件进行特殊的控制。［随堂练习］(1)消防队员救火时，开门都很小心，因为门一打开就有可能发生爆炸。请解释其中的原因。(2)在实验室里，硝酸、硝酸银等药品均必须用棕色试剂瓶保存，并应该存放在阴凉干燥处。为什么?(3)实验室中用碳酸钙与盐酸反应制备二氧化碳时，选择的试剂为块状碳酸钙固体而不是碳酸钙粉末，为什么?练习：1．在10L密闭容器中，1molA和3molB在一定条件下发生反应：A（g）+xB(g)2C(g)，反应经8分钟时达到平衡，测得此时混合气体共3.4mol，生成物C有0.4mol，则下列计算结果错误的是（）A.平衡时A、B、C的物质的量浓度之比为1∶4∶3B.x的值为4C.A的转化率为20%D.用B的浓度改变表示的平均反应速率为0.01mol·（L·min）-12.在10L密闭容器中，1molA和3molB在一定条件下发生反应：A（g）+xB(g)2C(g)，反应经8分钟时达到平衡，测得此时混合气体共3.4mol，生成物C有0.4mol，则下列计算结果错误的是（）A.平衡时A、B、C的物质的量浓度之比为1∶4∶3B.x的值为4C.A的转化率为20%D.用B的浓度改变表示的平均反应速率为0.01mol·（L·min）-1