高中化學人教版 (2019)必修 第二冊實驗活動7 化學反應速率的影響因素優(yōu)秀學案設計

這是一份高中化學人教版 (2019)必修 第二冊實驗活動7 化學反應速率的影響因素優(yōu)秀學案設計，共9頁。學案主要包含了化學反應限度，化學反應條件的控制等內(nèi)容，歡迎下載使用。
第二節(jié) 化學反應速率與限度


第2課時 化學反應的限度和化學反應條件的控制





1、了解可逆反應。


2、理解化學平衡狀態(tài)和學會平衡狀態(tài)的判斷。


3、了解控制反應條件在生產(chǎn)生活和科學研究中的作用。





重點：可逆反應，化學平衡狀態(tài)的建立和判斷；


難點：化學反應平衡狀態(tài)的判斷。





化學反應速率





一、化學反應限度


思考：我們知道在化學反應中，反應物之間是按照化學方程式中的系數(shù)比進行反應的，那么，在實際反應中，反應物能否按相應的計量關系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢？





1、可逆反應：


在相同條件下能向正反應方向進行同時又能向逆反應方向進行的反應稱為可逆反應。





表示方法：書寫可逆反應的化學方程式時不用“===”而用“”。


【思考與交流】


1、以下幾個反應是否是可逆反應？為什么？














2、14CO2+CCO，達到化學平衡后，平衡混合物中含14C 的粒子有 。


2、化學平衡狀態(tài)的建立


在一固定容積的密閉容器里，加 1 ml N2和3 ml H2(合適催化劑)，能發(fā)生什么反應？2 ml NH3？





【思考】


1、反應剛開始時， v正 、v逆 為何值？








2、隨著反應的進行，反應物和生成物的濃度如何改變？速率如何變化？








3、v正 遞減、v逆 遞增將導致二者之間出現(xiàn)什么的結(jié)果？








4、在v正 = v逆 后，v正會繼續(xù)減小嗎？v逆會繼續(xù)增大嗎？反應物和生成物的濃度呢？





3、化學平衡狀態(tài)的定義：


在一定條件下，可逆反應中，當正、逆兩個方向的反應速率相等時，反應物的濃度和生成物的濃度都不在改變。達到了一種表面靜止的狀態(tài)，我們稱之為“化學平衡狀態(tài)”。化學平衡狀態(tài)是可逆反應在一定條件下能達到的或完成的最大“限度”。





【思考】


(1) 達化學平衡的反應中，如何理解正逆反應速率相等？





(2) 當一個可逆反應達到平衡時，各物質(zhì)的濃度保持不變，這時反應停止了嗎？


4、化學平衡狀態(tài)的特征：


(1) 逆： 。


(2) 等： 。


(3) 動： 。


(4) 定： 。


(5) 變： 。


【課堂練習】


1、對于可逆反應M＋NQ 達到平衡時，下列說法正確的是( )


A. M、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等


B. M、N全部變成了Q


C. 反應物和生成物的濃度都保持不變


D. 反應已經(jīng)停止


2、在一定溫度下，可逆反應A(g)+3B (g)2C(g) 達到平衡狀態(tài)的標志是( )


A. C的生成速率和C的分解速率相等.


B. 單位時間內(nèi)生成1mlA同時生成了3mlB.


C. A、B、C濃度不再變化.


D. A、B、C的分子個數(shù)之比為1：3：2


5、化學平衡狀態(tài)的判斷





以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 為例





【課堂練習】


1、以3H2+N22NH3為列分析,判斷下列情形是否達到平衡狀態(tài)?


(1) 若有1ml N2消耗，則有1ml N2生成。


(2) 若有1ml N2消耗，則有3ml H2生成。


(3) 若有1ml N2消耗，則有2ml NH3生成。


(4) 若有1ml N≡N鍵斷裂，則有6ml N﹣H鍵斷裂。


(5) 若有1ml N≡N鍵斷裂，則有6ml N﹣H鍵生成。


(6) 若反應體系中N2、H2、NH3的百分含量不變。


(7) 反應體系中平均相對分子質(zhì)量一定。


(8) 若體系的體積一定，氣體的密度一定。


(9) 若體系的體積一定，氣體的壓強一定。


2、可逆反應2NO2(紅棕色)2NO(無色)＋O2(無色)在密閉容器中反應，達到化學平衡狀態(tài)的是


A.單位時間內(nèi)生成n ml O2同時生成2n ml NO2


B.單位時間內(nèi)生成n ml O2同時生成2n ml NO


C.c(NO2):c(NO):c(CO2)= 2: 2: 1


D.混合氣體的顏色不再改變


F.混合氣體的密度不再改變


E.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變


H.混合氣體個組分的 體積分數(shù)不再改變


3、若換成H2(g)＋I2(g)2HI(g)呢？


4、 3mlA和2.5mlB混合于2L的密閉容器中發(fā)生反應：3A(g)+B(g)aC(g)+2D(g)，


5min后達到平衡，已知v(c)=0.05 ml /(min·L)，生成D為1 ml。下列選項正確的是（ ）


A. v (A)=0.15 ml/(min·L) B. a=2


C.平衡時B的轉(zhuǎn)化率為20% D.平衡時壓強為起始時的0.8倍





【總結(jié)】


化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)


(1)直接判斷依據(jù)


eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(①v正?A?＝v逆?A?＞0,②各物質(zhì)濃度保持不變))?達到平衡狀態(tài)


(2)間接判斷依據(jù)


以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)為例





二、化學反應條件的控制





合成氨的生產(chǎn)在溫度較低時，氨的產(chǎn)率較高；壓強越大，氨的產(chǎn)率越高。但溫度低，反應速率小，需要很長時間才能達到化學平衡，生產(chǎn)成本高，工業(yè)上通常選擇在400~500℃下進行。而壓強越大，對動力和生產(chǎn)設備的要求也越高，合成氨廠隨著生產(chǎn)規(guī)模和設備條件的不同，采用的壓強通常為10~30MPa。





【思考與討論】


為提高燃料的燃燒效率，應如何調(diào)控燃燒反應的條件？（提示：可以從以下幾方面考慮，如燃料的狀態(tài)、空氣用量、爐膛材料、煙道廢氣中熱能的利用，等等。）











【總結(jié)】





【課堂練習】


1.下列關于化學反應限度的說法中正確的是（ ）


A.一個可逆反應達到的平衡狀態(tài)就是這個反應在該條件下所能達到的最大限度


B.當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正向反應速率和逆向反應速率相等且等于零


C.平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的濃度保持相等


D.化學反應的限度不可以通過改變條件而改變


2.在體積不變的密閉容器中發(fā)生反應，下列敘述表示該反應處于化學平衡狀態(tài)的是( )


A.N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2


B.混合氣體的密度不隨時間變化


C.當有1 ml N≡N鍵斷裂時，有6 ml N—H鍵斷裂


D.單位時間內(nèi)生成2a ml NH3，同時消耗a ml N2


3.化學反應限度的調(diào)控在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保技術(shù)等方面得到了廣泛的應用，如果設法提高化學反應的限度，下面說法中錯誤的是( )


A.能夠節(jié)約原料和能源


B.能夠提高產(chǎn)品的產(chǎn)量


C.能夠提高經(jīng)濟效益


D.能夠提高化學反應速率


4.下列措施可以提高燃料燃燒效率的是_________(填序號)。


①提高燃料的著火點 ②降低燃料的著火點


③將固體燃料粉碎 ④將液體燃料霧化處理


⑤將煤進行氣化處理 ⑥通入適當過量的空氣


5.下圖所示為工業(yè)合成氨的流程圖。下列有關生產(chǎn)條件的調(diào)控作用分析正確的是_______(填序號)。





(1)步驟①中“凈化”可以防止催化劑中毒


(2)步驟②中“加壓”可以加快反應速率


(3)步驟②采用的壓強是2×107 Pa，因為在該壓強下鐵觸媒的活性最大


(4)步驟③，選擇高效催化劑是合成氨反應的重要條件


(5)目前，步驟③一般選擇控制反應溫度為700 ℃左右


(6)步驟④⑤有利于提高原料的利用率，能節(jié)約生產(chǎn)成本類型
判斷依據(jù)
平衡狀態(tài)
混合物體系中各成分的含量
①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)一定
②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)一定
正、逆反應速率的關系
①在單位時間內(nèi)消耗了m ml A同時生成m ml A，即v正＝v逆
②在單位時間內(nèi)消耗了n ml B同時生成p ml C，則v正不一定等于v逆
③在單位時間內(nèi)生成n ml B，同時消耗q ml D，因二者變化均表示v逆，所以v正不一定等于v逆
溫度
體系溫度一定(其他不變)
顏色
反應體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色一定