人教版高中化学必修二《化学反应的速率与限度》化学反应与能量PPT教学课件(第3课时)，共39页。
素养目标
1.了解可逆反应的含义及其特征;认识化学反应的限度,知道外界条件改变时化学反应限度能发生改变;初步了解化学反应达到平衡状态的标志,发展变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识等学科核心素养。
2.了解控制反应条件在生产和科研中的作用,发展科学态度与社会责任等学科核心素养。
【自主梳理】
一、化学反应的限度
1.化学平衡状态建立的过程
如对于可逆反应2SO2+O2 ==2SO3,在一定温度下,将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中。其化学平衡建立的过程如图所示。
2.化学平衡状态的定义
对于可逆反应,如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变,当反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度与生成物的浓度都不再改变,达到一种表面静止的状态,称之为化学平衡状态,简称化学平衡,化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度,即该反应进行的限度。
3.化学平衡状态的特征
二、化学反应条件的控制
1.目的
2.化工生产中反应条件的调控
(1)考虑因素
化工生产中调控反应条件时,需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。
(2)实例——合成氨生产条件的选择
3.提高煤的燃烧效率
(1)煤燃烧时,将煤块粉碎成煤粉的目的是增大其与空气中O2的接触面积,煤粉燃烧更充分,反应速率更快;通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧,生成CO2,放出更多的热量;若空气不足,会造成煤燃烧不完全,生成CO,产生热量减少,且会造成污染。
(2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。
(3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过热交换装置,供其他方面使用。
【问题探究】
钢铁生产是17世纪从英国开始的第一次产业革命的两大产业之一。炼制1 t生铁所需焦炭的实际用量,远高于按照化学方程式计算所需的量,且从高炉中出来的气体中含有没有利用的CO气体,炼铁工程师设法增加高炉的高度,高炉尾气中CO的比例竟然没有改变,这成了炼铁技术的一大疑问。直到19世纪下半叶,人们才认识到CO还原Fe2O3的反应实质,这一谜底才得以揭开。
1.炼铁工程师设法增加高炉的高度,高炉尾气中CO的比例竟然没有改变,其原因是什么?
提示 高炉炼铁时发生反应:Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g),该反应是可逆反应,反应进行到一定程度时达到反应的最大限度,只增加高炉的高度,不改变其他反应条件,化学平衡状态不变,高炉尾气中CO的比例不会改变。
2.恒容条件下进行反应Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g),试写出四个能反映该反应达到平衡状态的依据。
提示 ①CO或CO2的浓度保持不变;②混合气体的密度保持不变;③n(CO)或n(CO2)保持不变;④Fe2O3(s)的质量不变等。
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