人教版高中化學必修二《化學反應的速率與限度》化學反應與能量PPT教學課件(第3課時)，共39頁。
素養目標
1.了解可逆反應的含義及其特征;認識化學反應的限度,知道外界條件改變時化學反應限度能發生改變;初步了解化學反應達到平衡狀態的標志,發展變化觀念與平衡思想、科學探究與創新意識等學科核心素養。
2.了解控制反應條件在生產和科研中的作用,發展科學態度與社會責任等學科核心素養。
【自主梳理】
一、化學反應的限度
1.化學平衡狀態建立的過程
如對于可逆反應2SO2+O2 ==2SO3,在一定溫度下,將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定體積的密閉容器中。其化學平衡建立的過程如圖所示。
2.化學平衡狀態的定義
對于可逆反應,如果外界條件(溫度、濃度、壓強等)不發生改變,當反應進行到一定程度時,正反應速率與逆反應速率相等,反應物的濃度與生成物的濃度都不再改變,達到一種表面靜止的狀態,稱之為化學平衡狀態,簡稱化學平衡,化學平衡狀態是可逆反應在一定條件下所能達到或完成的最大程度,即該反應進行的限度。
3.化學平衡狀態的特征
二、化學反應條件的控制
1.目的
2.化工生產中反應條件的調控
(1)考慮因素
化工生產中調控反應條件時,需要考慮控制反應條件的成本和實際可能性。
(2)實例——合成氨生產條件的選擇
3.提高煤的燃燒效率
(1)煤燃燒時,將煤塊粉碎成煤粉的目的是增大其與空氣中O2的接觸面積,煤粉燃燒更充分,反應速率更快;通入適當過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,會造成煤燃燒不完全,生成CO,產生熱量減少,且會造成污染。
(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熱交換裝置,供其他方面使用。
【問題探究】
鋼鐵生產是17世紀從英國開始的第一次產業革命的兩大產業之一。煉制1 t生鐵所需焦炭的實際用量,遠高于按照化學方程式計算所需的量,且從高爐中出來的氣體中含有沒有利用的CO氣體,煉鐵工程師設法增加高爐的高度,高爐尾氣中CO的比例竟然沒有改變,這成了煉鐵技術的一大疑問。直到19世紀下半葉,人們才認識到CO還原Fe2O3的反應實質,這一謎底才得以揭開。
1.煉鐵工程師設法增加高爐的高度,高爐尾氣中CO的比例竟然沒有改變,其原因是什么?
提示 高爐煉鐵時發生反應:Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g),該反應是可逆反應,反應進行到一定程度時達到反應的最大限度,只增加高爐的高度,不改變其他反應條件,化學平衡狀態不變,高爐尾氣中CO的比例不會改變。
2.恒容條件下進行反應Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g),試寫出四個能反映該反應達到平衡狀態的依據。
提示 ①CO或CO2的濃度保持不變;②混合氣體的密度保持不變;③n(CO)或n(CO2)保持不變;④Fe2O3(s)的質量不變等。
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