第六章化學反應與能量

第二節

化學反應的速率與限度

課時2化學反應的限度

煉鐵高爐尾氣之謎，閱讀：科學史話，從這一材料中，你得到什么啟示？是一個可逆反應，反應不能進行到底！新課引入新課引入一.可逆反應定義：在相同條件下，能既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的化學反應稱為可逆反應。書寫可逆反應的化學方程式時，不用“=”，用“

?”雙向性雙同性共存性正、逆反應是在同一條件下同時進行的反應物和生成物同時存在，反應物轉化率小于100%反應物生成物正向反應逆向反應Cl2+H2OHCl+HClO習題1、判斷以下幾個反應是否是可逆反應？為什么？NaOH+HCl==NaCl+H2O2SO2+O22SO3催化劑N2+3H22NH3催化劑2H2+O22H2O

點燃通電相同條件XXPb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O放電充電X一、化學平衡時間(min)

01020304050607080c(SO2)10.60.30.20.120.10.10.10.1c(O2)0.50.30.150.10.060.050.050.050.05c(SO3)00.40.70.80.880.90.90.90.9在某密閉容器中發生反應：2SO2＋O22SO3催化劑△反應開始時反應進行時反應50min后宏觀物料角度c(反應物)____0c(反應物)______c(反應物)______c(生成物)____0c(生成物)______c(生成物)______微觀速率角度v正

____0v正

______v正

______v逆

____0v逆

______v逆

______>=>=減小增大減小增大不變不變不變不變一、化學平衡1)

0~t1

:v(正)____v(逆)2)

t1后:v(正)＝v(逆)≠0＞V時間tV正V逆V正=V逆反應速率達到平衡0t1

可逆反應中：當正反應速率和逆反應速率相等，反應中各組分的濃度保持不變，達到一種表面靜止的狀態，則為“化學平衡狀態”。加入反應物后：前提實質標志反應沒有停止動態平衡一、化學平衡可逆反應ν(正)=ν(逆)逆等動≠0特征動態平衡定各組分的濃度保持不變變條件改變，原平衡被破壞，平衡移動，在新的條件下建立新的平衡時間tV正V逆V正=V逆反應速率達到平衡0t1判斷可逆反應是否達到平衡的直接標志。化學反應最大限度決定了反應物在該條件下的最大轉化率二、化學平衡狀態你知道嗎？如何理解v(正)＝v(逆)一定條件下，可逆反應1．同一物質①單位時間內，有1molN2反應掉，同時有________生成②單位時間內，有2molNH3生成，同時有__________消耗③單位時間內，有1molH2生成，同時有__________消耗1molH22．不同物質①單位時間內，有1molN2反應掉，同時有__________生成，___________反應掉。3molH22molNH3②單位時間內，有3molH2反應掉，同時有__________反應掉2molNH3v(H2)正32二、化學平衡狀態

（1）同一物質：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)

不同物質：速率之比＝化學計量數之比，但必須是不同方向的速率，即v正(A)：v逆(B)=a:b1、直接標志標志一：v正=v逆≠0⑤單位時間內有2molSO2生成，同時有_____O2

______2mol2mol1mol2mol生成消耗生成①單位時間內有2molSO2消耗，同時有2molSO2生成；②單位時間內有2molSO3生成，同時有_____SO3消耗；③單位時間內有2molSO2生成，同時有_____SO3______;④單位時間內有1molO2生成，同時有____SO3______;同一物質不同物質一、化學平衡【1】如圖是可逆反應X2(g)＋3Y2(g)?2Z2(g)在反應過程中的反應速率(v)與時間(t)的關系曲線，下列敘述正確的是(

)A．t2～t3時，各物質的濃度不再發生變化B．t2時，反應未達到限度C．t2～t3時，反應已停止進行D．t1時，反應只向正反應方向進行AD2.可逆反應達到平衡的重要特征（）A.反應停止了B.正、逆反應速率都為零C.反應物和生成物的濃度相等D.正、逆反應的速率相等習題【答案】C二、化學平衡狀態直接依據：相同物質看正逆、不同物質成比例N2+3H22NH31molN≡N鍵斷裂的同時，有6molN－H鍵斷裂1molN≡N鍵斷裂的同時，有6molN－H鍵形成N2的消耗速率與N2的生成速率

N2的消耗速率與NH3的

速率之比等于———H2的生成速率與NH3的

速率之比等于———相等消耗1:23:2生成達到平衡的標志是:v(H2)：

v(N2)=3:1可否判斷反應達平衡？不可以！！！因為任何時刻速率比都等于系數比二、化學平衡狀態②

各成分的含量保持不變各組分的物質的量n

或

物質的量分數保持不變各組分的質量m

或

質量分數保持不變各氣體的體積V

或體積分數保持不變各組分的物質的量濃度m

或

質量分數保持不變（注意不是相等，也不是成一定的比值）特例：只有生成物有氣體時，體積分數始終不變，不是變量標志二：變量不變是各組分，不是總成分判斷這個物理量是否為變量解題方法：二、化學平衡狀態標志二：“變量”不變氣體的平均相對分子質量

MM=m總n總取決于有無非氣體取決于氣體系數差以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)為例若m+n≠p+q若m+n=p+q若各物質均為氣體m總為定值n總為變量M為變量M不變時，即為平衡狀態n總為定值M為定值M不變時，不一定為平衡狀態若有非氣體參與m總為變量M為變量M不變時，即為平衡狀態三、化學反應條件的控制標志二：“變量”不變ρ=m總V容器取決于有無非氣體取決于氣體系數差氣體密度ρm總為變量若有非氣體參與恒壓或是恒容ρ為變量ρ不變時，一定為平衡狀態以mA(g)+nB(S)pC(g)+qD(g)為例三、化學反應條件的控制標志二：“變量”不變混合氣體總壓強PV=nRT

因為恒容、恒溫條件下，n(g)越大則壓強P就越大，則無論各成份是否均為氣體，只需考慮Δn(g)。當Δn(g)=0，則P為恒值，不一定是化學平衡狀態。當Δn(g)≠0，則P一定時，一定是化學平衡狀態。小結：重點理解如果一個物理量隨著反應的進行而改變，當其不變時反應達到平衡狀態；隨反應的進行保持不變的物理量，不能作為平衡狀態的判斷依據。反應舉例mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)是否平衡氣體密度若體系的體積不變，密度一定混合氣體的平均相對分子質量當m+n≠p+q時，平均相對分子質量一定當m+n=p+q時，平均相對分子質量一定顏色反應體系內有色物質的顏色一定溫度體系溫度一定(其他不變)平衡不一定平衡不一定平衡習題【例5】可逆反應2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在恒容密閉容器中進行：①單位時間內生成nmolO2的同時，生成2nmolNO2②單位時間內生成nmolO2的同時，生成2nmolNO③用NO2、NO和O2的物質的量濃度變化表示的反應速率之比為2∶2∶1④混合氣體的顏色不再改變⑤混合氣體的密度不再改變⑥混合氣體的壓強不再改變⑦混合氣體的平均相對分子質量不再改變可說明該反應達到化學平衡狀態的是__________。①④⑥⑦【例】下列說法中可以證明2HI(g)H2(g)+I2(g)（紫色）

已達到平衡狀態的是___________。

①

單位時間內生成n

molH2的同時生成nmolHI

②

一個H-H鍵斷裂的同時有兩個H-I鍵斷裂

③反應速率v(H2)=v(I2)時

④

c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1時

⑤

溫度和體積一定，容器內壓強不再變化時

⑥

溫度和體積一定，混合氣體的顏色不再變化時

⑦

條件一定，混合氣體的平均相對分子質量不再變化時

⑧

溫度和壓強一定，混合氣體的密度不再變化時②

⑥習題二、化學平衡狀態的判定①速率:ν正(A)=ν逆(A)同一物質:ν生成(A)=ν消耗(A)1)直接標志②

各成分的含量保持不變

顏色、溫度(絕熱體系)保持不變2)間接標志：各成分的m、n、濃度C、氣體體積及其百分含量、反應物的轉化率保持不變3)其他可能的標志：不同物質，v正(A):v逆(B)=化學計量數之比根據具體情況分析變量不變小結：化學平衡判斷標志總壓強、總物質的量、混合氣體的平均摩爾質量

、體系密度等第六章化學反應與能量

第二節

化學反應的速率與限度三、化學反應條件的控制

三、化學反應條件的控制二、化學反應條件的控制重點理解探究學習1.影響平衡狀態(反應限度)的因素化學平衡是在給定條件下化學反應所能達到的或完成的最大限度最大限度最大轉化率改變條件改變限度（改變化學平衡）①改變溫度、濃度，化學平衡(反應限度)一定改變②改變壓強，化學平衡不一定改變③加入催化劑只能改變反應速率，但不改變化學平衡(反應限度)這就需要進行化學反應條件的控制三、化學反應條件的控制重點理解2.化學反應條件的控制⑴目的①促進有利的反應提高反應速率提高反應物的轉化率即原料的利用率②抑制有害的反應降低反應速率控制副反應的發生，減少甚至消除有害物質的產生⑵工業合成氨條件的控制①400~500℃溫度較低時氨的產率較高，但溫度低時反應速率小，達到平衡需要的時間很長生產成本高②10MPa~30MPa壓強越大，氨的產率越高，但對動力和生產設備的要求越高三、化學反應條件的控制思考與討論為提高燃料的燃燒效率，應如何調控燃燒反應的條件？（提示：可以從以下幾方面考慮，如燃料的狀態