第二節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的速率與限度

課時(shí)2化學(xué)反應(yīng)的限度

第六章

化學(xué)反應(yīng)與能量

貳知識導(dǎo)航本節(jié)重難點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)限度壹化學(xué)反應(yīng)條件的控制貳課堂導(dǎo)入C+CO22CO是一個(gè)可逆反應(yīng)，不能完全進(jìn)行，存在一定的反應(yīng)限度。在高爐中Fe2O3與CO的反應(yīng)也不能全部轉(zhuǎn)化為Fe和CO2。煉鐵高爐尾氣之謎1．定義：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。2．表示：書寫可逆反應(yīng)的方程式不用“===”，而用“”連接。3．特點(diǎn)：雙向性可逆反應(yīng)分為正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向雙同性正、逆反應(yīng)在同一條件下同時(shí)進(jìn)行共存性反應(yīng)物與生成物共存，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%可逆反應(yīng)常見的可逆反應(yīng)1.Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O2.SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr

與

2HBr+H2SO4(濃)===Br2+SO2↑+2H2O以下兩個(gè)反應(yīng)是可逆反應(yīng)嗎？反應(yīng)開始時(shí)反應(yīng)進(jìn)行時(shí)反應(yīng)50min后宏觀物料角度c(反應(yīng)物)____0c(反應(yīng)物)______c(反應(yīng)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濃度時(shí)間··O速率時(shí)間··O正反應(yīng)逆反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)限度（化學(xué)平衡狀態(tài)）

時(shí)間速率化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)反應(yīng)的限度v正v逆

（1）定義:在一定條件下的可逆反應(yīng)中，當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。（2）分析:適用范圍：內(nèi)在本質(zhì)：外在標(biāo)志：可逆反應(yīng)v(正)=v(逆)≠0各組分的濃度保持不變化學(xué)平衡狀態(tài)(3)

化學(xué)平衡建立的途徑化學(xué)平衡狀態(tài)(4)

化學(xué)平衡狀態(tài)的特征逆定動(dòng)等變化學(xué)平衡狀態(tài)研究的對象是可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后，各組分濃度不再改變達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，v(正)=v(逆)≠0化學(xué)平衡是一種表面靜止?fàn)顟B(tài)，反應(yīng)并未停止，是一種動(dòng)態(tài)平衡外界條件改變時(shí)，原平衡狀態(tài)將被打破，新的條件下建立新的平衡化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷1．速率相等

①同種物質(zhì)——v正(A)=v逆(A)

②不同物質(zhì)——v正(A):v逆(B)=a:b（化學(xué)計(jì)量數(shù)之比）化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷【例】一定條件下，對于可逆反應(yīng)N2＋3H2

2NH3，表示正、逆反應(yīng)速率可以用N2或H2或NH3來表示：下列能表示反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

（1）單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2消耗，同時(shí)有1molN2生成

（2）單位時(shí)間內(nèi)，有3molH2消耗，同時(shí)有2molNH3生成

（3）單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2消耗，同時(shí)有3molH2消耗

（4）1molN三N鍵斷裂的同時(shí)有2molN-H鍵斷裂

（5）2v正（N2）=v逆（NH3）(1)(5)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

定溫定容N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)H2(g)+I2(g)

2HI(g)①氣體的總物質(zhì)的量不變

②氣體的總質(zhì)量不變

③氣體的總壓強(qiáng)不變

④氣體的密度不變

⑤氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

⑥混合氣體的顏色不變

⑦體系的溫度不變（定容絕熱）

√×××√×××√××√√√化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷定溫定容H2(g)+I2(s)

2HI(g)①氣體的總物質(zhì)的量不變

②氣體的總質(zhì)量不變

③氣體的總壓強(qiáng)不變

④氣體的密度不變

⑤氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

⑥混合氣體的顏色不變

√√√√√×化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷【例】下列說法中可以證明2HI(g)H2(g)+I2(g)（紫色）

已達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________。

①

單位時(shí)間內(nèi)生成n

molH2的同時(shí)生成nmolHI

②

一個(gè)H-H鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè)H-I鍵斷裂

③反應(yīng)速率v(H2)=v(I2)時(shí)

④

c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1時(shí)

⑤

溫度和體積一定，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化時(shí)

⑥

溫度和體積一定，混合氣體的顏色不再變化時(shí)

⑦

條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化時(shí)

⑧

溫度和壓強(qiáng)一定，混合氣體的密度不再變化時(shí)②

⑥化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷【例】在2L的密閉容器中，加入1molN2和3molH2，平衡時(shí)，測得容器中含有0.4mol的NH3，求平衡時(shí)

①氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率、氨氣的產(chǎn)率

②氨氣的濃度

③氨氣的體積分?jǐn)?shù)

④起始時(shí)和平衡時(shí)的壓強(qiáng)比起始濃度(mol/L)平衡濃度(mol/L)

變化濃度(mol/L)

0.51.500.20.20.30.10.41.2化學(xué)平衡計(jì)算的一般步驟:“三段式”1.控制化學(xué)反應(yīng)條件的目的

促進(jìn)有利反應(yīng)：

提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率即原料的利用率，加快反應(yīng)速率等

抑制有害反應(yīng)：

減緩反應(yīng)速率，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生，控制副反應(yīng)的發(fā)生等2.控制化學(xué)反應(yīng)條件的方法改變化學(xué)反應(yīng)速率：

改變溫度、溶液的濃度、氣體壓強(qiáng)（或濃度）、固體表面積及使用催化劑等改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度：

改變溫度、溶液濃度、氣體壓強(qiáng)（或濃度）等化學(xué)反應(yīng)條件的控制趨利避害，同時(shí)需要考慮控制條件形成的成本、實(shí)際操作的可行性煤燃燒時(shí)，將煤塊粉碎成煤粉：

增大與空氣中O2的接觸面積，煤粉燃燒更充分，反應(yīng)速率更快通入適當(dāng)過量的空氣：

增大O2濃度煤粉充分燃燒，生成CO2，放出更多的熱量；

同時(shí)避免不充分燃燒，生成CO，造成環(huán)境污染爐膛材料盡量選擇保溫性能好的，煙道廢氣中的熱量用來加熱水、發(fā)電等，以提高熱量利用率。為提高燃料的燃燒效率，應(yīng)如何調(diào)控燃燒反應(yīng)的條件？化學(xué)反應(yīng)條件的控制溫度較低時(shí)氨的產(chǎn)率較高，但溫度低時(shí)反應(yīng)速率小，達(dá)到平衡需要的時(shí)間很長生產(chǎn)成本高壓強(qiáng)越大，氨的產(chǎn)率越高，但對動(dòng)力和生產(chǎn)設(shè)備的要求越高400~500℃10MPa~30MPa從速率和平衡的角度分析，為什么工業(yè)上通常采用400-500℃，10-30Mpa條件合成氨氣？化學(xué)反應(yīng)條件的控制【例】下圖所示為工業(yè)合成氨的流程圖。下列有關(guān)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(yīng)速率(3)步驟②采用的壓強(qiáng)是2×107Pa，因?yàn)樵谠搲簭?qiáng)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(yīng)的重要條件(5)目前，步驟