化学反应的速率和限度第二课时化学反应的速率和限度

1、第三节 化学反应的 速率和限度,二、化学反应的限度,思考？,我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？, 氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是一个可逆反应。请大家回忆氯水中含有哪些微粒。,氯水的成份： 分子：cl2 、hclo 、h2o 离子：h+ 、 cl- 、clo- 等,(一)可逆反应,1定义： 在同一条件下,正反应方向和逆反应方向同时进行的反应.,2、典型可逆反应:,很多化学反应都有可逆性，只是可逆程度有所不同。可逆程度很小的反应通常不称为可逆反应,p51：思考与交流:,分析：下列反应

2、属于可逆反应吗？ 1、 和 2、二次电池的充电和放电 3、,注：有些化学反应在同一条件下可逆程度很小，通常意义下不把它们称为可逆反应。,3、可逆反应特点,双向性,反应物,生成物,正向反应,逆向反应,生成物,4:改变外界条件对可逆反应v（正）和v（逆）的影响,（1）“一致性”：即增都增，减都减（例：升高温度，正逆反应速率都增大） （2）“程度异”：即对v（正）和v(逆)的影响程度可能不同（例：升高温度对吸热反应的影响程度大），“催化剂，程度同”（催化剂对v（正）和v(逆)的影响程度一样）,在一固定容积的密闭容器里，加1moln2和 3mol h2 (合适催化剂)，能发生什么反应？,开始阶段有什么

3、特征？,瞬间过后有什么特征？,一定时间段内有什么特征？,(1)0t1：v(正)v(逆),(2)t1： v(正)=v(逆),平衡状态,交流与讨论,1、定义,在一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等时，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态。,前提（适用范围）：可逆反应,内在本质：v(正)= v(逆) 0,外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变,（二）化学平衡状态,化学平衡状态,说明：化学平衡状态是给定条件下可逆反应所能达到的最大程度，即该反应的限度。 化学反应限度决定了反应物在该条件下最大转化率,2、化学平衡状态的特征,()动：动态平衡（v(正)= v(逆) 0）

4、,（2）等：v(正)= v(逆),()定：反应混合物中各组分浓度保持恒定,()变：条件改变，原平衡被破坏， 在新的条件下建立新的平衡。,（1）逆：可逆反应,“等”和“定”判断化学反应是否处于平衡状态的关键,3、化学平衡状态的判定,在一定条件下达到平衡状态几个标志,(1)nh3的生成速率和分解速率相等,(2)单位时间消耗1 mol n2同时生成3mol h2,(3)每破坏1mol氮氮三键，同时破坏6moln-h键,(4)各组分浓度不再改变（或物质的量或百分含量不再改变）,(5)恒容条件下如果体系压强不再改变则达平衡 （等摩反应除外）,(6)如果体系中气体平均分子量不再改变则达平衡,例题: 在4l

5、密闭容器中充入6mol a和5molb, 一定温度下,发生反应 3a (g) +b(g) 2c (g)+xd (g) 5min达到平衡时,生成2molc, d平均速率为0.1mol/(lmin)则 (1)求x值 (2)平衡时a的浓度和体积分数各是多少？ (3) 平衡时压强是开始的多少倍？ (4)求b的转化率,4.化学平衡的相关计算,化学平衡计算的一般步骤:,1.写出有关平衡的化学方程式,2.找出各物质的 起始量 变化量 平衡量“三段式”,3 根据已知条件列式,（三） 化学平衡的移动,1.定义,可逆反应中旧化学平衡破坏、新化学平衡建立的过程叫化学平衡的移动。,旧化学平衡,v（正）=v（逆）,组分

6、含量保持恒定,v正 v逆 平衡向正反应方向移动,v正 = v逆 平衡不移动,v正 v逆 平衡向逆反应方向移动,平衡移动原因,【实验】：,10ml0.01mol/l 的fecl3溶液,少量1mol/l fecl3溶液,少量1mol/l kscn溶液,操作步骤：,（黄色） （无色） （红色） （无色）,2、影响平衡移动条件,（1）浓度对化学平衡的影响,v（正）v（逆），平衡正方向移动。,v（正）v（逆），平衡正方向移动。,v(逆),增大生成物浓度 v（正）v（逆） 平衡逆方向移动,v(正),v(逆) ,v(正) ,减小反应物浓度 v（正）v（逆） 平衡逆方向移动,v(逆) ,v(正) ,v(正),

7、v(逆),结论：其它条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡正方向移动。,（1）浓度对化学平衡的影响,2、影响平衡移动条件,减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡逆方向移动。,应用,在生产上，常采用增大成本较低的反应物浓度的方法，使成本较高的原料得到充分利用。,2so2 + o2 2so3,说明： a.改变浓度要看是否改变参加反应的离子浓度 b.若平衡正向移动，反应物浓度可以增大也可减小 c.只要增大物质浓度，无论平衡如何移动，新平衡 时速率一定大于原平衡 d.加入反应物a，平衡向a减小方向移动,最终体系内a浓度增大 e.对于多种反应物的平衡，加入反应物a，平衡正向移动，a的转化率

8、减小，另一种反应物b转化率增加,（2）温度对化学平衡的影响,操作步骤：,实验现象：,热水中混合气体颜色变深， 冷水中混合气体颜色变浅。,结论：其他条件不变， 升温使平衡向吸热方向移动 降温使平衡向放热方向移动。,（2）温度对化学平衡的影响,当q 0 时（正反应放热）：,温度影响相关图象：,当 q 0 时（正反应吸热）：,说明： a.无论吸热还是放热反应，升温v正、v逆均变大，平衡向吸热方向移动 b.温度改变对一切平衡均适用,（3） 压强对化学平衡的影响,压强 mpa,nh3 ,1,5,10,30,60,100,2.0,9.2,16.4,35.5,53.6,69.4,表1，4500c时，n2(g

9、)+3h2(g) 2nh3(g)的实验数据,注意：反应前后气体总体积有变化,（3）压强对化学平衡的影响,结 论：在其他条件不变时,增大压强， 平衡向气体体积缩小的方向移动。,减小压强， 平衡向气体体积增大的方向移动。,压强引起平衡移动的相关图象,当 m + n p + q时：,m a(g)+ nb (g) pc (g)+ qd(g)：,（3） 压强对化学平衡的影响,说明： a.有气体参加的非等摩可逆反应，压强改变才能使平衡移动。 b.等摩反应压强改变，v正、v逆同等程度改变，平衡不移动 c.恒温恒容时加入无关气体虽然总压强变大，但平衡不移动；恒温恒压时加入无关气体，平衡向气体分子数增加的方向移

10、动,（4）催化剂对化学平衡的影响,催化剂同等程度的加快或减慢正、逆反应速率(v正=v逆)；化学平衡不移动。,正催化剂能缩短平衡到达的时间,v(正)= v(逆),3.勒夏特列原理 化学平衡移动原理,如果改变影响化学平衡的一个条件（如浓度、压强、温度），平衡就向能减弱这种改变的方向移动。,该原理适用一切动态平衡,一.浓度对化学平衡的影响,三. 压强对化学平衡的影响,二.温度对化学平衡的影响,影响化学平衡的条件,四.催化剂对化学平衡的影响,催化剂不能使平衡移动，但能改变达平衡时间,化学反应 速率变化,增大反应物浓度 减小反应物浓度 增大生成物浓度 减小生成物浓度,增大压强 减小压强,升高温度 降低温

11、度,改变某一个条件,化学平衡 移动方向,小结：,减小,向体积增大方向移动,放热方向移动,增大,减小,增大,减小,正向移动,逆向移动,逆向移动,正向移动,增大,减小,向体积减小方向移动,增大,吸热方向移动,典型例析：,p2 p 1,t1 t 2,m + n p,例题2. 在某一容积一定的密闭容器中，可逆反应： a （g） + b （g） x c （g） （放热反应） 符合下列图象（i）所表示的关系。由此推断对图象（ii）的正确说法是（ ）。,a. p3 p4 , y轴表示 a 的转化率,b. p3 p4 , y轴表示 b的百分含量,c. p3 p4 , y轴表示 混合气体密度,d. p4 p3 , y轴表示 混合气体平均分子量,d,.,（四）有关化学平衡的图像题的解法,1步骤 (1)看图象： .看面(即纵坐标与横坐标的意义)， .看线(即线的走向和变化趋势)， .看点(即起点、折点、交点、终点)， .看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)， .看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。 (2)想规律:联想外界条件的改变对化学反应速率和 化学平