化学反应的限度

1、 科学史话：科学史话： 炼铁高炉尾气之谜炼铁高炉尾气之谜 CO 我们已经增加了高我们已经增加了高 炉的高度，怎么排出的一炉的高度，怎么排出的一 氧化碳浓度没有降低呢？氧化碳浓度没有降低呢？ 你能帮助工程师解开这一你能帮助工程师解开这一 谜底吗？谜底吗？可逆反应！可逆反应！ Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 高温高温 化学反应是化学反应是有限度有限度的，有些能进的，有些能进 行得行得较彻底较彻底，有些反应进行是，有些反应进行是不彻底不彻底 的，甚至是的，甚至是可逆可逆的。的。 速率速率含义含义与浓度关系与浓度关系 V正 正 V逆 逆 正反应：正反应：从从左左向向右右进行的反应。进行的反应。

2、逆反应：逆反应：从从右右向向左左进行的反应。进行的反应。 单位时间反应物浓度的减少单位时间反应物浓度的减少 或生成物浓度的增加或生成物浓度的增加 单位时间反应物浓度的单位时间反应物浓度的增加增加 或生成物浓度的或生成物浓度的减少减少 决定于生成物浓度决定于生成物浓度 决定于反应物浓度决定于反应物浓度 不能进行到底，不能进行到底，反应物的转化率不反应物的转化率不 能达到能达到100%,反应体系中得到的总是反应体系中得到的总是 反应物与生成物的混合物。反应物与生成物的混合物。 正逆反应同时进行正逆反应同时进行 条件相同条件相同 在一定条件下可达到化学平衡状态在一定条件下可达到化学平衡状态 H2(g

3、) + I2 (g) 2HI(g) 正向反应 逆向反应 对于以上反应，请分析：对于以上反应，请分析： （1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？ （2）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？ （3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？）随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？ （4）随着反应的进行，）随着反应的进行，v(正正)与与v(逆逆)怎样变化？怎样变化？ 在密闭容器中加入1molH2和1mol I2发生反应 H2(g) + I2 (g) 2HI(g) 正向反应正向反应

4、 逆向反应逆向反应 （5）反应会进行到什么时候平衡状态？）反应会进行到什么时候平衡状态？ 当正反应速率与逆反应速率相等时当正反应速率与逆反应速率相等时 （6）此时，反应物和生成物浓度如何变化？）此时，反应物和生成物浓度如何变化？ 反应物和生成物浓度不再改变反应物和生成物浓度不再改变 （7）给这个状态命名给这个状态命名 平衡状态平衡状态 （8）反应真的停止了吗？）反应真的停止了吗？ NONO！ 处于动态平衡处于动态平衡 2.定义定义 化学平衡状态，就是指在一定条件下的化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆可逆 反应反应里，里，正反应速率和逆反应速率相等正反应速率和逆反应速率相等，反，反 应混合物

5、中各组分的应混合物中各组分的浓度保持不变浓度保持不变的状态。的状态。 注 意 三 点 前提（适用范围）前提（适用范围）：可逆反应 内在本质内在本质：v(正正)= v(逆逆) 0 外在标志：反应混合物中各组分外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变的浓度保持不变 反应速率 v(正) v(逆) v(正)= v(逆) t1时间（t） 0 (1)0t1：v(正)v(逆) (2)t1： v(正)=v(逆) 平衡状态 化学平衡状态的特征：化学平衡状态的特征： 1、逆、逆正逆过程都在同时进行正逆过程都在同时进行 3、动（动态平衡，反应没有停止）、动（动态平衡，反应没有停止）： v（正）（正）0，v（逆）

6、（逆）0 2、等、等：v（正）（正）= v（逆）（逆） 4、定：外界条件不发生变化，体系组、定：外界条件不发生变化，体系组 分不发生变化，各物质浓度保持一定分不发生变化，各物质浓度保持一定 5、变：外界条件发生变化，平衡将、变：外界条件发生变化，平衡将 改变，重新建立新的平衡改变，重新建立新的平衡 随堂练习1 对于可逆反应对于可逆反应MN Q达到平衡时，达到平衡时， 下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等 B.M、N全部变成了全部变成了Q C.反应物混合物各组份的浓度保持不变反应物混合物各组份的浓度保持不变 D.反应已经停止反应已经

7、停止 C 2.在一定条件下，某容器中充入在一定条件下，某容器中充入N2和和H2合成合成 NH3,以下叙述错误的是（以下叙述错误的是（ ） A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速开始反应时，正反应速率最大，逆反应速 率为零率为零 B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小， 最后减小为零最后减小为零 C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，随着反应的进行逆反应速率逐渐增大， 最后保持恒定最后保持恒定 D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小， 最后与逆反应速率相等且都保持恒定最后与逆反应速率相等且都保持恒定 B 如何判断可逆反应如

8、何判断可逆反应 达到平衡状态？达到平衡状态？ 1.速率：速率：v(正正)=v(逆逆) 同一物质：同一物质：生成速率等于消耗速率生成速率等于消耗速率 不同物质：不同物质：判断出反应方向（同时有正、逆两个方判断出反应方向（同时有正、逆两个方 向）后，速率比符合计量系数比。向）后，速率比符合计量系数比。 2.含量不变。含量不变。任何一种物质的任何一种物质的浓度浓度、物质的量物质的量、 百分比百分比不变。不变。 化学平衡状态的判断化学平衡状态的判断 【例】 在一定温度下,可逆反应 A(气)+3B(气) 2C(气)达到平衡的标志是 （） A.C的生成速率与C分解的速率相等 B.单位时间内生成nmolA,

9、同时生成3nmolB C.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为1:3:2 A C 【例2】下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是( ) A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成 B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂 C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂 D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成 AC 【例3】 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应不是可逆反应 A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是 C的生成 速率与C的分解速率相等 ( ) 单位时间内生成amolA,同时生成3a molB A、B、C的浓度不再变化 A、

10、B、C的分压强不再变化 混合气体的总压强不再变化 混合气体的物质的量不再变化 单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2 A. B. C. D. A 1. 在一定温度下,可逆反应 A(气)+3B(气) 2C(气)达到平衡的标志是 （） A.C的生成速率与C分解的速率相等 B.单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB C.单位时间生成B的速率,与生成C的速率 相等 （数值） D.单位时间生成nmolA,同时生成2nmolC AD 练习 2. 在在500、钒触媒的作用下，某密闭容、钒触媒的作用下，某密闭容 器中反应器中反应 2SO2 O2 2SO3 H 0 达到化学平衡状态时的标志是达到化学平衡状态时的标志是 ( ) A SO2的消耗速率等于的消耗速率等于SO3的生成速率的生成速率 B SO2的生成速率等于的生成速率等于SO3的生成速率的生成速率 C SO2的消耗速率等于的消耗速率等于O2消耗速率的消耗速率的2倍倍 D SO3的生成速率等于的生成速率等于O2生成速率的生成速率的 2倍