化学反应的限度

1、 观察下列各组化学方程式，寻找每组内两观察下列各组化学方程式，寻找每组内两个化学反应的异同，谈谈你对化学反应的认识。个化学反应的异同，谈谈你对化学反应的认识。（1 1）2H2H2 2 + O + O2 2 = 2H = 2H2 2O O （放热反应）（放热反应） 2H2H2 2O = 2HO = 2H2 2 + O + O2 2 （吸热反应）（吸热反应）点燃点燃通电通电（2 2）Fe + 2HCl(Fe + 2HCl(浓浓) = FeCl) = FeCl2 2 + H + H2 2 Fe + 2HCl( Fe + 2HCl(稀稀) = FeCl) = FeCl2 2 + H + H2 2（3

2、3）2CO + O2CO + O2 2 = 2CO = 2CO2 2 2SO 2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3点燃催化剂可逆反应可逆反应第1页/共26页三、化学反应的限度 1.可逆反应 相同条件下同时向两个方向反应 。用可逆号 代替等号 。习惯上，把向右的反应叫正反应，向左的反应叫逆反应。 化学反应都具有可逆性，即正向反化学反应都具有可逆性，即正向反应和逆向反应能同时进行。即任何化学应和逆向反应能同时进行。即任何化学反应的进程都有一定的限度。反应的进程都有一定的限度。阅读阅读P50P50科学史话：炼铁高炉尾气之谜科学史话：炼铁高炉尾气之谜第2页/共26页 复习复习 举例说明什么

3、是可逆反应举例说明什么是可逆反应 ？例如：例如：N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3 2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3思考：思考：对反应对反应 2SO2SO2 2O O2 2 2SO 2SO3 3，向容器中充，向容器中充入入1818O O2 2，经过一段时间后，经过一段时间后，1818O O原子存在于那些原子存在于那些 物质中？物质中？SOSO2 2 、O O2 2 、SOSO3 3第3页/共26页反应开始时反应开始时, ,正反应速率正反应速率_,_,逆反应速率逆反应速率_,_,为为_;_;随着反应的进行随着反应的进行, ,正反应速率逐正反应速率逐渐渐_,

4、_,逆反应速率逐渐逆反应速率逐渐_._.最后正逆反应速率最后正逆反应速率_._. 交流与思考交流与思考 在一个密闭容器中充入在一个密闭容器中充入1molN1molN2 2和和3mol 3mol H H2 2, ,使之在一定的条件下发生如下反应使之在一定的条件下发生如下反应, ,N N2 2 + 3 H + 3 H2 2 2NH 2NH3 3 , ,试分析其反应过程中正逆试分析其反应过程中正逆反应速率的变化情况反应速率的变化情况. .V正V逆V正=V逆0t1tV最大最大最小最小0 0减小减小增大增大相等相等第4页/共26页三、化学反应的限度化学反应的限度当一个可逆反应进行到当一个可逆反应进行到正

5、正向反应速率与逆向反应速向反应速率与逆向反应速率相等率相等时，反应物和生成时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种表面上静止的一种“平衡平衡状态状态”，这就是这个反应，这就是这个反应所能达到的限度。所能达到的限度。任何化任何化学反应的进程都有一定的学反应的进程都有一定的限度，只是不同反应的限限度，只是不同反应的限度不同而已。度不同而已。V正V逆V正=V逆0t1tV这时反应停止了吗这时反应停止了吗? ?正逆反应速率为正逆反应速率为0 0吗吗? ?0这是一种动态的平这是一种动态的平衡状态衡状态. .会随着条会随着条件的改变而变化件的改变而变化. .例如：高炉炼铁

6、中的反应。例如：高炉炼铁中的反应。第5页/共26页三、化学反应的限度化学反应的限度1 1、概念、概念2 2、平衡状态的特征、平衡状态的特征（2 2）等：）等：（4 4）定：）定：（3 3）动：）动：平衡时，平衡时，v(v(正正) )v(v(逆逆)0)0（本质）（本质） 平衡时，反应混合物各组分的浓度保持一定，平衡时，反应混合物各组分的浓度保持一定，百分含量保持一定百分含量保持一定（是判断平衡状态的标志）（是判断平衡状态的标志）平衡时，反应仍在不断地进行，是动态平衡平衡时，反应仍在不断地进行，是动态平衡（1 1）逆：）逆：（5 5）变：）变：研究的是可逆反应研究的是可逆反应条件改变，平衡被破坏，

7、发生移动。条件改变，平衡被破坏，发生移动。V正V逆V正=V逆0t1tV0第6页/共26页 思考思考 如何理解如何理解V(V(正正) )V(V(逆逆)?)?（1 1）单位时间内，有）单位时间内，有1molN1molN2 2反应掉，同时有反应掉，同时有1molN1molN2 2生成生成（2 2）单位时间内，有）单位时间内，有3molH3molH2 2反应掉，同时有反应掉，同时有2molNH2molNH3 3反应掉反应掉（3 3）单位时间内，有）单位时间内，有1molN1molN2 2生成，同时有生成，同时有2molNH2molNH3 3生成生成以上均表示以上均表示V(V(正正) )V(V(逆逆)

8、)，反应已达到平衡。，反应已达到平衡。例例1 1：一定条件下，可逆反应：一定条件下，可逆反应N N2 23H3H2 2 2NH2NH3 3，对，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N N2 2或或H H2 2或或NHNH3 3来表示，试判断下列反应历程中，来表示，试判断下列反应历程中，V V正和正和V V逆是否相等逆是否相等, ,该反应是否达到平衡状态该反应是否达到平衡状态. .v(v(正）正）=v(=v(逆）是指某指定物质（反应物或生成物）的逆）是指某指定物质（反应物或生成物）的消耗速率与生成速率相等。消耗速率与生成速率相等。第7页/共26页（4 4）A

9、 A、B B、C C的分子数比一定为的分子数比一定为1:3:21:3:2吗？吗？ 练习练习 在一定温度下在一定温度下,A(g)+3B(g) 2C(g),A(g)+3B(g) 2C(g),达到化达到化学平衡状态时：学平衡状态时：（1 1）C C的生成速率的生成速率 _C_C的分解速率的分解速率. .（2 2）单位时间内生成）单位时间内生成n molA,n molA,同时消耗同时消耗B B的物质的量的物质的量为为_mol._mol.（3 3）A A、B B、C C的浓度随时间的变化的浓度随时间的变化_._.等于等于3n 3n 保持不变保持不变（5 5）混合气体的总质量不再变化能说明反应达到平衡状态

10、吗？）混合气体的总质量不再变化能说明反应达到平衡状态吗？不是不是不能不能第8页/共26页3 3、化学反应达到平衡的判断标志、化学反应达到平衡的判断标志V VAA耗耗 = V= VAA生生V VAA耗耗 : V: VCC耗耗 = x : z= x : zV VB B生生 : V: VCC生生 = y : z = y : z V VAA耗耗 : V: VBB生生 = x : y= x : y（1 1）从速率判断：）从速率判断：要能说明要能说明V V正正=V=V逆逆以以xA + yB zCxA + yB zC为例：为例：（2 2）从浓度、组成判断：）从浓度、组成判断：各物质的浓度、百分含量保持不变。

11、各物质的浓度、百分含量保持不变。第9页/共26页(3)(3)、有、有气体参加气体参加的前后系数的前后系数改变改变( (不同不同) )的可逆反应，的可逆反应，总压强保持不变总压强保持不变, ,总体积不变总体积不变, ,总物质的量不变总物质的量不变, ,密密度不变度不变, ,平均相对分子质量不变平均相对分子质量不变, ,则达平衡。则达平衡。 但对于反应前后系数但对于反应前后系数不变不变( (相同相同) )的则不一定达平衡。的则不一定达平衡。(4)(4)、对于、对于有颜色有颜色的物质参加或生成的可逆反应，颜的物质参加或生成的可逆反应，颜色不随时间发生变化色不随时间发生变化, ,则达平衡。则达平衡。(

12、5)(5)、对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形、对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等成化学键的物质的量相等, ,则达平衡。则达平衡。(6)(6)、当体系温度不变，则达平衡。、当体系温度不变，则达平衡。第10页/共26页1 1、氯化银在溶液中有极微弱的电离、氯化银在溶液中有极微弱的电离AgClAgClAgAg+ +Cl+Cl- - , ,下列不能说明该电离达到平衡状态的是下列不能说明该电离达到平衡状态的是 （ ）A A、AgAg+ +浓度不再改变浓度不再改变B B、AgAg+ +的生成速率和的生成速率和AgAg+ +、ClCl- -结合生成结合生成AgClAgCl

13、的速率的速率相等相等C C、AgClAgCl的质量不再减少的质量不再减少D D、AgAg+ +与与ClCl- -的物质的量比为的物质的量比为1 1：1 1D D2 2、可逆反应达到平衡的重要特征是（、可逆反应达到平衡的重要特征是（ ）A A、反应停止了、反应停止了 B B、正、逆反应的速率都为零、正、逆反应的速率都为零C C、正、逆反应都还在继续进行、正、逆反应都还在继续进行 D D、正、逆反应速率相等、正、逆反应速率相等第11页/共26页3 3、一定条件下，可逆反应达到平衡时（、一定条件下，可逆反应达到平衡时（ ）A A、单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加、单位时间内反应物减少的分子

14、数等于生成物增加的分子数的分子数B B、反应物浓度等于生成物浓度、反应物浓度等于生成物浓度C C、反应物与生成物浓度保持不变、反应物与生成物浓度保持不变D D、混和体系中各组成成份和含量保持不变、混和体系中各组成成份和含量保持不变CDCD4 4、在一定温度下的定容容器中，当下列的物理量不再发、在一定温度下的定容容器中，当下列的物理量不再发生变化时，表明反应生变化时，表明反应A A（s s）+2B+2B（g g） C C（g g）+D+D（g g）已已达到平衡状态的是：（达到平衡状态的是：（ ） A A、混合气体的压强、混合气体的压强 B B、混合气体的密度、混合气体的密度 C C、气体的总物质

15、的量、气体的总物质的量 D D、A A的物质的量浓度的物质的量浓度第12页/共26页5 5、对反应、对反应A A（g g）+B+B（g g） C C（g g）+D+D（g g）的以下叙）的以下叙述中，能说明恒温下已达平衡状态的是（述中，能说明恒温下已达平衡状态的是（ ） A A、反应容器中，压强不随时间改变而改变、反应容器中，压强不随时间改变而改变 B B、反应容器中，、反应容器中，A A、B B、C C、D D 能共存能共存 C C、反应容器中，、反应容器中，A A、B B、C C、D D质量不再改变质量不再改变 D D、反应容器中的各物质物质的量不随时间变化、反应容器中的各物质物质的量不随

16、时间变化6 6、在一定温度下，反应、在一定温度下，反应I I2 2（g g）+H+H2 2（g g） 2HI2HI（g g），），达到平衡的标志是（达到平衡的标志是（ ） A A、（、（HIHI）=2=2（H H2 2） B B、H H2 2的百分含量不再变化的百分含量不再变化 C C、容器内的压强不再变化、容器内的压强不再变化 D D、C(IC(I2 2)=C(H)=C(H2 2)=C(HI)=C(HI)第13页/共26页7 7、 将将1 1摩摩N N2 2和和3 3摩摩H H2 2充入一密闭容器，使其在一定条件充入一密闭容器，使其在一定条件下达到平衡下达到平衡 N N2 2(g)+3H(g

17、)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g)（放出热量（放出热量) )。则下列哪些状态一定是平衡状态？则下列哪些状态一定是平衡状态？（A A）混和气体的体积等于最初体积一半的状态；）混和气体的体积等于最初体积一半的状态；（B B）N N2 2、H H2 2、NHNH3 3总物质的量不随时间延长而改变的状总物质的量不随时间延长而改变的状态；态；（C C）单位时间内有）单位时间内有1 1摩摩NHNH3 3分解的同时，有摩分解的同时，有摩N N2 2生成的生成的状态；状态；（D D）N N2 2、H H2 2和和NHNH3 3三者浓度相等的状态；三者浓度相等的状态；B B第14页/共

18、26页8 8、可逆反应、可逆反应2A+3B2A+3B4C4C在一定条件下达到化学平衡的标志是在一定条件下达到化学平衡的标志是（ ）A.A.一定时间内有一定时间内有2mol2mol的的A A生成同时有生成同时有3mol3mol的的B B生成生成 B.B.一定时间内有一定时间内有2mol2mol的的A A反应反应, ,同时有同时有4mol4mol的的C C生成生成C.C.一定时间内有一定时间内有4mol4mol的的C C反应反应, ,同时有同时有3mol3mol的的B B反应反应 D.D.一定时间内有一定时间内有2mol2mol的的A A反应反应, ,同时有同时有3mol3mol的的B B生成生成

19、CD CD 9 9、在一定温度下，在一定温度下，2NO2NO2 2（g) Ng) N2 2O O4 4 (g)( (g)(无色）的可逆反应中，无色）的可逆反应中，下列情况属于平衡状态的是（下列情况属于平衡状态的是（ ） 2 2O O4 4不再分解不再分解 B.v(NB.v(N2 2O O4 4):v(NO):v(NO2 2)=1:2)=1:2 C. C.体系的颜色不再改变体系的颜色不再改变 2 2的浓度与的浓度与N N2 2O O4 4的浓度之比的浓度之比2 2：1 1 C C第15页/共26页 例例22在在1 1大气压大气压390390时，可逆反应：时，可逆反应：2NO2NO2 2 = 2N

20、O+O = 2NO+O2 2达达到反应限度，此时平衡混合气体的密度是相同条件下到反应限度，此时平衡混合气体的密度是相同条件下H H2 2密度的倍，求密度的倍，求NONO2 2的分解率。的分解率。M(M(混混)= )= 19.6 19.6 2 2 解：设反应前解：设反应前NONO2 2为为1mol,1mol,达到平衡时有达到平衡时有XmolXmol的的NONO2 2发生分解发生分解. . 2NO 2NO2 2 2NO + O 2NO + O2 2 反应前反应前(mol) (mol) 变化量变化量(mol)(mol)平衡时平衡时(mol)(mol)1 0 01 0 01 1X X 0.5X X X

21、 0.5X M(M(混混)= )= m m总总n n总总= =46461 1 X + X + 0.5X X + X + 0.5XNONO2 2的分解率的分解率=34.7%=34.7%第16页/共26页四、化学反应条件的控制四、化学反应条件的控制思考与交流P52通过讨论，我们可知，通常控制反应的条件可通过讨论，我们可知，通常控制反应的条件可从从浓度、温度、压强、催化剂、光照等方面考浓度、温度、压强、催化剂、光照等方面考虑虑，使选择的条件既可提高化学反应速率又可，使选择的条件既可提高化学反应速率又可提高化学反应的限度。提高化学反应的限度。第17页/共26页 现在，假设你是一名工程师，你要使到你工厂

22、的煤尽可能的完全燃烧，提高煤的燃烧效率，你认为应该从哪些方面进行分析？第18页/共26页以以“提高煤的燃烧效率提高煤的燃烧效率”为例研究化学反应条件的选择。为例研究化学反应条件的选择。P P52521 1、煤被研得越细，粉末越小，与空气中、煤被研得越细，粉末越小，与空气中O O2 2得接触面积越大，燃烧得接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。越充分，反应速率越快。2 2、空气充足，煤燃烧生成、空气充足，煤燃烧生成COCO2 2越充分，放热越多；若空气不足，则越充分，放热越多；若空气不足，则煤燃烧部分生成煤燃烧部分生成COCO，COCO排到空气中造成污染，且生成排到空气中造成污染，且生成COC

23、O时，放出得时，放出得热量大大减少。热量大大减少。3 3、应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；尽管煤燃烧是放热反应，、应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续，因此利用煤燃烧放但反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续，因此利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反应的继续进行，选用保温隔热材料的目的，出的部分热量就可维持反应的继续进行，选用保温隔热材料的目的，正是为了防止热量散失。正是为了防止热量散失。4 4、可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。、可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。第19页/共26页5 5、燃料不充分燃烧有何危害？

24、、燃料不充分燃烧有何危害？（1 1）产生热量少，浪费资源；）产生热量少，浪费资源；（2 2）产生污染物，危害人体健康。）产生污染物，危害人体健康。6 6、燃料充分燃烧的条件是什么？、燃料充分燃烧的条件是什么？ 燃料燃烧必须与空气接触，且要达到燃料燃烧必须与空气接触，且要达到燃料的着火点，燃料充分燃烧要考虑两点：燃料的着火点，燃料充分燃烧要考虑两点：一是燃烧时要有足够多的空气，二是燃料一是燃烧时要有足够多的空气，二是燃料与空气要有足够大的接触面积。与空气要有足够大的接触面积。第20页/共26页小结：提高燃料的燃烧效率的措施小结：提高燃料的燃烧效率的措施 （1 1）尽可能使燃料充分燃烧，提高能）尽

25、可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。关键是，燃料与空气或氧气量的转化率。关键是，燃料与空气或氧气要尽可能充分接触，且空气要适当过量。要尽可能充分接触，且空气要适当过量。 （2 2）尽可能充分利用燃料燃烧所释放）尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。出的热能，提高热能的利用率。第21页/共26页控制化学反应条件的意义：控制化学反应条件的意义： 对有利的或我们需要的化学反应，要想对有利的或我们需要的化学反应，要想办法增大反应速率以提高生产或工作效率，办法增大反应速率以提高生产或工作效率，并要采取措施促进反应的完成程度以提高原并要采取措施促进反应的完成程度以提高原料的利用率或转化

26、率；对有害的或我们不希料的利用率或转化率；对有害的或我们不希望发生的化学反应，要设法降低反应速率。望发生的化学反应，要设法降低反应速率。第22页/共26页 例例3 3 天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为：次为：CHCH4 42O2O2 2COCO2 22H2H2 2O O，C C3 3H H8 85O5O2 23CO3CO2 24H4H2 2O O，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石油气，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石油气，应采用的正确措施是（应采用的正确措施是（ ）A A、减少空气进入量，增大石油气进入量、减少空气进入量，增大石油气进入量B B、增大空气进入量，减少石油气进入量、增大空气进入量，减少石油气进入量C C、减少空气进入量，减少石油气进入量、减少空气进入量，减少石油气进入量D D、增大空气进入量，增大石油气进入量、增大空气进入量，增大石油气进入量B B第23页/共2