第二课时化学反应限度及反应条件控制

1、3 3 化学反应的速率和限度化学反应的速率和限度第二课时第二课时 化学反应的限度化学反应的限度 思考：思考：我们知道在化学反应中，反应物之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，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反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？转化为生成物呢？ 时间时间 min01020304050607080C(SO2)mol/L106321.2C(O2)mol/L531.510.6C(SO3)mol/L04788.8 某工厂实验室研究在加入某工厂实验室研究在加入催化剂催化

2、剂和和加热加热的条件下将的条件下将10mol SO2与与5mol O2混合进行反应，测得数据列表如下混合进行反应，测得数据列表如下：SO2与与O2没有完全反应，反应有限度没有完全反应，反应有限度190.5190.5190.5190.5反应限度：反应限度：化学反应所能达到或完成的最大程度。化学反应所能达到或完成的最大程度。一、可逆反应一、可逆反应1.1.可逆反应和不可逆反应可逆反应和不可逆反应 在同一条件下，既能在同一条件下，既能向正反应方向正反应方向向又能又能向逆向逆反应方向反应方向同时进行的反应称为可逆反应。如果同时进行的反应称为可逆反应。如果反应只能向一个方向进行，则称不可逆反应。反应只能

3、向一个方向进行，则称不可逆反应。反应物反应物产物产物可逆反应可逆反应 反应物反应物产物产物不可逆反应不可逆反应注注意意反应物反应物不能完全不能完全转化为生成物。转化为生成物。 使用使用“ ”例如：例如：2SO2 + O2 2SO3催化剂催化剂正向反应正向反应：反应物：反应物生成物生成物 即即SO2SO3逆向反应逆向反应：生成物：生成物反应物反应物 即即SO3 SO2 水的生成（水的生成（H2 + O2）与电解，二次电池的）与电解，二次电池的放电与充电，放电与充电，CO2和和H2O在生物体中通过光合在生物体中通过光合作用合成糖与糖在人体内氧化生成作用合成糖与糖在人体内氧化生成CO2和和H2O，它

4、们是否属于它们是否属于“可逆反应可逆反应”？谈谈你的见解。？谈谈你的见解。不属于可逆反应不属于可逆反应,因为反应条件不同。因为反应条件不同。（P51）在同一条件下在同一条件下, ,既向正反应方向进行既向正反应方向进行, ,同时同时又向逆反应方向进行的反应，称作可逆反又向逆反应方向进行的反应，称作可逆反应。应。H2 + I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应典型的可逆反应有典型的可逆反应有:2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂高温高温N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压 SO2 +H2O H2SO3NH3 +H2O NH3 H2O在某密闭容器中发生反应：2SO2+O2 2SO3催化

5、剂催化剂二、化学平衡二、化学平衡最大最大最大最大00例：例：在一固定容积的密闭容器里，加在一固定容积的密闭容器里，加1molN2和和3molH2 (合适催化剂合适催化剂)，将发生反应：，将发生反应：起始：起始： 1mol 1mol 3mol 3mol 0mol0mol转化：转化： amol amol bmol bmol cmol cmol （a a、b b、c c均大于零）均大于零）终态：终态：1-amol 1-amol 3-bmol 3-bmol cmol cmol 在反应刚开始的在反应刚开始的瞬间瞬间，有什么特征？，有什么特征？（1）开始时）开始时c(N2) 、c(H2)最大，最大，c(N

6、H3) =0 N N2 2+H+H2 2 NH NH3 3，只有正反应，只有正反应，v v( (正正)=)=最大最大 v v( (逆逆)=0)=0瞬间过后瞬间过后有什么特征？有什么特征？ N N2 2 + + H H2 2 NHNH3 3 , ,正逆反应都进行，正逆反应都进行，v(v(逆逆) 0) 0，v(v(正正) v() v(逆逆) ) 总体上仍表现为逐渐在生成总体上仍表现为逐渐在生成NHNH3 3。（2 2） 瞬间后瞬间后c(Nc(N2 2) ) 、c(Hc(H2 2 ) )变小变小 , c(NH , c(NH3 3)0)0一定时间段内一定时间段内有什么特征？有什么特征？（3 3）c(c

7、(N N2 2) )、c(c(H H2 2) )逐渐变小，所以逐渐变小，所以v v( (正正) )逐渐减逐渐减小小, ,c(c(NHNH3 3) ) 逐渐增大，所以逐渐增大，所以v v( (逆逆) )逐渐增大。但是逐渐增大。但是v v( (正正) )仍大于仍大于v v( (逆逆) ) ，总体上仍表现为逐渐在生成总体上仍表现为逐渐在生成NHNH3 3。一定时间段后一定时间段后将出现什么情况？将出现什么情况？（4 4） v v( (正正)= )= v v( (逆逆) ) 0 0即：各种物质，如（即：各种物质，如（N N2 2，其它同理），其它同理）单位时间内消耗的单位时间内消耗的N N2 2( (

8、正正) )与生成的与生成的N N2 2( (逆逆) )一样多一样多三种物质的浓度达到一个三种物质的浓度达到一个特定值特定值。它们的量不再随时。它们的量不再随时间的改变而改变，达到间的改变而改变，达到限度限度，宏观上不再转化，表象，宏观上不再转化，表象反应停止，但微观上并没有。反应停止，但微观上并没有。V正正V逆逆时间时间速速率率0各物质的浓度保持不变（1 1）定义：在定义：在一定条件下的一定条件下的可逆反应可逆反应，当正反应速率，当正反应速率和逆反应速率和逆反应速率相等相等时，各组分的浓度保持时，各组分的浓度保持不变不变（不能（不能理解为相等或成一定比例）理解为相等或成一定比例），这种状态称为

9、化学平衡，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。状态，简称化学平衡。前提（适用范围）：可逆反应前提（适用范围）：可逆反应实质实质：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 的的浓度保持不变浓度保持不变定义的理解定义的理解 等：等：平衡时平衡时v v( (正正)= )= v v( (逆逆) ) 定：定：达到平衡状态时，达到平衡状态时，反应混合物中各组分的反应混合物中各组分的 浓度保持一定，各组分的含量保持不变浓度保持一定，各组分的含量保持不变。 变：变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。建立新的平衡

10、。 动：动：化学平衡是一个化学平衡是一个动态平衡动态平衡（v(正正)= v(逆逆) 0） 逆逆：建立化学平衡的反应是可逆反应：建立化学平衡的反应是可逆反应例：例：对于在一定条件下的可逆反应：对于在一定条件下的可逆反应： 判断以下哪些叙述说明判断以下哪些叙述说明V(V(正正) )V(V(逆逆) )？ （1 1）单位时间内，消耗）单位时间内，消耗1molN1molN2 2，同时生成，同时生成1molN1molN2 2（2 2）单位时间内，消耗）单位时间内，消耗3molH3molH2 2，同时消耗，同时消耗2molNH2molNH3 3（3 3）单位时间内，生成）单位时间内，生成1molN1molN

11、2 2，同时有，同时有2molNH2molNH3 3生成生成（4 4）单位时间内，消耗）单位时间内，消耗1molN1molN2 2，同时有，同时有2molNH2molNH3 3生成生成N2+3H2 2NH3X同侧异向，异侧同向，比列计算同侧异向，异侧同向，比列计算1 1、可逆反应达到平衡的重要特征（）、可逆反应达到平衡的重要特征（）A.A.反应停止了反应停止了B.B.正、逆反应速率都为零正、逆反应速率都为零C.C.反应物和生成物的浓度相等反应物和生成物的浓度相等D.D.正、逆反应的速率相等正、逆反应的速率相等2 2、对于可逆反应、对于可逆反应M MN QN Q达到平衡状态时，达到平衡状态时，下

12、列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A. MA. M、N N、Q Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B. MB. M、N N全部变成了全部变成了Q QC. MC. M、N N、Q Q的浓度都保持不变的浓度都保持不变D. D. 反应已经停止反应已经停止DC4 4、下列说法可以证明反应、下列说法可以证明反应N N2 2 + 3H + 3H2 2 2NH 2NH3 3已已达平衡状态的是达平衡状态的是( )( ) A.1 A.1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有3 3个个H HH H键形成键形成 B.1B.1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有3 3个个H HH

13、H键断裂键断裂 C.1C.1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有6 6个个N NH H键断裂键断裂 D.1D.1个个NNNN键断裂的同时键断裂的同时, ,有有6 6个个N NH H键形成键形成3 3、下列各关系式中能说明反应、下列各关系式中能说明反应N N2 2 + 3H+ 3H2 2 2NH 2NH3 3已达平衡状态的是（已达平衡状态的是（ ） A A、3V3V正（正（N N2 2）=V=V正（正（H H2 2） B B、V V正（正（N N2 2）=V=V逆（逆（NHNH3 3） C C、2V2V正（正（H H2 2）=3V=3V逆（逆（NHNH3 3） D D、V V正（正（N

14、 N2 2）=3V=3V逆（逆（H H2 2）CA、C（3）化学平衡状态的判定化学平衡状态的判定 N2 + 3H2 2NH3 从平衡的本质（从平衡的本质（V(正正)=V(逆逆)）判定）判定 a、从同一物质的正、逆反应速率来判断、从同一物质的正、逆反应速率来判断b、从不同种物质的正、逆反应速率来判断、从不同种物质的正、逆反应速率来判断c、从断键和成键的速率来判断、从断键和成键的速率来判断从组分含量来判断从组分含量来判断 化学反应平衡的外在标志是反应混合物中各组分化学反应平衡的外在标志是反应混合物中各组分的浓度保持不变，所以各组分的质量、物质的量、质的浓度保持不变，所以各组分的质量、物质的量、质量

15、分数、对气体而言的体积分数等与浓度呈正比的量量分数、对气体而言的体积分数等与浓度呈正比的量只要保持不变，那么反应就处于化学平衡状态。只要保持不变，那么反应就处于化学平衡状态。 注意：注意：1、方向、方向 2、量、量1 1. .下列方法可以证明下列方法可以证明 H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g) 2HI(g),(g) 2HI(g),已达平已达平衡状态的是衡状态的是_ A A、单位时间内生成、单位时间内生成 n molH n molH2 2的同时，生成的同时，生成2n molHI 2n molHI B B、一个、一个H HH H键断裂的同时有两个键断裂的同时有两个 H HI I键断裂键断

16、裂 C.H C.H2 2的百分含量与的百分含量与I I2 2的百分含量相等的百分含量相等 D.H D.H2 2 I I2 2 HI HI的反应速率之比为的反应速率之比为1:1:21:1:2 E.c(H E.c(H2 2):c(I):c(I2 2):c(HI)= 2:2:1 ):c(HI)= 2:2:1 F. F.温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化 G. G.温度和体积一定时，容器内压强不再变化温度和体积一定时，容器内压强不再变化 I. I.温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化 ABFIC3、在一定条件下，某容

17、器中充入N2 和 H2 合成NH3 ，以下叙述错误的是（ ）A、开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零。B、随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零C、随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定。D、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。5、可逆反应达到平衡的重要特征（）A、反应停止了B、正、逆反应速率都为零C、反应物和生成物的浓度相等D、正、逆反应的速率相等DBDAA定定向向爆爆破破从前面的定向爆破录像中，你可从前面的定向爆破录像中，你可以得到什么启示？以得到什么启示？对应用于特定环境及特殊需要的对应用于特定环境及特殊需要的化学反应，则要对反

18、应条件进行化学反应，则要对反应条件进行特殊控制特殊控制四、化学反应的条件控制四、化学反应的条件控制抑制有害的抑制有害的化学反应化学反应促进有利的促进有利的化学反应化学反应增大反应速率增大反应速率提高反应完成程度提高反应完成程度降低反应速率降低反应速率隔离引发反应的物质隔离引发反应的物质控制化学反应条件的意义控制化学反应条件的意义现在，假设你是一名工程师，你要使到你工厂的现在，假设你是一名工程师，你要使到你工厂的煤尽可能的完全燃烧，提高煤的燃烧效率，你认为应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？该从哪些方面进行分析？v煤的状态与燃烧的速率有何关系？与煤的充分燃煤的状态与燃烧的速率有何关系？与煤的充分燃烧有何关系？烧有何关系？