化学反应限度

第二章第三节

化学反应限度

(第2课时)科学史话炼铁高炉尾气之谜C＋CO22COFe2O3+3CO2Fe+3CO2高温二、化学反应的限度思考：一个化学反应在实际进行时，反应物能否完全转变为生成物？阅读：P50科学史话从这一材料中，你得到什么启示？化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。一、可逆反应:1、定义：在同一条件下,既能向正反应方向进行，同时也能向逆反应方向进行的反应。

2、符号：3、可逆反应的特点(1)、同一条件同时进行（两同）2SO2+O22SO3催化剂△（2）反应不能进行完全（反应物和生成物共存）500℃1.01×105Pa在某密闭容器中发生反应：2SO2+O22SO3催化剂△思考与交流：分析下列反应是否是可逆反应1、和2、二次电池的充电和放电3、CO2和H2O在光合作用下合成糖与糖在人体内氧化4、练习：对于可逆反应2SO2+O22SO3，在混合气体中充入一定量的18O2足够长时间后，18O原子（）A、只存在于O2中B、只存在于O2和SO3中C、只存在于SO2和O2中D、存在于SO2、O2和SO3D在密闭容器中充入PCl5，发生化学反应：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g），反应一段时间后又向其中加入37Cl2，在重新达到化学平衡状态后，37Cl原子存在于

A．PCl5中 B．PCl3中 C．Cl2 D．三种物质中都有D随堂练习2此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度?此时的反应是否停止了？此时为何3种物质的浓度保持不变?

某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O22SO3△催化剂二、化学反应限度:可逆反应在一定条件下完成的最大程度。化学反应达到限度时，正逆反应速率相等

练习：对化学反应限度的叙述，错误的是（

）A、任何可逆反应都有一定的限度B、化学反应的限度是不可改变的C、化学反应的限度与时间的长短无关D、化学反应达到限度时，正逆反应速率相等

B500℃1.01×105Pa在某密闭容器中发生反应：2SO2+O22SO3催化剂△(1)、反应刚开始时：反应物浓度

，正反应速率

；生成物浓度为————，逆反应速率为

。最大最大00逐渐增大逐渐减小逐渐减小逐渐增大(2)、反应过程中：反应物浓度———————，正反应速率

;

生成物浓度——————，逆反应速率

。(3)、一定时间后，正逆反应速率必然出现

。各物质的浓度

。相等保持不变V正V逆时间速率050min各物质的浓度保持不变V正

=V逆≠0

由于v(正)=v(逆)

≠0，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化.从外表上看，反应好象“停止”。可逆反应的这种特殊状态称为化学平衡状态。

（1）反应条件：一定条件可逆反应（2）研究对象：1、定义:指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，各物质的浓度保持不变的状态。三、化学平衡状态（化学平衡）

【注意】反应混合物中各组分的浓度保持不变(3）外在标志：2.化学平衡状态的特征(３)动：动态平衡（v(正)=v(逆)

≠0）(

2)等：

(４)定：反应混合物中各组分的浓度保持定，各组分的含量保持不变。(５)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V正＝V逆＞0【注：平衡时，浓度不一定相等或成比例】1、下列反应，不属于可逆反应的是（）A、氯气与水反应生成盐酸与次氯酸B、N2与H2在一定条件下可以生成NH3，同时NH3又可分解为N2和H2C、水的生成与电解D、CO2溶于水和H2CO3分解C【随堂练习】练习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D对于可逆反应M＋NQ达到平衡状态时，下列说法正确的是（）

A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.M、N、Q的浓度都保持不变D.反应已经停止C3、在一定条件下，某容器中充入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。B4、化学平衡研究的对象（）A、不可逆反应B、可逆反应C、氧化还原反应D、所有化学反应B下列说法可以证明反应N2+3H22NH3

已达平衡状态的是()A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成A、C随堂练习在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（）A.

A的生成速率与C分解的速率相等B.单位时间内生成nmolA,同时生3nmolBC.

A、B、C的浓度不再变化D.

A、B、C的分子数比为1:3:2C14CO2+CCO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有

。14CO2、14C、14CO3、达到化学平衡的标志

（2）V正＝V逆（1）各物质的浓度保持不变应用：①同一物质，V消=V生(消耗速率等于生成速率)②不同物质，方向相反，速率之比=系数之比例1：反应mA(g)+nB(g)pC(g)，达到平衡的标志为：①、A的消耗速率与A的生成速率—————②、A的消耗速率与C的

速率之比等于

。③、B的生成速率与C的

速率之比等于

。④、A的生成速率与B的

速率之比等于

。相等消耗m：p生成n：p消耗m：n化学平衡的标志6、一定条件下，反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是（）A、单位时间内生成1molA2同时生成1molABB、单位时间内生成2molAB同时生成1molB2C、单位时间内生成1molA2同时生成1molB2D、单位时间内生成1molA2同时消耗1molB2BD化学平衡的标志7、在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)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,同时生成3nmolBC、A、B、C的浓度不再变化D、A、B、C的分子数之比为1:3:2AC化学平衡的标志8、一定的温度，向密闭容器中加入1molX气体和2molY气体,发生反应X(g)+2Y(g)2Z(g)，此反应达到平衡状态的标志是（）A、单位时间消耗0.1molX，同时生成0.1molXB、容器内X、Y、Z的浓度之比为1：2：2C、容器内各物质的浓度相等D、单位时间消耗0.1molX同时消耗0.2molYA化学平衡的标志9、对于反应2SO2+O22SO3，下列说法，能表示反应处于化学平衡状态的是（）①V(O2)生成=V(O2)消耗②SO2、O2、SO3的浓度之比为2∶1∶2③单位时间内消耗1molO2，同时生成2molSO3④SO2、O2、SO3的浓度不再发生变化。A、①④B、②③C、②③④D、①③④A化学平衡的标志1.在一定温度下,2NO2(g)（红色）N2O4(g)(无色)的可逆反应中，下列情况属于平衡状态的是（）A.N2O4不再分解B.v(N2O4):v(NO2)=1:2C.体系的颜色不再改变D.NO2的浓度与N2O4的浓度之比2：1将1moLN2和3moLH2充入一密闭容器,使其在一定条件下发生反应:N2+3H22NH3下列哪一种状态说明反应达到平衡1、氨气的生成速率与分解速率相等的状态2、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率相等的状态4、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率等于1：2的状态3、氮气的消耗速率与氨气的生成速率等于1：2的状态√√将1moLN2和3moLH2充入一密闭容器,使其在一定条件下发生反应:N2+3H22NH3下列哪一种状态说明反应达到平衡1、1molNH3分解,同时0.5molN2消耗.2、H2的浓度不再变化.5、N2、H2、NH3总物质的量不在改变或各组分含量不再变化.

3、CN2=CH2=CNH34、CN2:CH2:CNH3=1:3:2√√√可逆反应O2＋2SO22SO3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是

A

正SO2＝2正O2B

正O2＝逆SO3C

正O2＝2逆SO3

D

正SO2＝逆SO3

D化学反应条件的控制

在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应抑制有害的化学反应，这就涉及到反应条件的控制(4)将废气通过装有冷却水的管道，充分吸收还可以使用助燃剂等下面以“提高煤的燃烧效率”为例(1)将煤气化比固态煤燃烧速率更快且使煤充分燃烧。(2)空气不足，煤得不到充分燃烧；且污染环境。空气过量，废气要带走能量，浪费能源。(3)应选择保温性能好，提高炉膛温度的材料归纳：提高煤的燃烧效率的措施（1）尽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要尽可能充分地接触，且空气要适当过量。（2）尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。提高燃料的燃烧效率实质上是从多方面控制燃烧反应的条件（包括环境）意义：节约能源、节省资源、减少污染（煤在气化过程中可以脱硫、除去灰分）我们在生产、科研和生活中都需要控制化学反应的条件。有利的反应，要想办法增大反应速率：（1）升高温度，使用催化剂，增大反应物浓度…有害的反应，要设法降低反应速率：（1）降低反应温度，使用负催化剂（2）或隔离会引发反应的物质……知识应用煤本身是可燃物质，但是块状的煤用明火靠近都不燃烧，而当煤变为粉末状态时，在空气中达到一定的浓度遇明火即迅速爆炸，其原因是()。A．粉末状态的煤比块状煤的着火点低B．粉末状态的煤比块状煤放出的热量多C．粉末状态的煤比块状煤的总表面积大D．粉末状态的煤呈气态，属于可燃性气体随堂练习4C例一：在820℃时,在容积为1L的含有催化剂的密闭容器中,发生如下反应：

CO

＋

H2O(g)

CO2

＋

H2n总起始量(mol)

0.01

0.01

0

02min(mol)

0.009

0.009

0.001

0.001

8min(mol)

0.008

0.008

0.002

0.00215min(mol)

0.007

0.007

0.003

0.00320min(mol)

0.007

0.007

0.003

0.003例二：在500℃时,在容积为1L的含有催化剂的密闭容器中,发生如下反应：

N2

＋

3H2

2NH3

n总

起始量(mol)

0.2

0.4

0

2min(mol)

0.18

0.34

0.04

8min(mol)

0.16

0.28

0.08

15min(mol)

0.13

0.19

0.14

20min(mol)0.130.190.14

0.020.020.020.020.02各物质的浓度不再发生变化各物质的含量不再发生变化正逆反应速率相等反应达到平衡0.60.560.520.460.46各物质的浓度不再发生变化各物质的含量不再发生变化正逆反应速率相等反应达到平衡总的物质的量不变气体压强不变平均相对分子质量不变气体压强不变平均相对分子质量不变Ｂ5.在一定温度下,反应I2(g)+H2(g)2HI(g),达到平衡的标志是：A.v(HI)=2v(H2)B.H2的百分含量不再变化C.容器内的压强不再变化D.c(I2)=c(H2)=c(HI)6.对反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)的以下叙述中,能说明恒温下已达平衡状态的是A.反应容器中,压强不随时间改变而改变B.反应容器中,A、B、C、D能共存C.反应容器中,A、B、C、D质量不再改变D.反应容器中的各物质物质的量不随时间变化CD同T、V下11、下列①→⑩的说法中可以证明已达平衡状态的