内容正文:
6.1.2 化学反应的限度
核心素养
1、了解可逆反应及特点。
2、理解化学平衡状态的特征及标志,会判断可逆反应的平衡状态。
3、了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。
考点1 可逆反应与化学反应限度
1、 回顾旧知
1、Cl2与H2O的反应
化学方程式
Cl2+H2O=HCl+HClO
溶液中微粒
三分子
H2O、Cl2、HClO
四离子
H+、Cl-、ClO-、OH-
反应特点
反应不能进行到底
2、FeCl3溶液与KI溶液的反应
实验步骤
实验现象
溶液颜色由无色变为褐色
溶液分层,下层为浅绿色,上层油状液体呈紫色
溶液变为血红色
实验结论
有I2生成
有Fe2+和I2生成
下层清液中含有未反应的Fe3+
离子方程式
2Fe3++2I-2Fe2++I2
反应特点
I-过量条件下,反应物Fe3+不能完全转化为生成物,即可逆反应具有一定的限度
二、可逆反应
1、定义:在同一条件下,既能向正反应方向进行,还能向逆反应方向进行的化学反应叫做可逆反应。书写可逆反应的化学方程式时,不用“===”,用“”。
2、特征
①双向性:正反应:反应物→生成物。
逆反应:反应物←生成物。
注意:正逆反应的热效应相反。若正反应是吸热反应,则逆反应是放热反应。
②双同性:正、逆反应是在同一条件下同时进行的。
③共存性:反应物和生成物同时存在。
三、化学反应限度
1、化学反应的限度是在给定的条件下,可逆反应所能达到或完成的最大程度。化学反应的限度的意义在于决定了反应物在该条件下的最大转化率。
2、不同的可逆反应在给定条件下的化学反应的限度不同;同一可逆反应在不同条件(如温度、浓度、压强等),其反应的限度不同。
考点2 化学平衡状态
1、 化学平衡状态的建立过程
在一定条件下向反应容器中加入N2和H2发生反应N2+3H22NH3。
浓度
速率变化
v正、v逆关系
开始
反应物浓度最大
v正最大
v正>v逆
生成物浓度为0
v逆为0
变化
反应物浓度减小
v正减小
v正>v逆
生成物浓度增大
v逆增大
平衡
反应物浓度不变
v正不变
v正=v逆
生成物浓度不变
v逆不变
二、化学平衡建立过程中化学反应速率的图像:
三、化学平衡状态
1、化学平衡状态的概念
如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变,当可逆反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度与生成物的浓度都不再改变,达到一种表面静止的状态,称为化学平衡状态,简称化学平衡。
注意:
(1)在化学反应中,只有可逆反应才有可能达到化学平衡状态,非可逆反应不存在化学平衡状态。
(2)可逆反应在有关条件(如温度、压强等)确定的前提下才能够达到化学平衡状态,即化学平衡状态是有条件的。
(3)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能达到的或完成的最大程度,即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。
(4)不同条件下,同一可逆反应的化学反应限度不一定相同,当条件(温度、压强、各组分的浓度等)改变时,化学平衡也随之改变。
2、 化学平衡状态的特征
逆、动、等、定、变。
逆:研究对象是可逆反应 。
动:化学平衡是一种动态平衡,也就是说可逆反应达到动平衡状态时,反应并没有停止,正反应和逆反应仍在进行。
等:化学平衡状态建立的条件是同一物质的正反应速率与逆反应速率相等,这是化学平衡最本质的特征, 即v(正)=v(逆)≠0。
定:在一定条件下平衡体系的混合物中,各组分的含量(反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)都保持一定(即不随时间的改变而改变)。
变:化学平衡是一定条件下达到的平衡,当外界条件发生改变时,如果导致正、逆反应速率不再相等,化学平衡状态就会发生改变,进而建立新的平衡。
注意:反应条件改变时,化学平衡状态可能会改变,也可能不变,如恒温、恒容条件下,向反应体系中充入一定量不参与反应的"惰性气体",化学平衡状态不改变。
3、化学平衡状态的判断依据
(1)直接依据——根据速率关系
①同一物质:生成速率=消耗速率,即v正(A)=v逆(A)。
②不同物质:速率之比=化学计量数之比,但必须是不同方向的速率,如aA+bBcC+dD,=。即
—
(2)间接依据——根据各组分的量
首先分析该量是“变量”还是“恒量”,如为“恒量”,即随反应的进行永远不变,则不能作为判断平衡状态的依据;如为“变量”,即该量随反应进行而改变,当其“不变”时,则为平衡状态。
即—
三、化学反应限度在生活生产中的应用:
1、通过改变反应条件,促进有利反应,抑制有害反应。
2、通过反应改变条件,控制反应速率、提高反应