6.2.2化学反应的速率与限度 课件 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 1 一个化学反应在实际进行时(如化学实验、化工生产等),反应物是否会按化学方程式中的计量关系完全转变成产物呢? 科学史话:炼铁高炉尾气之谜 高温 高炉炼铁的主要反应:Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2 其CO发生的反应是:C+O2=CO2、C+CO2=2CO 生产中所需焦炭的实际用量,远高于按照化学方程式计算所需的量,而且从高炉炉顶出来的气体中总是含有没有利用的CO气体。 研究化学反应的新视角:化学反应的限度 高 炉 19世纪下半叶,法国科学家勒夏特列才将谜底揭开:C+CO2 2CO是一个可逆反应。 后来的研究证明,在高炉中Fe2O3和CO反应也不能全部转化为 Fe 和 CO2。 科学研究表明,很多化学反应都具有可逆性,即正向反应和逆向反应在同时进行。只是可逆的程度有所不同且差异很大。 科学史话:炼铁高炉尾气之谜 研究化学反应的新视角:化学反应的限度 一、可逆反应 1、定义: 2、特点: 在同一条件下,既能向正方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应。 (1)普遍性: (2)同条件: (3)同时性: (4)共存性: 大多数的化学反应都是可逆反应 正、逆反应是在同一条件下进行的 正、逆反应同时进行 反应物和生成物共存 二、化学反应的限度 一、可逆反应 3、常见的可逆反应 NH3 + H2O NH3·H2O 2SO2 + O2 2SO3 N2 + 3H2 2NH3 Cl2 + H2O HClO + HCl Cr2O72−(橙色) + H2O 2CrO42−(黄色) + 2H+ 二、化学反应的限度 练、某学习小组为了证明2Fe3++2I− 2Fe2++I2 为可逆反应,设计了如下的方案: 取2 ml 0.5 mol/L KI溶液,滴加2 ml 0.1 mol/L的FeCl3溶液,再继续加入2 ml CCl4,充分振荡、静置、分层,再取上清液,滴加KSCN溶液。 (1)该方案中能证明该反应为可逆反应的现象是: _ _。 下层溶液呈紫红色,且上清夜中加KSCN后溶液呈血红色。 二、化学反应的限度 (2)有同学认为该方案不够严密,即使该反应不是可逆反应也可能出现上述现象,原因是:_ _。 振荡过程中,溶液中Fe2+可被空气中的氧气氧化成Fe3+ 练、某学习小组为了证明2Fe3++2I− 2Fe2++I2 为可逆反应,设计了如下的方案: 二、化学反应的限度 二、化学反应的限度 (1)化学平衡状态的建立 以CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)为例:在一定温度下,将0.1mol CO(g)0.1molH2O(g)通入1L密闭容器中。 开始时 c(生成物)=0,v逆=0 c(反应物)最大,v正最大 进行中 c(生成物)逐渐增大,v逆逐渐增大 c(反应物)逐渐减小,v正逐渐减小 平衡时 v正=v逆≠0 c(反应物)、 c(生成物)均不变 二、化学反应的限度 v 0 t (2)化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像 v正 v逆 t1 v正=v逆 以CO为例: v正 v逆 (消耗) (生成) = 即:指某种物质的消耗速率等于其生成速率 化学平衡状态 二、化学反应的限度 (3)化学平衡状态的概念: 一定条件下的可逆反应中,当反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物浓度和生成物浓度都不再改变,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。 前提(适用范围): 内在本质: 外在标志: 可逆反应 v正=v逆≠0 各组分的浓度保持不变 说明:化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大程度,即该反应的限度。 二、化学反应的限度 建立化学平衡的反应是可逆反应 同一物质正反应速率和逆反应速率相等(即v正=v逆) 达到平衡状态时,反应并没有停止(即v正=v逆≠0) 平衡体系中各组分的含量(c、体积分数等)保存一定 任一化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的。条件改变时,如果正、逆反应速率不再相等,化学平衡将发生改变(平衡发生移动)。 (4)化学平衡状态的特征 逆: 等: 动: 定: 变: 二、化学反应的限度 11 思考:如何判断可逆反应是否已达到平衡状态? 分析:从化学平衡的概念入手 化学平衡的标志 (1)正反应速率与逆反应速率相等 (2)反应物浓度和生成物浓度都不再改变 等 定 化学平衡强调的两个方面: 二、化学反应的限度 三、化学平衡的判断 (1)动态标志: v正=v逆≠0 ①同种物质: ②不同物质: 必须标明是“异向”的反应速率关系 同一物质的生成速率等于消耗速率 (2)静态标志:各种“量”不变 ①各物质的质量、物质的量或浓度保持不变 如:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g), 当v正(A) : v逆(B)= 时,反应达