内容正文:
第二课时
化学反应限度
高中化学·必修第二册·第六章·第二节 化学反应速率与限度
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[复习回顾]可逆反应
在相同条件下,能向正反应方向进行同时,又能向逆反应方向进行的反应。
①双向性:反应物 ⇋生成物
③共存性:反应物和生成物同时存在
②双同性:正逆反应是在同一条件下进行的
N2+3H2 2NH3
催化剂
高温高压
△
2SO2+O2 2SO3
催化剂
SO2 + H2O H2SO3
NH3 + H2O NH3 ·H2O
一定条件下的可逆反应有一定的限度。反应不会彻底进行,其反应物不能全部转化为生成物,即产物转化率<100%。
Cl2 +H2O HCl +HClO
I2 +H2 2HI
∆
某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3
△
催化剂
0 10 20 30 40 50 60 70
SO2 1 0.7 0.5 0.35 0.2 0.1 0.1 0.1
O2 0.5 0.35 0.25 0.18 0.1 0.05 0.05 0.05
SO3 0 0.3 0.5 0.65 0.8 0.9 0.9 0.9
时间 (min)
物质的量浓度(mol/L)
此条件下,反应什么时候达到限度?
达到反应限度时该反应是否停止了?
(1)反应物浓度 ,正反应速率 ;
生成物浓度 ,逆反应速率 ;
反应开始时:
最大
最大
0
0
一、化学平衡状态的建立
v(正)
v(逆)
反应速率
时间(t)
0
反应进行中:
正逆反应都进行,v(逆) ≠0,v(正)> v(逆)
反应速率
时间(t)
0
(2)反应物浓度 ,正反应速率 ;
生成物浓度 ,逆反应速率 ;
逐渐减小
逐渐减小
逐渐增大
逐渐增大
v(正)
v(逆)
(3)反应物的浓度 ,生成物的浓度 。
正反应速率和逆反应速率 。
反应一段时间(50min)后:
v(正)=v(逆)≠0
反应速率
50min
时间(t)
0
不再改变
不再改变
相等
达到一种表面静止的状态,称为“化学平衡状态”。
v(正)
v(逆)
二、化学平衡状态
在一定条件下,一个可逆反应进行到一定程度时,正向反应速率与逆向反应速率相等时,反应物浓度和生成物浓度不再改变,达到一种表面静止的状态。简称化学平衡。
反应速率
v(正)
v(逆)
t1
时间(t)
0
化学平衡状态的特征
逆、等、动、定、变
(1) 逆:前提是可逆反应
(2) 等:同一物质,v正=v逆≠0(实质)
(3) 动:化学平衡是一种动态平衡。平衡时,反应并没有停止
(4) 定:在平衡混合物中,各组分的含量保持不变(标志)
(5) 变:条件改变,旧平衡被破坏,建立新的化学平衡
化学平衡状态的判断
直接依据1:v正=v逆
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。
如aA+bB ⇌cC + dD
必须是不同方向的速率!
① v正(A)=v逆(A)
v正(A)
v逆(B)
=
a
b
②
[练习]下列各关系中能说明可逆反应:N2 + 3H2 ⇋2NH3 ,表达平衡状态的是 。
A.消耗1mol N2,同时生成1molN2
B.一个N≡N键断裂同时,有六个N-H键断裂
C.2v正(H2)=3v逆(NH3)
D.v正(H2)= v逆(H2)
A B C D
反应物与生成物在单位时间物质的量、质量、化学键的断裂和生成等的变化也能体现速率。
直接依据2:体系中各组分浓度不再改变。
①各组分的物质的量或物质的量分数保持不变
②各气体的体积或体积分数保持不变
③各组分的质量或质量分数保持不变
④体系的颜色不变
规律:变量不变即可判断平衡。
注意不是相等,也不是成一定的比值!
以mA(g)+nB(g) ⇋pC(g)+qD(g)