内容正文:
第六章 化学反应与能量
第二节 化学反应的速率和限度
第3课时 化学反应的限度和反应条件的控制
一个化学反应在实际进行时,给定量的反应物能否按相应的计量数完全转化为生成物?
科学史话——炼铁高炉尾气之谜
C+CO2 2CO
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
为什么增高了炉身,CO的转化率没有提高呢?
化学反应是有限度的,有些能进行地比较彻底,有些反应是不彻底的,甚至是可逆的。
1. 定义:
在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应。
2. 表示:
【回顾】可逆反应
典型的可逆反应:
2SO2+O2 2SO3
催化剂
高温
SO2 +H2O H2SO3
NH3 +H2O NH3 ·H2O
H2 + I2 2HI
3. 特点:
【回顾】可逆反应
练:判断下列反应是否为可逆反应?
相同
同时
小于
4、可逆反应的反应速率
N2+3H2 2NH3
v正 :正反应速率:
v逆 :逆反应速率:
﹕ ﹕
v N2耗 v H2耗 v NH3生
= 1﹕3﹕2
﹕ ﹕
v N2生 v H2生 v NH3耗
= 1﹕3﹕2
深度思考
在一定温度下,在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。
(1)一段时间后,再向容器中充入含氧同位素 的氧气,则 最终存在的物质为___(填字母)。
A.只有氧气 B.只有三氧化硫
C.只有氧气、三氧化硫 D.氧气、二氧化硫、三氧化硫
D
步步高P58
某密闭容器,充入SO2和O2 ,测得不同时间段各物质浓度的变化情况如下:
t(min)
c(mol/L) 0 10 20 30 40 50 60 70 80
SO2 10 6 3 2 1.2 1 1 1 1
O2 5 3 1.5 1 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5
SO3 0 4 7 8 8.8 9 9 9 9
0
t
C
生成物
反应物
化学平衡状态
50min
8
时间 浓度(c) 速率(v)
反应物 生成物 正反应 逆反应
0
0~40
50min后
最大
0
最大
0
减小
不变
增大
增大
减小
不变
v(正)=v(逆) ≠0
【思考】(1) 开始时反应物、生成物浓度、正逆反应速率有什么特征?
(2) 反应开始后0~40min,反应物、生成物浓度、正逆反应速率有什么特征?
(3) 50min以后,反应物、生成物浓度、正逆反应速率有什么特征?
t
0
v
v(正)
v(逆)
●
●
50min
化学平衡状态
v(正)=v(逆)
t
0
v
v(正)
v(逆)
●
50min
v(正)=v(逆) ≠0
各物质浓度不变
0
t
C
生成物
反应物
●
●
50min
二. 化学平衡状态
1、定义: 在一定条件下,可逆反应进行到一定程度时,正反应速率 和逆反应速率相等,反应物和生成物浓度不再发生变化,达到一种表面静止的状态,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。
可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度,即该反应的限度。
2、特征:
逆:化学平衡的研究对象是可逆反应
等:平衡时 v正=v逆
动:化学平衡是一个动态平衡 v正=v逆≠0
定:达到平衡状态时,外界条件一定,反应速率一定,混合物
中各组分的浓度不变,混合物中各组分的含量不变。
变:当外界条件改变时,平衡一般要发生改变
判断正误
(1)只有可逆反应才存在平衡状态( )
(2)化学平衡状态是一定条件下可逆反应进行到最大限度的结果( )
(3)化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应的速率都为0( )
(4)化学反应达到化学平衡状态时反应物和生成物的浓度相等( )
(5)化学反应达到化学平衡状态时,反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例( )
√
√
×
×
×
【练习】
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