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
6.2.1 化学反应的限度
知识回顾—可逆反应
定义:在同一条件下,既向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
正反应:向右进行的反应
逆反应:向左进行的反应
H2 + I2 2HI
正反应
逆反应
有哪些反应是可逆反应呢?并写出相关反应方程式吧
这些可逆反应不能进行到底,只能进行到一定的限度。
决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率
催化剂
高温、高压
N2 + 3H2 2NH3
NH3+H2O
NH3·H2O
2SO2 + O2 2SO3
催化剂
△
SO2+H2O
H2SO3
H2 + I2 2HI
△
(1)该可逆反应的v正 、v逆取决于什么因素?
(2)反应刚开始时, v正 、v逆 的大小比较?
(3)随着反应的进行,v正 、v逆 的大小如何变化?为什么?
(4)v正、v逆 的变化将导致二者出现什么结果?
v正取决于反应物浓度;v逆取决于生成物浓度。
反应开始时:反应物浓度最大,v正最大;生成物浓度为零,v逆为零;v正>v逆。
随着反应的进行,反应物减少,v正逐渐减小;生成物由无到有逐渐增大,v逆从0开始逐渐增大。
反应进行到一定程度时,v正 = v逆,反应物与生成物浓度不再变化,反应达到最大限度,即化学平衡状态。
恒温恒容的条件,往容器中充入1 mol N2和3 mol H2,发生反应N2 + 3H2 2NH3
化学平衡状态
1. 定义:在一定条件下,可逆反应中,当正、逆两个方向的反应速率相等时,反应物的浓度和生成物的浓度都不在改变。达到了一种表面静止的状态,我们称之为“化学平衡状态”。
可逆反应
ν (正) = ν (逆)
逆
等
动
≠0
2. 特征
动态平衡
定
各组分的浓度保持不变
变
条件改变,原平衡被破坏,在新的条件下建立新的平衡
时间t
V正
V逆
V正=V逆
反应速率
达到平衡
0
t1
判断可逆反应是否达到平衡的直接标志。
同一物质,正逆反应速率相等。
对于不同物质,正逆反应速率之比=化学计量数之比
(1)1 mol N2和3 mol H2在一定条件下可完全生成2 mol NH3( )
(2)可逆反应达到平衡状态时,各反应物、生成物的浓度相等( )
(3)在一定条件下,一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应所能达到的最大限度,此时反应物达到最大转化率( )
(4)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等,是指同一物质的消耗速率和生成速率相等,若用不同物质表示时,反应速率不一定相等( )
浓度保持不变而不是相等
(5)化学平衡状态时,各物质的浓度之比等于化学计量数之比( )
(6)化学反应的限度不可以通过改变条件而改变( )
炼铁高炉尾气之谜
C+O2 CO2
点燃
C+CO2 2CO
高温
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
三、化学平衡状态的判断
1.速率相等:v正 = v逆
有正逆,成比例
知识精讲
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1.在体积固定的密闭容器中发生可逆反应2NO2(g) 2NO(g) + O2(g)
(1)单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2( )
(2)单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO( )
(3)用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态( )
(4)单位时间内消耗2n mol NO2的同时,生成2n mol NO2( )
(5)单位时间内断开n mol NO中的N—O键的同时生成2n mol O=O键( )
(6)NO2减少的化学反应速率和NO减少的化学反应速率相等( )
思考与交流:判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡?
√
×
×
√
×
√
知识精讲
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三、化学平衡状态的判断
2.变量不变:
①各组分的物质的量、质量、浓度、百分含量等保持不变。
②总压强、总物质的量、混合气体的r、体系的密度、颜色等,根据具体情况分析。
变量不变即平衡
知识精讲
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N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H2(g) + I2(g) 2HI(g)
①气体的总物质的量不变
②气体的总质量不变
③气体的总压强不变
④气体的密度不变
⑤气体的平均相对分子质量不变
⑥混合气体的颜色不变