内容正文:
第二节 化学反应的 速率与限度
第3课时 化学反应的限度
第六章 化学反应与能量
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学习目标
1. 了解可逆反应;
2. 理解化学平衡状态和学会平衡状态的判断;
3. 了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。
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情景导学
炼铁高炉尾气之谜
开始,炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分造成的,于是设法增加高炉的高度。然而,令人吃惊的是,高炉增高后,高炉尾气中的CO比例竟然没有改变。
高炉炼铁原理:
炼制1 t 生铁所需要的焦炭的实际用量,远高于按照化学方程式计算所需用量,从高炉炉顶出来的气体中总是含有未利用的CO气体。
C+O2 CO2
点燃
C+CO2 2CO
高温
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
课本48页 科学史话
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思考:我们知道在化学反应中,反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的,那么,在实际反应中,反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢?
① 2H2 + O2 = 2H2O
已知:2mol 1mol
② 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3
已知:2mol 1mol
?
?
2mol
<2mol
由上可知可逆反应进行得不完全,正、逆向反应同时同条件进行。化学反应物不可能全部转化为生成物,存在一定的化学反应限度。
知识梳理
在相同条件下,能同时正反应方向方向和逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。
这些可逆反应不能进行到底,只能进行到一定的限度。
----化学反应的限度
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
△
一、可逆反应
新课导入
同一条件下
表示方法:书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“ ”。
反应物不能完全(100%)转化为生成物
特点:正、逆反应能量转化的类型相反,但数值相等
正反应:放热
逆反应:吸热
可逆反应的特点:
知识梳理
2. 14CO2 + C 2CO,达到化学平衡后,平衡混合物中含14C 的粒子有 。
N2+3H2 2NH3
催化剂
高温高压
2SO2+O2 2SO3
催化剂
高温
Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2
放电
充电
2H2O
2H2↑+O2 ↑
电解
点燃
14CO2、14C、14CO
1. 以下几个反应是否是可逆反应?为什么?
及时演练
2. 500 ℃时,将2 mol N2和2.25 mol H2充入体积为10 L的恒容密闭容器中,反应达到平衡时,NH3的浓度不可能是( )
A.0.1 mol·L-1 B.0.12 mol·L-1 C.0.05 mol·L-1 D.0.16 mol·L-1
D
及时演练
时间(min)
/ 浓度(mol/L) 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
某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3
△
催化剂
1.反应物能否完全转化为产物?
2.此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度?
3.达到反应限度时该反应是否停止了?
二、化学平衡的建立过程
知识梳理
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(1)开始阶段
开始时c(SO2) 、c(O2)大,
c(SO3)=0
反应速率
v(正)
v(逆)
t1
时间(t)
0
只有正反应,v(逆)=0
(2)瞬间过后
瞬间后c(SO2) 、c(O2 )变小,
c(SO3)≠0
反应速率
v(正)
v(逆)
t1
时间(t)
0
正逆反应都进行,
v(逆)≠0,v(正)>v(逆)
(3)一定时间段内
c(SO2) 、c(O2)逐渐变小,
c(SO3)逐渐增大,三种物质的浓度达到一个特定值。