内容正文:
化学反应的速率与限度
第2课时 化学反应的速限度
第六章 第二节
人教版化学 必修2
1
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。
情境引入
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。
3. 特点:
同一条件、同时进行;不能进行到底,反应物和产物共存
2. 表示:
一. 可逆反应
练:判断下列反应是否为可逆反应?
一. 可逆反应
2SO2+O2 2SO3
催化剂
高温
SO2 +H2O H2SO3
NH3 +H2O NH3 ·H2O
H2 + I2 2HI
典型的可逆反应:
某密闭容器中充入SO2和O2 ,测得不同时间段各物质浓度的变化情况如下:
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(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
二. 化学平衡状态的建立
5
时间 浓度 速率
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
二. 化学平衡状态的建立
t
0
v
v(正)
v(逆)
●
●
50min
化学平衡状态
v(正)=v(逆)
各物质浓度不变
0
t
C
生成物
反应物
●
●
50min
二. 化学平衡状态的建立
化学平衡状态
三. 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。
前提(适用范围):在一定条件下的可逆反应
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
三. 化学平衡状态
例1: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,正反应速率逐渐减小,最后减小为零
C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大,后保持恒定
D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后与逆反应速率相等且都保持恒定
B
典例剖析
三. 化学平衡状态判断
① v正=v逆≠ 0
例:N2+3H2 2NH3 达平衡时
同一物质 v(B)正= v(B)逆
即:单位时间内生成与消耗某反应物(生成物)的量相等
如:单位时间内,有1mol N2消耗,同时有1mol N2生成
单位时间内,有1mol H2消耗,同时有1mol H2生成
单位时间内,有1mol H-H键断裂,同时有1mol H-H键形成
不同物质=
如:单位时间内,有1mol N2消耗,同时有3mol H2
单位时间内,有1mol N2消耗,同时有2mol NH3
单位时间内,有3mol H2消耗,同时有2mol NH3
单位时间内,有3mol H-H键断裂,同时有 mol N-H键
生成
消耗
消耗
断裂
6
“同侧异,异