内容正文:
第六章 化学反应与能量
第二节 化学反应的速率与限度
课时2 化学反应的限度
2)炼铁高炉尾气之谜,阅读: 科学史话,从这一材料中,你得到什么启示?
【思考】1)氯气与水反应后,氯水为什么是浅黄绿色呢?
Cl2 + H2O HCl + HClO
一.可逆反应
定义:在相同条件下,能既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。
双向性
双同性
共存性
正、逆反应是在同一条件下同时进行的
反应物和生成物同时存在,反应物转化率小于100%
反应物
生成物
正向反应
逆向反应
书写可逆反应的化学方程式时,不用“ = ”,用“ ⇌”
Cl2 + H2O HCl + HClO
【例题1】判断以下几个反应是否是可逆反应?为什么?
(1)2SO2 + O2 2SO3 ( )
催化剂
(3)2H2 + O2 2H2O( )
点燃
通电
(4)Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42- 2PbSO4 + 2H2O( )
放电
充电
(2)NH3+H2O ⇌ NH3·H2O ( )
√
√
×
×
(5)14CO2+C ⇌2CO,达到化学平衡后,平衡混合物中含14C的粒子有 。
14CO2、14C、14CO
时间(min) 0 10 20 30 40 50 60 70 80
c(SO2) 1 0.6 0.3 0.2 0.12 0.1 0.1 0.1 0.1
c(O2) 0.5 0.3 0.15 0.1 0.06 0.05 0.05 0.05 0.05
c(SO3) 0 0.4 0.7 0.8 0.88 0.9 0.9 0.9 0.9
在某密闭容器中发生反应:
2SO2+O2 2SO3
催化剂
△
(1)当反应刚开始时,反应物和生成物的浓度哪个大?
(2)当反应刚开始时,正反应与逆反应哪个反应速率大?
(3)随着反应的进行,反应物和生成物浓度如何变化?
(4)随着反应的进行,v(正)与v(逆)怎样变化?
反应物
正反应
反应物浓度降低,
生成物浓度升高
v(正) ↓ v(逆)↑
二、化学平衡
浓度 速率变化 v正、v逆关系
开始 反应物浓度_____ v正_____ v正____v逆
生成物浓度_____ v逆_______
过程中 反应物浓度_____ v正_______ v正_____v逆
生成物浓度_____ v逆_______
一段
时间 反应物浓度_____ v正_______ v正_____v逆
生成物浓度_____ v逆_______
最大
最大
>
为0
为0
减小
减小
增大
增大
>
不变
不变
不变
不变
=
二、化学平衡状态的建立
一段时间后:v(正)=v(逆),c(反应物)、c(生成物)保持不变
如何用图像描述 v正 和 v逆 变化规律 ?
该反应可分为三个阶段:
各物质的浓度最终不变
化学平衡状态的建立
v(正)
v(逆)
反应速率
t1
时间(t)
0
v(正)=v(逆) ≠0
由于v(正)= v(逆)≠0,虽然正、逆反应都在进行,但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化。从外表上看,反应好像“停止”
可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的化学平衡状态
(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,我们称为“化学平衡状态”。
化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能达到的或完成的最大“限度”
化学反应限度决定了反应物在该条件下的最大转化率
3.化学反应平衡状态
(2)对化学平衡状态的理解:
前提(适用范围):
内在本质:
外在标志:
可逆反应
v(正)= v(逆) ≠0
反应混合物中各组分的浓度保持不变
v(正)
v(逆)
反应速率
t1
时间(t)
0
2、化学平衡状态的特征
逆
定
动
等
变
讨论的对象是可逆反应 (前提)
在平衡混合物中,各组成成分的含量保持不变 (标志)
同一物质 v正 = v逆≠0 (实质)
化学平衡是一种表面静止状态,反应并未停止,是一种动态平衡
外界条件改变时,原平衡状态将被打破,再在新条件下建立新的平衡
标志:“等”“定”
逆、等、动、定、变
4.化学平衡状态的判断
【例】一定条件下,对于可逆反应N2+3H2 2NH3,表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示:下列能表示反应达到化学平衡状态的是