内容正文:
第二节 化学反应的速率与限度之化学反应的限度
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。其实任何化学反应的进程都有一定的限度(可逆性),反应物不可能完全参加了反应,有些能进行地较彻底(非可逆反应),有些反应是不彻底的,甚至是可逆的(可逆反应)。
经过科学家们长期的研究发现,化学反应除了有速率问题,还有限度问题,即反应进行的程度问题。有些能进行地较彻底,有些反应是不彻底的,甚至是可逆的。
怎么理解“限度”这个名词?
范围的极限;
最高或最低的数量或程度。
——《现代汉语词典》
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化学反应限度:
在给定条件下,化学反应所能达到的或完成的最大的程度,即该反应的的限度。
即:一些化学反应不能按化学方程式的计量系数完全反应完。
为什么很多化学反应都有一定的限度呢?
科学研究表明,不少化学反应都具有可逆性即正向反应和逆向反应能同时进行。
正反应:反应物→生成物
逆反应:生成物→反应物
H2 + I2 2HI
正反应
逆反应
可逆反应:在相同条件下能向正、逆两个方向同时进行的化学反应称为可逆反应。
可逆反应和一般的反应有什么区别呢?
所有化学反应都有速率问题,但化学反应限度不是所有化学反应都有,只有可逆反应才有限度问题。
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一.可逆反应
(1)正向反应:由反应物得到生成物的化学反应。
(2)逆向反应:由生成物得到反应物的化学反应。
(3)可逆反应:在同一条件下 方向和 方向均能进行的化学反应。
(4)表示方法:化学方程式中反应物与生成物之间用“ ”连接而不用“===”。
(5)实例:工业合成氨的反应:
(6)特点
①相同条件下,正、逆反应同时进行。
②不能完全转化,反应物和生成物同时存在,任一反应物的转化率小于100%。
化学反应的可逆性导致化学反应有一定的限度。
绝大多数化学反应都是可逆的,是有限度的。
不可逆反应:同一条件下,逆反应的倾向很小;若正反应的倾向很小,可视为不反应.
不同的化学反应,限度有所不同,相同的化学反应,条件不同时限度也不同。
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
H2↑+O2 ↑
电解
点燃
√
×
√
×
14CO2、14C、14CO
2、14CO2 + C CO,达到化学平衡后,平衡混合物中含14C 的粒子有 。
1、以下几个反应是否是可逆反应?为什么?
【思考与讨论】
二:化学平衡状态
以 H2 + I2 2HI 为例
正反应
逆反应
1.化学平衡状态的建立
(1)化学平衡状态的建立过程
反应物浓度最大
生成物浓度最小
平衡时
反应物浓度逐渐减小
生成物浓度逐渐增大
各组分浓度不再改变
v正 最大
v逆为0
v正逐渐减小
v逆逐渐增大
v正 >v逆
v正 =v逆
反应开始
过程中
时间(t)
反应速率
0
v(正)
v(逆)
t1
v(正)=
v(逆)
化学平衡状态
不平衡状态
(2)用速率变化图像表示化学平衡建立的过程
(1)0~t1:v(正)>v(逆)
(2)t1以后:v(正)=v(逆)
t1以后反应处于平衡状态!
(3)化学平衡状态的概念: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,反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变,达到一种表面静止的状态。称为“化学平衡状态”,简称化