化學(xué)反應(yīng)限度

1、3 3 化學(xué)反應(yīng)的速率和限度化學(xué)反應(yīng)的速率和限度第二課時第二課時 化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)的限度 思考：思考：我們知道在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物之我們知道在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物之間是按照化學(xué)方程式中的系數(shù)比進間是按照化學(xué)方程式中的系數(shù)比進行反應(yīng)的，那么，在實際反應(yīng)中，行反應(yīng)的，那么，在實際反應(yīng)中，反應(yīng)物能否按相應(yīng)的計量關(guān)系完全反應(yīng)物能否按相應(yīng)的計量關(guān)系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢？轉(zhuǎn)化為生成物呢？高爐煉鐵高爐煉鐵 的主要反應(yīng)是的主要反應(yīng)是: :2C(2C(焦炭焦炭)+O)+O2 2( (空氣空氣) )COCO（放出熱量）（放出熱量）FeFe2 2O O3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2煉

2、制噸生鐵所需焦炭的實際用量遠高于按煉制噸生鐵所需焦炭的實際用量遠高于按照化學(xué)方程式計算所需的量，且從高爐中出照化學(xué)方程式計算所需的量，且從高爐中出來的氣體中含有沒有利用的來的氣體中含有沒有利用的COCO氣體，開始，氣體，開始，煉鐵工程師們認為是煉鐵工程師們認為是COCO與鐵礦石接觸不充分與鐵礦石接觸不充分之故，于是設(shè)法增加高爐的高度，然而高爐之故，于是設(shè)法增加高爐的高度，然而高爐增高后，高爐尾氣中的增高后，高爐尾氣中的COCO比例竟沒有改變，比例竟沒有改變，這是什么原因呢？這是什么原因呢？1、可逆反應(yīng)在同一條件下在同一條件下, ,既向正反應(yīng)方向進行既向正反應(yīng)方向進行, ,同時同時又向逆反應(yīng)方向

3、進行的反應(yīng)，稱作可逆反又向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)，稱作可逆反應(yīng)。應(yīng)。H2 + I2 2HI 正反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)典型的可逆反應(yīng)有典型的可逆反應(yīng)有:2SO2+O2 2SO3催化劑催化劑高溫高溫N2+3H2 2NH3催化劑催化劑高溫高壓高溫高壓 SO2 +H2O H2SO3NH3 +H2O NH3 H2O 觀察下列數(shù)據(jù)，思考：觀察下列數(shù)據(jù)，思考： 與不可逆反應(yīng)比較，可逆反應(yīng)有什么特點？通過表中與不可逆反應(yīng)比較，可逆反應(yīng)有什么特點？通過表中數(shù)據(jù)，你能發(fā)現(xiàn)什么？數(shù)據(jù)，你能發(fā)現(xiàn)什么？表表1：反應(yīng)反應(yīng) 中，中，0.040.1 0.140.21.2反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)結(jié)束后SO2物質(zhì)的量物質(zhì)的量10010510

4、.5n(O2)/mol22222n(SO2)/mol2SO2+O2 2SO3催化劑催化劑 表表2：反應(yīng)反應(yīng) 中，中，00 001反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)結(jié)束后CO物質(zhì)的量物質(zhì)的量10010510.5n(O2)/mol22222n(CO)/mol2CO + O2 = 2CO2點燃點燃 觀察下列數(shù)據(jù)表，思考：反應(yīng)觀察下列數(shù)據(jù)表，思考：反應(yīng)進行到什么時候進行到什么時候“停止停止”了？說明你的理由。了？說明你的理由。 2SO2+O2 2SO3催化劑催化劑例：例：在一固定容積的密閉容器里，加在一固定容積的密閉容器里，加1molN2和和3molH2 (合適催化劑合適催化劑)，將發(fā)生反應(yīng)：，將發(fā)生反應(yīng)：起始：起始：

5、1mol 1mol 3mol 3mol 0mol0mol轉(zhuǎn)化：轉(zhuǎn)化： amol amol bmol bmol cmol cmol （a a、b b、c c均大于零）均大于零）終態(tài)：終態(tài)：1-amol 1-amol 3-bmol 3-bmol cmol cmol 在反應(yīng)剛開始的瞬間，有什么特征？在反應(yīng)剛開始的瞬間，有什么特征？（1）開始時）開始時c(N2) 、c(H2)最大，最大，c(NH3) =0 N N2 2+H+H2 2 NH NH3 3，只有正反應(yīng)，只有正反應(yīng)，v v( (正正)=)=最大最大 v v( (逆逆)=0)=0瞬間過后有什么特征？瞬間過后有什么特征？ N N2 2 + + H

6、 H2 2 NHNH3 3 , ,正逆反應(yīng)都進行，正逆反應(yīng)都進行，v(v(逆逆) 0) 0，v(v(正正) v() v(逆逆) ) 總體上仍表現(xiàn)為逐漸在生成總體上仍表現(xiàn)為逐漸在生成NHNH3 3。（2 2） 瞬間后瞬間后c(Nc(N2 2) ) 、c(Hc(H2 2 ) )變小變小 , c(NH , c(NH3 3)0)0一定時間段內(nèi)有什么特征？一定時間段內(nèi)有什么特征？（3 3）c(c(N N2 2) )、c(c(H H2 2) )逐漸變小，所以逐漸變小，所以v v( (正正) )逐漸減逐漸減小小, ,c(c(NHNH3 3) ) 逐漸增大，所以逐漸增大，所以v v( (逆逆) )逐漸增大。但

7、是逐漸增大。但是v v( (正正) )仍大于仍大于v v( (逆逆) ) ，總體上仍表現(xiàn)為逐漸在生成，總體上仍表現(xiàn)為逐漸在生成NHNH3 3。一定時間段后將出現(xiàn)什么情況？一定時間段后將出現(xiàn)什么情況？（4 4） v v( (正正)= )= v v( (逆逆) ) 00即：各種物質(zhì)，如（即：各種物質(zhì)，如（N N2 2，其它同理），其它同理）單位時間內(nèi)消耗的單位時間內(nèi)消耗的N N2 2( (正正) )與生成的與生成的N N2 2( (逆逆) )一樣多一樣多三種物質(zhì)的濃度達到一個特定值。它們的量不再隨時三種物質(zhì)的濃度達到一個特定值。它們的量不再隨時間的改變而改變，達到限度，宏觀上不再轉(zhuǎn)化，表象間的改變

8、而改變，達到限度，宏觀上不再轉(zhuǎn)化，表象反應(yīng)停止，但微觀上并沒有。反應(yīng)停止，但微觀上并沒有。時間（時間（t）反應(yīng)速率反應(yīng)速率0v(正正)v(逆逆)t1v(正正)= v(逆逆)化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)不平衡狀態(tài)不平衡狀態(tài)化學(xué)平衡建立的過程化學(xué)平衡建立的過程（1 1）定義：在一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)正反應(yīng)速率定義：在一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時，各組分的濃度保持不變和逆反應(yīng)速率相等時，各組分的濃度保持不變（不能（不能理解為相等或成一定比例）理解為相等或成一定比例），這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡，這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡。狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡。前提（適用范圍）：可逆反應(yīng)前提

9、（適用范圍）：可逆反應(yīng)實質(zhì)實質(zhì)：v(正正)= v(逆逆) 0外在標(biāo)志：反應(yīng)混合物中各組分外在標(biāo)志：反應(yīng)混合物中各組分 的濃度保持不變的濃度保持不變定義的理解定義的理解 等：等：平衡時平衡時v v( (正正)= )= v v( (逆逆) ) 定：定：達到平衡狀態(tài)時，達到平衡狀態(tài)時，反應(yīng)混合物中各組分的反應(yīng)混合物中各組分的 濃度保持一定，各組分的含量保持不變。濃度保持一定，各組分的含量保持不變。 變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。建立新的平衡。 動：動：化學(xué)平衡是一個化學(xué)平衡是一個動態(tài)平衡（動態(tài)平衡（v(正正)= v(逆逆) 0） 逆：建

10、立化學(xué)平衡的反應(yīng)是可逆反應(yīng)逆：建立化學(xué)平衡的反應(yīng)是可逆反應(yīng)1 1、可逆反應(yīng)達到平衡的重要特征（、可逆反應(yīng)達到平衡的重要特征（）A.A.反應(yīng)停止了反應(yīng)停止了B.B.正、逆反應(yīng)速率都為零正、逆反應(yīng)速率都為零C.C.反應(yīng)物和生成物的濃度相等反應(yīng)物和生成物的濃度相等D.D.正、逆反應(yīng)的速率相等正、逆反應(yīng)的速率相等2 2、對于可逆反應(yīng)、對于可逆反應(yīng)M MN QN Q達到平衡狀態(tài)時，達到平衡狀態(tài)時，下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ） A. MA. M、N N、Q Q三種物質(zhì)的濃度一定相等三種物質(zhì)的濃度一定相等B. MB. M、N N全部變成了全部變成了Q QC. MC. M、N N、Q Q的濃度都保

11、持不變的濃度都保持不變D. D. 反應(yīng)已經(jīng)停止反應(yīng)已經(jīng)停止DC（3）化學(xué)平衡狀態(tài)的判定化學(xué)平衡狀態(tài)的判定 N2 + 3H2 2NH3 從平衡的本質(zhì)（從平衡的本質(zhì)（V(正正)=V(逆逆)）判定）判定 a、從同一物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率來判斷、從同一物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率來判斷b、從不同種物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率來判斷、從不同種物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率來判斷c、從斷鍵和成鍵的速率來判斷、從斷鍵和成鍵的速率來判斷從組分含量來判斷從組分含量來判斷 化學(xué)反應(yīng)平衡的外在標(biāo)志是反應(yīng)混合物中各組化學(xué)反應(yīng)平衡的外在標(biāo)志是反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變，所以各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分的濃度保持不變，所以各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量

12、、質(zhì)量分數(shù)、對氣體而言的體積分數(shù)等與濃度呈正比質(zhì)量分數(shù)、對氣體而言的體積分數(shù)等與濃度呈正比的量只要保持不變，那么反應(yīng)就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。的量只要保持不變，那么反應(yīng)就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。 注意：注意：1、方向、方向 2、量、量例：例：對于在一定條件下的可逆反應(yīng)：對于在一定條件下的可逆反應(yīng)： 判斷以下哪些敘述說明判斷以下哪些敘述說明V(V(正正) )V(V(逆逆) )？ （1 1）單位時間內(nèi)，消耗）單位時間內(nèi)，消耗1molN1molN2 2，同時生成，同時生成1molN1molN2 2（2 2）單位時間內(nèi)，消耗）單位時間內(nèi)，消耗3molH3molH2 2，同時消耗，同時消耗2molNH2molNH3

13、 3（3 3）單位時間內(nèi)，生成）單位時間內(nèi)，生成1molN1molN2 2，同時有，同時有2molNH2molNH3 3生成生成（4 4）單位時間內(nèi)，消耗）單位時間內(nèi)，消耗1molN1molN2 2，同時有，同時有2molNH2molNH3 3生成生成N2+3H2 2NH3X同側(cè)異向，異側(cè)同向，比列計算同側(cè)異向，異側(cè)同向，比列計算2 2、下列說法可以證明反應(yīng)、下列說法可以證明反應(yīng)N N2 2 + 3H + 3H2 2 2NH 2NH3 3已已達平衡狀態(tài)的是達平衡狀態(tài)的是( )( )個個NNNN鍵斷裂的同時鍵斷裂的同時, ,有有3 3個個H HH H鍵形成鍵形成 個個NNNN鍵斷裂的同時鍵斷裂的

14、同時, ,有有3 3個個H HH H鍵斷裂鍵斷裂 個個NNNN鍵斷裂的同時鍵斷裂的同時, ,有有6 6個個N NH H鍵斷裂鍵斷裂 個個NNNN鍵斷裂的同時鍵斷裂的同時, ,有有6 6個個N NH H鍵形成鍵形成1 1、下列各關(guān)系式中能說明反應(yīng)、下列各關(guān)系式中能說明反應(yīng)N N2 2 + 3H+ 3H2 2 2NH 2NH3 3已達平衡狀態(tài)的是（已達平衡狀態(tài)的是（ ） A A、3V3V正（正（N N2 2）=V=V正（正（H H2 2） B B、V V正（正（N N2 2）=V=V逆（逆（NHNH3 3） C C、2V2V正（正（H H2 2）=3V=3V逆（逆（NHNH3 3） D D、V V

15、正（正（N N2 2）=3V=3V逆（逆（H H2 2）CA、C3 3. .下列方法可以證明下列方法可以證明 H H2 2(g)+I(g)+I2 2(g) 2HI(g),(g) 2HI(g),已達平已達平衡狀態(tài)的是衡狀態(tài)的是_ A A、單位時間內(nèi)生成、單位時間內(nèi)生成 n molH n molH2 2的同時，生成的同時，生成2n molHI 2n molHI B B、一個、一個H HH H鍵斷裂的同時有兩個鍵斷裂的同時有兩個 H HI I鍵斷裂鍵斷裂 2 2的百分含量與的百分含量與I I2 2的百分含量相等的百分含量相等 2 2 I I2 2 HI HI的反應(yīng)速率之比為的反應(yīng)速率之比為1:1:2

16、1:1:2 E.c(H E.c(H2 2):c(I):c(I2 2):c(HI)= 2:2:1 ):c(HI)= 2:2:1 F. F.溫度和體積一定時，某一生成物濃度不再變化溫度和體積一定時，某一生成物濃度不再變化 G. G.溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化 I. I.溫度和體積一定時，混合氣體顏色不再變化溫度和體積一定時，混合氣體顏色不再變化 ABFI 在判斷一個化學(xué)反應(yīng)是否處于平在判斷一個化學(xué)反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)時，立足化學(xué)平衡狀態(tài)時正反衡狀態(tài)時，立足化學(xué)平衡狀態(tài)時正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等和各組分的應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等和各組分的濃度不變這兩個特

17、征，只要滿足變量濃度不變這兩個特征，只要滿足變量不變的條件，就說明反應(yīng)處于平衡狀不變的條件，就說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。態(tài)?；瘜W(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)的限度 （1 1）、定義：在給定條件下，化學(xué)反應(yīng)所能達）、定義：在給定條件下，化學(xué)反應(yīng)所能達到的或完成的的程度，即該反應(yīng)的的限度。到的或完成的的程度，即該反應(yīng)的的限度。 （2 2）、影響化學(xué)反應(yīng)限度的條件）、影響化學(xué)反應(yīng)限度的條件 化學(xué)反應(yīng)的限度首先決定于反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)，化學(xué)反應(yīng)的限度首先決定于反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)，其次還受溫度、濃度、壓強等條件的影響。這在我其次還受溫度、濃度、壓強等條件的影響。這在我們以后的選修教材化學(xué)反應(yīng)原理中學(xué)習(xí)。們以后的選修教材化

18、學(xué)反應(yīng)原理中學(xué)習(xí)。 換句話說，化學(xué)反應(yīng)的限度就是指一個反應(yīng)達換句話說，化學(xué)反應(yīng)的限度就是指一個反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時各組分所能達到最大轉(zhuǎn)化率時的到化學(xué)平衡狀態(tài)時各組分所能達到最大轉(zhuǎn)化率時的程度。程度。定定向向爆爆破破從前面的定向爆破錄像中，你可從前面的定向爆破錄像中，你可以得到什么啟示？以得到什么啟示？對應(yīng)用于特定環(huán)境及特殊需要的對應(yīng)用于特定環(huán)境及特殊需要的化學(xué)反應(yīng)，則要對反應(yīng)條件進行化學(xué)反應(yīng)，則要對反應(yīng)條件進行特殊控制特殊控制四、化學(xué)反應(yīng)的條件控制四、化學(xué)反應(yīng)的條件控制抑制有害的抑制有害的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)促進有利的促進有利的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)增大反應(yīng)速率增大反應(yīng)速率提高反應(yīng)完成程度提高反應(yīng)完成程度降低反應(yīng)速率降低反應(yīng)速率隔離引發(fā)反應(yīng)的物質(zhì)隔離引發(fā)反應(yīng)的物質(zhì)控制化學(xué)反應(yīng)條件的意義控