wll化学反应的限度

1、复习复习 化学反应速率表示的是反应的平均速率而不是瞬化学反应速率表示的是反应的平均速率而不是瞬时速率，速率是一个正值，有单位。时速率，速率是一个正值，有单位。 在单位时间内，不同物质表示的反应速率之比等在单位时间内，不同物质表示的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比。于各物质的化学计量数之比。 气体、溶液中各离子有浓度变化，可以表示速率，气体、溶液中各离子有浓度变化，可以表示速率，固体、纯液体可视为浓度不变，不用单位时间浓固体、纯液体可视为浓度不变，不用单位时间浓度变化量表示速率。度变化量表示速率。 反应速率受外界条件影响：催化剂反应速率受外界条件影响：催化剂 温度温度 浓度浓度=压强（气体

2、）压强（气体）化学反应的限度化学反应的限度第一单元 化学反应速率与反应限度 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 炼铁高炉尾气之谜 炼制1吨生铁所需焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的CO气体。 开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中的比例竟然没有改变。这成了炼铁技术中的科学悬念。有关人士一直在探究其中的原因，直到十九世纪下半叶，法国科学家勒勒沙沙特列特列经过深入的研究，才将这一迷底解开。原来，产生上述现象的原因是反应是一个可逆反应，并且至上而下发生在高炉中有焦炭

3、的地方。后来的研究说明，在高炉中Fe2O3和CO反应也不能全部转化为Fe和CO2。 C(焦炭焦炭)+O2(空气空气)=CO2(放出热量放出热量) C(焦炭焦炭)+CO2=2CO(吸收热量）吸收热量） 思考：思考： 氯气溶于水得到的氯水含有哪些微粒？氯氯气溶于水得到的氯水含有哪些微粒？氯水为什么呈黄色？水为什么呈黄色？说明：说明：Cl2、H2O、HClO、Cl-、H+、ClO-、OH-等等同时存在，同时存在，反应物不能百分反应物不能百分之之百转化百转化为生成物为生成物。同一条件下同一条件下，Cl2和和H2O可以反应生成可以反应生成HCl和和HClO，HCl和和HClO也可以反应生成也可以反应生成

4、Cl2和和H2O。一、一、认识认识可逆反应可逆反应1、概念：、概念：2、特点：、特点：在在相同条件相同条件下，既可以向正反应方向下，既可以向正反应方向进行，又可以向逆反应方向进行的化进行，又可以向逆反应方向进行的化学反应。学反应。可逆反应是有一定限度的，反应物可逆反应是有一定限度的，反应物不不能完全转化能完全转化为生成物。为生成物。在可逆反应进行时，正反应和逆反应在可逆反应进行时，正反应和逆反应是是同时进行同时进行的。的。不同化学反应的不同化学反应的限度是不同的限度是不同的。3、符号符号：可逆反应方程式书写时要用可逆反应方程式书写时要用“ ”符号。符号。思考：我们还学过哪些反应是可逆反应？思考

5、：我们还学过哪些反应是可逆反应？N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂高温高温CO2+H2O H2CO3SO2+H2O H2SO3判断下列反应是不是可逆反应？判断下列反应是不是可逆反应？A、SO2+Br2+2H2O=H2SO4 (稀稀)+2HBr 与与 2HBr+H2SO4（浓）（浓）=Br2+SO2+2H2O 互为可逆反应互为可逆反应B、H2 + O2 = H2O 与与 H2O = H2 + O2 互为可逆反应互为可逆反应点燃点燃通电通电没有在同一条件下，都不是！没有在同一条件下，都不是！溶液由无色变成溶液由无色变成黄褐色黄褐色溶液分层，下层溶

6、液分层，下层变紫红色变紫红色FeFe3+3+被被I I- -还原，发生还原，发生2Fe2Fe3+3+2I+2I- - = = 2Fe2Fe2+2+I+I2 2碘单质被碘单质被CClCCl4 4萃取萃取2Fe3+2I- = 2Fe2+I2 Fe3+3SCN- = Fe(SCN)3（血红色）（血红色）试管内溶液变成试管内溶液变成血红色血红色溶液中还有溶液中还有FeFe3+3+说明说明:在相同的条件下在相同的条件下, Fe3+ 和和I- 可以生成可以生成Fe2+ 和和I2, Fe2+ 和和I2也也能生成能生成少量少量的的Fe3+ 和和 I- （进行的程度很小），而且同时进行，（进行的程度很小），而且

7、同时进行，即：即：2Fe3+ +2I- 2 Fe2+ +I2， Fe3+ 与与I-的反应有一定限度。的反应有一定限度。如何用实验探究可逆反应的存在？如何用实验探究可逆反应的存在？ 对于一个可逆反应，对于一个可逆反应，（1 1）什么时候反应达到它最大的限度？）什么时候反应达到它最大的限度？（2 2）当反应达到它的最大限度时，是否）当反应达到它的最大限度时，是否就意味着反应就意味着反应停止停止了呢？了呢？此条件下进行到什么时候达到了这个此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度反应的限度?此时的反应是否此时的反应是否停止停止了？了？此时为何此时为何3种物质的浓度种物质的浓度保持不变保持不变? 某温

8、度和压强下的密闭容器中某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂正反应方向：正反应方向：V(SO2)消耗消耗 = 0.9/50 molL-1min-1，产生了，产生了SO3，逆反应反向：逆反应反向：V(SO3)消耗消耗 = 0.9/50 molL-1min-1 ，因为因为V(SO3) =V(SO2)，所以，所以V(SO2)生成生成= 0.9/50 molL-1min-150min时时没有停止，正反应在进行，没有停止，正反应在进行，逆反应也在进行逆反应也在进行V(SO2)消耗消耗 = V(SO2)生成生成，即正、逆反应速率相等，即正、逆反应速率相等，反应物、生成物反应物、生

9、成物 物质的量浓度不变。物质的量浓度不变。最大最大为零为零最大最大逆反应逆反应未开始未开始逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐增大达到最小值，达到最小值，浓度不再变化浓度不再变化达到最大值，达到最大值，浓度不再变化浓度不再变化正反应速率逆反应速率正反应速率逆反应速率 0v正正v逆逆t1vtt0二二、建立化学平衡观念建立化学平衡观念N2(g) +3H2 (g) 2NH3(g) 正反应正反应逆反应逆反应学会图像分析：合成氨反应中正、逆速学会图像分析：合成氨反应中正、逆速率及反应物和生成物的浓度随时间变化率及反应物和生成物的浓度随时间变化情况。情况。反应速率反应速率v(正正)

10、v(逆逆)v(正正)= v(逆逆)t1时间（时间（t）0(1)0t1：v(正正)v(逆逆)(2)t1以后：以后：v(正正)=v(逆逆)t1以后反应处于平衡以后反应处于平衡状态状态! 请你归纳：什么样的反应，在什么样的情况下，请你归纳：什么样的反应，在什么样的情况下，我们说反应达到了我们说反应达到了化学平衡呢？化学平衡呢？建立化学平衡观念建立化学平衡观念二、化学平衡状态二、化学平衡状态1、定义：定义：在在一定条件下一定条件下的的可逆反应可逆反应里，里，正反应和逆反应的正反应和逆反应的速率相等速率相等，反应物和生成物反应物和生成物浓度保持不变浓度保持不变的状态。的状态。- 化学平衡状态简称化学平衡

11、。化学平衡状态简称化学平衡。化学平衡状态是可逆反应在该条件下能进行的最大程度化学平衡状态是可逆反应在该条件下能进行的最大程度。2、特征特征： 逆逆：可逆反应可逆反应 （条件）（条件） 等等： v(正正) =v(逆逆) （实质）（实质） 动动：动态平衡：动态平衡 定定：反应物和生成物浓度保持不变：反应物和生成物浓度保持不变（标志）（标志） 变变：条件改变，平衡移动：条件改变，平衡移动（暂时性）（暂时性）1、下列叙述下列叙述错误错误的是（的是（ ）A.任何可逆反应都有一定的限度任何可逆反应都有一定的限度B.化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等C.化学反应限度

12、与时间长短无关化学反应限度与时间长短无关D.化学反应的限度不可以改变的化学反应的限度不可以改变的E.可逆反应达到平衡状态就是这个反应在该条件下的可逆反应达到平衡状态就是这个反应在该条件下的最大限度最大限度F.达到平衡状态时，因为反应物和生成物的浓度已经达到平衡状态时，因为反应物和生成物的浓度已经不再变化，由不再变化，由v=v=c/c/t t可知，正、逆反应速率为零可知，正、逆反应速率为零DF化学平衡练习化学平衡练习 2、 对于合成氨：对于合成氨：当反应达到平衡状态时，下列说法正确的是当反应达到平衡状态时，下列说法正确的是( )A. .单位时间内，消耗单位时间内，消耗3mol3molH2，同时生

13、成，同时生成2molNH3B. .单位时间内，生成单位时间内，生成3mol3molH2，同时消耗，同时消耗2molNH3C. .单位时间内，消耗单位时间内，消耗3mol3molH2，同时消耗，同时消耗1molN2D. .单位时间内，断裂单位时间内，断裂3 3个个HH键，同时断裂键，同时断裂6个个NHN2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压D化学平衡练习化学平衡练习V V正反应正反应V V正反应正反应V V逆逆反应反应V V逆逆反应反应V V正反应正反应V V正反应正反应V V正反应正反应V V逆逆反应反应= =化学平衡练习化学平衡练习3、 14CO2 + C CO，达到化学平衡后，达

14、到化学平衡后，平衡混合物中含平衡混合物中含14C的粒子有的粒子有 。14CO2、14C、14CO4、可逆反应、可逆反应N23H2A、3v正正（N2）v正正（H2） B、v正正（N2）v逆逆（NH3）C、2v正正（H2）3v逆逆（NH3） D、v正正（N2）3v逆逆（H2）2NH3的正、逆反应速率的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（关系中能说明反应已达到平衡状态的是（ ） C化学平衡练习化学平衡练习 5、2molSO2、1molO2、2molSO3放在密放在密闭的容器中在一定条件下进行如下反应

15、闭的容器中在一定条件下进行如下反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，达到平衡时，达到平衡时,下下列判断正确的是列判断正确的是: ( ) A.2moln(SO3)4mol B. 0n(SO3)4mol C.0n(SO2)2mol D.0n(O2)1mol B极端法极端法6、某温度下，在一某温度下，在一固定容积固定容积的密闭容器中进行如下反的密闭容器中进行如下反应：应：H2+I2 2HI下列情况能说明该反应已达到化学平下列情况能说明该反应已达到化学平衡状态的是（）衡状态的是（）A气体的气体的总质量总质量不不再再改变改变B气体气体颜色颜色不再发生变化不再发生变化C混合气体混合气体密度密度不

16、再发生变化不再发生变化Dv（H2）：）：v（I2）：）：v（HI）=1：1：2Ec（HI）=2c（H2）F混合气体的混合气体的平均平均相对相对分子量分子量不变不变G容器内压强不随时间改变容器内压强不随时间改变化学平衡练习化学平衡练习 B单一组分质量不变才对单一组分质量不变才对等同单一组分浓度不变等同单一组分浓度不变=m/v是恒量是恒量每时每刻都成立每时每刻都成立M=m总总/n总总是恒量是恒量PV=nRT,总压强是恒量总压强是恒量7、将一定量的将一定量的SO2和氧气放入一定体积的密闭容器中，和氧气放入一定体积的密闭容器中，550时，在催化剂作用下发生反应：时，在催化剂作用下发生反应：2SO2（g

17、）+O2（g） 2SO3（g）（正反应放热）（正反应放热）。判断该反应达到判断该反应达到平衡状态的标志是（）平衡状态的标志是（）ASO3的生成速率与的生成速率与SO2的消耗速率相等的消耗速率相等BSO3的浓度等于的浓度等于SO2的浓度的浓度C容器中气体的压强不变容器中气体的压强不变D容器中混合气体的密度保持容器中混合气体的密度保持ESO2的百分含量保持不变的百分含量保持不变化学平衡练习化学平衡练习 CE三、化学平衡的标志及判断三、化学平衡的标志及判断(重难重难点点) 微观标志：微观标志： 正正=逆逆 0（指同一物质）指同一物质）例如：例如： N2+3H2 2NH3标志：标志： N2（消耗）（消

18、耗）=N2（生成）（生成）N2（消耗）：（消耗）：H2（生成）（生成）1：3或或N2（生成生成）：）：H2（消耗消耗）1：3 N2（消耗）：（消耗）：NH3（消耗）（消耗）1：2或或N2（生成）（生成）：NH3 （生成）（生成）1：21、直接判断、直接判断宏观标志：宏观标志：反应混合物中各组分的浓度、反应混合物中各组分的浓度、 质量质量、物质的量保持不变、物质的量保持不变。2、间接判断、间接判断通过化学键的断裂和形成通过化学键的断裂和形成如如 断裂断裂3mol HH键的同时，形成键的同时，形成1mol NN或或断裂断裂6mol 的的NH。 N2+3H2 2NH3通过颜色判断。通过颜色判断。有色

19、体系的颜色不再变化，表明有色物质有色体系的颜色不再变化，表明有色物质的浓度不再变化，达平衡。的浓度不再变化，达平衡。a A (g) + b B (g) = cC (g) + d D (g) 若若a+b c +d 如：如： 在在恒温恒容恒温恒容的条件下，的条件下，气体总物质的量气体总物质的量(n总总)、气体总压强气体总压强(P总总)、混合气体的平均摩尔质量、混合气体的平均摩尔质量(M=m/n),平衡前都为变量，某时刻，这些量平衡前都为变量，某时刻，这些量不不变是平衡的标志。变是平衡的标志。若若a+b = c +d则上述不成立则上述不成立。a A (s) + b B (g) = cC (g) +

20、d D (g) 恒温恒容恒温恒容的条件下，混合气体的的条件下，混合气体的总质量总质量(m)、混合气体的密度、混合气体的密度(=m/v)、混合气体的、混合气体的平均摩尔质量平均摩尔质量(M=m/n)，平衡前都为变量，平衡前都为变量，某时刻，这些量某时刻，这些量不变是平衡的标志。不变是平衡的标志。 b c+d，恒温恒容的条件下，恒温恒容的条件下，混合气体混合气体的总物质的量的总物质的量(n总总)、混合气体总压强、混合气体总压强(P总总),平衡平衡前都为变量，某时刻，这些量前都为变量，某时刻，这些量不变是平衡的标不变是平衡的标志。志。 （PV=nRT）例：某温度时，将1molNO2分解：2NO2 2

21、NO+O2，并达到平衡，此时NO的体积分数为40%，求：(1)平衡时NO的物质的量；(2)平衡时NO2、O2的体积分数。n平平 （1-x） x 0.5x解：设平衡时解：设平衡时NO的物质的量为的物质的量为x，则：则： 2NO2 = 2NO + O2n始始 1mol 0 0n变变 x x 0.5x四、化学平衡的计算的方法四、化学平衡的计算的方法- 列三行法列三行法 化学平衡的相关计算化学平衡的相关计算基本模式基本模式“三行式解法三行式解法”转化浓度：转化浓度：mx nx px qx 平衡浓度：平衡浓度：a-mx b-nx px qx 基本关系基本关系生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度生成物：平衡浓

22、度起始浓度转化浓度 反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度 例：例： mA + nB pC + qD 起始浓度：起始浓度：a b 0 0(mol/L)(mol/L)(mol/L)转化率转化率100%起始浓转化浓度)(转化率度气体的平均分子量气体的平均分子量mVM总总nmM 几点定律几点定律恒温恒压恒温恒压下：下：气体的体积比等于物质的量之比，即气体的体积比等于物质的量之比，即气体的密度比等于摩尔质量之比，即气体的密度比等于摩尔质量之比，即恒温恒容恒温恒容下：下：气体的压强比等于物质的量之比，即气体的压强比等于物质的量之比，即2121nnVV2121MM2121nnPP

23、例例1 1：在：在4L4L密闭容器中充入密闭容器中充入6molA6molA气体和气体和5molB5molB气气体，在一定条件下发生反应：体，在一定条件下发生反应：3 3A A(g)(g) + B + B(g)(g) 2 2C C(g)(g) + + x xD D(g)(g) ，达到平衡时，生成了，达到平衡时，生成了2molD2molD，经测定，经测定D D的浓度为的浓度为0.5mol/L0.5mol/L，下列判，下列判断正确的是（断正确的是（ ）A.x=1A.x=1B.BB.B的转化率为的转化率为20%20% C.C.平衡时平衡时A A的体积分数为的体积分数为75%75% D.D.达到平衡时，

24、在相同温度下容器内混合气达到平衡时，在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的体的压强是反应前的85%85%B 例例2：一定条件下，可逆反应：一定条件下，可逆反应2X(g)(g)+3Y(g)(g) 4Z(g)(g),若若X、Y、Z的起始浓度分别为的起始浓度分别为c1、c2、c3（均不（均不为为0），平衡时，），平衡时，X、Y、Z的浓度分别为的浓度分别为0.2mol/L、0.3mol/L、0.16mol/L，则下列判断，则下列判断不合理的是（不合理的是（ ） A.c1:c2=2：3 B.X、Y的转化率不相等的转化率不相等 C.平衡时，平衡时，Y和和Z的生成速率之比为的生成速率之比为3:4 D.c

25、1的取值范围为的取值范围为0c10.28mol/LB（1）可逆反应）可逆反应2NO2 2NO+O2 在固定容积在固定容积的密闭容器中反应，达到平衡的标志是（的密闭容器中反应，达到平衡的标志是（ ） 单位时间内生成单位时间内生成 n mol O2 ，同时生成，同时生成 2n molNO2 单位时间内生成单位时间内生成 n mol O2 ，同时生成，同时生成 2n mol NO 用用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应的物质的量浓度变化表示的反应速率比为速率比为 2 2 1 混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的颜色不再改变的状态 混合气体的密度不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态 混合气体的平均分子量不再改变的状态混合气体的平均分子量不再改变的状态容器内气体的总压强保持不变容器内气体的总压强保持不变A（2）在恒温恒容密闭的容器中，如下叙述可证明）在恒温恒