化学反应限度及反应条件的控制.ppt

1、3 化学反应的速率和限度,第二课时 化学反应的限度,高炉炼铁 的主要反应是: 2C(焦炭)+O2(空气)CO（放出热量） Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 炼制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，且从高炉中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，然而高炉增高后，高炉尾气中的CO比例竟没有改变，这是什么原因呢？,炼铁高炉尾气之谜,可逆反应,co,1、可逆反应,在同一条件下, 正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应成为可逆反应。,典型的可逆反应有:,知识回顾,正反应：反应物生成物,逆反应：生成物反应

2、物,可逆反应特点:,思考与交流,水的生成（H2 + O2）与电解，二次电池的放电与充电，CO2和H2O在生物体中通过光合作用合成糖与糖在人体内氧化生成CO2和H2O，它们是否属于“可逆反应”？谈谈你的见解。,不属于可逆反应,因为反应条件不同。,（P51）,反应开始:,到一定时间 V正V逆0,反应过程中: c(反应物)，c(生成物),1、可逆反应在反应过程中的速率变化,在密闭容器中加入1molN2和3mol H2发生反应,开始:,3,1,0,V正 V逆=0,V正减小, V逆增大,V,化学平衡状态,2.定义：化学平衡状态,在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应物的浓度和生成物的浓

3、度不再改变，达到一种表面静止状态，简称化学平衡。,注意：(1)条件：一定条件下 (2)对象：可逆反应,特征: (1)等： v(正) v(逆)内在本质 (2)动：动态平衡 （v(正)= v(逆) 0） (3)定：反应混合物中各组分的浓度保持定，各组分的含量保持不变。外在标志 (4)变：当条件改变时，平衡状态一般要发生改变,3、化学平衡状态的标志,（1）v正=v逆 （2）各组分的浓度不变,各浓度 不再改变,1.反应物和生成物中各物质的浓度不变,3.各组分百分含量不再改变,2.反应物和生成物中各物质的量保持一定,注意:浓度相等,不一定平衡.,浓度符合系数之比不一定平衡.,如何理解V(正)V(逆)?,

4、例：对于在一定条件下的可逆反应： 判断以下哪些叙述说明V(正)V(逆)？ （1）单位时间内，消耗1molN2，同时生成1molN2 （2）单位时间内，消耗3molH2，同时消耗2molNH3 （3）单位时间内，生成1molN2，同时有2molNH3生成 （4）单位时间内，消耗1molN2，同时有2molNH3生成,N2+3H2 2NH3,X,同侧异向，异侧同向，比列计算,三、化学平衡状态的判定,此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度? 此时的反应是否停止了？ 此时为何三种物质的浓度保持不变?,某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3,练习,1、可逆反应达到平衡的重要特征（） A

5、.反应停止了 B.正、逆反应速率都为零 C.反应物和生成物的浓度相等 D.正、逆反应的速率相等,2、对于可逆反应MN Q达到平衡状态时，下列说法正确的是（ ） A. M、N、Q三种物质的浓度一定相等 B. M、N全部变成了Q C. M、N、Q的浓度都保持不变 D. 反应已经停止,D,C,3.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,练习,

6、2、下列说法可以证明反应N2 + 3H2 2NH3已达平衡状态的是( ) A.1个NN键断裂的同时,有3个HH键形成 B.1个NN键断裂的同时,有3个HH键断裂 C.1个NN键断裂的同时,有6个NH键断裂 D.1个NN键断裂的同时,有6个NH键形成,1、下列各关系式中能说明反应N2 + 3H2 2NH3已达平衡状态的是（ ） A、3V正（N2）=V正（H2） B、V正（N2）=V逆（NH3） C、2V正（H2）=3V逆（NH3） D、V正（N2）=3V逆（H2）,C,A、C,在判断一个化学反应是否处于平衡状态时，立足化学平衡状态时正反应速率和逆反应速率相等和各组分的浓度不变这两个特征，只要满足

7、变量不变的条件，就说明反应处于平衡状态。,小结,化学反应的限度,（1）、定义：在给定条件下，化学反应所能达到的或完成的的程度，即该反应的的限度。,换句话说，化学反应的限度就是指一个反应达到化学平衡状态时各组分所能达到最大转化率时的程度。,四化学平衡计算的模式三段式 如：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量分别为amol、b mol，达到平衡后，A的物质的量变化为mx mol,mA(g)nB(g)pC(g)qD(g) n起始(mol) a b 0 0 n变化(mol) mx nx px qx n平衡(mol)amx bnx px qx 对于反应物：n平n始n变 对于生成

8、物：n平n始n变 在体积固定不变的容器中，浓度同样遵循上述规律。,“量”指物质的量、浓度、体积、质量等。,2.平衡转化率()：,角色扮演,现在，假设你是一名工程师，你要使到你工厂的煤尽可能的完全燃烧，提高煤的燃烧效率，你认为应该从哪些方面进行分析？,煤的状态与燃烧的速率有何关系？与煤的充分燃烧有何关系？ 空气的用量对煤的充分燃烧有什么影响？原因是什么？ 应选用什么样的炉膛材料？ 如何充分利用煤燃烧后的废气中的热量？,下面以“提高煤的燃烧效率”为例，分析研究化学反应条件的选择。P52,1、煤被研得越细，粉末越小，与空气中O2的接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。,2、空气充足，煤燃烧生成CO2越充分，放热越多；若空气不足，则煤燃烧部分生成CO，CO排到空气中造成污染，且生成CO时，放出的热量大大减少。,3、应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；选用保温隔热材料的目的，正是为了防止热量散失。,4、可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。,5、燃料不充分燃烧有何危害？,（1）产生热量少，浪费资源；,（2）产生污染物，危害人体健康。,6、燃料充分燃烧的条件是什么？,燃料燃烧必须与空气接触，且要达到燃料的着火点，燃料充分燃烧要考虑两