化學(xué)反應(yīng)速率和限度第二課時(shí)

1、化學(xué)反應(yīng)的速率和限度第二課時(shí)第二課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)的限度思考：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在實(shí)際進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)物能否思考：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在實(shí)際進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)物能否完全轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌?？完全轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌铮块喿x：閱讀：P50 科學(xué)史話科學(xué)史話從這一材料中，你得到什么啟示？從這一材料中，你得到什么啟示？化學(xué)反應(yīng)是有限度的，有些能進(jìn)行地較徹化學(xué)反應(yīng)是有限度的，有些能進(jìn)行地較徹底，有些反應(yīng)是不徹底的，甚至是可逆的。底，有些反應(yīng)是不徹底的，甚至是可逆的。H2 + I2 2HI 正反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)什么叫做可逆反應(yīng)？什么叫做可逆反應(yīng)？ 在在同一條件同一條件下下, ,既向正反應(yīng)方向進(jìn)行既向正反應(yīng)方向進(jìn)行, ,同時(shí)又向逆反應(yīng)

2、方向進(jìn)行的反應(yīng)同時(shí)又向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng). .典型的可逆反應(yīng)有典型的可逆反應(yīng)有:N2+3H2 2NH3催化劑催化劑高溫高壓高溫高壓2SO2+O2 2SO3催化劑催化劑高溫高溫 SO2 +H2O H2SO3NH3 +H2O NH3 H2O啟示啟示:化學(xué)反應(yīng)是有限度的，有些能進(jìn)行地較徹化學(xué)反應(yīng)是有限度的，有些能進(jìn)行地較徹底，有些反應(yīng)是不徹底的，甚至是可逆的。底，有些反應(yīng)是不徹底的，甚至是可逆的。N2 + H2 NH3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1molN1molN2 2和和3mol 3mol ( (合適催化劑合適催化劑) )，能發(fā)生什么反應(yīng)？能發(fā)生什么反應(yīng)？（1）開始

3、時(shí)）開始時(shí)c(N2) 、c(H2)大，大， c(NH3) =0開始階段有什么特征？開始階段有什么特征？只有正反應(yīng)，只有正反應(yīng)，v(逆逆)=0催化劑催化劑N2 + 3 H2 2NH3高溫高溫N2 + H2 NH3（2）瞬間后）瞬間后c(N2) 、c(H2 )變小變小 , c(NH3)0瞬間過后有什么特征？瞬間過后有什么特征？正逆反應(yīng)都進(jìn)行，正逆反應(yīng)都進(jìn)行，v(逆逆) 0，v(正正) v(逆逆) （3）c(N2) 、c(H2)逐漸變小，逐漸變小，c(NH3)逐漸增大，逐漸增大， 三種物質(zhì)的濃度達(dá)到一個(gè)三種物質(zhì)的濃度達(dá)到一個(gè)特定值特定值。一定時(shí)間段內(nèi)有什么特征？一定時(shí)間段內(nèi)有什么特征？v(正正)=

4、v(逆逆) 0N2 + H2 NH3 由于由于v(正正)= v(逆逆) 0，雖然正、逆反應(yīng)都，雖然正、逆反應(yīng)都在進(jìn)行，但各種物質(zhì)的百分含量、濃度都不在進(jìn)行，但各種物質(zhì)的百分含量、濃度都不會(huì)發(fā)生變化會(huì)發(fā)生變化. 從外表上看，反應(yīng)好象從外表上看，反應(yīng)好象“停止停止”。 可逆反應(yīng)的這種特殊狀態(tài)就是我們今可逆反應(yīng)的這種特殊狀態(tài)就是我們今天要研究的天要研究的化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)。反應(yīng)速率反應(yīng)速率v(正正)v(逆逆)t1時(shí)間（時(shí)間（t）0(1)0t1：v(正正)v(逆逆)(2)t1： v(正正)=v(逆逆)平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)N2+3H2 2NH3催化劑催化劑高溫高壓高溫高壓交流與討論交流與討論1. 定義

5、定義 在在一定條件一定條件下的下的可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)中，當(dāng)中，當(dāng)正反應(yīng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組，反應(yīng)混合物中各組分的分的濃度保持不變濃度保持不變的狀態(tài)。的狀態(tài)。前提（適用范圍）前提（適用范圍）：可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)內(nèi)在本質(zhì)內(nèi)在本質(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化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)2. 化學(xué)平衡狀態(tài)的特征化學(xué)平衡狀態(tài)的特征( () )動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡（v v( (正正)= )= v v( (逆逆) ) 00）( ( 2)2)等：等：v(v(正正)= v()= v(逆

6、逆) ) ( () )定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持 定，各組分的含量保持不變。定，各組分的含量保持不變。( () )變：條件改變，原平衡被破壞，在新變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。的條件下建立新的平衡。( () )逆逆此條件下進(jìn)行到什么時(shí)候達(dá)到了這個(gè)此條件下進(jìn)行到什么時(shí)候達(dá)到了這個(gè)反應(yīng)的限度反應(yīng)的限度?此時(shí)的反應(yīng)是否此時(shí)的反應(yīng)是否停止停止了？了？此時(shí)為何此時(shí)為何3種物質(zhì)的濃度種物質(zhì)的濃度保持不變保持不變? 某溫度和壓強(qiáng)下的密閉容器中某溫度和壓強(qiáng)下的密閉容器中,2SO2+O2 2SO3催化劑催化劑 時(shí)間時(shí)間 （min)物質(zhì)的量物質(zhì)的量濃度

7、濃度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9練習(xí)練習(xí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的重要特征（）可逆反應(yīng)達(dá)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D D對于可逆反應(yīng)對于可逆反應(yīng)M MN QN Q達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ） A. MA.

8、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C下列說法可以證明反應(yīng)下列說法可以證明反應(yīng)N2+3H2 2NH3 已達(dá)平衡狀態(tài)的是已達(dá)平衡狀態(tài)的是 ( )A.1個(gè)個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí)鍵斷裂的同時(shí),有有3個(gè)個(gè)HH鍵形成鍵形成B.1個(gè)個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí)鍵斷裂的同時(shí),有有3個(gè)個(gè)HH鍵斷裂鍵斷裂C.1個(gè)個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí)鍵斷裂的同時(shí),有有6個(gè)個(gè)NH鍵斷裂鍵斷裂D.1個(gè)個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí)鍵斷裂的同時(shí),有有6個(gè)個(gè)NH鍵形成鍵形成A、C 隨堂練習(xí)隨

9、堂練習(xí)在一定溫度下在一定溫度下,可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（）達(dá)到平衡的標(biāo)志是（）A.A的生成速率與的生成速率與C分解的速率相等分解的速率相等 B.單位時(shí)間內(nèi)生成單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA,同時(shí)生同時(shí)生3nmolBC.A、B、C的濃度不再變化的濃度不再變化 D.A、B、C的分子數(shù)比為的分子數(shù)比為1:3:2C14CO2 + C CO，達(dá)到化學(xué)平衡后，達(dá)到化學(xué)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、14CO對于可逆反應(yīng)對于可逆反應(yīng)m A(g) n B(g) + p C(g) 在一在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)有以下幾個(gè)標(biāo)志定條

10、件下達(dá)到平衡狀態(tài)有以下幾個(gè)標(biāo)志(1)A的生成速率和分解速率相等的生成速率和分解速率相等(2)單位時(shí)間生成單位時(shí)間生成n mol B和和p mol C的同時(shí)，生成的同時(shí)，生成m mol A（3）A、B、C的物質(zhì)的量不再改變的物質(zhì)的量不再改變（4）A、B、C的濃度不再改變的濃度不再改變（5）A、B、C的百分含量不再改變的百分含量不再改變練習(xí)練習(xí):在密閉容器中充入在密閉容器中充入4mol HI,在一定溫度下在一定溫度下,反應(yīng)反應(yīng)2HI(g) H2 (g)+I2 (g)達(dá)到平衡時(shí)達(dá)到平衡時(shí),有有30%的的HI分解分解,則平衡時(shí)混合氣體則平衡時(shí)混合氣體中氫氣的物質(zhì)的量為多少中氫氣的物質(zhì)的量為多少,混合氣

11、體總物質(zhì)的混合氣體總物質(zhì)的量為多少量為多少?定義：定義：可逆反應(yīng)中，舊化學(xué)平衡的破壞，新化學(xué)平可逆反應(yīng)中，舊化學(xué)平衡的破壞，新化學(xué)平衡建立過程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。衡建立過程叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。V正正V逆逆V正正=V逆逆0條件改變條件改變 平衡平衡1 1 不平衡不平衡 平衡平衡2 2建立新平衡建立新平衡破壞舊平衡破壞舊平衡V正正=V逆逆0一定時(shí)間一定時(shí)間影響化學(xué)平衡的條件影響化學(xué)平衡的條件化學(xué)平衡的移動(dòng)化學(xué)平衡的移動(dòng)V正正 V逆逆 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)V正正 = V逆逆 平衡不移動(dòng)平衡不移動(dòng)V正正 V逆逆0V正正V逆逆V正正V逆逆Vt1tV逆逆 V正正 思考練習(xí) Fe(NO3

12、)2溶液呈淺綠色，其中存在著下列溶液呈淺綠色，其中存在著下列平衡：平衡：Fe2+2H2O Fe(OH)2+2H+ 往該溶液往該溶液中滴加鹽酸，發(fā)生的變化（中滴加鹽酸，發(fā)生的變化（ ） (A) 平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) (B) 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) (C) 溶液由淺綠色變成黃色溶液由淺綠色變成黃色 (D) Fe2+物質(zhì)的量增大物質(zhì)的量增大 A D 2. 溫度對化學(xué)平衡的影響溫度對化學(xué)平衡的影響熱熱水水冰冰水水常常溫溫例如：例如：2NO2 4N2O2 +Q 為放熱反應(yīng)為放熱反應(yīng) 紅棕色紅棕色無色無色結(jié)論結(jié)論：其它：其它條件不變的條件不變的情況下，溫情況下，溫度度

13、升高升高，平，平衡向衡向吸熱吸熱反反應(yīng)方向移動(dòng)；應(yīng)方向移動(dòng)；溫度溫度降低降低，平衡向平衡向放熱放熱反應(yīng)方向移反應(yīng)方向移動(dòng)。動(dòng)。升高溫度升高溫度V放放V吸吸V吸吸V放放0Vt1t降低溫度降低溫度溫度對化學(xué)平衡的影響溫度對化學(xué)平衡的影響平衡向吸熱平衡向吸熱(H0)反應(yīng)反應(yīng)方向移動(dòng)方向移動(dòng)平衡向放熱平衡向放熱(HV放放V放放 V吸吸 溫度對溫度對吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)的速率的影響程度大的速率的影響程度大所有化學(xué)反應(yīng)一定伴隨著熱效應(yīng)，因些改所有化學(xué)反應(yīng)一定伴隨著熱效應(yīng)，因些改變溫度變溫度一定一定會(huì)使化學(xué)平衡發(fā)生會(huì)使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)移動(dòng)。 注意注意 壓強(qiáng)的變化壓強(qiáng)的變化( (是通過改變?nèi)萜鞯捏w積實(shí)現(xiàn)是通過改變

14、容器的體積實(shí)現(xiàn)) )必必須改變混合氣體的須改變混合氣體的濃度濃度，導(dǎo)致速率變化時(shí)，才可能，導(dǎo)致速率變化時(shí)，才可能使平衡移動(dòng)。使平衡移動(dòng)。3 3、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響、壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響平衡向正反應(yīng)平衡向正反應(yīng)(氣體體積減小氣體體積減小)方向移動(dòng)方向移動(dòng)平衡向逆反應(yīng)平衡向逆反應(yīng)(氣體體積增大氣體體積增大)方向移動(dòng)方向移動(dòng)壓強(qiáng)對氣體壓強(qiáng)對氣體計(jì)量數(shù)和大計(jì)量數(shù)和大的一側(cè)的速的一側(cè)的速率影響程度大率影響程度大V正正V逆逆V正正V逆逆0Vt1tV正正 V逆逆V正正V逆逆V正正V逆逆0Vt1t

15、V逆逆 V正正 壓強(qiáng)變化相當(dāng)壓強(qiáng)變化相當(dāng)?shù)缺稊?shù)等倍數(shù)的改變各組分的的改變各組分的濃度濃度 壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響有氣體參加反應(yīng)有氣體參加反應(yīng)反應(yīng)前后氣體總的物質(zhì)的量有變化反應(yīng)前后氣體總的物質(zhì)的量有變化條件：條件：H2(g)+I2(g)2HI(g)增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)減小壓強(qiáng)V正正V逆逆V正正V逆逆0Vt1tV正正V逆逆V正正V逆逆0Vt1t對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量沒變化的反應(yīng)，改對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量沒變化的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)只會(huì)同變壓強(qiáng)只會(huì)同等程度等程度地影響正逆反應(yīng)速率。地影響正逆反應(yīng)速率。V逆逆 = V正正 平衡不移動(dòng)平衡不移動(dòng) 在定溫、在定溫、容積可變?nèi)莘e可變的容器

16、中充入的容器中充入1molN2 和和3molH2，發(fā)生反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)N2+3H2 2NH3，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列措施將會(huì)對化學(xué)平衡產(chǎn)生什么影響？（填衡后，下列措施將會(huì)對化學(xué)平衡產(chǎn)生什么影響？（填正向移動(dòng)或逆向移動(dòng)或不移動(dòng)）正向移動(dòng)或逆向移動(dòng)或不移動(dòng)）例：例：正向移動(dòng)正向移動(dòng)逆向移動(dòng)逆向移動(dòng)不移動(dòng)不移動(dòng)（1）壓縮壓縮容器容器的容積的容積（2）定壓定壓向容器中充入向容器中充入氦氦氣氣（3）定容定容容器中充入容器中充入氦氦氣氣增大壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)正向移動(dòng)正向移動(dòng)逆向移動(dòng)逆向移動(dòng)例：例：I2 + H2 2HI增大體系的壓強(qiáng)，增大體系的壓強(qiáng)， 平衡不移動(dòng)，平衡不移動(dòng)，但濃度增大，顏色加深，速

17、率加快！但濃度增大，顏色加深，速率加快！對于反應(yīng)前后氣體分子對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)目數(shù)目不變不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)的反應(yīng)，壓強(qiáng)改變，平衡改變，平衡不不移動(dòng)移動(dòng)4.催化劑對化學(xué)平衡無影響催化劑對化學(xué)平衡無影響催化劑同等程度的加快或減慢正、逆反應(yīng)速率催化劑同等程度的加快或減慢正、逆反應(yīng)速率(V正正=V逆逆)；對化學(xué)平衡無影響。；對化學(xué)平衡無影響。t時(shí)間時(shí)間（b）V速速率率V正正V逆逆0V逆逆V正正催化劑能縮短平衡到達(dá)的時(shí)間催化劑能縮短平衡到達(dá)的時(shí)間改變反應(yīng)條件改變反應(yīng)條件平平 衡衡 移移 動(dòng)動(dòng)增大增大反應(yīng)物濃度反應(yīng)物濃度減少減少生成物濃度生成物濃度向向正正方向移動(dòng)方向移動(dòng)減小減小反應(yīng)物濃度反應(yīng)物濃度增加

18、增加生成物濃度生成物濃度向向逆逆方向移動(dòng)方向移動(dòng)增增 大大 壓壓 強(qiáng)強(qiáng)減減 小小 壓壓 強(qiáng)強(qiáng) 向體積向體積增大增大的方向移動(dòng)的方向移動(dòng)升升 高高 溫溫 度度 向向吸熱吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)反應(yīng)方向移動(dòng)向向放熱放熱反應(yīng)方向移動(dòng)反應(yīng)方向移動(dòng)降降 低低 溫溫 度度總結(jié)總結(jié)改變反應(yīng)條件時(shí)平衡移動(dòng)的方向改變反應(yīng)條件時(shí)平衡移動(dòng)的方向向體積向體積縮小縮小的方向移動(dòng)的方向移動(dòng)分析化學(xué)平衡移動(dòng)的一般思路分析化學(xué)平衡移動(dòng)的一般思路勒夏特列原理勒夏特列原理判斷判斷補(bǔ)充：化學(xué)平衡移動(dòng)原理補(bǔ)充：化學(xué)平衡移動(dòng)原理勒夏特列原理勒夏特列原理 如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、溫度、或壓強(qiáng)等），

19、平衡就向能夠溫度、或壓強(qiáng)等），平衡就向能夠減弱減弱這種改這種改變的方向移動(dòng)。變的方向移動(dòng)。注意：注意：是是“減弱減弱”這種改變，不是這種改變，不是“消除消除”這種改變這種改變勒夏特列原理適用于任何勒夏特列原理適用于任何動(dòng)態(tài)平衡體系動(dòng)態(tài)平衡體系（如：溶解（如：溶解平衡、電離平衡、沉淀平衡、水解平衡等），平衡、電離平衡、沉淀平衡、水解平衡等），未平衡未平衡狀態(tài)狀態(tài)不能用此來分析不能用此來分析平衡移動(dòng)原理只能用來判斷平衡移動(dòng)方向，但不能平衡移動(dòng)原理只能用來判斷平衡移動(dòng)方向，但不能用來判斷建立平衡所需時(shí)間。用來判斷建立平衡所需時(shí)間?；瘜W(xué)反應(yīng)條件的控制化學(xué)反應(yīng)條件的控制 在生產(chǎn)和生活中，人們希望促進(jìn)有利

20、的化在生產(chǎn)和生活中，人們希望促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)抑制有害的化學(xué)反應(yīng)，這就涉及到反學(xué)反應(yīng)抑制有害的化學(xué)反應(yīng)，這就涉及到反應(yīng)條件的控制應(yīng)條件的控制(4)將廢氣通過裝有冷卻水的管道，充分吸收將廢氣通過裝有冷卻水的管道，充分吸收還可以使用助燃劑等還可以使用助燃劑等下面以下面以“提高煤的燃燒效率提高煤的燃燒效率”為例為例(1)將煤氣化比固態(tài)煤燃燒速率更快且使煤將煤氣化比固態(tài)煤燃燒速率更快且使煤 充分燃燒。充分燃燒。(2)空氣不足，煤得不到充分燃燒；且污染環(huán)境?？諝獠蛔悖旱貌坏匠浞秩紵磺椅廴经h(huán)境。 空氣過量，廢氣要帶走能量，浪費(fèi)能源。空氣過量，廢氣要帶走能量，浪費(fèi)能源。(3)應(yīng)選擇保溫性能好，提高爐膛溫度的材料應(yīng)選擇保溫性能好，提高爐膛溫度的材料歸納：提高煤的燃燒效率的措施歸納：提高煤的燃燒效率的措施（1）盡可能使燃料充分燃燒，提高能量）盡可能使燃料充分燃燒，提高能量的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率.關(guān)鍵是燃料與空氣或氧氣要盡關(guān)鍵是燃料與空氣