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1、.第二章第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量化學(xué)反應(yīng)與能量第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率和限度化學(xué)反應(yīng)的速率和限度二二 化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)的限度肇慶市實(shí)驗(yàn)中學(xué)肇慶市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 胡春嬌胡春嬌.科學(xué)史話:科學(xué)史話:煉鐵高爐尾氣之謎煉鐵高爐尾氣之謎 CO 我們已經(jīng)增加了高我們已經(jīng)增加了高爐的高度,怎么排出的一爐的高度,怎么排出的一氧化碳濃度沒有降低呢?氧化碳濃度沒有降低呢?你能幫助工程師解開這一你能幫助工程師解開這一謎底嗎?謎底嗎?可逆反應(yīng)!可逆反應(yīng)!Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫高溫. 化學(xué)反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)是有限度有限度的,有些能進(jìn)的,有些能進(jìn)行得行得較徹底較徹底,有些反應(yīng)進(jìn)行是,有些反應(yīng)進(jìn)行是不徹底不
2、徹底的,甚至是的,甚至是可逆可逆的。的。.速率速率含義含義與濃度關(guān)系與濃度關(guān)系V正正V逆逆正反應(yīng):正反應(yīng):從從左左向向右右進(jìn)行的反應(yīng)。進(jìn)行的反應(yīng)。逆反應(yīng):逆反應(yīng):從從右右向向左左進(jìn)行的反應(yīng)。進(jìn)行的反應(yīng)。單位時(shí)間反應(yīng)物濃度的減少單位時(shí)間反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加或生成物濃度的增加單位時(shí)間反應(yīng)物濃度的單位時(shí)間反應(yīng)物濃度的增加增加或生成物濃度的或生成物濃度的減少減少?zèng)Q定于生成物濃度決定于生成物濃度決定于反應(yīng)物濃度決定于反應(yīng)物濃度.不能進(jìn)行到底,不能進(jìn)行到底,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到能達(dá)到100%,反應(yīng)體系中得到的總是反應(yīng)體系中得到的總是反應(yīng)物與生成物的混合物。反應(yīng)物與生成物的混
3、合物。正逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行正逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行條件相同條件相同在一定條件下可達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)在一定條件下可達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài).H2(g) + I2 (g) 2HI(g) 正向反應(yīng)逆向反應(yīng)對(duì)于以上反應(yīng),請(qǐng)分析:對(duì)于以上反應(yīng),請(qǐng)分析:(1)當(dāng)反應(yīng)剛開始時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度哪個(gè)大?)當(dāng)反應(yīng)剛開始時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度哪個(gè)大?(2)當(dāng)反應(yīng)剛開始時(shí),正反應(yīng)與逆反應(yīng)哪個(gè)反應(yīng)速率大?)當(dāng)反應(yīng)剛開始時(shí),正反應(yīng)與逆反應(yīng)哪個(gè)反應(yīng)速率大?(3)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物和生成物濃度如何變化?)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物和生成物濃度如何變化?(4)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,v(正正)與與v(逆逆)怎樣變化?怎樣變化?在密
4、閉容器中加入1molH2和1mol I2發(fā)生反應(yīng).H2(g) + I2 (g) 2HI(g) 正向反應(yīng)正向反應(yīng)逆向反應(yīng)逆向反應(yīng)(5)反應(yīng)會(huì)進(jìn)行到什么時(shí)候平衡狀態(tài)?)反應(yīng)會(huì)進(jìn)行到什么時(shí)候平衡狀態(tài)?當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí)當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí)(6)此時(shí),反應(yīng)物和生成物濃度如何變化?)此時(shí),反應(yīng)物和生成物濃度如何變化?反應(yīng)物和生成物濃度不再改變反應(yīng)物和生成物濃度不再改變(7)給這個(gè)狀態(tài)命名給這個(gè)狀態(tài)命名平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)(8)反應(yīng)真的停止了嗎?)反應(yīng)真的停止了嗎?NONO!處于動(dòng)態(tài)平衡處于動(dòng)態(tài)平衡.2.定義定義化學(xué)平衡狀態(tài),就是指在一定條件下的化學(xué)平衡狀態(tài),就是指在一定條件下的可逆可逆
5、反應(yīng)反應(yīng)里,里,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反,反應(yīng)混合物中各組分的應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變濃度保持不變的狀態(tài)。的狀態(tài)。注意三點(diǎn)前提(適用范圍)前提(適用范圍):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.反應(yīng)速率v(正)v(逆)v(正)= v(逆)t1時(shí)間(t)0(1)0t1:v(正)v(逆)(2)t1: v(正)=v(逆)平衡狀態(tài).化學(xué)平衡狀態(tài)的特征:化學(xué)平衡狀態(tài)的特征:1、逆、逆正逆過程都在同時(shí)進(jìn)行正逆過程都在同時(shí)進(jìn)行3、動(dòng)(動(dòng)態(tài)平衡,反應(yīng)沒有停止)、動(dòng)(動(dòng)態(tài)
6、平衡,反應(yīng)沒有停止):v(正)(正)0,v(逆)(逆)0 2、等、等:v(正)(正)= v(逆)(逆) 4、定:外界條件不發(fā)生變化,體系組、定:外界條件不發(fā)生變化,體系組分不發(fā)生變化,各物質(zhì)濃度保持一定分不發(fā)生變化,各物質(zhì)濃度保持一定5、變:外界條件發(fā)生變化,平衡將、變:外界條件發(fā)生變化,平衡將改變,重新建立新的平衡改變,重新建立新的平衡.隨堂練習(xí)1對(duì)于可逆反應(yīng)對(duì)于可逆反應(yīng)MN Q達(dá)到平衡時(shí),達(dá)到平衡時(shí),下列說法正確的是(下列說法正確的是( ) A.M、N、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.M、N全部變成了全部變成了QC.反應(yīng)物混合物各組份的濃度保持不變反應(yīng)物混合物各組份的濃度
7、保持不變D.反應(yīng)已經(jīng)停止反應(yīng)已經(jīng)停止C.2.在一定條件下,某容器中充入在一定條件下,某容器中充入N2和和H2合成合成NH3,以下敘述錯(cuò)誤的是(以下敘述錯(cuò)誤的是( )A.開始反應(yīng)時(shí),正反應(yīng)速率最大,逆反應(yīng)速開始反應(yīng)時(shí),正反應(yīng)速率最大,逆反應(yīng)速 率為零率為零B.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小, 最后減小為零最后減小為零C.隨著反應(yīng)的進(jìn)行逆反應(yīng)速率逐漸增大,隨著反應(yīng)的進(jìn)行逆反應(yīng)速率逐漸增大, 最后保持恒定最后保持恒定D.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率逐漸減小, 最后與逆反應(yīng)速率相等且都保持恒定最后與逆反應(yīng)速率相等且都保持恒定B.
8、如何判斷可逆反應(yīng)如何判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)?達(dá)到平衡狀態(tài)?1.速率:速率:v(正正)=v(逆逆)同一物質(zhì):同一物質(zhì):生成速率等于消耗速率生成速率等于消耗速率不同物質(zhì):不同物質(zhì):判斷出反應(yīng)方向(同時(shí)有正、逆兩個(gè)方判斷出反應(yīng)方向(同時(shí)有正、逆兩個(gè)方向)后,速率比符合計(jì)量系數(shù)比。向)后,速率比符合計(jì)量系數(shù)比。2.含量不變。含量不變。任何一種物質(zhì)的任何一種物質(zhì)的濃度濃度、物質(zhì)的量物質(zhì)的量、百分比百分比不變。不變。.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷【例】 在一定溫度下,可逆反應(yīng)A(氣)+3B(氣) 2C(氣)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()A.C的生成速率與C分解的速率相等 B.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA,同時(shí)
9、生成3nmolBC.A、B、C的濃度不再變化 D.A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2A C.【例2】下列說法可以證明反應(yīng)N2+3H2 2NH3 已達(dá)平衡狀態(tài)的是( )A.1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)HH鍵形成B.1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)HH鍵斷裂C.1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)NH鍵斷裂D.1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)NH鍵形成AC.【例3】 在一定溫度下,下列敘述不是可逆反應(yīng)不是可逆反應(yīng)A(氣)+3B(氣) 2C(氣)+2D(固)達(dá)到平衡的標(biāo)志的是 C的生成 速率與C的分解速率相等 ( )單位時(shí)間內(nèi)生成amolA,同時(shí)生成3a molB A、B、C的濃度不再變化A、B、C的分壓強(qiáng)不再變化混
10、合氣體的總壓強(qiáng)不再變化混合氣體的物質(zhì)的量不再變化單位時(shí)間內(nèi)消耗amolA,同時(shí)生成 3amolBA、B、C、D的分子數(shù)之比為1:3:2:2 A. B. C. D.A. 1. 在一定溫度下,可逆反應(yīng)A(氣)+3B(氣) 2C(氣)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()A.C的生成速率與C分解的速率相等 B.單位時(shí)間生成nmolA,同時(shí)生成3nmolBC.單位時(shí)間生成B的速率,與生成C的速率 相等 (數(shù)值)D.單位時(shí)間生成nmolA,同時(shí)生成2nmolCAD練習(xí). 2. 在在500、釩觸媒的作用下,某密閉容、釩觸媒的作用下,某密閉容器中反應(yīng)器中反應(yīng) 2SO2 O2 2SO3 H 0 達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的標(biāo)志是達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的標(biāo)志是 ( )A SO2的消耗速率等于的消耗速率等于SO3的生成速率的生成速率 B SO2的生成速率等于的生成速率等于SO3的生成速率的生成速率C SO2的消耗速率等于的消耗速率等于O2消耗速率的消耗速率的2倍倍 D SO3的生成速率等于的生成速率等于O2生成速率的生
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