化學(xué)平衡“百校聯(lián)賽”一等獎(jiǎng)

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率和限度第三課時(shí)

思考：

一個(gè)反應(yīng)在實(shí)際進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)物能否按化學(xué)方程式中相應(yīng)的物質(zhì)的計(jì)量關(guān)系完全轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌?？如果能，是在什么條件下？如果不能，原因是什么？科學(xué)史話P50

煉鐵高爐尾氣之謎我們已經(jīng)增加了高爐的高度，怎么排出的一氧化碳濃度沒有降低呢？你能幫助工程師解開這一謎底嗎？

CO1、可逆反應(yīng)如：2HI(g)H2(g)+I2(g)；

同一條件下，既能正向又能逆向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)叫可逆反應(yīng)。用大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是可逆反應(yīng)。少數(shù)反應(yīng)，在逆反應(yīng)條件還沒建立時(shí)反應(yīng)物已經(jīng)耗盡了,不能建立平衡,是不可逆反應(yīng)。如Ag++Cl-=AgCl↓☆鹵素單質(zhì)和H2O的反應(yīng)：

X2+H2OHX+HXO 2F2+2H2O==4HF+O2↑常見的可逆反應(yīng)和不可逆反應(yīng)舉例：☆某些非金屬單質(zhì)和H2的化合反應(yīng)：可逆：N2、P、S和I2；不可逆：F2、O2和Cl2?！钅承┭趸锖虷2O的化合反應(yīng)：可逆：CO2、SO2

；不可逆：Na2O、SO3☆一些弱酸和弱堿的反應(yīng)：如CH3COOH、H2CO3與NH3·H2O反應(yīng)生成鹽和水屬于可逆反應(yīng)(強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的反應(yīng)是不可逆反應(yīng)，能進(jìn)行到底)2、化學(xué)平衡（1）概念：化學(xué)平衡狀態(tài)就是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化的狀態(tài)（2）化學(xué)平衡狀態(tài)的特征①化學(xué)平衡的研究對(duì)象是可逆反應(yīng)②平衡時(shí)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,V正=V逆③化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡V正=V逆≠0④平衡時(shí)各組分含量固定⑤當(dāng)外界條件改變時(shí)，平衡一般要發(fā)生改變概括為：逆、等、動(dòng)、定、變√√如何理解V(正)＝V(逆)?例如：一定條件下，可逆反應(yīng)N2＋3H22NH3，以下情況均表示V(正)＝V(逆)（1）單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2反應(yīng)掉，同時(shí)有1molN2生成。（2）單位時(shí)間內(nèi)，有3molH2反應(yīng)掉，同時(shí)有2molNH3反應(yīng)掉。（3）單位時(shí)間內(nèi)，有1molN2生成，同時(shí)有2molNH3生成。練習(xí)：在一定溫度下A(g)+3B(g)2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（）A.C的生成速率與C的分解速度相等B.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA，同時(shí)生成3nmolBC.A、B、C濃度不再發(fā)生變化D.A、B、C的物質(zhì)的量之比為1:3:2AC下列說法中可以證明反應(yīng)N2+3H22NH3已達(dá)化學(xué)限度的是A.1molN≡N鍵斷裂的同時(shí),有3molH-H鍵生成

B.1molN≡N鍵斷裂的同時(shí),有3molH-H鍵斷裂

C.1molN≡N鍵斷裂的同時(shí),有6molH-H鍵斷裂

D.1molN≡N鍵斷裂的同時(shí),有6molN-H鍵斷裂下列方法中可以證明2HI(g)

H2(g)+I2(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是（）①單位時(shí)間生成nmolH2的同時(shí)生成nmolHI

②一個(gè)H-H鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè)H-I鍵斷裂

③百分組成HI%=I2%

④反應(yīng)速率υ(H2)=υ(I2)=0.5υ(HI)時(shí)

⑤c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1

⑥溫度和體積一定時(shí),某生成物濃度不再變化

⑦溫度和體積一定時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化

⑧條件一定,體系平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化。⑨溫度和體積一定時(shí),混合氣體顏色不再變化

答案：②⑥⑨對(duì)于前后氣體系數(shù)和不等(aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)a+b≠c+d）的反應(yīng)，壓強(qiáng)、體積、物質(zhì)的量不變，說明已到達(dá)平衡?；緲?biāo)志：不同方向同一物質(zhì)的V正=V逆各組分濃度保持不變（3）判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志其他標(biāo)志對(duì)于有顏色變化的反應(yīng)，顏色不再改變，說明已達(dá)平衡狀態(tài)定向爆破有何啟發(fā)？三、化學(xué)反應(yīng)條件的控制樹現(xiàn)在，假設(shè)你是一名工程師，你要使到你工廠的煤盡可能的完全燃燒，提高煤的燃燒效率，你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面進(jìn)行分析？三、化學(xué)反應(yīng)條件的控制怎樣提高煤的燃燒效率？1.煤的狀態(tài)與燃燒的速率有何關(guān)系？與煤的充分燃燒有何關(guān)系？2.空氣的用量對(duì)煤的充分燃燒有什么影響？原因是什么？3.應(yīng)選用什么樣的爐膛材料？4.如何充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量？1、煤被研得越細(xì)，粉末越小，與空氣中O2的接觸面積越大，燃燒越充分，反應(yīng)速率越快。2、空氣充足，煤燃燒生成CO2越充分，放熱越多；若空氣不足，則煤燃燒部分生成CO，CO排到空氣中造成污染，且生成CO時(shí)，放出得熱量大大減少。3、應(yīng)選擇保溫隔熱且耐熱的爐膛材料；盡管煤燃燒是放熱反應(yīng)，但反應(yīng)過程中煤燃燒需提供部分能量才能繼續(xù)，因此利用煤燃燒放出的部分熱量就可維持反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，選用保溫隔熱材料的目的，正是為了防止熱量散失。4、可將燃燒后的廢氣通過交換裝置，供其他方面使用。5、燃料充分燃燒的條件是什么？燃料燃燒必須與空氣接觸，且要達(dá)到燃料的著火點(diǎn)。燃料充分燃燒要考慮兩點(diǎn)：一是燃燒時(shí)要有足夠多的空氣，二是燃料與空氣要有足夠大的接觸面積。歸納：盡可能的使煤充分燃燒，提高能量的轉(zhuǎn)化率，關(guān)鍵是燃料與空氣或氧氣要盡可能充分的接觸，且空氣要適當(dāng)過量。燃料與空氣要有足夠大的接觸面積。盡可能充分地利用燃料燃燒所放出來的熱能，提高熱能的利用率。練習(xí)天然氣和液化石油氣燃燒的主要化學(xué)方程式依次為：CH4＋2O2→CO2＋2H2O，C3H8＋5O2→3CO2＋4H2O，現(xiàn)有一套以天然氣為燃料的灶具，今改用液化石油氣，應(yīng)采用的正確措施是（）A、減少空氣進(jìn)入量，增大石油氣進(jìn)入量B、增大空氣進(jìn)入量，減少石油氣進(jìn)入量C、減少空氣進(jìn)入量，減少石油氣進(jìn)入量D