化學反應的限度

1、1、工業(yè)煉鐵的方程式為、工業(yè)煉鐵的方程式為 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2,現(xiàn)有現(xiàn)有 1000molFe2O3和和3000molCO反應反應,反應反應 足夠時間后可以產(chǎn)生多少足夠時間后可以產(chǎn)生多少molFe? 答答:但是實際上只產(chǎn)生了但是實際上只產(chǎn)生了1500mol,為什么為什么? 工程師們想了很久工程師們想了很久,認為是認為是Fe2O3和和CO接觸接觸 不充分不充分,于是他們設(shè)法增加了煉鐵高爐的高于是他們設(shè)法增加了煉鐵高爐的高 度度,增加了他們反應的時間。結(jié)果呢增加了他們反應的時間。結(jié)果呢? 答答:還是只產(chǎn)生了還是只產(chǎn)生了1500mol。為什么。為什么? 高溫高溫 經(jīng)過科學家們長期的研

2、究發(fā)現(xiàn),化學反應除了有速率問題,還有限 度問題,即反應進行的程度問題。有的反應反應物可以完全反應 轉(zhuǎn)化成生成物,有的反應物只反應了一部分。今天我們就來研究 一下化學反應的限度。 所有化學反應都有速率問題,但化學反應限度不是所有化學 反應都有,只有可逆反應才有限度問題。 1 1、什么是可逆反應、什么是可逆反應? ? 思考思考: : 3 1 1、可逆反應、可逆反應 （1 1）定義）定義: :在同一反應條件下在同一反應條件下, ,既可以既可以 向正反應方向進行向正反應方向進行, ,同時又可以向逆反應同時又可以向逆反應 方向進行的反應。方向進行的反應。 2、你還知道哪些可逆反應、你還知道哪些可逆反應?

3、 3、點燃氫氣和氧氣的混合物、點燃氫氣和氧氣的混合物 可劇烈地化合生成水可劇烈地化合生成水,電解水電解水 時又可生成氫氣和氧氣時又可生成氫氣和氧氣,這是這是 不是一個可逆反應不是一個可逆反應?為什么為什么? 除了以上這些反應 ,還有沒有其它可逆反應呢? 實驗一實驗一 溶液變成黃褐溶液變成黃褐 色。色。 有有I2生成生成 發(fā)生萃取發(fā)生萃取,CCl4 層顯紫紅色。層顯紫紅色。 有有I2生成生成 溶液顯血紅色溶液顯血紅色 Fe3+ 并未完全轉(zhuǎn)并未完全轉(zhuǎn) 化為化為Fe2+ ,反應是反應是 個可逆反應個可逆反應 1、可逆反應、可逆反應 （1）定義）定義:在同一反應條件下在同一反應條件下,既可以向正既可以

4、向正 反應方向進行反應方向進行,同時又可以向逆反應方向進行同時又可以向逆反應方向進行 的反應。的反應。 （2）大部分化學反應都是可逆反應。）大部分化學反應都是可逆反應。 （3）可逆反應的特點）可逆反應的特點: 正反應和逆反應發(fā)生的條件相同正反應和逆反應發(fā)生的條件相同; 反應物、生成物共同存在反應物、生成物共同存在; 可逆反應有一定的限度?？赡娣磻幸欢ǖ南薅?。 7 交流與討論交流與討論 1、在高溫、高壓、催化劑存在下、在高溫、高壓、催化劑存在下,氮氣和氫氣發(fā)生可氮氣和氫氣發(fā)生可 逆反應逆反應,無論反應時間多長無論反應時間多長,在反應容器中總是存在著在反應容器中總是存在著 氮氣、氫氣、和氨氣。氮

5、氣、氫氣、和氨氣。 此反應達到了此反應達到了 最大限度最大限度 NH3 的產(chǎn)生的產(chǎn)生 NH3 的消耗的消耗 2 2、化學平衡狀態(tài)、化學平衡狀態(tài) 可逆反應在一定條件下進行到一可逆反應在一定條件下進行到一 定程度時定程度時, ,正反應速率和逆反應的速率正反應速率和逆反應的速率 相等相等, ,反應物和生成物的濃度不再發(fā)生反應物和生成物的濃度不再發(fā)生 變化變化, ,反應達到反應達到化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)。 2 2、化學平衡狀態(tài)、化學平衡狀態(tài) 可逆反應在一定條件下進行到一可逆反應在一定條件下進行到一 定程度時定程度時, ,正反應速率和逆反應的速率正反應速率和逆反應的速率 相等相等, ,反應物和生成物的

6、濃度不再發(fā)生反應物和生成物的濃度不再發(fā)生 變化變化, ,反應達到反應達到化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)。 2對于一定條件下的可逆反應對于一定條件下的可逆反應,容器的體積保持不變?nèi)萜鞯捏w積保持不變 N2(g)3H2(g) 2NH3(g),能說明反應已達到平衡狀態(tài)能說明反應已達到平衡狀態(tài) 的是（的是（ ） A、V（正）（正）=V（逆）（逆） B、消耗、消耗1molN2的同時的同時,生成生成1molN2 C、消耗、消耗1molN2的同時的同時,生成生成2molNH3 D、消耗、消耗1molN2的同時的同時,消耗消耗2molNH3 E、消耗、消耗3molH2的同時的同時,生成生成2molNH3 F、N2的濃

7、度保持不變的濃度保持不變 Gc(NH3) c(N2) c(H2)=2 1 3 2 2、化學平衡狀態(tài)、化學平衡狀態(tài) 可逆反應在一定條件下進行到一可逆反應在一定條件下進行到一 定程度時定程度時, ,正反應速率和逆反應的速率正反應速率和逆反應的速率 相等相等, ,反應物和生成物的濃度不再發(fā)生反應物和生成物的濃度不再發(fā)生 變化變化, ,反應達到反應達到化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)。 （2）化學平衡是一種動態(tài)平衡。）化學平衡是一種動態(tài)平衡。 （2）條件改變化學平衡狀態(tài)會移動）條件改變化學平衡狀態(tài)會移動,但但 一段時間后會達到新的平衡。一段時間后會達到新的平衡。 2對于一定條件下的可逆反應對于一定條件下的可逆

8、反應,容器的體積保持不變?nèi)萜鞯捏w積保持不變 N2(g)3H2(g) 2NH3(g),能說明反應已達到平衡狀態(tài)能說明反應已達到平衡狀態(tài) 的是（的是（ ） J斷開斷開1molNN鍵的同時斷開鍵的同時斷開6molNH鍵鍵 I斷開斷開3molHH鍵的同時生成鍵的同時生成6molNH鍵鍵 H斷開斷開3molHH鍵的同時生成鍵的同時生成3molHH鍵鍵 K3V正 正（ （N2）=V正 正（ （H2） L3V正 正（ （N2）=V逆 逆（ （H2） M2V正 正（ （H2）=3V逆 逆（ （NH3） 1在一定溫度下在一定溫度下,反應反應A2(g)B2(g) 2AB(g) 達到平達到平 衡狀態(tài)的標志是（衡狀態(tài)

9、的標志是（ ） A單位時間生成單位時間生成n molA2同時生成同時生成n molAB B容器內(nèi)的總壓強不隨時間變化容器內(nèi)的總壓強不隨時間變化 C單位時間生成單位時間生成2n molAB同時生成同時生成n molB2 D單位時間生成單位時間生成n molA2同時生成同時生成n molB2 第二節(jié)第二節(jié) 1、可逆反應、可逆反應 （1）定義）定義:在同一反應條件下在同一反應條件下,既可以向正既可以向正 反應方向進行反應方向進行,同時又可以向逆反應方向進行同時又可以向逆反應方向進行 的反應。的反應。 （2）大部分化學反應都是可逆反應。）大部分化學反應都是可逆反應。 （3）可逆反應的特點）可逆反應的特

10、點: 正反應和逆反應發(fā)生的條件相同正反應和逆反應發(fā)生的條件相同; 反應物、生成物共同存在反應物、生成物共同存在; 可逆反應有一定的限度。可逆反應有一定的限度。 2 2、化學平衡狀態(tài)、化學平衡狀態(tài) 可逆反應在一定條件下進行到一可逆反應在一定條件下進行到一 定程度時定程度時, ,正反應速率和逆反應的速率正反應速率和逆反應的速率 相等相等, ,反應物和生成物的濃度不再發(fā)生反應物和生成物的濃度不再發(fā)生 變化變化, ,反應達到反應達到化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)。 2021/3/2717 在一個固定容積的密閉容器中,放入2molSO2和1molO2,在 一定溫度和有催化劑存在時發(fā)生反應,反應的化學方程式 是

11、_,一段時間后,發(fā)現(xiàn)SO2、O2、SO3的濃度 保持不變。這個過程可以用下面兩個圖表示: 0 t C 0 t v 時 間時 間 速 率 濃 度 SO2 O2 SO3 t1t1 v正反應 v逆反應 2021/3/2718 0 t C 0 t v 時間時間 速 率 濃 度 SO2 O2 SO3 t1t1 v正反應 v逆反應 （1 1）圖）圖中中t t1 1時刻時刻, ,各氣體的濃度不再變化各氣體的濃度不再變化, ,反應是否已停止反應是否已停止? ? （2）正、逆反應的速率與反應物、生成物的濃度有什么關(guān)系）正、逆反應的速率與反應物、生成物的濃度有什么關(guān)系? （3）圖）圖中中t1時刻起時刻起,v正反應

12、正反應v逆反應逆反應,請從微觀的視角請從微觀的視角,分析反應分析反應 體系中的物質(zhì)的變化。體系中的物質(zhì)的變化。 （4）我們說）我們說,t1時刻以后反應達到平衡狀態(tài)時刻以后反應達到平衡狀態(tài),請根據(jù)以上分請根據(jù)以上分 析析,說出化學平衡狀態(tài)有什么特點。說出化學平衡狀態(tài)有什么特點。 2021/3/2719 2 2、化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)、化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù) V（正）（正）=V（逆）時（逆）時 反應物、生成物的濃度保持不變時反應物、生成物的濃度保持不變時 其它的判斷方法其它的判斷方法: 顏色、壓強、密度等等不變時顏色、壓強、密度等等不變時 試卷 2021/3/2720 2對于一定條件下的可逆反應對

13、于一定條件下的可逆反應,容器的體積保持不變?nèi)萜鞯捏w積保持不變 N2(g)3H2(g) 2NH3(g),能說明反應已達到平衡狀態(tài)能說明反應已達到平衡狀態(tài) 的是（的是（ ） C斷開斷開1molNN鍵的同時斷開鍵的同時斷開6molNH鍵鍵 B斷開斷開3molHH鍵的同時生成鍵的同時生成6molNH鍵鍵 A斷開斷開3molHH鍵的同時生成鍵的同時生成3molHH鍵鍵 D3V正 正（ （N2）=V正 正（ （H2） E3V正 正（ （N2）=V逆 逆（ （H2） F2V正 正（ （H2）=3V逆 逆（ （NH3） 2021/3/2721 2對于一定條件下的可逆反應對于一定條件下的可逆反應,容器的體積保持

14、不變?nèi)萜鞯捏w積保持不變 N2(g)3H2(g) 2NH3(g),能說明反應已達到平衡狀態(tài)能說明反應已達到平衡狀態(tài) 的是（的是（ ） I反應體系的壓強不變反應體系的壓強不變 H體積分數(shù)體積分數(shù)NH3%N2% G體積分數(shù)體積分數(shù)NH3保持不變保持不變 J氣體的顏色保持不變氣體的顏色保持不變 2021/3/2722 在一定溫度下在一定溫度下, ,反應反應2NO2NO2 2 N N2 2O O4 4達到平衡 達到平衡 的標志是的標志是: :（ ） （A A）混合氣體的顏色不隨時間而變化）混合氣體的顏色不隨時間而變化 （B B）數(shù)值上）數(shù)值上v v(NO(NO2 2) )生成 生成= 2v(N = 2v

15、(N2 2O O4 4) )消耗 消耗 （C C）單位時間內(nèi)反應物減少的分子數(shù)）單位時間內(nèi)反應物減少的分子數(shù) 等于生成物增加的分子數(shù)等于生成物增加的分子數(shù) （D D）壓強不隨時間的變化而變化）壓強不隨時間的變化而變化 2021/3/2723 再見再見 2、化學平衡、化學平衡 （2 2）化學平衡的特征）化學平衡的特征: :“動動”、“等等”、“定定”、 “變變” “動動”: :化學平衡是一個動態(tài)平衡化學平衡是一個動態(tài)平衡; ; “等等”: :平衡時正反應和逆反應的速率相等且大平衡時正反應和逆反應的速率相等且大 于于0 0; ; “定定”: :平衡時反應物和生成物的濃度保持不平衡時反應物和生成物的

16、濃度保持不 變變; ; “變變”: :改變外界條件時改變外界條件時, ,平衡會發(fā)生移動。平衡會發(fā)生移動。 （舊的平衡將被破壞（舊的平衡將被破壞, ,并在新的條件下建立新的平并在新的條件下建立新的平 衡。）衡。） 2對于一定條件下的可逆反應對于一定條件下的可逆反應,容器的體積保持不變?nèi)萜鞯捏w積保持不變 N2(g)3H2(g) 2NH3(g),能說明反應已達到平衡狀態(tài)能說明反應已達到平衡狀態(tài) 的是（的是（ ） A、V（正）（正）=V（逆）（逆） B、消耗、消耗1molN2的同時的同時,生成生成1molN2 C、消耗、消耗1molN2的同時的同時,生成生成2molNH3 D、消耗、消耗1molN2的

17、同時的同時,消耗消耗2molNH3 E、消耗、消耗3molH2的同時的同時,生成生成2molNH3 F、N2的濃度保持不變的濃度保持不變 Gc(NH3) c(N2) c(H2)=2 1 3 2對于一定條件下的可逆反應對于一定條件下的可逆反應,容器的體積保持不變?nèi)萜鞯捏w積保持不變 N2(g)3H2(g) 2NH3(g),能說明反應已達到平衡狀態(tài)能說明反應已達到平衡狀態(tài) 的是（的是（ ） J反應體系的壓強不變反應體系的壓強不變 I體積分數(shù)體積分數(shù)NH3%N2% H體積分數(shù)體積分數(shù)NH3保持不變保持不變 K氣體的顏色保持不變氣體的顏色保持不變 L反應體系的密度保持不變反應體系的密度保持不變 J反應體

18、系的反應體系的M保持不變保持不變 在一定溫度下在一定溫度下, ,反應反應2NO2NO2 2 N N2 2O O4 4達到平衡 達到平衡 的標志是的標志是: :（ ） （A A）混合氣體的顏色不隨時間而變化）混合氣體的顏色不隨時間而變化 （B B）數(shù)值上）數(shù)值上v v(NO(NO2 2) )生成 生成= 2v(N = 2v(N2 2O O4 4) )消耗 消耗 （C C）單位時間內(nèi)反應物減少的分子數(shù)）單位時間內(nèi)反應物減少的分子數(shù) 等于生成物增加的分子數(shù)等于生成物增加的分子數(shù) （D D）壓強不隨時間的變化而變化）壓強不隨時間的變化而變化 （E E）混合氣的平均相對分子質(zhì)量不變）混合氣的平均相對分子質(zhì)量不變 27 1在一定溫度下在一定溫度下,反應反應A2(g)B2(g) 2AB(g) 達到平達到平 衡狀態(tài)的標志是（衡狀態(tài)的標志是（ ） A單位時間生成單位時