化學(xué)反應(yīng)的速率和限度(第三課時(shí))

1、第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率和限度（第3課時(shí)）科學(xué)史話煉鐵高爐尾氣之謎高溫高溫高爐煉鐵的主要反應(yīng)：高爐煉鐵的主要反應(yīng)： 高爐增高后，怎么排出的高爐增高后，怎么排出的COCO比比例沒有降低呢？例沒有降低呢？高溫高溫高溫高溫二、化學(xué)反應(yīng)的限度（一）可逆反應(yīng)（一）可逆反應(yīng) 在在同一條件同一條件下下正反應(yīng)方向正反應(yīng)方向和和逆反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向均能進(jìn)均能進(jìn)行的反應(yīng)，稱為行的反應(yīng)，稱為“可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)”。典型的可逆反應(yīng)有典型的可逆反應(yīng)有: :H2 + I2 2HI 2SO2+O2 2SO3催化劑催化劑NH3 +H2O NH3 H2OCl2 +H2O HCl + HClO SO2 +H2O H2SO3N2+3H

2、2 2NH3催化劑催化劑高溫高壓高溫高壓1.1. 定義定義書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式要用書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式要用“ “ ”正反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)二、化學(xué)反應(yīng)的限度 在在同一條件同一條件下下正反應(yīng)方向正反應(yīng)方向和和逆反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向均能進(jìn)均能進(jìn)行的反應(yīng)，稱為行的反應(yīng)，稱為“可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)”。2.2.可逆反應(yīng)的特點(diǎn)（判斷依據(jù)）可逆反應(yīng)的特點(diǎn)（判斷依據(jù)）(1)(1)同一條件同一條件, ,正、逆反應(yīng)正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。同時(shí)進(jìn)行。(2)(2)反應(yīng)不完全，反應(yīng)不完全，反應(yīng)物和生成物同時(shí)存在。反應(yīng)物和生成物同時(shí)存在。書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式要用書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式要用“ “ ”（一）可逆反應(yīng)（一

3、）可逆反應(yīng)1.1. 定義定義正反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)2.在一密閉容器中加入在一密閉容器中加入2molSO2和和1mol18O2，（1）最終反應(yīng)容器中有哪些物質(zhì)？）最終反應(yīng)容器中有哪些物質(zhì)？（2）18O存在于哪些物質(zhì)中？存在于哪些物質(zhì)中？思考與交流不屬于可逆反應(yīng)不屬于可逆反應(yīng), ,因?yàn)榉磻?yīng)條件不同。因?yàn)榉磻?yīng)條件不同。1.1.分析下列反應(yīng)是不是可逆反應(yīng)，說明原因。分析下列反應(yīng)是不是可逆反應(yīng)，說明原因。（1 1） 和和（2 2）鉛蓄電池的充電和放電）鉛蓄電池的充電和放電22222HOH O點(diǎn)燃22222H OHO電解PbPbO22H2SO4 2PbSO42H2O 2SO2 + 18O2 2SO3催化

4、劑催化劑 SO2 、O2 、SO3 SO2 、O2 、SO3討論分析該可逆反應(yīng)中分析該可逆反應(yīng)中各種物質(zhì)的濃度、正反應(yīng)速率和各種物質(zhì)的濃度、正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率是如何變化的？是如何變化的？ 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，2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3催化劑催化劑 t（min)C(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9C(C(起始起始)/(mol/L)/(mol/L

5、)：C(50min)/(mol/L)C(50min)/(mol/L)：1 1 0.5 00.5 00.10.1 0.05 0.90.05 0.9正反應(yīng)正反應(yīng)逆反應(yīng)逆反應(yīng)2SO2SO2 2 + O+ O2 2 2SO 2SO3 3催化劑催化劑 (1) (1) 反應(yīng)開始時(shí)反應(yīng)開始時(shí): :反應(yīng)物濃度反應(yīng)物濃度 ， 正反應(yīng)速率正反應(yīng)速率 ；生成物濃度為生成物濃度為 ， 逆反應(yīng)速率為逆反應(yīng)速率為 。(2) (2) 反應(yīng)進(jìn)行中反應(yīng)進(jìn)行中: :反應(yīng)物濃度反應(yīng)物濃度 ， 正反應(yīng)速率正反應(yīng)速率 ; ;生成物濃度生成物濃度 ， 逆反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率 。(3) 50min,(3) 50min,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率

6、正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率 。 此時(shí)反應(yīng)物濃度和生成物濃度也此時(shí)反應(yīng)物濃度和生成物濃度也 。v(v(正正) )v(v(逆逆) )50min50minv(v(正正)=v()=v(逆逆) )00t t0 0v v最大最大最大最大零零零零減小減小減小減小增大增大增大增大相等相等不再改變不再改變V V( (正正) ) V V( (逆逆) ) 二、化學(xué)反應(yīng)的限度 在在一定條件一定條件下，當(dāng)一個(gè)下，當(dāng)一個(gè) 反應(yīng)反應(yīng)進(jìn)行到進(jìn)行到正反正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率 時(shí)，時(shí)，反應(yīng)物和生成物反應(yīng)物和生成物的濃度的濃度 ，達(dá)到一種，達(dá)到一種 的狀態(tài)，的狀態(tài)，稱為稱為“化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)”，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱化學(xué)

7、平衡化學(xué)平衡。（二）化學(xué)平衡狀態(tài)（二）化學(xué)平衡狀態(tài)1.1. 定義定義 化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)達(dá)到的一種特殊狀態(tài)，是可逆反應(yīng)達(dá)到的一種特殊狀態(tài)，是在是在給定條件給定條件下化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到或完成的最大程下化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到或完成的最大程度，即該反應(yīng)進(jìn)行的度，即該反應(yīng)進(jìn)行的限度限度。 化學(xué)反應(yīng)限度化學(xué)反應(yīng)限度決定決定了了反應(yīng)物反應(yīng)物在在該條件該條件下的下的最大最大轉(zhuǎn)化率。轉(zhuǎn)化率?？赡婵赡嫦嗟认嗟炔辉俑淖儾辉俑淖儽砻骒o止表面靜止二、化學(xué)反應(yīng)的限度（二）化學(xué)平衡狀態(tài)（二）化學(xué)平衡狀態(tài)2.2. 特征特征 等等 定定 變變 動(dòng)動(dòng) 逆逆 ：化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)：化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)：

8、平衡時(shí)，：平衡時(shí)，v v( (正正) )= = v v( (逆逆) ) （本質(zhì)）（本質(zhì)） ：化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡：化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡：v v( (正正)= )= v v( (逆逆) ) 00：平衡狀態(tài)時(shí)，各組分濃度：平衡狀態(tài)時(shí)，各組分濃度( (物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)）質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)）保持不變。（特征）保持不變。（特征）：外界條件改變，原平衡狀態(tài)將被打破，：外界條件改變，原平衡狀態(tài)將被打破， 再在新條件下建立新的平衡狀態(tài)。再在新條件下建立新的平衡狀態(tài)。優(yōu)優(yōu)P45P451.1.對(duì)于可逆反應(yīng)對(duì)于可逆反應(yīng) M MN 2 Q N 2 Q ，下列說法正確的是，下列說法正確的是（

9、） A. A. 達(dá)到平衡時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)，M M、N N、Q Q三種物質(zhì)的濃度相等三種物質(zhì)的濃度相等 B. B. 達(dá)到平衡時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)，M M、N N、Q Q三種物質(zhì)濃度均保持不變?nèi)N物質(zhì)濃度均保持不變 C. C. 反應(yīng)開始后，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)反應(yīng)開始后，正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng) 速率逐漸增大，達(dá)到平衡時(shí)正、逆速率相等速率逐漸增大，達(dá)到平衡時(shí)正、逆速率相等 D. D. 只在平衡時(shí)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比為只在平衡時(shí)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比為1:1:21:1:2BCBC課堂練習(xí)課堂練習(xí)注意：各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比在注意：各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比在反應(yīng)過程中任一反應(yīng)過程中任一 時(shí)刻時(shí)刻必然符合化

10、學(xué)計(jì)量數(shù)之比。必然符合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。二、化學(xué)反應(yīng)的限度（二）化學(xué)平衡狀態(tài)（二）化學(xué)平衡狀態(tài)3.3. 判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)優(yōu)優(yōu)P45P45微觀本質(zhì)微觀本質(zhì)判斷判斷 V V( (正正) = ) = V V( (逆逆) ) 即：即：同一物質(zhì)同一物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)消耗的物質(zhì)的量（消耗在單位時(shí)間內(nèi)消耗的物質(zhì)的量（消耗速率）和生成的物質(zhì)的量（生成速率）相等。速率）和生成的物質(zhì)的量（生成速率）相等。例：對(duì)于在一定條件下的可逆反應(yīng)：例：對(duì)于在一定條件下的可逆反應(yīng)： 單位時(shí)間內(nèi)，消耗單位時(shí)間內(nèi)，消耗1molN1molN2 2，同時(shí)生成，同時(shí)生成1molN1molN2 2N2+3H2 2N

11、H3V V( (正正) ) V V( (逆逆) ) =2 2、下列各關(guān)系式中能說明反應(yīng)、下列各關(guān)系式中能說明反應(yīng)N N2 2 + 3H + 3H2 2 2NH 2NH3 3 已達(dá)平衡狀態(tài)的是（已達(dá)平衡狀態(tài)的是（ ） A A、3V3V正（正（N N2 2）=V=V正（正（H H2 2） B B、V V正（正（N N2 2）=V=V逆（逆（NHNH3 3） C C、2V2V正（正（H H2 2）=3V=3V逆（逆（NHNH3 3） D D、V V正（正（N N2 2）=3V=3V逆（逆（H H2 2）C方法總結(jié)：判斷一個(gè)可逆反應(yīng)的方法總結(jié)：判斷一個(gè)可逆反應(yīng)的V V( (正正) = ) = V V(

12、 (逆逆) ) ：1 1、先確定比較的分別是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率；、先確定比較的分別是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率；2 2、再分析不同物質(zhì)表示的速率之比與方程式中的、再分析不同物質(zhì)表示的速率之比與方程式中的 化學(xué)計(jì)量數(shù)之比是否相等?；瘜W(xué)計(jì)量數(shù)之比是否相等。課堂練習(xí)課堂練習(xí)二、化學(xué)反應(yīng)的限度2.2.達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志（二）化學(xué)平衡狀態(tài)（二）化學(xué)平衡狀態(tài)1.1. 定義定義各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、濃度各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、濃度保持不變；保持不變；或者質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體體積分?jǐn)?shù)等或者質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體體積分?jǐn)?shù)等 保持不變。保持不變。宏觀特征宏觀特征判斷判斷微

13、觀本質(zhì)微觀本質(zhì)判斷判斷 ：同一物質(zhì)：同一物質(zhì) V V( (正正) = ) = V V( (逆逆) ) 課堂練習(xí)課堂練習(xí)3 3、N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3 反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列說法正確反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列說法正確 的是（的是（ ） A A、 N N2 2、H H2 2、NHNH3 3的濃度之比為的濃度之比為1 1：3 3：2 2 B B、N N2 2、H H2 2、NHNH3 3的濃度相等的濃度相等 C C、反應(yīng)體系的總質(zhì)量不再變化、反應(yīng)體系的總質(zhì)量不再變化 D D、N N2 2、H H2 2、NHNH3 3 的濃度保持不變的濃度保持不變D特別提醒：達(dá)到平衡時(shí)各組分的濃

14、度保持不變，特別提醒：達(dá)到平衡時(shí)各組分的濃度保持不變，但不一定相等，也不一定符合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。但不一定相等，也不一定符合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。2.2.空氣的用量對(duì)煤的充分燃燒有什么影響？原因是？空氣的用量對(duì)煤的充分燃燒有什么影響？原因是？1.1.煤的狀態(tài)與燃燒的速率、充分燃燒有何關(guān)系？煤的狀態(tài)與燃燒的速率、充分燃燒有何關(guān)系？ 將塊狀的煤磨成粉末狀，可燃物與空氣的接觸面積將塊狀的煤磨成粉末狀，可燃物與空氣的接觸面積 增大，燃燒得更充分，反應(yīng)速率更快。增大，燃燒得更充分，反應(yīng)速率更快。 空氣越充足，煤燃燒得越充分，放出的熱量越多。增大空氣越充足，煤燃燒得越充分，放出的熱量越多。增大一種反應(yīng)物的濃度可以

15、提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。一種反應(yīng)物的濃度可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。3.3.應(yīng)選用什么樣的爐膛材料？應(yīng)選用什么樣的爐膛材料？保溫、耐熱、隔熱材料。保溫、耐熱、隔熱材料。4.4.如何充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量？如何充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量？將燃燒后的廢氣通過熱交換裝置供其他方面使用。將燃燒后的廢氣通過熱交換裝置供其他方面使用。思考與交流：現(xiàn)在，假設(shè)你是一名工程師，你要使工思考與交流：現(xiàn)在，假設(shè)你是一名工程師，你要使工廠的煤盡可能的完全燃燒，提高煤的燃燒效率，你認(rèn)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？為應(yīng)該從哪些方面進(jìn)行分析？?jī)?yōu)優(yōu)P45 P45 即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用2 22 2、N N2 2(g)(g)3H3H2 2(g)(g) 2NH2NH3 3(g)(g)在體積不變的在體積不變的 密閉容器中反應(yīng)，下列敘述表示處于化學(xué)平衡密閉容器中反應(yīng)，下列敘述表示處于化學(xué)平衡 狀態(tài)的是狀態(tài)的是( () )A AN N2 2、H H2 2、NHNH3 3的濃度比為的濃度比為132132B B混合氣體的密度不隨時(shí)間而變化混合氣體的密度不隨時(shí)間而變化C C當(dāng)有當(dāng)有1 mol NN1 mol NN鍵斷裂時(shí)，有鍵斷裂時(shí)，有6 mol NH6 mol NH鍵斷裂鍵斷裂D D單位時(shí)間內(nèi)消耗單位時(shí)