化学反应的限度.说课材料.ppt

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1、化学反应的限度.科科学学史史话话炼铁高炉尾气之谜炼铁高炉尾气之谜C CCOCO2 2 2CO 2CO Fe Fe2 2OO3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2高温思考与交流：分析下列反应是否是可逆反应思考与交流：分析下列反应是否是可逆反应1、和和2、二次电池的充电和放电、二次电池的充电和放电3、CO2和和H2O在光合作用下合成糖与糖在人在光合作用下合成糖与糖在人体内氧化体内氧化4、练习：练习：v对于可逆反应对于可逆反应2SO2+O22SO3，在，在混合气体中充入一定量的混合气体中充入一定量的18O2足够长时足够长时间后，间后，18O原子（原子（）A、只存在于、只存在于O

2、2中中B、只存在于、只存在于O2和和SO3中中C、只存在于、只存在于SO2和和O2中中D、存在于、存在于SO2、O2和和SO3D在密闭容器中充入在密闭容器中充入PCl5，发生化学反应：，发生化学反应：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g），），反应一段时间后又向其中加入反应一段时间后又向其中加入37Cl2，在重，在重新达到化学平衡状态后，新达到化学平衡状态后，37Cl原子存在于原子存在于APCl5中中BPCl3中中CCl2D三种物质中都有三种物质中都有D随堂练习随堂练习2此条件下进行到什么时候达到了这个此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度反应的限度?此时的反应是否此时的反应是否停止停

3、止了？了？此时为何此时为何3种物质的浓度种物质的浓度保持不变保持不变?某温度和压强下的密闭容器中某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂二、化学反应限度二、化学反应限度:可逆反应在一定条件下完成的最大程度。化学反应达到限度时，正逆反应速率相等化学反应达到限度时，正逆反应速率相等 练习：练习：v对化学反应限度的叙述，错误的是（对化学反应限度的叙述，错误的是（）A、任何可逆反应都有一定的限度、任何可逆反应都有一定的限度B、化学反应的限度是不可改变的、化学反应的限度是不可改变的C、化学反应的限度与时间的长短无关、化学反应的限度与时间的长短无关D、化学反应达到限度时，正逆反应速

4、率、化学反应达到限度时，正逆反应速率相等相等 B 500 1.01105 PaPa在某密闭容器中发生反应：2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂(1)(1)、反应刚、反应刚开始开始时：时：反应物浓度反应物浓度 ，正反应速率，正反应速率 ；生成物浓度为生成物浓度为，逆反应速率为，逆反应速率为 。最大最大最大最大00逐渐增大逐渐减小逐渐减小逐渐增大(2)(2)、反应、反应过程过程中：中：反应物浓度反应物浓度 ，正反应速率，正反应速率 ;生成物浓度生成物浓度 ，逆反应速率，逆反应速率 。(3)(3)、一定时间后，正逆反应速率必然出现、一定时间后，正逆反应速率必然出现 。各物质的浓度 。相等保持不变V正

5、正V逆逆时间时间速速率率050min50min各物质的浓度保持不变V正正=V逆逆0 由于由于v(正正)=v(逆逆)0，虽然正、逆反应都，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化会发生变化.从外表上看，反应好象从外表上看，反应好象“停止停止”。可逆反应的这种特殊状态称为可逆反应的这种特殊状态称为化学平衡化学平衡状态状态。（1）反应条件：一定条件可逆反应（2）研究对象：1 1、定义、定义:指在一定条件下的可逆反应指在一定条件下的可逆反应里，里，正反应速率和逆反应速率相正反应速率和逆反应速率相等等，各物质各物质的浓度的浓度保持保持不变不变

6、的的状态状态。三三、化学平衡状态（、化学平衡状态（化学平衡化学平衡）【注意】反应混合物中各组分的浓度反应混合物中各组分的浓度保持不变保持不变(3）外在标志：）外在标志：2.化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征()动：动态平衡动：动态平衡（v v(正正)=)=v v(逆逆)00）(2)2)等：等：()定：反应混合物中各组分的浓度保持定：反应混合物中各组分的浓度保持 定，各组分的含量保持不变。定，各组分的含量保持不变。()变：条件改变，原平衡被破坏，在新变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。()逆逆V正V逆0【注：平衡时，浓度【注：平衡时，浓度不一定不一定相等

7、相等或或成比例成比例】1、下列反应，不属于可逆反应的是（）A、氯气与水反应生成盐酸与次氯酸B、N2与H2在一定条件下可以生成NH3，同时NH3又可分解为N2和H2C、水的生成与电解D、CO2溶于水和H2CO3分解C【随堂练习随堂练习】练习练习可逆反应达到平衡的重要特征（）可逆反应达到平衡的重要特征（）A.A.反应停止了反应停止了B.B.正、逆反应速率都为零正、逆反应速率都为零C.C.反应物和生成物的浓度相等反应物和生成物的浓度相等D.D.正、逆反应的速率相等正、逆反应的速率相等D D对于可逆反应对于可逆反应M MN QN Q达到平衡状态时，达到平衡状态时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（）

8、A.MA.M、N N、Q Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B.MB.M、N N全部变成了全部变成了Q QC.MC.M、N N、Q Q的浓度都保持不变的浓度都保持不变D.D.反应已经停止反应已经停止C3、在一定条件下，某容器中充入N2 和 H2 合成NH3，以下叙述错误的是（）A、开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零。B、随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零C随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定。D、随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定。B4、化学平衡研究的对象（）A、不可逆反应 B、可逆反应 C、氧化还原反应 D、所有化

9、学反应B下列说法可以证明反应下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是 ()A.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键形成键形成B.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键断裂键断裂C.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键断裂键断裂D.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键形成键形成A、C 随堂练习随堂练习在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（）达到平衡的标志是（）A.A的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B.单位时间内生成单位时间内

10、生成nmolA,同时生同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D.A、B、C的分子数比为的分子数比为1:3:2C14CO2 +C CO，达到化学平衡后，达到化学平衡后，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、14CO3、达到化学平衡的标志、达到化学平衡的标志（2）V正V逆（1）各物质的浓度保持不变应用：同一物质，V消=V生(消耗速率等于生成速率)不同物质，方向相反，速率之比=系数之比例1：反应mA(g)+nB(g)pC(g)，达到平衡的标志为：、A的消耗速率与A的生成速率、A的消耗速率与C的 速率之比等于 。、B的生成速率与C的 速率之比

11、等于 。、A的生成速率与B的 速率之比等于 。相等相等消耗消耗m：p生成生成n：p消耗消耗m：n化学平衡的标志化学平衡的标志6、一定条件下，反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是（）A、单位时间内生成1 mol A2同时生成1 molAB B、单位时间内生成2 mol AB 同时生成1 mol B2 C、单位时间内生成1 mol A2 同时生成1 mol B2 D、单位时间内生成1 mol A2 同时消耗1 mol B2 BD化学平衡的标志化学平衡的标志7、在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（）A、C的生成速率与C分解的速率相等 B、单位时间内

12、生成n molA,同时生成3n molBC、A、B、C的浓度不再变化 D、A、B、C的分子数之比为1:3:2AC化学平衡的标志化学平衡的标志8、一定的温度，向密闭容器中加入1molX气体和2molY气体,发生反应 X(g)+2Y(g)2Z(g)，此反应达到平衡状态的标志是（）A、单位时间消耗0.1molX，同时生成0.1mol X B、容器内X、Y、Z的浓度之比为1：2：2C、容器内各物质的浓度相等 D、单位时间消耗0.1mol X 同时消耗0.2mol YA化学平衡的标志化学平衡的标志9、对于反应2SO2+O2 2SO3，下列说法，能表示反应处于化学平衡状态的是（）V(O2)生成=V(O2)

13、消耗SO2、O2、SO3的浓度之比为212单位时间内消耗1molO2，同时生成2molSO3SO2、O2、SO3的浓度不再发生变化。A、B、C、D、A化学平衡的标志化学平衡的标志1.在一定温度下在一定温度下,2NO2(g)（红色红色）N2O4(g)(无色无色)的可逆反应中，下列情况属的可逆反应中，下列情况属于平衡状态的是（于平衡状态的是（）A.N2O4不再分解不再分解 B.v(N2O4):v(NO2)=1:2C.体系的颜色不再改变体系的颜色不再改变 D.NO2的浓度与的浓度与N2O4的浓度之比的浓度之比2：1将将1moLN1moLN2 2和和3moLH3moLH2 2充入一密闭容器充入一密闭容

14、器,使其使其在一定条件下发生反应在一定条件下发生反应:N:N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3下列哪一种状态说明反应达到平衡下列哪一种状态说明反应达到平衡1 1、氨气的生成速率与分解速率相等的状态氨气的生成速率与分解速率相等的状态2 2、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率相等、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率相等 的状态的状态4 4、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率等、氮气的消耗速率与氨气的消耗速率等于于1 1：2 2的状态的状态3 3、氮气的消耗速率与氨气的生成速率等、氮气的消耗速率与氨气的生成速率等 于于1 1：2 2的状态的状态将将1moL1moLN2和和3moL3moLH2充入一密闭

15、容器充入一密闭容器,使其使其在一定条件下发生反应在一定条件下发生反应:N2+3H22NH3下列哪一种状态说明反应达到平衡下列哪一种状态说明反应达到平衡1 1、1mol1molNH3 3分解分解,同时同时0.5mol0.5molN2 2消耗消耗.2 2、H2 2的浓度不再变化的浓度不再变化.5 5、N2 2、H2、NH3总物质的量不在改变或总物质的量不在改变或各组分含量不再变化各组分含量不再变化.3 3、CN2=CH2=CNH34 4、CN2:CH2:CNH3=1:3:2可逆反应可逆反应O22SO22SO3的正、逆的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来

16、表示。下列各关系中能说明反应变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是已达到平衡状态的是A 正正 SO2 2 正正 O2 B 正正 O2 逆逆 SO3 C 正正 O2 2 逆逆 SO3 D 正正 SO2 逆逆 SO3 D化学反应条件的控制化学反应条件的控制 在生产和生活中，人们希望促进有利的化在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应抑制有害的化学反应，这就涉及到反学反应抑制有害的化学反应，这就涉及到反应条件的控制应条件的控制(4)将废气通过装有冷却水的管道，充分吸收将废气通过装有冷却水的管道，充分吸收还可以使用助燃剂等还可以使用助燃剂等下面以下面以“提高煤的燃烧效率提高煤的燃烧效率

17、”为例为例(1)将煤气化比固态煤燃烧速率更快且使煤将煤气化比固态煤燃烧速率更快且使煤 充分燃烧。充分燃烧。(2)空气不足，煤得不到充分燃烧；且污染环境。空气不足，煤得不到充分燃烧；且污染环境。空气过量，废气要带走能量，浪费能源。空气过量，废气要带走能量，浪费能源。(3)应选择保温性能好，提高炉膛温度的材料应选择保温性能好，提高炉膛温度的材料归纳：提高煤的燃烧效率的措施归纳：提高煤的燃烧效率的措施（1）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率的转化率.关键是燃料与空气或氧气要尽关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分地接触，且空气要适当过量。可能充分地接触，且空气要适当过

18、量。（2）尽可能充分地利用燃料燃烧所释放）尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。出的热能，提高热能的利用率。提高燃料的燃烧效率实质上是从多方面提高燃料的燃烧效率实质上是从多方面控制燃烧反应的条件（包括环境）控制燃烧反应的条件（包括环境）意义：节约能源、节省资源、减少污染意义：节约能源、节省资源、减少污染（煤在气化过程中可以脱硫、除去灰分）（煤在气化过程中可以脱硫、除去灰分）我们在生产、科研和生活中都需要控制我们在生产、科研和生活中都需要控制化学反应的条件。化学反应的条件。有利的反应，要想办法增大反应速率：有利的反应，要想办法增大反应速率：（1）升高温度，使用催化剂，增大反应

19、物浓度）升高温度，使用催化剂，增大反应物浓度有害的反应，要设法降低反应速率：有害的反应，要设法降低反应速率：（1）降低反应温度，使用负催化剂）降低反应温度，使用负催化剂（2）或隔离会引发反应的物质）或隔离会引发反应的物质知识应用知识应用u煤本身是可燃物质，但是块状的煤用明火煤本身是可燃物质，但是块状的煤用明火靠近都不燃烧，而当煤变为粉末状态时，在靠近都不燃烧，而当煤变为粉末状态时，在空气中达到一定的浓度遇明火即迅速爆炸，空气中达到一定的浓度遇明火即迅速爆炸，其原因是其原因是()。A粉末状态的煤比块状煤的着火点低粉末状态的煤比块状煤的着火点低B粉末状态的煤比块状煤放出的热量多粉末状态的煤比块状煤

20、放出的热量多C粉末状态的煤比块状煤的总表面积大粉末状态的煤比块状煤的总表面积大D粉末状态的煤呈气态，属于可燃性气体粉末状态的煤呈气态，属于可燃性气体随堂练习随堂练习4C例一：例一：在在820时时,在容积为在容积为1L的含有催化剂的密闭容器中的含有催化剂的密闭容器中,发生如下反应：发生如下反应：COH2O(g)CO2H2n总总起始量起始量(mol)0.010.01002min(mol)0.0090.0090.0010.0018min(mol)0.0080.0080.0020.00215min(mol)0.0070.0070.0030.00320min(mol)0.0070.0070.0030.0

21、03例二：例二：在在500时时,在容积为在容积为1L的含有催化剂的密闭容器中的含有催化剂的密闭容器中,发生如下反应：发生如下反应：N23H22NH3n总总起始量起始量(mol)0.20.402min(mol)0.180.340.048min(mol)0.160.280.0815min(mol)0.130.190.1420min(mol)0.130.190.140.020.020.020.020.02各物质的浓度不再发生变化各物质的浓度不再发生变化各物质的含量不再发生变化各物质的含量不再发生变化正逆反应速率相等正逆反应速率相等反应达到平衡反应达到平衡0.60.560.520.460.46各物质的

22、浓度不再发生变化各物质的浓度不再发生变化各物质的含量不再发生变化各物质的含量不再发生变化正逆反应速率相等正逆反应速率相等反应达到平衡反应达到平衡总的物质的量不变总的物质的量不变气体压强不变气体压强不变平均相对分子质量不变平均相对分子质量不变气体压强不变气体压强不变平均相对分子质量不变平均相对分子质量不变5.在一定温度下在一定温度下,反应反应I2(g)+H2(g)2HI(g),达到平衡的达到平衡的标志是：标志是：A.v(HI)=2v(H2)B.H2的百分含量不再变化的百分含量不再变化C.容器内的压强不再变化容器内的压强不再变化D.c(I2)=c(H2)=c(HI)6.对反应对反应A(g)+B(g

23、)C(g)+D(g)的以下叙述中的以下叙述中,能能说说明恒温下已达平衡状态的是明恒温下已达平衡状态的是A.反应容器中反应容器中,压强不随时间改变而改变压强不随时间改变而改变B.反应容器中反应容器中,A、B、C、D 能共存能共存C.反应容器中反应容器中,A、B、C、D质量不再改变质量不再改变D.反应容器中的各物质物质的量不随时间变化反应容器中的各物质物质的量不随时间变化CD同同T、V下下11、下列下列的说法中可以证明的说法中可以证明已达平衡状态的是已达平衡状态的是_；在；在的说法中能说明的说法中能说明已达平衡状态的是已达平衡状态的是_。单位时间内生成单位时间内生成nmolH2的同时生成的同时生成

24、nmolHI一个一个H-H键断裂的同时，有两个键断裂的同时，有两个H-I键断裂键断裂百分组成：百分组成：W(HI)=W(I2)容器内容器内HI(g)、H2(g)、I2(g)共存共存c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1温度和体积一定时，容器内压强不再变化温度和体积一定时，容器内压强不再变化温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化温度和压强一定时，混合气体的颜色不再发生变化温度和压强一定时，混合气体的颜色不再发生变化温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化温度和

25、压强一定时，混合气体的密度不再变化6.6.一定条件下在一定条件下在密闭密闭容器中进行容器中进行 达到平衡的标志是达到平衡的标志是()()N2(g)+3H2(g)2NH3(g)A.v(正正)=v(逆逆)D.生成生成amolNH3的同时有的同时有amolNH3分解分解B.N2、H2、NH3的浓度不再变化的浓度不再变化C.c(N2):c(H2):c(NH3)=1：3：2K.容器内气体的密度不再随时间改变容器内气体的密度不再随时间改变E.单位时间内消耗单位时间内消耗amolN2，同时生成，同时生成2amolNH3F.单位时间内单位时间内消耗消耗3molH2，同时，同时消耗消耗2molNH3ABDFILMG.1个个键断裂的同时，有键断裂的同时，有3个个NH键形成键形成H.1个个键断裂的同时，有键断裂的同时，有3个个NH键断裂键断裂I.1个个键断裂的同时，有键断裂的同时，有6个个NH键断裂键断裂J.1个个键断裂的同时，有键断裂的同时，有6个个NH键形成键形成N NN NN NN NL.容器内压强不再随时间改变容器内压强不再随时间改变M.条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化“能变化的量不变就意味着反应达到平衡能变化的量不变就意味着反应达到平衡”