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1、第三节第三节 化学反应的化学反应的 速率和限度速率和限度第三课时第三课时 我们知道在化学反应中,反应物我们知道在化学反应中,反应物之间是按照化学方程式中的系数比进之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的,那么,行反应的,那么,在实际反应中,反在实际反应中,反应物能否按相应的计量关系应物能否按相应的计量关系完全完全转化转化为生成物呢为生成物呢?氯水是氯气的水溶液,氯气能与氯水是氯气的水溶液,氯气能与水反应,而且这是一个可逆反应。水反应,而且这是一个可逆反应。请请大家回忆氯水中含有哪些微粒。大家回忆氯水中含有哪些微粒。氯水的成份:氯水的成份:氯水的成份:氯水的成份:分子:分子:分子:分子:ClCl
2、2 2 、HClOHClO 、HH2 2O 离子:离子:离子:离子:HH+、ClCl-、ClO-等等Cl2 能能 与与H2O发生可逆反应发生可逆反应:ClCl2 2 +H +H2 2O O HClOHClO+HClH2 +I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应什么叫做可逆反应?什么叫做可逆反应?在在同一条件同一条件下下,既向正反应方向进行既向正反应方向进行,同时同时又向逆反应方向进行的反应又向逆反应方向进行的反应.典型的可逆反应有典型的可逆反应有:N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂高温高温 SO2+H2O H2SO3NH3+H2O NH3 H
3、2O启示启示:化学反应是有限度的,有些能进行得较彻底,化学反应是有限度的,有些能进行得较彻底,有些反应是不彻底的,是可逆的。有些反应是不彻底的,是可逆的。N2 +H2 NH3 在一固定容积的密闭容器里,加在一固定容积的密闭容器里,加1molN1molN2 2和和3mol 3mol H H2 2 (合适催化剂合适催化剂),能发生什么反应?能发生什么反应?(1)开始时)开始时c(N2)、c(H2)最大,最大,c(NH3)=0开始阶段有什么特征?开始阶段有什么特征?只有正反应,只有正反应,v(逆逆)=0催化剂催化剂N2 +3 H2 2NH3高温高温N2 +H2 NH3(2)瞬间后)瞬间后c(N2)、
4、c(H2)变小变小 ,c(NH3)0瞬间过后有什么特征?瞬间过后有什么特征?正逆反应都进行,正逆反应都进行,v(逆逆)0,v(正正)v(逆逆)(3)c(N2)、c(H2)逐渐变小,逐渐变小,c(NH3)逐渐增大,逐渐增大,三种物质的浓度达到一个三种物质的浓度达到一个特定值特定值。一定时间段内有什么特征?一定时间段内有什么特征?v(正正)=v(逆逆)0N2 +H2 NH3 由于由于v(正正)=v(逆逆)0,虽然正、逆反应,虽然正、逆反应都在进行,但各种物质的百分含量、浓都在进行,但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化度都不会发生变化.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
5、应的这种特殊状态就是我们今可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的天要研究的化学平衡状态化学平衡状态。可逆反应所能达到的可逆反应所能达到的最大限度最大限度反反应应速速率率v(正正)v(逆逆)t1时间(时间(t)0(1)0t1:v(正正)v(逆逆)(2)t1:v(正正)=v(逆逆)0平衡状态平衡状态N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压交流与讨论交流与讨论1、定义、定义 在在一定条件一定条件下的下的可逆反应可逆反应中,当中,当正反正反应速率和逆反应速率相等应速率和逆反应速率相等,反应混合物,反应混合物中各中各组分的组分的浓度保持不变浓度保持不变的状态。的状态。前提(适用范围)前提(
6、适用范围):可逆反应可逆反应内在本质内在本质:v(正正)=v(逆逆)0外在标志:反应混合物中各组分外在标志:反应混合物中各组分 的浓度保持不变的浓度保持不变二、化学平衡状态二、化学平衡状态水的量没有变水的量没有变2、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征(2)(2)动动:动态平衡(:动态平衡(v v(正正)=)=v v(逆逆)0)0)(1)(1)等等:v(v(正正)=v()=v(逆逆)(3)(3)定定:反应混合物中:反应混合物中各组分各组分的浓度保持恒的浓度保持恒定,各组分的含量保持不变。定,各组分的含量保持不变。(4)(4)变变:条件改变,原平衡被破坏,在新:条件改变,原平衡被破坏,在新的条
7、件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。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 时间时间 (min)浓度浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9 同一物质同一物质:该物质的生成速率等
8、于它的消耗速:该物质的生成速率等于它的消耗速率。率。如:如:VA生成生成=VA消耗消耗 不同的物质不同的物质:速率之比等于方程式中的系数比,:速率之比等于方程式中的系数比,但必须是不同方向的速率。但必须是不同方向的速率。如如:VA生成生成:VB消耗消耗=m:n 对于对于mAmA+nBnB=xCxC+yDyD平衡状态达到的标志:平衡状态达到的标志:(1)v(1)v正正=v=v逆逆 化学键断裂情况化学键断裂情况=化学键生成情况化学键生成情况(2)反应混合物中各组成成分的含量保持不变反应混合物中各组成成分的含量保持不变:各组成成分的各组成成分的质量质量、物质的量物质的量、体积体积(气体气体)、物质的
9、量浓度物质的量浓度保持不变。保持不变。各组成成分的各组成成分的质量分数、物质的量分数、气质量分数、物质的量分数、气体的体积分数体的体积分数保持不变。保持不变。1 1、对于反应、对于反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3,下列说法处,下列说法处于化学平衡状态的是于化学平衡状态的是()()(N N2 2生成)生成)=(N N2 2消耗),消耗),N N2 2、H H2 2、NHNH3 3的分子数之比为的分子数之比为132132,单位时间内生成单位时间内生成2molNH2molNH3 3,同时消耗,同时消耗1molN1molN2 2,N N2 2、H H2 2、NHNH3 3的物质
10、的量不再发生变化。的物质的量不再发生变化。A A、B B、C C、D D、练习练习题A2 2、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 D3 3、对于可逆反应、对于可逆反应M MN QN Q达到平衡状态达到平衡状态时,下列说法正确的是(时,下列说法正确的是()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
11、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C4、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 5、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1:3:2C 6、在一定温度下,、在一定温度下,2NO2(g)N2O4(g)(无色)无色)的可逆反应中,下列情况属于平衡的可逆反应中,下列情况属于平衡状态的是(状态的是()A.N2O4不再分解不再分解 B.v(N2O4):v(NO2)=1:2 C.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 C
限制150内