化学反应限度.ppt

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1、阅读教材阅读教材P P50-5150-51科学史话科学史话：炼铁高炉尾气之谜炼铁高炉尾气之谜从中你能得到什么启示？从中你能得到什么启示？v启示启示很多化学反应都不能按化学方程式很多化学反应都不能按化学方程式的计量关系完全反应，存在一定的限度。的计量关系完全反应，存在一定的限度。H2+I22HI逆反应逆反应逆反应逆反应正反应正反应正反应正反应二、可逆反应二、可逆反应定义定义：在同一条件下在同一条件下,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化学反应。又向逆反应方向进行的化学反应。正反应正反应正反应正反应逆反应逆反应逆反应逆反应强调同时强调同时强调同时强调同时（1 1）同

2、一条件同一条件下，下，同时同时进行；进行；（2 2）反应物）反应物不能完全不能完全转化为生成物，转化为生成物，反应物和生成物共存反应物和生成物共存 （3 3）使用使用“”N2+3H22NH3催化剂催化剂高温高压高温高压2SO2+O22SO3催化剂催化剂2NO2N2O4H2+I22HISO2+H2OH2SO3NH3+H2ONH3H2ONH4+OH-多数反应为可逆反应，典型的可逆反应有多数反应为可逆反应，典型的可逆反应有:ClCl2 2+H+H2 2OOHClOHClO+HCl【思考与交流思考与交流】下列反应是否为可逆反应？下列反应是否为可逆反应？1.NH3+HCl=NH4Cl与与NH4Cl=NH

3、3+HCl；2.水的生成与电解；水的生成与电解；3.二次电池如铅蓄电池的充电和放电；二次电池如铅蓄电池的充电和放电；4.植物光合作用合成糖与糖在人体内氧化生成植物光合作用合成糖与糖在人体内氧化生成CO2和和H2O。1反应反应刚开始时刚开始时，C(C(C(C(反应物反应物反应物反应物)和和C(C(C(C(生成物生成物生成物生成物)哪个大？哪个大？2 2反应刚开始时，反应刚开始时，v v v v(正正正正)与与v v v v(逆逆逆逆)哪个大？哪个大？3 3随着反应的进行随着反应的进行,C(C(C(C(反应物反应物反应物反应物)和和和和C(C(C(C(生成物生成物生成物生成物)如何变化？如何变化？

4、4 4随着反应的进行随着反应的进行,v v v v(正正正正)与与v v v v(逆逆逆逆)怎样变化？怎样变化？5 5反应进行到什么时候会反应进行到什么时候会“停止停止停止停止”？6 6此时，反应物和生成物此时，反应物和生成物浓度浓度浓度浓度如何变化？如何变化？7 7给这个状态命名：给这个状态命名：。8 8反应真的反应真的停止停止停止停止了吗？了吗？探究探究：在恒容密：在恒容密闭容器中加闭容器中加入入1mol1mol H H2 2 和和1mol 1mol I I2 2 发发生反生反应：应：H2+I22HI正反应正反应逆反应逆反应C C(反应物反应物反应物反应物)v v(正正正正)大大大大反应物

5、浓度减小生成物浓度增大反应物浓度减小生成物浓度增大反应物浓度减小生成物浓度增大反应物浓度减小生成物浓度增大v v(正正正正)逐渐减小逐渐减小逐渐减小逐渐减小v v(逆逆逆逆)逐渐增大逐渐增大逐渐增大逐渐增大动态平衡动态平衡动态平衡动态平衡化学平衡状态化学平衡状态化学平衡状态化学平衡状态不再变化不再变化不再变化不再变化v v(正正正正)=v=v(逆逆逆逆)v(正正)v(逆逆)t1反反应应速速率率时间时间（t）0正反应速率和逆反应速率随时间变化图示正反应速率和逆反应速率随时间变化图示V(正正)=v(逆逆)(1)0t1：v(正正)v(逆逆)(2)t1：v(正正)v(逆逆)=平衡状态平衡状态什么是化学

6、平衡呢？什么是化学平衡呢？指的是：指的是：某种物质某种物质某种物质某种物质的的消耗消耗消耗消耗速率与速率与其其生成生成生成生成速率相等速率相等1.定义：在一定条件下的定义：在一定条件下的可逆反应可逆反应里里，正反应速率和逆正反应速率和逆反应的速率相等反应的速率相等，反应物和生成物反应物和生成物浓度保持不变浓度保持不变的状态。的状态。三、化学平衡状态三、化学平衡状态2.2.特征特征:逆逆：可逆反应：可逆反应（研究对象、前提）（研究对象、前提）（研究对象、前提）（研究对象、前提）等等：V V(正正)V V(逆逆)（实质）（实质）（实质）（实质）动动：动态平衡，：动态平衡，V V(正正)V V(逆逆

7、)0000 定定：反应物和生成物：反应物和生成物浓度保持不变浓度保持不变浓度保持不变浓度保持不变（标志）（标志）（标志）（标志）变变：外界条件外界条件外界条件外界条件改变，化学平衡发生移动。改变，化学平衡发生移动。旧旧 的平衡将被破坏，并在新的条件下建立的平衡将被破坏，并在新的条件下建立新的平衡新的平衡新的平衡新的平衡。等等等等和和和和定定定定判断化学判断化学判断化学判断化学反应是否处于平反应是否处于平反应是否处于平反应是否处于平衡状态的关键。衡状态的关键。衡状态的关键。衡状态的关键。化学平衡状态是化学平衡状态是化学平衡状态是化学平衡状态是在给定条件下，在给定条件下，在给定条件下，在给定条件下

8、，可逆可逆可逆可逆反应所能达到或完反应所能达到或完反应所能达到或完反应所能达到或完成的最大成的最大成的最大成的最大程程程程度度度度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决，即该反应进行的限度。化学反应的限度决，即该反应进行的限度。化学反应的限度决，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。定了反应物在该条件下的最大转化率。定了反应物在该条件下的最大转化率。定了反应物在该条件下的最大转化率。1.生成生成1molNH3的同时消耗的同时消耗0.5molN22.生成生成1molN2的同时消耗的同时消耗3molH23.断裂断裂1molNN键的同时，断裂键的同时，断裂6molN-

9、H键键5.2V(N2)V(NH3)6.3V(N2)正正V(H2)正正73V(N2)正正V(H2)逆逆8.2V(N2)正正V(NH3)逆逆分组讨论：分组讨论：能够说明能够说明N2+3H22NH3反应在密反应在密闭容器中已达到平衡状态的是闭容器中已达到平衡状态的是：1、容器内、容器内N2、H2、NH3三者共存三者共存2、容器内、容器内N2、H2、NH3三者浓度相等三者浓度相等3、容器内、容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为的浓度比恰为1:3:24、N2、H2、NH3总物质的量不再改变或各组分总物质的量不再改变或各组分含量不再变化含量不再变化分组讨论：分组讨论：能够说明能够说明N2+3H22NH3反

10、应在密闭容器反应在密闭容器中已达到平衡状态的是中已达到平衡状态的是：5、容器内质量不随时间的变化而变化、容器内质量不随时间的变化而变化6、恒容容器内压强不随时间的变化而变化、恒容容器内压强不随时间的变化而变化7、恒容容器内密度不再发生变化、恒容容器内密度不再发生变化8、容器内的平均摩尔质量不再发生变化、容器内的平均摩尔质量不再发生变化思考：思考：若把反应改为若把反应改为H2(g)I2(g)2HI(g)，则，则5、6、7、8中选哪个？中选哪个？(1)(1)从速度判断从速度判断:要能说明要能说明V V正正=V=V逆逆00；(2)(2)从浓度、组成判断：从浓度、组成判断：各物质的物质的量、百分含量、

11、体积分数等保持恒定各物质的物质的量、百分含量、体积分数等保持恒定(3)(3)其它：其它：某些随着反应的进行而变化的量某些随着反应的进行而变化的量（如：（如：混合气体的物混合气体的物质的量、质量、总压、质的量、质量、总压、密度、平均摩尔质量、颜色密度、平均摩尔质量、颜色等）等）不再随时间的改变而改变不再随时间的改变而改变，说明反应已达平衡。，说明反应已达平衡。3.3.常用于判断反应达到平衡的依据常用于判断反应达到平衡的依据体现出正逆两个反向体现出正逆两个反向.(.(同一物质的同一物质的V V耗耗=V=V生生)速率符合系数之比速率符合系数之比注意注意:浓度相等浓度相等,不一定平衡不一定平衡.浓度符

12、合系数之比不一定平衡浓度符合系数之比不一定平衡四、化学反应条件的控制四、化学反应条件的控制思考与交流思考与交流P52通过讨论，我们可知，通常控制反应的条件可通过讨论，我们可知，通常控制反应的条件可从从浓度、温度、压强、催化剂、光照等方面考浓度、温度、压强、催化剂、光照等方面考虑虑，使选择的条件既可提高化学反应速率又可，使选择的条件既可提高化学反应速率又可提高化学反应的限度。提高化学反应的限度。以以“提高煤的燃烧效率提高煤的燃烧效率”为例分析研究化学反应为例分析研究化学反应条件的选择。条件的选择。P521、煤被研得越细，粉末越小，与空气中、煤被研得越细，粉末越小，与空气中O2的接触面积越的接触面

13、积越大，燃烧越充分，反应速率越快。大，燃烧越充分，反应速率越快。2、空气充足，煤充分燃烧生成、空气充足，煤充分燃烧生成CO2，放热多；若空气不，放热多；若空气不足，则煤燃烧部分生成足，则煤燃烧部分生成CO，CO排到空气中造成污染，且排到空气中造成污染，且生成生成CO时，放出的热量大大减少。时，放出的热量大大减少。3、应选择保温隔热且耐热的炉膛材料应选择保温隔热且耐热的炉膛材料；尽管煤燃烧是放尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续，热反应，但反应过程中煤燃烧需提供部分能量才能继续，因此利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反应的继续进行，因此利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反应

14、的继续进行，选用保温隔热材料的目的，正是为了防止热量散失选用保温隔热材料的目的，正是为了防止热量散失。4、可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。、可将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。5、燃料不充分燃烧有何危害？、燃料不充分燃烧有何危害？产生热量少，浪费资源；产生热量少，浪费资源；产生污染物，危害人体健康产生污染物，危害人体健康6、燃料充分燃烧的条件是什么？、燃料充分燃烧的条件是什么？燃料燃烧必须与空气接触，且要达到燃料的着燃料燃烧必须与空气接触，且要达到燃料的着火点，燃料充分燃烧要考虑两点：一是燃烧时要有火点，燃料充分燃烧要考虑两点：一是燃烧时要有足够多的空气，二是燃料与空气

15、要有足够大的接触足够多的空气，二是燃料与空气要有足够大的接触面积。面积。小结：提高燃料的燃烧效率的措施小结：提高燃料的燃烧效率的措施（1）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。关键是，燃料与空气或氧气要尽可转化率。关键是，燃料与空气或氧气要尽可能充分接触，且空气要适当过量。能充分接触，且空气要适当过量。（2）尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的）尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。热能，提高热能的利用率。固体燃料在炉内被向上流动的气流托起，在一定的高固体燃料在炉内被向上流动的气流托起，在一定的高度范围内作上下翻滚运动，并以流态化度范围内作上下

16、翻滚运动，并以流态化(或称沸腾或称沸腾)状状态进行燃烧的炉膛，又称流化床燃烧炉。态进行燃烧的炉膛，又称流化床燃烧炉。2SO2+O22SO3催催催化剂中毒催化剂中毒催化剂中毒催化剂中毒：催化剂的催化剂的催化剂的催化剂的催化性能往往催化性能往往催化性能往往催化性能往往因接触少量的因接触少量的因接触少量的因接触少量的杂质而明显下杂质而明显下杂质而明显下杂质而明显下降甚至遭破坏，降甚至遭破坏，降甚至遭破坏，降甚至遭破坏，这种现象叫催这种现象叫催这种现象叫催这种现象叫催化剂中毒化剂中毒化剂中毒化剂中毒。催化剂催化剂只只有在有在一定的温一定的温度下度下才能最大才能最大限度的显示其限度的显示其催化作用，不催

17、化作用，不同的催化剂对同的催化剂对温度的要求不温度的要求不一样。一样。练习练习.能使能使CO2(g)+C(S)2CO(g)反应速率加快的是反应速率加快的是().增大压强增大压强.增大反应物增大反应物C的浓度的浓度.增加增加CO的浓度的浓度.增加增加CO2的浓度的浓度.恒压通入恒压通入N2.恒容通入恒容通入N2 1.恒温恒体积恒温恒体积条件下条件下,通入与反应无关的气体通入与反应无关的气体,压强压强增大增大,体积不变体积不变,反应物浓度不变反应物浓度不变,化学反应速率不化学反应速率不变变.2.恒温恒压恒温恒压条件下条件下,通入与反应无关的气体通入与反应无关的气体,压强不压强不变变,体积增大体积增

18、大,反应物浓度减小反应物浓度减小,化学反应速率减小化学反应速率减小.(1)可逆反可逆反应应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)，在体，在体积积固定的密固定的密闭闭容器中，达到平衡状容器中，达到平衡状态态的的标标志是志是()单单位位时间时间内生成内生成nmolO2的同的同时时生成生成2nmolNO2单单位位时间时间内生成内生成nmolO2的同的同时时生成生成2nmolNO用用NO2、NO、O2表示的反表示的反应应速率的比速率的比为为2 2 1的状的状态态混合气体的混合气体的颜颜色不再改色不再改变变的状的状态态混合气体的密度不再改混合气体的密度不再改变变的状的状态态混合气体的混合气体的压压强强不

19、再改不再改变变的状的状态态混合气体的平均相混合气体的平均相对对分子分子质质量不再改量不再改变变的状的状态态ABCD全部全部A(3)若把反应若把反应2NO2(g)2NO(g)O2(g)变为反变为反应应H2(g)I2(g)2HI(g)，则，则中能说明反中能说明反应应达到平衡状态的标志是哪个？说明理由：达到平衡状态的标志是哪个？说明理由：_。(2)若反应若反应2NO2(g)2NO(g)O2(g)在一在一绝热绝热密密闭容器中进行，温度不变时，能否说明反应一定达闭容器中进行，温度不变时，能否说明反应一定达到平衡状态。到平衡状态。能能混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态