資源簡介

(共24張PPT)
德國化學家哈伯對合成氨進行全面系統的研究，兩年間進行了6500多次的實驗，終于在1909年取得了鼓舞人心的成果，就是在550℃、20MPa和鋨為催化劑的條件下合成了氨，氨的產率約為6.25%?，F代合成氨工藝的反應條件是鐵觸媒作催化劑，400-500℃，10-30MPa，氨的產率大約為10-15%。
【思考】
①氮氣和氫氣在550℃、20MPa和鋨為催化劑的條件下，氨的產率約為6.25%，此條件下的該反應是否達到了最大的限度（產率）？
②現代合成氨的產率大于哈伯合成氨的
產率，說明化學反應的限度是否能夠發
生改變？
③實際的化工生產中，是不是只要化學
反應的速率快就可以提高產品的產量？
要提高產品的產量還要考慮哪些問題？
第2章 化學鍵 化學反應規律
第3節 化學反應的快慢和限度 課時2
1.了解化學反應的可逆性,理解可逆反應的特征。
2.認識化學反應的進行是有一定限度的，理解化學平衡的概念及化學平衡的特征。
一、認識化學反應存在限度
觀察·思考
預測實驗現象 觀察到的實驗現象 結論
溶液呈棕黃色
溶液顯紅色
KI溶液過量,FeCl3也不會全部轉化成FeCl2,即FeCl3與KI的反應不能進行完全
思考：上述實驗，你對化學反應的認識有什么新的啟示？
2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I2

向相同濃度足量的KI溶液中加入少量的FeCl3溶液，充分反應后，再加入幾滴 KSCN 溶液，你認為反應原理是什么？能觀察到什么現象？為什么？
=
視頻
化學反應
進行得較完全反應
進行得不徹底反應
鎂條在空氣中燃燒
金屬鈉與水的反應
NaOH 溶液與鹽酸的反應
Fe2O3與CO的反應
N2與H2的反應
SO2與O2的反應
Cl2與H2O的反應
1.可逆反應
（1）概念：
在相同條件下，向正、反兩個方向同時進行的反應。
正向反應：反應物→生成物
逆向反應：生成物→反應物
可逆反應的化學方程式中，用 代替
正反應
逆反應
（2）表示方法：
對于可逆反應來說，在一定條件下反應物不可能全部轉化為產物，反應只能進行到一定的程度，這就是該化學反應在這個條件下所能達到的限度。即無論進行多長時間，反應物都不可能100％地全部轉化為生成物。
S
32
O
16
O
18
一段時間
Δ
2SO2+ O2 2SO3
18
2.可逆反應的特征
特征一:可逆反應雙向進行
信息1：
信息2：密閉容器中SO2與O2在一定條件下發生反應，反應過程中SO3的物質的量的變化趨勢如圖所示。
特征二：正反應和逆反應在相同的條件下同時發生
14CO2、14C、14CO
不是，兩者的反應條件不同，故不是可逆反應。
1.反應2H2+O2===2H2O和2H2O===2H2↑+O2↑，是否為可逆反應？為什么？
點燃
電解
2. 14CO2 + 12C 2CO，達到最大限度后，混合物中含14C的粒子有哪些？
【思考】
二、認識化學平衡狀態
時間(min) 0 10 20 30 40 50 60 70 80
c(SO2) 10 6 3 2 1.2 1 1 1 1
c(O2) 5 3 1.5 1 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5
c(SO3) 0 4 7 8 8.8 9 9 9 9
在某密閉容器中發生反應：
此條件下進行到什么時候達到了這個反應的限度
此時的反應是否停止了？
此時為何3種物質的濃度保持不變
2SO2 + O2 2SO3
催化劑
觀察·思考
各物質的濃度保持不變
【開始階段】
反應速率
v(正)
v(逆)
t1
時間（t）
0
（1）開始時c(SO2) 、c(O2)大， c(SO3)＝0
2SO2 + O2 2SO3
只有正反應，v(逆)=0
正逆反應都進行，v(逆)≠0，v(正)＞v(逆)
【瞬間過后】
反應速率
v(正)
v(逆)
t1
時間（t）
0
（2）瞬間后c(SO2) 、c(O2 )變小,c(SO3)≠0
2SO2 + O2 2SO3
【一定時間段內】
（3）c(SO2) 、c(O2)逐漸變小，c(SO3)逐漸增大，三種物質的濃度達到一個特定值。
2SO2 + O2 2SO3
v(正)
v(逆)
反應速率
t1
時間（t）
0
v(正)=v(逆) ≠0
時間（t）
反應速率
0
t1
v(正)＝v(逆)
化學平衡狀態
(1)0~t1：v(正)＞v(逆)
(2)t1：v(正)=v(逆)
1.化學平衡建立的過程
v(正)
v(逆)
非化學平衡狀態
2SO2 + O2 2SO3
催化劑
由于v(正)= v(逆) ≠ 0，雖然正、逆反應都在進行，但各種物質的百分含量、濃度都不會發生變化。
從外表上看，反應好象“停止”
一定條件下，可逆反應里，正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態。
2.化學平衡狀態
平衡特征
逆：可逆反應（或可逆過程）
等： v正 = v逆 (不等于零)
動：正逆反應均未停止，只是速率相等,是動態平衡
定：平衡時，各組分的濃度或含量保持不變
變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡移動
D
【思考】還有哪些特征可以判斷可逆反應已達到了平衡狀態？
1.可逆反應達到平衡的重要特征（　 ）
A.反應停止了 B.正、逆反應速率都為零
C.反應物和生成物的濃度相等 D.正、逆反應的速率相等
2.下列說法中不正確的是(　　)
A．當可逆反應達到平衡時，就是此反應在該條件下能達到的限度
B．當可逆反應達到平衡時，此反應的正反應速率和逆反應速率相等
C．延長反應時間，不能使2 mol SO2與1 mol O2反應生成2 mol SO3
D．化學反應達到其限度后，反應就停止了
D
[練一練]
【常用于判斷反應達到平衡的依據】
達到平衡的標志：
v正=v逆
濃度不再改變
（一定條件下）
（1）直接標志
（2）間接標志
以xA + yB zC為例：
vA耗 = vA生
vA耗 : vC耗 = x : z
vB生 : vC生 = y : z
vA耗 : vB生 = x : y
a.能說明v正=v逆的標志
①各組分的物質的量或物質的量分數保持不變
②各氣體的體積或體積分數保持不變
③各組分的質量或質量分數保持不變
④體系的顏色和溫度不變
b.各組分的濃度保持不變
不是相等，也不是成一定比例
c.方程式左右兩邊氣體系數之和不同的反應，壓強、氣體密度、氣體的總物質的量、氣體平均分子質量、容器壓強（恒容條件）、容器體積（恒壓條件）不變。
類型 判斷依據以mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)為例 平衡狀態
混合物體系中各成分的含量 ①各物質的物質的量或各物質的物質的量分數一定 平衡
②各物質的質量或各物質的質量分數一定 平衡
正、逆反應速率的關系 ①在單位時間內消耗了m mol A同時生成m mol A，即v正＝v逆 平衡
②在單位時間內消耗了n mol B同時生成p mol C，則v正不一定等于v逆 不一定
③在單位時間內生成n mol B，同時消耗q mol D，因二者變化均表示v逆，所以v正不一定等于v逆 不一定
溫度 體系溫度一定(其他不變) 平衡
顏色 反應體系內有色物質的顏色一定 平衡
可逆反應達到平衡狀態后，平衡狀態能否改變呢？
觀察·思考
將封裝有二氧化氮（NO2 ）和四氧化二氮（N2O4）混合氣體的裝置兩端的球形容器分別浸入熱水和冷水中，觀察實驗現象。
2NO2 (g) N2O4(g)
紅棕色
無色
實驗 現象 浸到冰水中時混合物顏色_____，浸到熱水中時混合物顏色_____
變淺
變深
降低溫度
升高溫度
平衡正向移動
平衡逆向移動
顏色變淺
顏色變深
3.化學平衡狀態的改變
視頻
結論：
化學平衡是在一定條件下建立起來的，當條件改變時，原平衡狀態被破壞，并在新的條件下建立起新的平衡狀態。
原平衡
(v正=v逆)
條件改變
一定時間后
平衡破壞
(v正′≠v逆′)
新平衡
(v正"=v逆")
化學平衡的移動
說明：濃度、溫度、壓強等因素均會影響化學平衡狀態，具體 內容會在選修中學習。
[練一練]
1.可逆反應 2NO2(紅棕色) 　　2NO(無色)＋O2(無色)在密閉容器中反應，達到化學平衡狀態的是（ ）
A.單位時間內生成n mol O2同時生成2n mol NO2
B.單位時間內生成n mol O2同時生成2n mol NO
C.c(NO2):c(NO):c(CO2)= 2: 2: 1
D.混合氣體的顏色不再改變
F.混合氣體的密度不再改變
E.混合氣體的平均相對分子質量不再改變
H.混合氣體個組分的 體積分數不再改變
ADEH
2.下列措施可以提高燃料燃燒效率的是_________(填序號)。
①提高燃料的著火點?、诮档腿剂系闹瘘c
③將固體燃料粉碎?、軐⒁后w燃料霧化處理
⑤將煤進行氣化處理?、尥ㄈ脒m當過量的空氣
③④⑤⑥
化學反應限度
與條件的控制
化學反應的限度
化學反應條件的控制
可逆反應
化學平衡狀態
在同一條件下既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行的反應。反應存在限度
逆：可逆反應（或可逆過程）
等： v正 = v逆 (不等于零)
動：正逆反應均未停止，只是速率相等,是動態平衡
定：平衡時，各組分的濃度或含量保持不變
變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡移動
一定條件下，可逆反應里，正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態。
目的
促進有利的化學反應，抑制有害的化學反應
方法
改變化學反應的速率
改變可逆反應進行的程度

展開更多......

收起↑