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(共11張PPT)
選 擇 性 必 修 一
學(xué)
化
J
S
第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向與限度
2 化學(xué)平衡狀態(tài)
何為可逆反應(yīng)？請舉實例說明可逆反應(yīng)的特征。
溫故知新
研究表明，可逆反應(yīng)廣泛存在，如SO2與H2O反應(yīng)生成H2SO3的同時，H2SO3也分解為SO2和H2O。但對于有些進行得極為完全的化學(xué)反應(yīng)，如碳酸鈉溶液與氫氧化鈣溶液生成碳酸鈣沉淀、氯氣與溴化鈉溶液生成溴單質(zhì)和氯化鈉等，在進行有關(guān)計算時，一般不考慮反應(yīng)能否進行到底的問題。
高爐煉鐵的主要反應(yīng)為：
Fe2O3＋3CO=2Fe＋3CO2
從煉鐵爐口排出的尾氣中總是含有一定量的CO。100多年前，人們曾認(rèn)為這是由于CO與鐵礦石接觸時間不夠的緣故。為使反應(yīng)進行得完全，當(dāng)時曾耗巨資改建高爐，通過增加煉鐵爐的高度以延長CO和Fe2O3的接觸時間，結(jié)果尾氣中CO的體積分?jǐn)?shù)并未減少。你知道這是什么原因嗎？
交流討論
上述煉鐵反應(yīng)的進行是有限度的。在高溫下，氧化鐵能與一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳；同時，鐵與二氧化碳反應(yīng)也能生成氧化鐵和一氧化碳。該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。
事實上，許多化學(xué)反應(yīng)都是難以進行到底的。在以前的學(xué)習(xí)中也曾接觸過一些實例，如N2與H2合成NH3，Cl2與H2O反應(yīng)生成HCl和HClO，SO2被O2氧化生成SO3等，它們都是可逆反應(yīng)。
因此，研究化學(xué)反應(yīng)，不僅要明確反應(yīng)的方向，還應(yīng)關(guān)注反應(yīng)進行的限度。
圖2-15是某個可逆反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物的濃度隨時間的變化曲線，圖2-16是可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率隨時間的變化曲線。觀察這兩幅圖，與同學(xué)交流討論
下列問題：
交流討論
1.隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)物和生成物的濃度如何變化？正、逆反應(yīng)速率如何變化？
2.當(dāng)反應(yīng)進行足夠長時間后，反應(yīng)物和生成物的濃度是否發(fā)生變化？正、逆反應(yīng)速率是否發(fā)生變化？
3.當(dāng)反應(yīng)進行足夠長時間后，反應(yīng)是否停止？
對一個可逆反應(yīng)而言，在反應(yīng)物生成產(chǎn)物的一瞬間，逆反應(yīng)就開始進行了。開始反應(yīng)時正反應(yīng)速率最大，由于起初生成物濃度很小，逆反應(yīng)速率很小。隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)物不斷被消耗，產(chǎn)物不斷生成，正反應(yīng)速率隨著反應(yīng)物濃度的下降而逐漸變小，逆反應(yīng)速率隨著生成物濃度的上升而不斷增大。最終，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，達(dá)到一種平衡狀態(tài)，此時正、逆反應(yīng)都沒有停止。當(dāng)外界條件不變時，可逆反應(yīng)進行到一定程度，反應(yīng)物和生成物的濃度不再隨時間而發(fā)生變化，我們稱之為化學(xué)平衡狀態(tài)。
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