化学反应速率与限度讲义.pdf
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1、1、化学反应速率 用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。 时间: (如每秒、每分、每小时) 计算公式为C / t 反应速率的单位mol/(L?s )mol/(L?min)mol/(L?h) 【质疑 】在学习二氧化硫的性质时有两个重要的反应,体现二氧化硫的还原性和氧化性: 2SO2 + O22SO3, SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O 。为什么一个式子用“” ,一个式 子用“”号?说明什么? 有些化学反应不能进行完全,即反应物不能完全转化为生成物。这与化学反应的限度 有关。 【板书 】二、化学反应的限度 【阐述 】在 2SO2 + O2 2SO3反应中二氧化硫与氧气反
2、应生成三氧化硫的同时,三氧化 硫又分解成二氧化硫和氧气。 .可逆反应 在同一条件下,能同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应 【注意 】同一条件,同时进行;反应物不能完全转化为生成物。 【质疑、探讨 】一定条件下的可逆反应能否出现正、逆反应速率相等? 请在下图中画出反应A(g) + B(g) C(g) + D(g) 的反应速率和反应时间的关系图。 【阐述 】由图可知一定条件下,从反应物开始建立的可逆反应,正反应速率逐渐减小,逆反 应速率逐渐增大,一段时间后,正、逆反应速率相等,反应速率不再随时间的变化而变化, 反应达到平衡。从逆反应开始也可以吗? 【板书 】2.化学平衡 化学平衡状态是
3、指在一定条件下的可逆反应里正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中 各组分的质量分数保持不变的状态。 【质疑 】化学平衡的特征是什么?为什么说化学平衡是动态平衡? 反应时间 反 应 速 率 动: V正 = V 逆 0,动态平衡 定:外界条件一定,各组成的百分含量一定(不是相等) 变:外界条件改变,平衡被破坏、发生移动而建立新的平衡 【质疑 】化学平衡随条件的变化而变化,哪些条件对化学平衡有影响? 【观察 思考 】温度对 NO2与 N2O4反应平衡状态是如何影响的?为什么条件的改变平衡状态 被破坏? 【阐述 】在 2NO2 N2O4的反应中,已知生成 N2O4的反应是放热反应,当温度升高时, 气
4、体颜色变深,说明NO2的浓度增大,升高温度有利于NO2的生成。温度的改变使正、逆反 应速率不等, 原平衡被破坏, 可见化学平衡是在一定条件下建立的,同一可逆反应条件不同 平衡状态不同,即化学平衡发生移动。 化学平衡移动: 化学平衡只有在一定的条件下才能保持平衡。如果一个可逆反应达到平衡状 态以后,反应条件(如浓度、压强、温度等)改变了,平衡混合物里各组成物的质量分数也 就随之改变而达到新的平衡状态,这叫化学平衡的移动。 平衡状态不平衡状态新平衡状态 V正=V 逆V正 V逆V 正=V 逆 化 学 平 衡 移 动 【实验探究 】补充浓度、压强对化学平衡移动的影响 浓度对 Fe3 与SCN反应平衡状
5、态的影响 0.01mol / L FeCl3和 0.01mol / LKSCN 等体积混合 Fe 3 3SCN Fe(SCN)3 加1mol / L FeCl 3红色加深 加1mol / L KSCN 红色加深 对比 压强对 NO2与N2O4反应平衡状态的影响 增大压强反应混合物的颜色先变深后变浅,但比原平衡混合物的颜色要深,平衡向生成 N2O4 的方向移动; 减小压强反应混合物的颜色先变浅后变深,但比原平衡混合物的颜色要浅,平衡向生成 NO2 的方向移动。 结论 】化学平衡移动受到反应物的浓度、压强、温度等因素的影响。 浓度:在其它条件不变时,增大反应物(或减小生成物)浓度,平衡向正反应方向
6、移动 平衡向正反应方向移动 压强:在其它条件不变时,增大(或减小)压强,平衡向气体体积缩小(或扩大)的方向移 动 温度:在其它条件不变时,升高(或降低)温度,平衡向吸热(或放热)方向移动 催化剂:对化学平衡移动无影响 【思考讨论 】 1、下列有关化学平衡状态的描述正确的是 1)化学平衡状态就是正逆反应速率相等,且均等于零,反应停止了的状态。 2)对于反应 3Fe(S)+4H2O(g) Fe3O4(S)+4H2(g) 当压强不变时,反应达到平衡。 当气体水的浓度不变时,反应达到平衡。 当 Fe3O4的质量不变时,反应达到平衡到达。 2、下列叙述中可以说明反应2HI H2 + I2(g)已达平衡状
7、态的是 单位时间内生成n mol H2的同时生成 n mol HI 一个HH 键断裂的同时有两个H I 键断裂 百分组成HI % = I 2 % 反应速率VH2= VI2 = 1/2VHI 时 HI H 2I2 = 2 11 时 V(HI) 分解 = V(HI) 生成 压强不变 C(HI)= 2 C(I 2) 3、在容积不变密闭容器中,对于合成氨反应是否达到平衡的标志是 1)V(N2)V(H2)= 13 2) V(N2)V(NH3)= 12 3) V(NH3)= 2 V(N2) 4) V(NH3)分解 = V(NH3)合成 5) C(NH3)= 2 C(N2) 6)压强不变 7) 每消耗n m
8、ol N2的同时生成 2n mol NH 38)密度不变 9) 混合气体中氮气的体积百分含量不变 【思考讨论 】2、3两题有什么不同?判断化学平衡建立的标志是什么? 根据什么可以判断在一定条件下,一个任意反应:mA nB pC qD 是否达到化 学平衡? 【点评 】通过思考讨论使学生学会从特殊到一般的认识事物的思维方法。 【小结 】判断化学反应达到平衡的标志 1) V( 正)= V( 逆 ) 正逆反应的描述:同一物质消耗和生成,反应物和生成物消耗或生成 速率相等:同一物质速率的数值相等,不同物质速率的数值与系数成正比即相等 2)混合气体中各组分的体积百分含量不变(或某物质的物质的量不变) 3)
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