单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,化学反应限度,化学,2,第六章 第,2,节,1、可逆反应,概念：,_,，既能向,_,进行,，,同时又能向,_,进行的化学反应叫可逆反应。,正反应方向,一定条件下,逆反应方向,例如：合成氨()，,你能 吗？,N,2,+3H,2,2,NH,3,催化剂,高温 高压,2SO,2,+,O,2,2SO,3,催化剂,C,O,2,+H,2,O,H,2,C,O,3,Cl,2,+H,2,O,HCl+HCl,O,【说明】,事实上，任何反应都存在一定的限度。,NH,3,+H,2,O,NH,3,H,2,O,有些化学反应在,某,一条件下可逆程度很小，如：H,2,+,Cl,2,=,2HCl，Ag,+,+,Cl,-,=,AgCl等，通常不把它们称为可逆反应。,H,+,+OH,-,=,H,2,O,H,2,O,H,+,+OH,-,55.6 molL,1,1,10,-,7,molL,1,=1.8,10,-,9,一定条件,！相同条件！,以下三个反应是否是可逆反应？为什么,?,2H,2,+O,2,2H,2,O,6CO,2,+6H,2,O,C,6,H,12,O,6,+O,2,3Zn+2K,2,FeO,4,+8H,2,O 3Zn(OH),2,+2Fe(OH),3,+4KOH,光合作用,氧化作用,点燃,通电,放电,充电,掌握可逆反应概念需要注意什么,?,皆非可逆反应；,反应条件不同。,反应开始后，正反应的速率和逆反应的速率如何变化？,反应物的浓度逐渐减小，生成物的浓度逐渐增大,正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大,其它条件不变时,在,反应,中，随着反应的进行，反应物的浓度和生成物的浓度是怎样变化的？,2SO,2,+,O,2,2SO,3,催化剂,反应持续进行，正反应速率和逆反应速率终将如何,？,图示表示该过程,t,正,逆,t,0,相等,此时反应是否还在进行？,反应体系内各物质含量是否变化？,是,不变,2、化学反应的限度,(1)定义：,(2)特征,一定条件,下，,可逆反应,进行到一定程度时，,正反应速率与逆反应速率相等,，反应物的浓度与生成物的,浓度不再,改变,，,达到,一种,表面静止,的状态，我们称之为,化学平衡状态,，简称化学平衡。,动,态平衡,正逆反应速率相,等,反应体系各组分含量保持一,定,外界条件改变时原化学平衡状态可能改,变,v,正,=,v,逆,0,可,逆,反应,【说明】,化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大转化率。,同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，,即：改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。,在一定温度下，在,1 L,密闭,容器中充入,2 mol SO,2,和,1 mol O,2,发生反应：,2SO,2,+,O,2,2SO,3,催化剂,一段时间后，向容器中充入含氧同位素,18,8,O,的氧气，则,18,8,O,最终存在的物质为,_,。,SO,2,、,O,2,、,SO,3,一段时间后，反应达到化学平衡状态，测得容器中,n,(,SO,2,)=0.2,mol,，,则,SO,2,的转化率,(,SO,2,)=,_,，,(,O,2,)=,_,。若,再向容器中充入,1 mol,O,2,，,则,SO,3,产率,_,，,(,SO,2,),_,，,(,O,2,),_,，,(,填,“,增大,”,、,“,减小,”,或,“,不变,”,),c,(,SO,3,),_,，,c,(,SO,2,),_,，,c,(,O,2,),_(,填,“,增大,”,、,“,减小,”,或,“,不变,”,),。,90%,90%,增大,减小,增大,减小,增大,增大,【说明】,在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应,(,提高,反应物的,转化率,即原料的,利用率,、产物的,产率,，加快反应速率,等,),，,抑制有害的反应,(,减缓,反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生,),。,恒容密闭容器中,:,mA(g),nB(g),pC(g),qD(g),H,_0,浓度对速率、平衡的影响,t,c,(A),增大，平衡,_,移动,正,t,c,(D),减小，平衡,_,移动,t,c,(D),增大，平衡,_,移动,t,c,(A),减小，平衡,_,移动,正,正,正,正,逆,正,逆,且，多特例，非定理！,勒夏特列,(,经验,),原理：,一定条件下某些反应,当外界条件改变时，平衡可能发生移动，,削弱,改变带来的影响：,增大浓度，则减小之；,增大压强，则减小之；,升高温度，则降低之；,然，可削弱，不抵消。,t,若,A(s),m+n=p+q,增压,平衡,_,移动,容积可变容器中,:,mA(g),nB(g),pC(g),qD(g),H,_0,压强对速率、平衡的影响,t,m+np+q,增压,平衡,_,移动,t,m+np+q,恒容充,Ne,平衡,_,移动,t,m+np+q,恒压充,Ne,平衡,_,移动,t,m+np+q,恒压充,Ne,平衡,_,移动,t,m+n=p+q,恒压充,Ne,平衡,_,移动,容积可变容器中,:,mA(g),nB(g),pC(g),qD(g)H_0,正,正,正,正,逆,正,t,加入催化剂,平衡,_,移动,mA(g),nB(g)pC(g),qD(g)H_0,温度、催化剂对速率、平衡的影响,t,H,0,升温,平衡,_,移动,t,H,0,升温,平衡,_,移动,正,正,正,正,逆,正,正,t,升温,减,c,(NH,3,),加催化剂,加,c,(N,2,/H,2,),减压,容积可变密闭容器中发生反应：,N,2,(g)+3H,2,(g)2NH,3,(g)H,0(,放热,),不同时刻改变某一条件，反应速率变化情况如图所示，请判断条件如何改变,?,正,正,正,逆,逆,t,1,t,2,t,3,t,4,t,5,0,工业合成氨：,N,2,(g)+3H,2,(g)2NH,3,(g),H,0(,放热,),应选择怎样的条件？,增大,(,廉价,),反应物浓度，可以提高另一反应物转化率，同时提高产量，,所以应加入适当过量的空气以提高,N,2,浓度。,温度越低，合成氨反应产率越高，所以反应温度越低越好。,温度越高，反应速率越高，效率越高，所以反应温度越高越好。,压强越高，反应速率越快，产率越高，所以体系压强越高越好。,使用合适的催化剂可以大幅提高反应速率，,所以选择常温即可提高产率，同时还能,降低能耗、减少成本。,反应过程中应不断地将体系内的,NH,3,加压液化分离出来。,工业合成氨条件的选择需要综合考虑：原料价格、转化率和产率、效率、能耗、动力、设备材料,安全,效率,效益,技术,实际,循环,对于反应 下列说法处于化学平衡状态的是：,v,(,N,2,生成,),=,v,(,N,2,消耗,),，,v,正,(,N,2,),=,v,逆,(,H,2,),v,(,N,2,生成,),=3,v,(,H,2,消耗,),N,2,、,H,2,、,NH,3,的分子数之比为,1:3:2,单位时间内生成,2molNH,3,，同时消耗,1molN,2,N,2,、,H,2,、,NH,3,的物质的量不再发生变化,1个NN键断裂的同时，有3个HH键断裂,1个NN键断裂的同时，有6个NH键形成,1个NN键断裂的同时，有3个HH键形成,N,2,+3H,2,2,NH,3,催化剂,高温 高压,在一定温度下，在恒容的容器中充入,2 mol SO,2,和,1 mol O,2,发生反应：,2SO,2,+,O,2,2SO,3,催化剂,一段时间后，下列能说明达到化学平衡状态的是,_,_,_,。,v,正,(SO,2,)=2,v,逆,(O,2,),v,(SO,2,)=,v,(SO,3,),单位时间内消耗,a,mol SO,2,，同时生成,a,mol SO,3,SO,2,、,O,2,和,SO,3,的浓度之比为,2:1:2,混合气体的总的物质的量不再改变,混合气体的压强不再改变,混合气体的密度不再改变,混合气体的平均相对分子质量不再改变,可逆反应,H,2,(g),+,I,2,(g),2HI(g),在恒容密闭容器中进行：,单位时间内消耗,n,mol I,2,的同时，生成,2,n,mol HI,v,正,(H,2,)=2,v,逆,(HI),用,H,2,、,I,2,和,HI,的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为,1:1:2,混合气体的颜色不再改变,混合气体的压强不再改变,混合气体的密度不再改变,混合气体的平均相对分子质量不再改变可说明该反应达到化学平衡状态的是,_,一定温度下,绝热容器亦可,密闭容器,:,恒容？恒压？恒温？绝热？,m,A,(g),+,n,B,(g),p,C,(g)+,q,D,(g),H,一定温度下，恒容容器中，充入,1.0mol N,2,和,3.0 mol H,2,，发生反应,N,2,(,g,),+3H,2,(g),2NH,3,(g),，,当,N,2,体积分数不变时，能否说明反应已达,平衡,？,一定温度下，恒容密闭容器中，,投入足量的碳、,2mol,H,2,O,，,发生反应,：C(s),+,H,2,O(g),CO(g),+,H,2,(g)。,一段时间内，气体平均分子质量保持不变，能否,说明该反应已,经,达到化学平衡状态,？,一定温度下，恒容密闭容器中，,投入足量的碳、,5mol,H,2,O,、,3mol,H,2,，,发生反应,：C(s),+,H,2,O(g),CO(g),+,H,2,(g)。,一段时间内，气体平均分子质量保持不变，能否,说明该反应已,经,达到化学平衡状态,？,一定温度下，恒容容器中，充入,3.0mol N,2,和,3.0 mol H,2,，发生反应,N,2,(,g,),+3H,2,(g),2NH,3,(g),，,当,N,2,体积分数不变时，能否说明反应已达,平衡,？,在密闭的容器中进行,X,2,(g)+3Y,2,(g),2Z,2,(g),，若,X,2,、,Y,2,、,Z,2,的起始浓度分别为,0.2mol/L,、,0.3mol/L,、,0.2mol/L,当反应达到平衡后各物质的浓度可能是,A,X,2,为,0.1mol/L B,Y,2,为,0.4mol/L C,Z,2,为,0.3mol/L D,Y,2,为,0.6mol/L,在容积可变的密闭容器中，,2 mol N,2,和,8 mol H,2,在一定条件下发生反应，达到平衡时，,H,2,的转化率为,25%,，则平衡时氮气的体积分数接近于,A,5%B,10%C,15%D,20%,合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：,N,2,(g)+3H,2,(g),2NH,3,(g)(,正反应为放热反应,),，,673 K,、,30 MPa,下，,n,(NH,3,),和,n,(H,2,),随时间,t,变化的关系如图所示。,下列叙述中正确的是,A,c,点处正反应速率和逆反应速率相等,B,a,点的正反应速率比,b,点的大,C,d,点,(,t,1,时刻,),和,e,点,(,t,2,时刻,),处,n,(N,2,),不同,D,在,t,2,时刻，正反应速率大于逆反应速率,密闭容器中,反应,2A(g),B(g),D(g,在分别在下列四种不同条件下进行，,B,、,D,起始浓度为,0,，反应物,A,的浓度,(molL,1,),随反应时间,(min),的变化情况如表：,根据上述数据，完成下列填空：,实验,1,中,10,20 min,内，以,A,表示的平均反应速率为,_,_molL,1,min,1,。,实验,2,中，,A,的初始浓度,c,2,_molL,1,，反应经,20 min,就达到平衡，可推测实验,2,中还隐含的条件是,_,_,。,设实验,3,的化学反应速率为,v,3,，实验,1,的化学反应速率为,v,1,，,则,v,3,_,v,1,(,填,“,”“,”,或,“,”),，且,c,3,_1.0 molL,1,(,填,“,”“,”,或,“,”),。,已知，温度升高，化学平衡向吸热方向移动，比较实验,4,和实验,1,，,可推测该反应的正反应是,_,反应,(,填,“,吸热,”,或,“,放热,”),。,1,10,20,3