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1、化学反应速率和限度第1页，本讲稿共22页 我们知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是一个氯水是氯气的水溶液，氯气能与水反应，而且这是一个可可逆反应逆反应。请大家回忆氯水中含有哪些微粒。请大家回忆氯水中含有哪些微粒。请大家回忆氯水中含有哪些微粒。请大家回忆氯水中含有哪些微粒。氯水的成份：氯水的成份：氯水的成份：氯水的成份：分子：分子：分子：分子：ClCl2 2 、HClO HClO、HH2 2OO 离子：离子：离子：离子：HH+、Cl Cl-、ClOClO-等
2、等等等ClCl2 2 能能能能 与与与与HH2 2OO发生可逆反应：发生可逆反应：发生可逆反应：发生可逆反应：ClCl2 2 +H +H2 2O HClO+HClO HClO+HCl第2页，本讲稿共22页H2 +I2 2HI 正反应正反应逆反应逆反应什么叫做可逆反应？什么叫做可逆反应？在在同一条件同一条件下下,既向正反应方向进行既向正反应方向进行,同时又向逆反应方向进行的反应同时又向逆反应方向进行的反应.典型的可逆反应有典型的可逆反应有:N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂高温高温 SO2+H2O H2SO3NH3+H2O NH3 H2O启示启
3、示:化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。第3页，本讲稿共22页N2 +H2 NH3 在一固定容积的密闭容器里，加在一固定容积的密闭容器里，加1molN1molN2 2和和3mol 3mol H H H H2 2 (合适催化剂合适催化剂)，能发生什么反应？能发生什么反应？（1）开始时）开始时c(N2)、c(H2)大，大，c(NH3)=0开始阶段有什么特征？开始阶段有什么特征？只有正反应，只有正反应，v(逆逆)=0催化剂催化剂N2 +3 H2 2NH3高温高温第4页，本讲稿共22页N2
4、+H2 NH3（2）瞬间后）瞬间后c(N2)、c(H2)变小变小 ,c(NH3)0瞬间过后有什么特征？瞬间过后有什么特征？正逆反应都进行，正逆反应都进行，v(逆逆)0，v(正正)v(逆逆)（3）c(N2)、c(H2)逐渐变小，逐渐变小，c(NH3)逐渐增大，逐渐增大，三种物质的浓度达到一个三种物质的浓度达到一个特定值特定值。一定时间段内有什么特征？一定时间段内有什么特征？v(正正)=v(逆逆)0N2 +H2 NH3第5页，本讲稿共22页 由于由于v(正正)=v(逆逆)0，虽然正、逆反应都在进行，虽然正、逆反应都在进行，但各种物质的百分含量、浓度都不会发生变化但各种物质的百分含量、浓度都不会发生
5、变化.从外表上看，反应好象从外表上看，反应好象“停止停止”。可逆反应的这种特殊状态就是我们今天可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的要研究的化学平衡状态化学平衡状态。第6页，本讲稿共22页反反应应速速率率v(正正)v(逆逆)t1时间（时间（t）0(1)0t1：v(正正)v(逆逆)(2)t1：v(正正)=v(逆逆)平衡状态平衡状态N2+3H2 2NH3催化剂催化剂高温高压高温高压交流与讨论交流与讨论第7页，本讲稿共22页1、定义、定义 在在一定条件一定条件下的下的可逆反应可逆反应中，当中，当正反应速率和正反应速率和逆反应速率相等逆反应速率相等，反应混合物中各组分的，反应混合物中各组分的浓度保
6、浓度保持不变持不变的状态。的状态。前提（适用范围）前提（适用范围）：可逆反应可逆反应内在本质内在本质：v(正正)=v(逆逆)0外在标志：反应混合物中各组分外在标志：反应混合物中各组分 的浓度保持不变的浓度保持不变二、化学平衡状态二、化学平衡状态第8页，本讲稿共22页注意：n化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。n化学反应的限度决定了反应物在该条件下的最大转化率。n不同的反应限度不同的，改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度，亦即改变该反应的化学平衡状态。第9页，本讲稿共22页1下列关于化学反应限度的说法中正确的
7、是下列关于化学反应限度的说法中正确的是(A)A一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度该条件下所能达到的限度B当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等且等于零率和逆向反应速率相等且等于零C平衡状态时，各物质的浓度保持相等平衡状态时，各物质的浓度保持相等D化学反应的限度不可以通过改变条件而改变化学反应的限度不可以通过改变条件而改变第10页，本讲稿共22页2、化学平衡状态的特征、化学平衡状态的特征()动：动态平衡动：动态平衡（v v(正正)=)=v v(逆逆)00）(2)(2)
8、等：等：v(v(正正)=v()=v(逆逆)()定：反应混合物中各组分的浓度保持定：反应混合物中各组分的浓度保持定，各组分的含量保持不变。定，各组分的含量保持不变。()变：条件改变，原平衡被破坏，在新变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。的条件下建立新的平衡。()逆逆:可逆反应可逆反应第11页，本讲稿共22页练习练习可逆反可逆反应达到平衡的重要特征（）达到平衡的重要特征（）A.A.反反应停止了停止了B.B.正、逆反正、逆反应速率都速率都为零零C.C.反反应物和生成物的物和生成物的浓度相等度相等D.D.正、逆反正、逆反应的速率相等的速率相等D D对于可逆反应对于可逆反应M MN Q
9、N Q达到平衡状态时，达到平衡状态时，下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.MA.M、N N、Q Q三种物质的浓度一定相等三种物质的浓度一定相等B.MB.M、N N全部变成了全部变成了Q QC.MC.M、N N、Q Q的浓度都保持不变的浓度都保持不变D.D.反应已经停止反应已经停止C第12页，本讲稿共22页在一定温度下在一定温度下,可逆反应可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（）达到平衡的标志是（）A.A的生成速率与的生成速率与C分解的速率相等分解的速率相等 B.单位时间内生成单位时间内生成nmolA,同时生同时生3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化的浓度不再变化 D
10、.A、B、C的分子数比为的分子数比为1:3:2C14CO2 +C CO，达到化学平衡后，达到化学平衡后，平衡混合物中含平衡混合物中含14C的粒子有的粒子有 。14CO2、14C、14CO第13页，本讲稿共22页3、化学平衡状态的判定、化学平衡状态的判定对于可逆反应对于可逆反应m A(g)n B(g)+p C(g)在一定条在一定条件下达到平衡状态有以下几个标志件下达到平衡状态有以下几个标志(1)A的生成速率和分解速率相等的生成速率和分解速率相等(2)单位时间生成单位时间生成n mol B和和p mol C的同时，生成的同时，生成m mol A（3）A、B、C的物质的量不再改变的物质的量不再改变（
11、4）A、B、C的浓度不再改变的浓度不再改变（5）A、B、C的百分含量不再改变的百分含量不再改变第14页，本讲稿共22页下列说法可以证明反应下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是已达平衡状态的是 ()A.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键形成键形成B.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有3个个HH键断裂键断裂C.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键断裂键断裂D.1个个NN键断裂的同时键断裂的同时,有有6个个NH键形成键形成A、C 随堂练习随堂练习第15页，本讲稿共22页 化学平衡计算的一般步骤化学平衡计算的一般步骤:“三步曲三步曲”1.
12、写出有关平衡的化学方程式写出有关平衡的化学方程式2.找出各物质的找出各物质的 起始量起始量 转化量转化量 平衡量平衡量3 根据已知条件列式根据已知条件列式四：化学平衡计算四：化学平衡计算第16页，本讲稿共22页练习练习:在密闭容器中充入在密闭容器中充入4mol HI,在一定温度下在一定温度下,反应反应 2HI(g)H2(g)+I2(g)达到平衡时达到平衡时,有有30%的的HI分解分解,则则平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少平衡时混合气体中氢气的物质的量为多少,混合气体总物质的量为多少混合气体总物质的量为多少?第17页，本讲稿共22页在合成氨工业中在合成氨工业中,由由a mol氮气氮气,b m
13、ol氢气混合氢气混合反应达到平衡反应达到平衡,有有 c mol 氨气生成氨气生成,则氨气在反则氨气在反应混合物中所占的体积分数为应混合物中所占的体积分数为（）c/(a+b-c)100%第18页，本讲稿共22页1控制化学反应条件的意义控制化学反应条件的意义通过化学反应条件的控制通过化学反应条件的控制,改变化学反应改变化学反应_和化学反应的限度，促进对人类有利的化学反和化学反应的限度，促进对人类有利的化学反应，抑制有害的化学反应。应，抑制有害的化学反应。速率速率第19页，本讲稿共22页2“提高煤的燃烧效率提高煤的燃烧效率”的研究的研究(1)燃料燃烧的条件燃料燃烧的条件燃料与燃料与_或氧气接触；或氧
14、气接触；温度达到燃料的温度达到燃料的_。(2)影响煤燃烧效率的条件影响煤燃烧效率的条件煤的状态；煤的状态；空气用量；空气用量；空气空气着火点着火点第20页，本讲稿共22页炉炉(灶灶)膛材料的选择；膛材料的选择；燃烧后烟道废气中热量的利用。燃烧后烟道废气中热量的利用。(3)提高燃料燃烧效率的措施提高燃料燃烧效率的措施尽可能使燃料尽可能使燃料_,提高能量的转化率。提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气尽可能关键是燃料与空气或氧气尽可能_，且，且空气要空气要_。尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能,提高提高_。充分燃烧充分燃烧充分接触充分接触适当过量适当过量热能的利用率热能的利用率第21页，本讲稿共22页3下列措施可以提高燃料燃烧效率的是下列措施可以提高燃料燃烧效率的是()提高燃料的着火点提高燃料的着火点降低燃料的着火点降低燃料的着火点将将固体燃料粉碎固体燃料粉碎将液体燃料雾化将液体燃料雾化将煤进行气将煤进行气化处理化处理通入适量的空气通入适量的空气A BC DC第22页，本讲稿共22页