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第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率和限度
第二課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的限度和
化學(xué)反應(yīng)條件的控制
核心素養(yǎng)
變化觀念與平衡思想：化學(xué)反應(yīng)有一定限度，是可以調(diào)控的。
1
2
證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過分析推理認(rèn)識化學(xué)平衡的特征。
2mol
<2mol
思
考
在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物之間是按照化學(xué)方程式中的系數(shù)比進(jìn)行反應(yīng)的，
那在實(shí)際反應(yīng)中，反應(yīng)物能否按相應(yīng)的計(jì)量關(guān)系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢？
2mol 1mol
2mol 1mol
為什么？
2H2 + O2 = 2H2O
1
2
2SO2 + O2 2SO3
化學(xué)反應(yīng)物不可能全部轉(zhuǎn)化為生成物，存在一定的化學(xué)反應(yīng)限度。
< 2mol
2mol
2mol 1mol
2mol 1mol
2H2 + O2 = 2H2O
1
2
2SO2 + O2 2SO3
可逆反應(yīng)進(jìn)行得不完全，
正、逆向反應(yīng)同時(shí)同條件進(jìn)行
非可逆的
可逆的
可逆反應(yīng)
—— 可逆反應(yīng)
概 念
在相同條件下能向正反應(yīng)方向進(jìn)行同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。
正向和逆向的反應(yīng)條件相同
高溫、高壓、催化劑（正逆相同）
化學(xué)反應(yīng)限度
書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)不用“ ”而用“ ”
表示方法
不用等號，而用可逆號
—— 可逆反應(yīng)
化學(xué)反應(yīng)限度
思
考
寫出氯氣和水反應(yīng)的化學(xué)方程式，并分析氯水中的主要微粒有哪些
通過分析氯水成分,
總結(jié)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)。
—— 可逆反應(yīng)
化學(xué)反應(yīng)限度
同一條件下
雙 向
兩 同
共存
小 結(jié)
反應(yīng)物 生成物
正向反應(yīng)
逆向反應(yīng)
相同條件下，正逆反應(yīng)同一條件下同時(shí)進(jìn)行
反應(yīng)物、生成物同時(shí)存在
—— 可逆反應(yīng)
化學(xué)反應(yīng)限度


1. 以下幾個(gè)反應(yīng)是否是可逆反應(yīng)？為什么？
練 習(xí)

14CO2、14C、14CO
練 習(xí)
2. 14CO2 + C CO，達(dá)到化學(xué)平衡后，平衡混合物中含14C 的粒子
有 。
在一固定容積的密閉容器里，加1molN2和3molH2 (合適催化劑)，能發(fā)生什么反應(yīng)？
開始階段
有什么特征？
N2 + H2 NH3
開始時(shí)c(N2) 、c(H2)大， c(NH3) = 0
，只有正反應(yīng)，v(逆) = 0
—— 化學(xué)平衡狀態(tài)的建立
化學(xué)反應(yīng)限度
在一固定容積的密閉容器里，加1molN2和3molH2 (合適催化劑)，能發(fā)生什么反應(yīng)？
瞬間過后
有什么特征？
N2 + H2 NH3
瞬間后c(N2) 、c(H2 )變小 , c(NH3) ≠ 0
正逆反應(yīng)都進(jìn)行，v(逆) ≠0，v(正)> v(逆)
—— 化學(xué)平衡狀態(tài)的建立
化學(xué)反應(yīng)限度
在一固定容積的密閉容器里，加1molN2和3molH2 (合適催化劑)，能發(fā)生什么反應(yīng)？
一段時(shí)間內(nèi)
有什么特征
v(正) = v(逆) ≠0
N2 + H2 NH3
c(N2) 、c(H2)逐漸變小，c(NH3)逐漸增大，三種物質(zhì)的濃度
達(dá)到一個(gè)特定值。
—— 化學(xué)平衡狀態(tài)的建立
化學(xué)反應(yīng)限度
小 結(jié)
反應(yīng)物濃度增大
生成物濃度最小
反應(yīng)物濃度逐漸減小
生成物濃度逐漸增大
反應(yīng)體系中各組分
濃度不再改變
v(正)
v(逆)
v(正)逐漸
v(逆)逐漸
反應(yīng)
開始
過程
中
平衡
時(shí)
物質(zhì)濃度
反應(yīng)過程
反應(yīng)速率
最大
為零
減小
增大
v (正)＝v(逆)
—— 化學(xué)平衡狀態(tài)的建立
化學(xué)反應(yīng)限度
由于v(正) = v(逆) ≠0，雖然正、逆反應(yīng)都在進(jìn)行，但各種物質(zhì)的百分含量、
濃度都不會(huì)發(fā)生變化。
從外表上看，
反應(yīng)好象“停止”。
—— 化學(xué)平衡狀態(tài)的建立
化學(xué)反應(yīng)限度
v(正)= v(逆)
(1) 0 ~ t1： v(正)>v(逆)
t1以后反應(yīng)處于平衡狀態(tài)
什么是化學(xué)平衡呢？
(2) t1以后： v(正)=v(逆)
t1
反應(yīng)速率
v(正)
v(逆)
時(shí)間（t）
0
—— 化學(xué)平衡狀態(tài)的定義
化學(xué)反應(yīng)限度
在一定條件下的可逆反應(yīng)中，當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各
組分的濃度保持不變的狀態(tài)。
定 義
前提（適用范圍）：可逆反應(yīng)
內(nèi)在本質(zhì)：v(正) = v(逆) ≠ 0
外在標(biāo)志：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變
化學(xué)反應(yīng)最大“限度”
—— 化學(xué)平衡狀態(tài)的定義
化學(xué)反應(yīng)限度
針對同一物質(zhì)而言
1. 下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)限度的說法中正確的是（ ）
A. 一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到的平衡狀態(tài)就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的最大限度
B. 當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正向反應(yīng)速率和逆向反應(yīng)速率相等且等于零
C. 平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的濃度保持相等
D. 化學(xué)反應(yīng)的限度不可以通過改變條件而改變

化學(xué)平衡狀態(tài)
逆：討論的對象是可逆反應(yīng) (前提)
等：同一物質(zhì) v (正 ) = v (逆) ≠ 0 (實(shí)質(zhì)）
動(dòng)：化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡。化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)并沒有停止。
定：在平衡混合物中，各組成成分的含量保持不變 (標(biāo)志)
變：化學(xué)平衡狀態(tài)是有條件的，當(dāng)影響化學(xué)平衡的外界條件發(fā)生改變，
化學(xué)平衡就會(huì)被破壞，在新的條件下建立新的化學(xué)平衡。
特 征
—— 化學(xué)平衡狀態(tài)的特征

2. 對于可逆反應(yīng)M＋N Q 達(dá)到平衡時(shí)，下列說法正確的是（ ）
A. M、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等
B. M、N全部變成了Q
C. 反應(yīng)物和生成物的濃度都保持不變
D. 反應(yīng)已經(jīng)停止
判斷化學(xué)平衡的方法
直 接
速率
v(正）=v(逆）
濃度不再改變
vA（耗）=vA(生）
等號一邊一生一死，量與系數(shù)成正比
等號兩邊同生共死，量與系數(shù)成正比
各組分的濃度不再變化
各組分的 n / m / W（n）不再變化
—— 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
化學(xué)反應(yīng)限度
1、以3H2+N2 2NH3為列分析，判斷下列情形是否達(dá)到平衡狀態(tài)？
(1) 若有1molN2消耗，則有1molN2生成。
(2) 若有1molN2消耗，則有3molH2生成。
(3) 若有1molN2消耗，則有2molNH3生成。
(4) 若有1molN≡N鍵斷裂，則有6molN﹣H鍵斷裂。
(5) 若有1molN≡N鍵斷裂，則有6molN﹣H鍵生成。
是
是
否
是
否
練 習(xí)
判斷化學(xué)平衡的方法
間 接
壓強(qiáng)不變
若m+n≠p+q
一定
若m+n=p+q
不一定
平均相對分子質(zhì)量不變
若m+n≠p+q
若m+n=p+q
一定
不一定
密度不變
若m+n≠p+q
若m+n=p+q
不一定
不一定
顏色不變
一 定
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 為例
—— 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
化學(xué)反應(yīng)限度
在一定溫度下的恒容密閉容器中,能說明反應(yīng)X2(g)+Y2(g) 2XY(g)已達(dá)到化學(xué)平衡的是( 　 )
A. 容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化
B. 容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化
C. XY氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變
D. X2和Y2的消耗速率相等

資料卡片
在生產(chǎn)和生活中，人們希望促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)（提高反應(yīng)速率，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率即原料的利用率），抑制有害的化學(xué)反應(yīng)（降低反應(yīng)速率，控制副反應(yīng)的發(fā)生，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生），這就需要進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)條件的控制。
假設(shè)你是一名工程師，你要提高
你工廠煤的燃燒效率，你認(rèn)為應(yīng)該
從哪些方面進(jìn)行改進(jìn)
目的
方法
應(yīng)用
意義
注意事項(xiàng)
科學(xué)史話
高爐煉鐵的主要反應(yīng)是：2C(焦炭)＋O2(空氣) =2CO(放出熱量)，F(xiàn)e2O3＋3CO 2Fe＋3CO2。
煉制1噸生鐵所需焦炭的實(shí)際用量遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需的量，且從高爐中出來的氣體中含有沒利用的CO氣體，開始，煉鐵工程師們認(rèn)為是CO與鐵礦石接觸不充分之故，于是設(shè)法增加高爐的高度，然而高爐增高后，高爐尾氣中的CO比例竟沒有改變，這是什么原因呢？
在化工生產(chǎn)中，為了提高反應(yīng)進(jìn)行的程度而調(diào)控反應(yīng)條件時(shí)，需要考慮控制反應(yīng)條件的成本和實(shí)際可能性。
化學(xué)反應(yīng)條件的控制
概 念
化學(xué)反應(yīng)條件的控制
工業(yè)合成氨
合成氨的生產(chǎn)在溫度較低時(shí)，壓強(qiáng)越大，氨的產(chǎn)率較高。但溫度低，反應(yīng)速率小，通常選擇在400-500℃下進(jìn)行。而壓強(qiáng)越大，對動(dòng)力和生產(chǎn)設(shè)備的要求也越高，合成氨廠采用的壓強(qiáng)通常為10-30MPa。
流程圖
燃料的狀態(tài)
空氣用量
爐膛材料
煙道廢氣中熱能的利用
為提高燃料的燃燒效率，應(yīng)如何調(diào)控燃燒反應(yīng)的條件？
化學(xué)反應(yīng)條件的控制
化學(xué)反應(yīng)條件的控制
1
燃燒條件
2
燃料充分燃燒的條件
2
燃料充分燃燒的意義
燃料與空氣接觸；
溫度達(dá)到燃料的著火點(diǎn)。
要有足夠的空氣或氧氣(助燃劑)
燃料與空氣或氧氣要有足夠大的接觸面積。
使有限的能量發(fā)揮最大的作用，節(jié)約能源；
降低污染程度。
化學(xué)反應(yīng)條件的控制
總 結(jié)
促進(jìn)
抑制
目的
方法
實(shí)例
有利的化學(xué)反應(yīng)
有害的化學(xué)反應(yīng)
改變化學(xué)反應(yīng)的速率
改變可逆反應(yīng)進(jìn)行程度
提高能量轉(zhuǎn)化率
提高熱能利用率
改變反應(yīng)
條件
1. 在體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)， 下列敘述表示該反應(yīng)處于
化學(xué)平衡狀態(tài)的是( )
A.N2、H2、NH3的濃度之比為1∶3∶2
B.混合氣體的密度不隨時(shí)間變化
C.當(dāng)有1 mol N≡N鍵斷裂時(shí)，有6 mol N—H鍵斷裂
D.單位時(shí)間內(nèi)生成2a mol NH3，同時(shí)消耗a mol N2

1. 下列關(guān)于化學(xué)平衡狀態(tài)的敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A. 化學(xué)平衡是所有可逆反應(yīng)都存在的一種狀態(tài)
B. 在給定條件下，達(dá)到平衡式可逆反應(yīng)完成程度達(dá)到最大
C. 達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率均為零
D. 達(dá)到平衡時(shí)，但鸚鵡和生成物的濃度不再發(fā)生變化


3. 一定條件下的密閉容器中，發(fā)生可逆反應(yīng) N2+3H2 2NH3。下列情況不能說明該反應(yīng)
一定達(dá)到化學(xué)平衡的是（ ）
A.NH3的質(zhì)量保持不變
B.H2的含量保持不變
C.正反應(yīng)和你反應(yīng)的速率相等
D.N2、H2和NH3的物質(zhì)的量之比為1:3:2

4. 工業(yè)制取硫酸中的一步重要反應(yīng)是SO2在400~500。C下的催化氧化:
這是一個(gè)正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)。如果反應(yīng)
在密閉容器中進(jìn)行，下列說法錯(cuò)誤的是 （ ）
A.使用催化劑是為了增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率
B.在上述條件下，SO2不可能100%地轉(zhuǎn)化為SO3
C.提高反應(yīng)時(shí)的溫度，可以實(shí)現(xiàn)SO2的完全轉(zhuǎn)化
D.通過調(diào)控反應(yīng)條件，可以提高該反應(yīng)進(jìn)行的程度
2SO2+O2 2SO3
催化劑
高溫

5. 在一定溫度下，可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（ 　）
A.　A的生成速率與C分解的速率相等
B.　單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA，同時(shí)生3nmolB
C.　A、B、C的濃度不再變化
D.　A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2
6.（雙選)下列說法可以證明反應(yīng) N2+3H2 2NH3 已達(dá)平衡狀態(tài)的是 ( )
A. 1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有3個(gè)H－H鍵形成
B. 1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有3個(gè)H－H鍵斷裂
C. 1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有6個(gè)N－H鍵斷裂
D. 1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí)，有6個(gè)N－H鍵形成


化學(xué)平衡
概念
特征
逆
動(dòng)
等
定
變
可逆反應(yīng)
動(dòng)態(tài)平衡
v正 = v逆 ≠0
外界條件一定，各組分的百分含量一定
外界條件改變，平衡被破壞，發(fā)生移動(dòng)，
建立新平衡
化學(xué)反應(yīng)的
快慢和限度
化學(xué)反應(yīng)速率
快慢
限度
溫度、壓強(qiáng)、濃度…
調(diào)控影響

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