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第一節 化學反應速率與反應限度
課時2 化學反應限度
專題六 化學反應與能量變化
授課人：
學習目標
1．了解可逆反應的含義，知道可逆反應在一定條件下能達到化學平衡。
2．初步學會根據反應速率判斷化學反應所能達到的限度及化學反應限度的建立，發展證據推理與模型認知的素養。
回顧氯氣與水的反應
溶解的Cl2只有一部分與水發生了化學反應。
氯水呈淺綠色
Cl2＋H2O HCl＋HClO
有一些反應不能完全進行到底，反應物與生成物共存，反應只能進行到一定的限度。
這就是該反應在這個條件下所能達到的限度。
一、化學反應的限度
條件改變，化學反應的限度是可能被可改變的；
同一可逆反應在不同條件(如溫度、濃度、壓強等)下，其反應的限度不同。
化學反應限度：
是在給定的條件下，化學反應所能達到或完成的最大程度。
決定了反應物在該條件下的最大轉化率
一、化學反應的限度
可逆反應
定義：在同一條件下，既能向正反應方向進行，還能向逆反應方向進行的化學反應。
特征：兩同、雙向
反應物與生成物共存，
反應物不能完全轉化為生成物。
反應存在限度
符號表征：
不用“=”，用“ ”。
一、化學反應的限度
如：N2＋3H2 2NH3
1、如何證明一個反應是可逆反應？
思考
2、光合作用和呼吸作用屬于可逆反應嗎？
證明反應后的氣體中同時存在氮氣和氫氣
不屬于，反應條件不同
典例解析
例1．下列不屬于可逆反應的是(　　)
A．氯氣與水反應生成鹽酸與次氯酸
B．N2與H2在一定條件下可以生成NH3，同時NH3又可分解為N2和H2
C．電解水生成H2和O2，H2和O2轉化為H2O
D．SO2溶于水和H2SO3分解
C
二、化學平衡狀態
N2＋3H2 2NH3
v正(N2): N2的消耗速率； v正(H2): H2的消耗速率；
v正(NH3): NH3的生成速率；
正反應方向速率為v正
v逆(NH3): NH3的消耗速率；
v逆(N2): N2的生成速率； v逆(H2): H2的生成速率；
逆反應方向速率為v逆
化學反應速率
數量關系：v正(N2): v正(H2):v正(NH3)=1：3：2
數量關系：v逆(N2): v逆(H2):v逆(NH3)=1：3：2
二、化學平衡狀態
濃度 速率變化 v正、v逆關系
開始 反應物濃度 v正 v正 v逆
生成物濃度 v逆 變化 反應物濃度 v正 v正 v逆
生成物濃度 v逆 平衡 反應物濃度 v正 v正 v逆
生成物濃度 v逆 在一定條件下向反應容器中加入N2和H2，發生反應N2＋3H2 2NH3
最大
最大
為0
為0
＞
減小
增大
不變
不變
減小
增大
不變
不變
＞
＝
二、化學平衡狀態
化學平衡狀態
不平衡狀態
各物質的濃度保持不變
0~t1：v(正)>v(逆)
t1： v(正)=v(逆)
二、化學平衡狀態
定義：如果外界條件(溫度、濃度、壓強等)不發生改變，
當 反應進行到一定程度時， 與 相等，反應物的濃度與生成物的濃度都 ，達到一種表面靜止的狀態，稱為化學平衡狀態，簡稱化學平衡。
正反應速率
逆反應速率
不再改變
標志
反應混合物中各組分的濃度保持不變
實質
v正(B)= v逆(B) ≠0
適用
可逆反應
可逆
一、化學反應的限度
化學平衡狀態的特征
一、化學反應的限度
1、可逆反應達到化學平衡狀態，就是反應停止了？
思考
2、可逆反應達到化學平衡狀態時，
各物質的濃度一定相等嗎？
各物質的濃度一定成比例？
平衡時，反應并沒有停止，正、逆反應仍在進行，只是正、逆反應速率相等。
平衡時，反應混合物各組分的濃度是相對自身保持一定，各組分的含量保持不變，彼此的濃度不一定相等或成比例。
一、化學反應的限度
化學平衡具有豐富的思想內涵。
化學反應達到平衡，宏觀上表現為“靜止”狀態；反應物和生成物其實仍在不斷進行更新，只是同一物質生成和消耗的量相等，即正、逆反應速率相等，但不為零，表現出化學平衡的動態性。這說明事物的表象與本質之間有時存在較大差異，停留于事物的表面容易得出片面乃至錯誤的結論。
化學平衡觀念
一、化學反應的限度
只有探索事物本質，才能對事物具有更為深刻、全面的認識。
從反應物與生成物變化的角度看，正反應消耗反應物，積累生成物；逆反應積累反應物，消耗生成物。正、逆反應相互削弱，又共處于同一化學平衡體系中，對立而又統一。
從化學平衡的角度看，正、逆反應的對立統一關系使化學反應具有一定的限度，在一定條件下達成平衡。但這種平衡又是暫時的、相對的，溫度、壓強等條件的改變會打破化學平衡，而達到新的平衡。這說明改變外界條件能促進事物的進一步發展。
化學平衡觀念
一、化學反應的限度
1．直接標志——“正逆相等”（以合成氨為例）
(1)v正＝v逆
①同一種物質的生成速率等于消耗速率；
②在化學方程式同一邊的不同物質的生成速率與消耗速率之比等于化學計量數之比；
③在化學方程式兩邊的不同物質的生成(或消耗)速率之比等于化學計量數之比。
v正(N2)=v逆(N2)
v正(N2)：v逆(H2)=1：3
v正(N2)：v逆(NH3)=1：2
化學平衡狀態的判斷依據
一、化學反應的限度
(2)各組分的濃度保持一定
①各組分的濃度不隨時間的改變而改變；
②各組分的質量分數、物質的量分數、體積分數不隨時間的改變而改變。
C(N2)不變
體系中N2的質量分數、物質的量分數、體積分數不變
一、化學反應的限度
2．間接標志——“變量不變”
(1)反應體系中的總壓強不隨時間的改變而變化(適用于反應前后氣體體積不等的反應)。
(2)對于反應混合物中存在有顏色變化的物質的可逆反應，若體系中顏色不再改變，則反應達到平衡狀態。
合成氨的反應體系壓強不變
Cl2＋H2O HCl＋HClO 氯水顏色不變
(3)全是氣體參加的且反應前后化學計量數改變的可逆反應，平均相對分子質量保持不變。
(4)對同一物質而言，斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等。
1mol H-H鍵的同時有1mol H-H鍵形成
一、化學反應的限度
1molN≡N鍵斷裂的同時，有H-H鍵形成1molN≡N鍵斷裂的同時，有N-H鍵斷裂對不同物質而言，如何用化學鍵的斷裂和形成比較？思考3mol6mol一、化學反應的限度典例解析
例2．可逆反應：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)在體積固定的密閉容器中進行，達到平衡狀態的標志是(　　)
①單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO2
②單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反應速率之比為2∶2∶1的狀態
④混合氣體的顏色不再改變的狀態
⑤混合氣體的密度不再改變的狀態
⑥混合氣體的壓強不再改變的狀態
⑦混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態
A．①④⑥⑦　 B．②③⑤⑦
C．①③④⑤ D．全部
A
三、化學平衡相關計算
　　　　　 mA(g)＋nB(g)? ?pC(g)＋qD(g)
c始/mol·L－1　 a　　b　　　 0　　　0c轉/mol·L－1 mx nx px qxct/mol·L－1 a－mx b－nx px qx
三段思維法
①對反應物：c(轉化)＝c(起始)－c(某時刻)= c(反應物)
②對生成物：c(轉化)＝c(某時刻)－c(起始) = c(生成物)
c
對于同一反應，用不同的物質來表示反應速率，其比值一定等于化學方程式中相應的化學計量數之比。
＝ c(A)： c(B)： c(C)： c(D)
＝ n(A)： n(B)： n(C)： n(D)
mA(g) + nB(g) pC(g)＋qD(g)
v(A)∶ v(B)∶ v(C)∶ v(D)
＝ m∶ n∶ p∶ q
三、化學平衡相關計算
三、化學平衡相關計算
(1)起始量、變化量、一段時間后的量三者物理量及單位要統一，都是物質的量或物質的量濃度，否則無法計算。
(2)起始量、變化量、一段時間后的量中，只有不同物質的變化量之比等于對應物質的化學計量數之比，不同物質的起始量或一段時間后的量之間沒有必然的關系，不能列比例計算。
三、化學平衡相關計算
運用“三段式”法解題時的注意事項
化學反應速率和反應限度圖像
分析方法
看面，弄清楚橫、縱坐標所表示的含義
看點，弄清楚曲線上點的含義，特別是曲線上的轉折點、交點、最高點、最低點等
1
2
3
4
5
看量的變化，弄清楚是物質的量的變化、濃度的變化，還是轉化率的變化
看輔助線，作橫軸或縱軸的垂直線(如等溫線、等壓線、平衡線等
看線，弄清楚線的走向和變化趨勢
一、看圖像
三、化學平衡相關計算
分析方法
三、做判斷
利用有關規律，結合圖像，通過對比分析，做出正確判斷。
二、想規律
如各物質的轉化量之比與化學計量數之比的關系，各物質的化學反應速率之比與化學計量數之比的關系，外界條件的改變對化學反應速率的影響規律以及反應達到平衡時，外界條件的改變對正、逆反應速率的影響規律等。
三、化學平衡相關計算
典例解析
C
例4 在溫度和容積不變的密閉容器中，A氣體與B氣體反應生成C氣體。反應過程中，反應物與生成物的濃度隨時間變化的曲線如圖所示，則下列敘述正確的是(　　)
A．該反應的化學方程式為
A(g)＋3B(g) 2C(g)
B．到達t1 s時刻該反應停止
C．(t1＋10) s時，升高溫度，正、逆反應速率加快
D．若該反應在絕熱容器中進行，也在t1時刻達到平衡
C
典例解析
課堂小結
化學反應的限度
化學平衡相關計算
不良反應
定義
可逆反應
三段式
圖像
化學平衡狀態
定義
特征
判斷
隨堂練習
C
隨堂練習
D
謝謝觀看
THANKS

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