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第2章 化學(xué)鍵 化學(xué)反應(yīng)規(guī)律
第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度
第2課時
化學(xué)反應(yīng)的限度
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
導(dǎo)入——認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)存在限度
現(xiàn)有反應(yīng)2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2，若向燒杯中加入FeCl3與KI的比值為1:2（即KI完全過量） ，F(xiàn)eCl3能否被完全反應(yīng)？
檢驗Fe3+
反應(yīng)物和生成物同時存在
反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化成生成物
可逆
反應(yīng)
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
學(xué)習(xí)目標(biāo)
變化觀念與平衡思想
了解可逆反應(yīng)的含義，知道可逆反應(yīng)在一定條件下能達到化學(xué)平衡狀態(tài)
通過探究認(rèn)識化學(xué)平衡與反應(yīng)限度，知道條件改變時化學(xué)平衡會發(fā)生移動，初步了解外界條件能夠影響化學(xué)平衡狀態(tài)
科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任
了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，加深化學(xué)理論知識和生產(chǎn)生活的聯(lián)系
例1：反應(yīng)2H2+O2====H2O和2H2O====2H2↑+O2↑,這兩個反應(yīng)不是可逆反應(yīng)，因為反應(yīng)條件不同
點燃
通電
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1：可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡狀態(tài)
1.可逆反應(yīng)
（1）定義：在相同條件下，同時向正、逆兩個方向進行的反應(yīng)
（2）表示方法：書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式時用 代替 =
（3）特征：反應(yīng)物和生成物同時存在，反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化成生成物
例2：N2+3H2 2NH3這個反應(yīng)，在容器中充入1molN2和3molH2，最終不能完全生成2molNH3
在容器中充入2molNH3，最終也不能完全生成1molN2和3molH2
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1：可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡狀態(tài)
在一定條件下可逆反應(yīng)進行到一定程度時，反應(yīng)物和生成物得到濃度不再隨時間的延長而發(fā)生變化，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。
速率
時間
v(正)
v(逆)
v(正)=v(逆)
化學(xué)平衡狀態(tài)
反應(yīng)開始時，v(正)最大，v(逆)為0
反應(yīng)過程中，反應(yīng)物濃度減小，v(正)減小，生成物濃度增大，v(逆)增大
反應(yīng)達到平衡時，v(正)=v(逆)。反應(yīng)物和生成物濃度保持不變
2.化學(xué)平衡狀態(tài)
注：可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡時，反應(yīng)不是停止，而是處于動態(tài)平衡狀態(tài)，此時正反應(yīng)與逆反應(yīng)仍在發(fā)生，正逆反應(yīng)速率相同但不為0
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1：可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡狀態(tài)
2.化學(xué)平衡狀態(tài)
好比是一個水池，有進水口和出水口，開始往里面灌水時，設(shè)定進水速度快，出水速度慢，然后進水速度越來越慢，出水速度越老越快，最后進水速度與出水速度相同，水池里的水位不再變化，但是里面的水實際上是有進有出的，只是表面上看不出來，處于動態(tài)平衡狀態(tài)
速率
時間
v(正)
v(逆)
v(正)=v(逆)
化學(xué)平衡狀態(tài)
在一定條件下可逆反應(yīng)進行到一定程度時，反應(yīng)物和生成物得到濃度不再隨時間的延長而發(fā)生變化，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1：可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡狀態(tài)
能證明可逆反應(yīng)存在的實驗：同位素實驗
對于可逆反應(yīng)2SO2+O2 2SO3，若向容器中加入2molSO2和1mol 18O2，經(jīng)過足夠長時間后，SO2、O2、SO3全部存在，且18O原子存在于SO2、O2、SO3中
證明相同條件下，該反應(yīng)能向正、反兩個方向進行且無法反應(yīng)完全
催化劑
14CO2、14C、14CO
對于可逆反應(yīng)14CO2 + C 2CO來說，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)后，達到最大限度后，混合物中含14C的粒子有哪些？
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1：可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡狀態(tài)
2.化學(xué)平衡狀態(tài)
速率
時間
v(正)
v(逆)
v(正)=v(逆)
化學(xué)平衡狀態(tài)
化學(xué)平衡狀態(tài)的特征
化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)
逆
等
達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等
動
化學(xué)平衡是一種表面靜止?fàn)顟B(tài)，反應(yīng)并未停止，是一種動態(tài)平衡
定
達到化學(xué)平衡狀態(tài)后，各組分濃度保持不變，不隨時間變化而變化
變
外界條件發(fā)生改變時，原平衡狀態(tài)將被打破，新條件下將建立新的平衡狀態(tài)
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1：可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡狀態(tài)
判斷：
（1）當(dāng)一個可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài)時，正、逆反應(yīng)速率相等且等于零
（2）平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的濃度保持相等
（3）化學(xué)平衡狀態(tài)不可以通過改變條件而改變
（4）化學(xué)反應(yīng)達到其限度后，反應(yīng)就停止了
（5）如果參與可逆反應(yīng)的氣體有顏色，反應(yīng)到達平衡狀態(tài)時，體系的顏色不再變化
（6）可逆反應(yīng)達到平衡的重要特征是正、逆反應(yīng)的速率相等
練一練
×
√
√
×
×
×
不等于0
濃度不變，不是相等
可以改變，改變溫度、壓強等都可以改變平衡
動態(tài)平衡不是停止
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1
知識點2：化學(xué)平衡狀態(tài)的改變
對于可逆反應(yīng)A+B C+D，正反應(yīng)吸熱，逆反應(yīng)放熱，達到化學(xué)平衡狀態(tài)后，體系溫度不再改變，若升高溫度，正、逆反應(yīng)速率如何變化？化學(xué)平衡應(yīng)如何移動？
思考1：溫度對平衡狀態(tài)的影響
解析
升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，但是增大程度不同
升高溫度后，體系內(nèi)的反應(yīng)物有恢復(fù)原來狀態(tài)的傾向，于是吸熱反應(yīng)速率增加程度更多，放熱反應(yīng)速率加快但加快程度不高，最終導(dǎo)致化學(xué)平衡向右（正反應(yīng)方向）移動
速率
時間
v(正)
v(逆)
v(正)=v(逆)
化學(xué)平衡狀態(tài)
升溫
v(逆)
v(正)
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1
知識點2：化學(xué)平衡狀態(tài)的改變
實驗探究
2NO2 (g) N2O4(g)
紅棕色
無色
將封裝有二氧化氮（NO2 ）和四氧化二氮（N2O4）混合氣體的裝置兩端的球形容器分別浸入熱水和冷水中，觀察實驗現(xiàn)象。
正反應(yīng)放熱
逆反應(yīng)吸熱
預(yù)測：當(dāng)放入熱水中時，溫度升高，正逆反應(yīng)速率都增大，但容器內(nèi)物質(zhì)趨向于恢復(fù)原來狀態(tài)即溫度低時的狀態(tài)，于是吸熱的逆反應(yīng)的速率增加的更多，使化學(xué)平衡向左移動，容器中顏色變深
放入冷水中，溫度降低，正反應(yīng)速率均降低，但容器內(nèi)物質(zhì)趨向于恢復(fù)原來狀態(tài)即溫度高時的狀態(tài)，于是放熱的正反應(yīng)的速率減小的更少，吸熱的逆反應(yīng)的速率減少的更多，使化學(xué)平衡向右移動顏色變淺
速率
時間
v(正)
v(逆)
升溫
v(正)
v(逆)
降溫
v(逆)
v(正)
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1
知識點2：化學(xué)平衡狀態(tài)的改變
2NO2 (g) N2O4(g)
紅棕色
無色
正反應(yīng)放熱
逆反應(yīng)吸熱
實驗探究
將封裝有二氧化氮（NO2 ）和四氧化二氮（N2O4）混合氣體的裝置兩端的球形容器分別浸入熱水和冷水中，觀察實驗現(xiàn)象。
升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動
降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)的方向移動
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1
知識點2：化學(xué)平衡狀態(tài)的改變
對于可逆反應(yīng)來說，改變外界條件后，體系內(nèi)物質(zhì)有恢復(fù)原來狀態(tài)的傾向，比如升溫后平衡狀態(tài)會傾向于吸熱的方向移動，降溫后平衡狀態(tài)會傾向于放熱的方向反應(yīng)移動
那增大壓強或者減小壓強，可逆反應(yīng)的平衡狀態(tài)會如何移動？
思考2：壓強對平衡狀態(tài)的影響
若參與反應(yīng)的物質(zhì)均不是氣體，則改變壓強不會對反應(yīng)的平衡狀態(tài)造成影響
設(shè)可逆反應(yīng)：aA+bB cC+dD，a、b、c、d為系數(shù)，A、B、C、D均為氣體
若a+b=c+d，反應(yīng)前后氣體體積不變，增大或減小壓強，對可逆反應(yīng)的平衡狀態(tài)無影響
若a+b≠c+d，反應(yīng)前后氣體體積變化，增大壓強，平衡向氣體體積縮小的方向移動；減小壓強，平衡向氣體體積增大的方向進行
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1
知識點2：化學(xué)平衡狀態(tài)的改變
可逆反應(yīng)：aA+bB cC+dD，a、b、c、d為系數(shù)，A、B、C、D均為氣體
若a+b≠c+d，反應(yīng)前后氣體體積變化，增大壓強，平衡向氣體體積縮小的方向移動；減小壓強，平衡向氣體體積增大的方向進行
例1：2NO2 N2O4，反應(yīng)前后氣體系數(shù)不同，若增大壓強，則平衡向氣體體積小的方向移動，即向正反應(yīng)方向進行；若減小壓強，則平衡向氣體體積大的方向移動，即向逆反應(yīng)方向進行
例2：2A+4B 3C+5D，反應(yīng)前后氣體系數(shù)不同，若增大壓強，則平衡向氣體體積小的方向移動，即向逆反應(yīng)方向進行；若減小壓強，則平衡向氣體體積大的方向移動，即向正反應(yīng)方向進行
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1
知識點2：化學(xué)平衡狀態(tài)的改變
對于可逆反應(yīng)來說，改變外界條件后，體系內(nèi)物質(zhì)有恢復(fù)原來狀態(tài)的傾向
若某可逆反應(yīng)參與反應(yīng)的物質(zhì)均是氣體，若往反應(yīng)容器內(nèi)充入某氣體反應(yīng)物（使其濃度增加），可逆反應(yīng)的平衡狀態(tài)會如何移動？充入氣體生成物呢？
思考3：濃度對平衡狀態(tài)的影響
某氣體反應(yīng)物濃度增加后，平衡移動方向為消耗該物質(zhì)的方向，即向正反應(yīng)方向移動；某氣體生成物濃度增加后后，平衡移動方向為消耗該物質(zhì)的方向，即向逆反應(yīng)方向移動
例：對于可逆反應(yīng)N2+3H2 2NH3來說，若向反應(yīng)容器中充入N2使其濃度增加，則平衡向正反應(yīng)方向即消耗N2的方向移動，若向容器中充入NH3，則平衡向逆反應(yīng)方向即消耗NH3的方向移動
解析
注：是氣體或離子的濃度
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1
知識點2：化學(xué)平衡狀態(tài)的改變
結(jié)論
化學(xué)平衡是在一定條件下建立起來的，當(dāng)條件改變時，原平衡狀態(tài)會被破壞，并在新的條件下建立起新的平衡狀態(tài)（平衡移動方向傾向于保持原狀態(tài)、以“抵消”改變）
原平衡
(v正=v逆)
條件改變
一定時間后
平衡破壞
(v正′≠v逆′)
新平衡
(v正"=v逆")
化學(xué)平衡的移動
濃度、溫度、壓強等因素均會影響化學(xué)平衡狀態(tài)
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1
知識點2
總結(jié)
1.可逆反應(yīng)
化學(xué)反應(yīng)存在限度
可逆反應(yīng)為在同一條件下既能向正反應(yīng)方向進行，又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)。
2.化學(xué)平衡狀態(tài)
正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，v(正)=v(逆)，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)
平衡狀態(tài)特征：逆、等、動、定、變
3.化學(xué)平衡狀態(tài)的改變
條件改變時，原平衡狀態(tài)會被破壞，并在新的條件下建立起新的平衡狀態(tài)（平衡移動方向傾向于保持原狀態(tài)、以“抵消”改變）
濃度、溫度、壓強等因素均會影響化學(xué)平衡狀態(tài)
· 化學(xué)反應(yīng)的限度
知識點1
知識點2
總結(jié)
在一個密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+2H2(g)
課堂練習(xí)
s—固體 g—氣體
（1）增加Fe的量，反應(yīng)速率 。（增大、減小或不變）
不變
原因：Fe為固體，增加純固體或純液體的量，對反應(yīng)速率沒有影響
（2）將容器體積縮小一半，反應(yīng)速率 。
加快
原因：將容器體積縮小一半，容器內(nèi)氣體物質(zhì)濃度增加，反應(yīng)速率加快
（3）若容器體積不變、正反應(yīng)放熱，升高容器溫度，化學(xué)平衡向 移動。
左
原因：改變外界條件后，容器內(nèi)物質(zhì)有維持原狀的傾向，于是升溫后，平衡向逆反應(yīng)方向移動
本課結(jié)束

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