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第二節 化學反應速率與限度
第3課時 化學反應限度
1.可逆反應
(1)定義：在同一條件下___________和___________均能進行的化學反應。
(2)特點
①正向反應和逆向反應________進行。
②一定條件下，反應物不可能________轉化為生成物，即反應物的
轉化率不可能達到________。
(3)表示：書寫可逆反應的化學方程式時不用“===”而用“ ”。
正反應方向
逆反應方向
同時
全部
100%

可逆反應一旦開始，反應物和生成物共存
典型的可逆反應有:
N2+3H2 2NH3
催化劑
高溫高壓
H2 +I2 2HI
SO2 +H2O H2SO3
2SO2+O2 2SO3
催化劑
高溫
Cl2+H2O HCl+HClO

可逆反應的反應物不能徹底轉化
1、當可逆反應：2SO2＋O2 2SO3達到平衡后，通入18O2再次達到平衡時，18O存在于(　 　)
A．SO3和O2中 B．SO2和SO3中
C．SO2、O2和SO3中 D．SO2和O2中
課堂練習
C
課堂練習
2、在1L的密閉容器中，充入氣體0.1molＸ2、0.3molY2
和0.2molZ2 發生反應Ｘ2+Y2 2Z 當反應在一定條件
下進行到各物質濃度不變時，它們的濃度可能是（ ）
A、Z=0.3mol/L B、Y2=0.2mol/L 　　　　　　　　　　　　　　　　　
C、X2=4mol/L D、Z=0.15mol/L
AD
化學反應的限度
板書
可逆反應
正反應和逆反應，同時同條件
轉化率＜100％ 反應物和生成物共存
2、化學平衡狀態的建立
在一定條件下向反應容器中加入SO2和O2(合適催化劑)。
對于以上反應，請分析：
（1）當反應剛開始時，反應物和生成物的濃度哪個大？
（2）當反應剛開始時，正反應與逆反應哪個反應速率大？
（3）隨著反應的進行，反應物和生成物濃度如何變化？
（4）隨著反應的進行，v(正)與v(逆)怎樣變化？
反應物濃度逐漸減小，生成物濃度逐漸增大
V(正）減小，V（逆）增大
此時為何3種物質的濃度保持不變
△
催化劑
時間 （min) 物質的量 濃度(mol/L) 0 10 20 30 40 50 60 70
SO2 1 0.7 0.5 0.35 0.2 0.1 0.1 0.1
O2 0.5 0.35 0.25 0.18 0.1 0.05 0.05 0.05
SO3 0 0.3 0.5 0.65 0.8 0.9 0.9 0.9
某溫度和壓強下的密閉容器中,2SO2+O2 2SO3
反應已達到最大限度，說明反應達到了平衡
達到反應限度后，反應物和生成物濃度不在變化（定）
達到反應限度后
V正=V逆（等）≠0（動）
化學平衡狀態的建立圖像
平衡狀態
v(正)>v(逆)，向正反應方向，建立平衡
請繼續分析：
（5）從速率角度分析反應進行到什么時候會“停止”？
當正反應速率與逆反應速率相等時
（6）此時，反應物和生成物濃度如何變化？
反應物和生成物濃度均不再改變
（7）反應真的停止了嗎？
NO
處于動態平衡
可逆反應的這種特殊狀態就是我們今天要研究的化學平衡狀態
化學反應的限度
可逆反應
化學平
衡狀態
正反應和逆反應，同時同條件
轉化率＜100％ 反應物和生成物共存
概念：在一定條件的可逆反應中，當V正=V逆時，各物
濃度保持不變的狀態。
特征
化學平衡狀態即化學反應限度，此時轉化率最大。
板書
特征
逆：可逆反應；
等：v正＝v逆≠0；
動：動態平衡，反應沒停止；
定：各組分的質量(或濃度)保持不變，為一定值；
變：外界條件改變時，平衡就被破壞，在新的條件下建
立新的平衡。
板書
化學平衡狀態：
注意：
①只有可逆反應才有可能存在化學平衡狀態，解決有關化學平衡的問題時，首先要看清該化學反應是否為可逆反應。
②化學平衡狀態是可逆反應進行到最大限度的結果。
③化學平衡狀態的建立還必須具有一定的外部條件（溫度、濃度、壓強等），所以，同一個可逆反應在不同條件下建立起的化學平衡狀態可能不同。
判定方法
板書
直接標志
等：同一物質ひ正（B）=ひ逆（B）
不同物質(一正一逆，與系數成比例)
例：在一定溫度下,可逆反應N2 + 3H2 2NH3達到平衡的標志是:
A. N2的消耗速率等于N2的生成速率
B. H2的消耗速率等于N2的生成速率的3倍
C. NH3的消耗速率等于N2生成速率的2倍
D. 單位時間內生成nmolN2,同時生成3nmolNH3
E. 1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H-H鍵形成
F. 1個N≡N鍵斷裂的同時，有3個H-H鍵斷裂
√
√
√
？
以反應mA(g)+nB (g) pC(g)為例，達到平衡的標志為：
A的消耗速率與A的生成速率—————
A的消耗速率與C的——— 速率之比等于———
B的生成速率與C的——— 速率之比等于———
A的生成速率與B的——— 速率之比等于———
相等
消耗
m ：p
生成
n ：p
消耗
m ：n
？
定：各組分濃度保持一定
能夠說明N2 + 3H2 2NH3反應在密閉容器中已達到平衡狀態的是 ：
①容器內N2、H2、NH3三者共存
②容器內N2、H2、NH3三者濃度相等
③容器內N2、H2、NH3的濃度比恰為1:3:2
④t min內生成1molNH3同時消耗0.5molN2
⑤t min內生成1molN2同時消耗3molH2
？
√
判定方法
板書
直接標志
同一物質ひ正（B）=ひ逆（B）
不同物質：一正一逆，與系數成比例
各組分濃度保持一定
各組分的n、m或質量分數一定
各氣體的體積（V）或體積分數一定
反應物的轉化率或生成物的產率一定
體系顏色一定、絕熱體系中溫度一定
定
等
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
反應達平衡狀態的標志是：
1）C(H2)= C(I2)= C(HI) 時
2）C(H2)：C(I2)：C(HI) =1:1:2時
3）C(H2)、C(I2)、C(HI) 不再隨t改變而改變
4）n(H2)、n(I2)、n(HI) 不再隨t改變而改變
5）H2 、I2的轉化率不再改變
6）H2 、I2 、HI的體積分數不再改變
7）混合氣體的顏色不再改變
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
在固定體積的的密閉容器中
反應達到平衡狀態的標志是：
8）混合氣體總 n 不再改變
9）混合氣體總 P 不再改變
10）混合氣體的平均 M 不再改變
11) 混合氣體的密度不再改變
2NO2 2NO + O2
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
在壓強恒定的容器中
反應達到平衡狀態的標志是：
1）混合氣體總 n 不再改變
2）混合氣體總 V 不再改變
3）混合氣體的密度不再改變
2NO2 2NO + O2
判定方法
板書
直接標志
同一物質ひ正（B）=ひ逆（B）
不同物質：一正一逆，與系數成比例
定
等
間接標志
反應前后氣體系數不等的反應
氣體總物質的量（n）不變
恒V時，總P不變 或平均M 不變
恒P時，總V不變 或氣體密度不變
變量不變
對于不同類型的可逆反應，某一物理量不變是否可作為平衡已到達的標志，取決于該物理量在平衡到達前（反應過程中）是否發生變化。若是則可；否則，不行。
3
化學反應條件的控制
1.控制化學反應條件的意義
在生產和生活中，人們希望促進有利的化學反應（提高反應速率，提高反應物的轉化率即原料的利用率），抑制有害的化學反應（降低反應速率，控制副反應的發生，減少甚至消除有害物質的產生），這就需要進行化學反應條件的控制。
2.控制化學反應條件的方法
（1）改變化學反應的速率
（2）改變可逆反應進行的程度
3、合成氨工業反應條件的控制
在化工生產中，為了提高反應進行的程度而調控反應條件時，需要考慮控制反應條件的成本和實際可能性。
催化劑
高溫、高壓
N2 + 3H2 2NH3
合成氨的生產在溫度較低時，氨的產率較高；壓強越大，氨的產率越高。但溫度低，反應速率小，需要很長時間才能達到化學平衡，生產成本高，工業上通常選擇在400~500℃下進行。而壓強越大，對動力和生產設備的要求也越高，合成氨廠隨著生產規模和設備條件的不同，采用的壓強通常為10~30MPa。
合成氨的 速率增大 使混合物中氨
的含量提高
壓強 高壓
溫度 高溫
催化劑 使用
分析角度
反應條件
高壓
低溫
不影響
一致
矛盾
10~30MPa
合成氨的適宜條件：
400~500℃
鐵觸媒
例：在一定溫度下,可逆反應CO2 + H2O H2CO3達到平衡的標志是:
單位時間內消耗1molCO2的同時，生成1mol H2CO3
B.單位時間內消耗1molCO2的同時，生成1mol CO2
C.單位時間內消耗1molCO2的同時，生成2mol H2O
D.單位時間內生成1molH2CO3的同時，生成1mol H2O
E.單位時間內生成1molH2O的同時，生成1mol CO2
F.單位時間內斷開2molC=O鍵的同時，生成1mol CO2
G.單位時間內斷開2molC=O鍵的同時，消耗1mol H2CO3
√
√
√
√
（1）混合氣體的顏色不再改變 （ ）
（2）混合氣體的平均相對分子質量不變 （ ）
（3）混合氣體的密度不變 （ ）
（4）混合氣體的壓強不變 （ ）
（5）單位時間內消耗2nmolNO2的同時生成2nmolO2 （ ）
(6) O2氣體的物質的量濃度不變 （ ）
2、在固定體積的的密閉容器中發生反應：
2NO2 2NO + O2
該反應達到平衡的標志是：
3、在密閉容器中進行如下反應：X2(g)+Y2(g) 2Z(g),
已知 X2、Y2、Z的起始濃度分別為 0.1mol/L, 0.3 mol/L, 0.2 mol/L, 在一定的條件下, 當反應達到平衡時, 各物質的濃度有可能是
A. Z 為 0.3 mol/L
B. Y2 為 0.5 mol/L
C. X2 為 0.2 mol/L
D. Z 為 0.4 mol/L
A
4、在一定溫度下的定容密閉容器中，當下列物理量不再變化時，表明反應： A（固） ＋ 2B（氣） C（氣）＋D（氣） 已達平衡的是（雙選）
（A）混合氣體的壓強　　
（B）混合氣體的密度
（C）B的物質的量濃度　
（D）氣體總物質的量
BC

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