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第六章
第二節 化學反應的速率和限度
第二課時 化學反應的限度
新人教版 化學 必修第二冊
目錄
01
02
化學反應條件的控制
化學平衡
一個化學反應在實際進行時（如化學實驗、化工生產等)，反應物是否會按化學方程式中的計量關系完全轉變成產物？如果能，是在什么條件下？如果不能，原因是什么？
新課導入
爆炸
爆炸
2SO2 + O2 2SO3
催化劑
△
一個化學反應在實際進行時（如化學實驗、化工生產等)，反應物是否會按化學方程式中的計量關系完全轉變成產物？
化學反應是按照化學方程式中的計量關系進行的，我們正是據此進行有關化學方程式的計算。
SO3+H2O=H2SO4
工業制硫酸
可逆反應，不能進行到底
非可逆反應，可以進行到底
在相同條件下，能同時正反應方向方向和逆反應方向進行的化學反應稱為可逆反應。
這些可逆反應不能進行到底，只能進行到一定的限度。
----化學反應的限度
新課導入
達到反應限度反應就停止了嗎？
催化劑
高溫、高壓
N2 + 3H2 2NH3
NH3+H2O
NH3·H2O
2SO2 + O2 2SO3
催化劑
△
SO2+H2O
H2SO3
H2 + I2 2HI
△
新課導入
2SO2 + O2 2SO3
催化劑
△
在某密閉容器中發生反應：
（1）開始階段
反應速率
v(正)
v(逆)
t1
時間（t）
0
開始時c(SO2) 、c(O2)大， c(SO3)＝0
只有正反應，v(逆)=0
新課導入
正逆反應都進行，v(逆)≠0，v(正)＞v(逆)
（2）瞬間過后
反應速率
v(正)
v(逆)
t1
時間（t）
0
瞬間后c(SO2) 、c(O2 )變小,c(SO3)≠0
新課導入
（3）一定時間段內
v(正)
v(逆)
反應速率
t1
時間（t）
0
c(SO2) 、c(O2)逐漸變小，c(SO3)逐漸增大，
三種物質的濃度達到一個特定值。
v(正)=v(逆) ≠0
新課導入
時間（t）
反應速率
0
t1
v(正)＝v(逆)
化學平衡狀態
(1)0~t1：v(正)＞v(逆)
(2)t1：v(正)=v(逆)
化學平衡建立的過程
v(正)
v(逆)
非化學平衡狀態
2SO2 + O2 2SO3
催化劑
△
01
一、化學平衡
內容內容內容
一、化學平衡
1．含義
chemical equilibrium
一定條件下，可逆反應里，正反應速率和逆反應速率相等，
反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態。
適用條件：
外在標志：
內在本質：
適用對象：
可逆反應
一定條件
v(正)=v(逆)≠0
反應混合物中各組分的濃度保持不變
內容內容內容
一、化學平衡
2．平衡特征
逆：可逆反應（或可逆過程）
等： v正 = v逆 (不等于零)
動：正逆反應均未停止，只是速率相等,是動態平衡
定：平衡時，各組分的濃度或含量保持不變
變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。平衡移動
內容內容內容
一、化學平衡
3.可逆反應達到平衡的標志
⑤單位時間內有2mol SO2生成，同時有_____O2 ______
2mol
2mol
1mol
2mol
生成
消耗
生成
標志一 ：v正=v逆≠0
①單位時間內有2mol SO2消耗，同時有2mol SO2生成；
②單位時間內有2mol SO3生成，同時有_____SO3消耗；
③單位時間內有2mol SO2生成，同時有_____SO3 ______ ;
④單位時間內有1mol O2生成， 同時有_____SO3 ______ ;
內容內容內容
一、化學平衡
3.可逆反應達到平衡的標志
標志一 ：v正=v逆≠0
即單位時間內生成與消耗某反應物（生成物）的量相等。
該物質的生成速率與消耗速率相等。
用同一種物質來表示反應速率時
②速率之比化學方程式中相應的化學計量數之比。
①表示兩個不同的方向。
用不同種物質來表示反應速率時
必須符合兩方面
內容內容內容
一、化學平衡
3.可逆反應達到平衡的標志
標志二：變量不變
（注意不是相等，也不是成比例）
各組分的物質的量或物質的量分數保持不變
各組分的質量或質量分數保持不變
各氣體的體積或體積分數保持不變
各組分濃度保持不變
特例：只有生成物有氣體時，體積分數始終不變，不是變量
內容內容內容
一、化學平衡
3.可逆反應達到平衡的標志
標志二：“變量”不變
氣體的平均相對分子質量 M
M =
m總
n總
取決于有無非氣體
取決于氣體系數差
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 為例
若m+n≠p+q
若m+n=p+q
若各物質均為氣體
m總為定值
n總為變量
M為變量
M不變時，
即為平衡狀態
n總為定值
M為定值
M不變時，
不一定為平衡狀態
內容內容內容
一、化學平衡
3.可逆反應達到平衡的標志
標志二：“變量”不變
氣體的平均相對分子質量 M
M =
m總
n總
取決于有無非氣體
取決于氣體系數差
m總為變量
若有非氣體參與
M為變量
M不變時，
即為平衡狀態
內容內容內容
一、化學平衡
3.可逆反應達到平衡的標志
標志二：“變量”不變
氣體的平均相對分子質量 M
M =
m總
n總
取決于有無非氣體
取決于氣體系數差
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 為例
且m+n≠p+q
若各物質均為氣體
M不變時，
即為平衡狀態
若各物質均為氣體，且m+n=p+q
M不變時，
不一定為平衡狀態
若有非氣體參與
M不變時，
即為平衡狀態
課堂檢測
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ，
當平均相對分子質量不變時，_______是化學平衡狀態
H2(g)+I2(g) 2HI(g)
當平均相對分子質量不變時，_______是化學平衡狀態
1.
一定
不一定
2. C(s)+O2(g) CO2(g)
當平均相對分子質量不變時，_______是化學平衡狀態
CO2(g)+C(s) 2CO(g)
當平均相對分子質量不變時，_______是化學平衡狀態
一定
一定
內容內容內容
一、化學平衡
3.可逆反應達到平衡的標志
標志二：“變量”不變
ρ =
m總
V容器
取決于有無非氣體
取決于氣體系數差
氣體密度ρ
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 為例
若各物質均為氣體
①恒容
m總為定值
ρ為定值
ρ不變時，
不一定為平衡狀態
內容內容內容
一、化學平衡
3.可逆反應達到平衡的標志
標志二：“變量”不變
ρ =
m總
V容器
取決于有無非氣體
取決于氣體系數差
氣體密度ρ
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 為例
若各物質均為氣體
m總為定值
若m+n≠p+q
若m+n=p+q
②恒壓
V容器為變量
ρ為變量
ρ不變時，
一定為平衡狀態
V容器為定值
ρ為定值量
ρ不變時，
不一定為平衡狀態
內容內容內容
一、化學平衡
3.可逆反應達到平衡的標志
標志二：“變量”不變
ρ =
m總
V容器
取決于有無非氣體
取決于氣體系數差
氣體密度ρ
m總為變量
若有非氣體參與
恒壓或是恒容
ρ為變量
ρ不變時，
一定為平衡狀態
內容內容內容
一、化學平衡
3.可逆反應達到平衡的標志
標志二：“變量”不變
ρ =
m總
V容器
取決于有無非氣體
取決于氣體系數差
氣體密度ρ
若有非氣體參與，恒壓或是恒容
ρ不變時，
一定為平衡狀態
若各物質均為氣體
①恒容
ρ不變時，
不一定為平衡狀態
②恒壓
若m+n≠p+q
若m+n=p+q
課堂檢測
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ，
恒容條件下，當氣體密度不變時，________是化學平衡狀態
恒壓條件下，當氣體密度不變時，________是化學平衡狀態
H2(g)+I2(g) 2HI(g)
恒容條件下，當氣體密度不變時，________是化學平衡狀態
恒壓條件下，當氣體密度不變時，________是化學平衡狀態
不一定
一定
不一定
不一定
課堂檢測
C(s)+O2(g) CO2(g)
恒容條件下，當氣體密度不變時，________是化學平衡狀態
恒壓條件下，當氣體密度不變時，________是化學平衡狀態
CO2(g)+C(s) 2CO(g)
恒容條件下，當氣體密度不變時，________是化學平衡狀態
恒壓條件下，當氣體密度不變時，________是化學平衡狀態
一定
一定
一定
一定
內容內容內容
一、化學平衡
3.可逆反應達到平衡的標志
標志二：“變量”不變
混合氣體總壓強
Δn(g)=n(g)反應物-n(g)生成物
當Δn(g)=0，則P為定量，若P保持不變，則不一定是化學平衡狀態。
PV=nRT
當Δn(g)≠0，則P為變量，若P保持不變，則一定是化學平衡狀態。
恒容、恒溫
恒容絕熱
當Δn(g)=0，P保持不變，則一定是化學平衡狀態。
當Δn(g)>0，ΔH>0,P保持不變，則一定是化學平衡狀態。
當Δn(g)<0，ΔH<0,P保持不變，則一定是化學平衡狀態。
課堂檢測
恒容、恒溫條件下 ，
C(s)+O2(g) CO2(g)
當體系總壓強不變時，_______是化學平衡狀態
CO2(g)+C(s) 2CO(g)
當體系總壓強不變時，_______是化學平衡狀態
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ，
當體系總壓強不變時，_______是化學平衡狀態
H2(g)+I2(g) 2HI(g)
當體系總壓強不變時，_______是化學平衡狀態
不一定
一定
一定
不一定
內容內容內容
一、化學平衡
3.可逆反應達到平衡的標志
標志二：“變量”不變
體系的顏色和溫度不變
一定為平衡狀態
H2 + I2 2HI
△
2NO2 N2O4
紅棕色
恒容
絕熱
內容內容內容
一、化學平衡
3.可逆反應達到平衡的標志
標志二：“變量”不變
濃度之比保持不變
C(A):C(B)=定值
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 為例
C(C):C(D)=定值
則不一定是化學平衡狀態。
C(A):C(D)=定值
則一定是化學平衡狀態。
01
二、化學反應條件的控制
內容內容內容
一、化學反應條件的控制
1．控制反應條件的意義
促進有利的化學反應
（即原料的利用率）
提高反應速率
提高反應物的轉化率
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
內容內容內容
一、化學反應條件的控制
2．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。
基本措施
基本措施
改變反應速率
改變反應限度
改變溫度、濃度、氣體的壓強、
固體的表面積以及催化劑的合理使用等
改變溫度、濃度、氣體的壓強等
內容內容內容
一、化學反應條件的控制
2．反應條件的控制
實際案例
催化劑
高溫、高壓
N2 + 3H2 2NH3
工業合成氨條件的控制
溫度低
壓強大
有利：氨的產率較高
不利：反應速率小，生產成本高
有利：氨的產率較高
不利：對動力和生產設備的要求高
常用溫度400℃~500℃
常用壓強10～30Mpa
內容內容內容
一、化學反應條件的控制
3．以“提高煤的燃燒效率”為例
提高煤的燃燒效率
煤的狀態
空氣用量
爐膛材料的選擇
熱能的利用
煤被研得越細，與空氣中氧氣的接觸面積越大，燃燒越充分，反應速率越大
過多的空氣會帶走大量的熱量，降低反應溫度，減小燃燒速率，甚至會使燃燒停止
燃燒后廢氣中的熱能可用于供暖或發電等
采用隔熱的耐高溫材料，減少熱量的損失
少量的空氣會使煤燃燒不充分，造成能源浪費，污染環境
適當用量
課堂檢測
內容內容內容
10．下列反應屬于放熱反應的是
A．煅燒石灰石制生石灰 B．煤的氣化制水煤氣
課堂檢測
D
1．對化學反應限度的敘述，錯誤的是(　　)
A．任何可逆反應在給定條件下的進程都有一定的限度
B．化學反應達到限度時，正、逆反應速率相等
C．化學反應的限度與時間的長短無關
D．化學反應的限度是不可改變的
內容內容內容
10．下列反應屬于放熱反應的是
A．煅燒石灰石制生石灰 B．煤的氣化制水煤氣
課堂檢測
D
2．下列措施，能使煤炭燃燒更充分，提高熱能利用率的是(　　)
A．多加煤以使爐火更旺
B．在煤炭中加入生石灰
C．做蜂窩煤時常在煤中摻和一些黃泥
D．把煤粉碎，在煤粉燃燒器中燃燒
內容內容內容
10．下列反應屬于放熱反應的是
A．煅燒石灰石制生石灰 B．煤的氣化制水煤氣
課堂檢測
B
3.一定溫度下，0.1 mol N2(g)與0.3 mol H2(g)在密閉容器中發生反應：N2(g)＋3H2(g)?? 2NH3(g)，已知該條件下，1 mol N2(g)與3 mol H2(g)完全反應時放出熱量a kJ。下列說法正確的是(　　)
A．達到化學平衡狀態時，反應放出0.1a kJ熱量
B．達到化學平衡狀態時，v(NH3)∶v(N2)＝2∶1
C．使用催化劑能夠提高原料平衡轉化率
D．升高溫度，正反應速率減小，逆反應速率增大
內容內容內容
10．下列反應屬于放熱反應的是
A．煅燒石灰石制生石灰 B．煤的氣化制水煤氣
課堂檢測
4.在恒溫、恒容下，可逆反應：A（g）+ 3B（g）=== 2C（g）達到平衡的標志是
A．C的生成速率與C的分解速率相等。
B．單位時間生成n molA，同時生成3n molB。
C．A、B、C的物質的量濃度保持不變。
D．A、B、C的分子數之比為1 ：3 ：2 。
E．容器中氣體的密度保持不變。
F．容器中氣體的總壓強保持不變。
A、C、F
課堂總結
課堂總結
01
02
03
04
可逆反應
化學反應限度
化學平衡
化學反應條件的控制
THANKS
THANKS
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