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第二節 化學反應的速率與限度
第2課時 化學反應的限度
第六章 化學反應與能量變化 　
人教版化學 必修2
你還記得嗎？
氯水中存在哪些微粒？
氯氣能與水反應，為何氯水中還存在“氯氣分子”呢？
分子：Cl2、H2O、HClO
離子：H+、Cl-、OH-、ClO-
Cl2＋H2O HCl+HClO
NH3 + H2O
NH3·H2O
NH4+ + OH-
氨水中存在哪些微粒？
分子：NH3·H2O、NH3、H2O
離子：NH4＋、H＋、OH-
氨氣能與水反應，為何氯水中還存在“氨氣分子”呢？
化學反應是有限度的，有些能進行地較徹底，有些反應是不徹底的，甚至是可逆的。
任務一 可逆反應
可逆反應：在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應。
雙向性
雙同性
共存性
反應物 生成物
正向反應
逆向反應
正、逆反應在同一條件下同時進行
反應物和生成物同時存在
可逆反應的特征：
思考： 和 互為可逆反應嗎？
不是可逆反應，反應條件不相同
不是可逆反應，反應條件不相同
任務一 可逆反應
對于可逆反應2SO2＋O2 2SO3，在混合氣體中充入一定量的18O2，足夠長時間后，18O原子
A．只存在于O2中
B．只存在于O2和SO3中
C．只存在于O2和SO2中
D．存在于O2、SO2和SO3中
D
任務二 化學平衡狀態
在某固定密閉容器中發生反應： 各物質的濃度隨反應的時間變化如下表所示。此條件下進行到什么時候達到了這個反應的限度
時間(min) 0 10 20 30 40 50 60 70 80
c(SO2) 10 6 3 2 1.2 1 1 1 1
c(O2) 5 3 1.5 1 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5
c(SO3) 0 4 7 8 8.8 9 9 9 9
2SO2+O2 2SO3
催化劑
△
反應開始時 反應進行時 反應50min后
宏觀 物料角度 c(反應物) ____ 0 c(反應物) ______ c(反應物)______
c(生成物) ____ 0 c(生成物) ______ c(生成物)______
微觀 速率角度 v正 ____ 0 v正 ______ v正 ______
v逆 ____ 0 v逆 ______ v逆 ______
>
=
>
=
減小
增大
減小
增大
不變
不變
不變
不變
O
時間
濃度
生成物
反應物
時間
速率
O
正反應
逆反應
任務二 化學平衡狀態
可逆反應中：當正反應速率和逆反應速率相等，反應中各組分的濃度保持不變，達到一種表面靜止的狀態，則為“化學平衡狀態”。
前提
實質
標志
可逆反應
ν (正) = ν (逆)
逆
等
動
≠0
動態平衡
定
各組分的濃度保持不變
變
條件改變，原平衡被破壞，平衡移動，
在新的條件下建立新的平衡
判斷可逆反應是否達到平衡。
v(正)>v(逆)
v(正)
v(逆)
反應速率
時間(t)
反應處于平衡狀態
t1
v(正)= v(逆)
課堂練習
合成氨工業對國民經濟和社會發展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應：
N2(g)＋3H2(g)　　　　　 2NH3(g)，
673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)隨時間t 變化的關系如圖所示。下列敘述中正確的是
A.c點處正反應速率和逆反應速率相等
B.a點的正反應速率比b點的大
C.d點(t1時刻)和e點(t2時刻)處n(N2)不同
D.在t2時刻，正反應速率大于逆反應速率
B
高溫、高壓
催化劑
任務二 化學平衡狀態的判斷
如何理解 v正 = v逆≠0？
核心：1.有正有逆的描述；2.轉化為同一物質速率相等
一定條件下，對于可逆反應N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反應速率可以用N2或H2或NH3來表示：下列能表示反應達到化學平衡狀態的是
（1）單位時間內，有1mol N2消耗，同時有1mol N2生成
（2）單位時間內，有3mol H2消耗，同時有2mol NH3生成
（3）單位時間內，有1mol N2消耗，同時有3mol H2消耗
（4）1mol N≡N 鍵斷裂的同時有2mol N-H 鍵斷裂
（5）2v正（N2）=v逆（NH3）
（6）v(H2)： v(N2) =3:1
(1) (5)
解題方法：一看有無正逆，二看是否等于系數之比
直接標志——“正逆相等”
任務二 化學平衡狀態的判斷
如何理解 “定”？
核心：一個量隨反應一直變，突然不變
間接標志——“變量不變”
一定條件下，對于可逆反應N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反應速率可以用N2或H2或NH3來表示，下列能表示反應達到化學平衡狀態的是
（1）容器內氮氣的物質的量不再改變
（2）c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2
（3）容器內顏色不再改變
（4）固定容器恒容條件下，容器內氣體壓強不再改變
（5）固定容器恒容條件下，容器內氣體密度不再改變
（6）恒容或恒壓條件，容器內氣體平均相對分子質量不再改變
(1) (4) (6)
解題方法：判斷這個物理量是否為變量
任務二 化學平衡狀態的判斷
如何理解 “定”？
核心：一個量隨反應一直變，突然不變
a.各物質的質量、物質的量、分子數目保持不變。
b.各物質的物質的量濃度、質量分數保持不變。
c.反應物的轉化率、生成物的產率保持不變。
d.體系的顏色和溫度不變
①一定是變量的物理量——單一物質
不是相等，
也不是成比例
各組分的濃度保持不變
總壓強、氣體密度、氣體的總物質的量、氣體平均分子質量、氣體的體積分數需要具體情況具體分析
②不一定是變量的物理量——混合氣體
間接標志——“變量不變”
課堂練習
在一定溫度下的恒容容器中，當發生下列物理量不在發生變化時，能說明反應達到平衡狀態的是？完成表格：
混合 氣體 的 壓強 混合 氣體 的 密度 混合 氣體 的 總物質的量 混合 氣體的平均相對分子質量 混合 氣體 的 顏色 各反應物生成物的濃度之比等于化學計量數之比 某種氣體的百分含量
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
2NO2(g) N2O4(g)
C(s)+CO2(g) 2CO(g)
I2(g)+H2(g) 2HI(g)
5CO(g)+I2O5(s) 5CO2(g)+I2(s)
NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)
×
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任務三 化學反應條件的控制
結合教材P48以工業合成氨氣為例，回答化工生產中反應條件如何調控？
思考：從速率和平衡的角度分析，工業上為什么通常采用400~500℃，10~30 Mpa條件合成氨氣？
化工生產中調控反應條件時，需要考慮控制反應條件的成本和實際可能性。
工業合成氨
溫度低，反應速率小，氨的產率高
壓強大，反應速率大，氨的產率高，對動力與生產設備要求高
使用催化劑能很大程度加快反應速率
綜合考慮
采用條件
溫度400~500℃
壓強10~30 Mpa
使用催化劑
任務三 化學反應條件的控制
為實現“碳達峰”“碳中和”的目標，提高燃料的燃燒效率與熱量的利用率也是重要措施之一。站在科學的人本情懷角度，結合所學試回答下列問題。
思考：煤燃燒時，將煤塊粉碎成煤粉且通入適當過量空氣的目的是什么？
煤塊粉碎成煤粉
增大其與空氣中O2的接觸面積
提高反應速率
煤粉燃燒更充分
通入適當過量的空氣
煤粉充分燃燒
生成CO2放出能量
空氣不足，會造成煤燃燒不完全，生成CO，產生熱量少，且造成污染

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