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第二节 化学反应速率与限度
第3课时 化学反应限度
1.可逆反应
(1)定义：在同一条件下___________和___________均能进行的化学反应。
(2)特点
①正向反应和逆向反应________进行。
②一定条件下，反应物不可能________转化为生成物，即反应物的
转化率不可能达到________。
(3)表示：书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“ ”。
正反应方向
逆反应方向
同时
全部
100%

可逆反应一旦开始，反应物和生成物共存
典型的可逆反应有:
N2+3H2 2NH3
催化剂
高温高压
H2 +I2 2HI
SO2 +H2O H2SO3
2SO2+O2 2SO3
催化剂
高温
Cl2+H2O HCl+HClO

可逆反应的反应物不能彻底转化
1、当可逆反应：2SO2＋O2 2SO3达到平衡后，通入18O2再次达到平衡时，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
课堂练习
C
课堂练习
2、在1L的密闭容器中，充入气体0.1molＸ2、0.3molY2
和0.2molZ2 发生反应Ｘ2+Y2 2Z 当反应在一定条件
下进行到各物质浓度不变时，它们的浓度可能是（ ）
A、Z=0.3mol/L B、Y2=0.2mol/L 　　　　　　　　　　　　　　　　　
C、X2=4mol/L D、Z=0.15mol/L
AD
化学反应的限度
板书
可逆反应
正反应和逆反应，同时同条件
转化率＜100％ 反应物和生成物共存
2、化学平衡状态的建立
在一定条件下向反应容器中加入SO2和O2(合适催化剂)。
对于以上反应，请分析：
（1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？
（2）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？
（3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？
（4）随着反应的进行，v(正)与v(逆)怎样变化？
反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大
V(正）减小，V（逆）增大
此时为何3种物质的浓度保持不变
△
催化剂
时间 （min) 物质的量 浓度(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
某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3
反应已达到最大限度，说明反应达到了平衡
达到反应限度后，反应物和生成物浓度不在变化（定）
达到反应限度后
V正=V逆（等）≠0（动）
化学平衡状态的建立图像
平衡状态
v(正)>v(逆)，向正反应方向，建立平衡
请继续分析：
（5）从速率角度分析反应进行到什么时候会“停止”？
当正反应速率与逆反应速率相等时
（6）此时，反应物和生成物浓度如何变化？
反应物和生成物浓度均不再改变
（7）反应真的停止了吗？
NO
处于动态平衡
可逆反应的这种特殊状态就是我们今天要研究的化学平衡状态
化学反应的限度
可逆反应
化学平
衡状态
正反应和逆反应，同时同条件
转化率＜100％ 反应物和生成物共存
概念：在一定条件的可逆反应中，当V正=V逆时，各物
浓度保持不变的状态。
特征
化学平衡状态即化学反应限度，此时转化率最大。
板书
特征
逆：可逆反应；
等：v正＝v逆≠0；
动：动态平衡，反应没停止；
定：各组分的质量(或浓度)保持不变，为一定值；
变：外界条件改变时，平衡就被破坏，在新的条件下建
立新的平衡。
板书
化学平衡状态：
注意：
①只有可逆反应才有可能存在化学平衡状态，解决有关化学平衡的问题时，首先要看清该化学反应是否为可逆反应。
②化学平衡状态是可逆反应进行到最大限度的结果。
③化学平衡状态的建立还必须具有一定的外部条件（温度、浓度、压强等），所以，同一个可逆反应在不同条件下建立起的化学平衡状态可能不同。
判定方法
板书
直接标志
等：同一物质ひ正（B）=ひ逆（B）
不同物质(一正一逆，与系数成比例)
例：在一定温度下,可逆反应N2 + 3H2 2NH3达到平衡的标志是:
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. 单位时间内生成nmolN2,同时生成3nmolNH3
E. 1个N≡N键断裂的同时，有3个H-H键形成
F. 1个N≡N键断裂的同时，有3个H-H键断裂
√
√
√
？
以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例，达到平衡的标志为：
A的消耗速率与A的生成速率—————
A的消耗速率与C的——— 速率之比等于———
B的生成速率与C的——— 速率之比等于———
A的生成速率与B的——— 速率之比等于———
相等
消耗
m ：p
生成
n ：p
消耗
m ：n
？
定：各组分浓度保持一定
能够说明N2 + 3H2 2NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是 ：
①容器内N2、H2、NH3三者共存
②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等
③容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2
④t min内生成1molNH3同时消耗0.5molN2
⑤t min内生成1molN2同时消耗3molH2
？
√
判定方法
板书
直接标志
同一物质ひ正（B）=ひ逆（B）
不同物质：一正一逆，与系数成比例
各组分浓度保持一定
各组分的n、m或质量分数一定
各气体的体积（V）或体积分数一定
反应物的转化率或生成物的产率一定
体系颜色一定、绝热体系中温度一定
定
等
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
反应达平衡状态的标志是：
1）C(H2)= C(I2)= C(HI) 时
2）C(H2)：C(I2)：C(HI) =1:1:2时
3）C(H2)、C(I2)、C(HI) 不再随t改变而改变
4）n(H2)、n(I2)、n(HI) 不再随t改变而改变
5）H2 、I2的转化率不再改变
6）H2 、I2 、HI的体积分数不再改变
7）混合气体的颜色不再改变
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
在固定体积的的密闭容器中
反应达到平衡状态的标志是：
8）混合气体总 n 不再改变
9）混合气体总 P 不再改变
10）混合气体的平均 M 不再改变
11) 混合气体的密度不再改变
2NO2 2NO + O2
H2(g) + I2(g) 2HI(g)
在压强恒定的容器中
反应达到平衡状态的标志是：
1）混合气体总 n 不再改变
2）混合气体总 V 不再改变
3）混合气体的密度不再改变
2NO2 2NO + O2
判定方法
板书
直接标志
同一物质ひ正（B）=ひ逆（B）
不同物质：一正一逆，与系数成比例
定
等
间接标志
反应前后气体系数不等的反应
气体总物质的量（n）不变
恒V时，总P不变 或平均M 不变
恒P时，总V不变 或气体密度不变
变量不变
对于不同类型的可逆反应，某一物理量不变是否可作为平衡已到达的标志，取决于该物理量在平衡到达前（反应过程中）是否发生变化。若是则可；否则，不行。
3
化学反应条件的控制
1.控制化学反应条件的意义
在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应（提高反应速率，提高反应物的转化率即原料的利用率），抑制有害的化学反应（降低反应速率，控制副反应的发生，减少甚至消除有害物质的产生），这就需要进行化学反应条件的控制。
2.控制化学反应条件的方法
（1）改变化学反应的速率
（2）改变可逆反应进行的程度
3、合成氨工业反应条件的控制
在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。
催化剂
高温、高压
N2 + 3H2 2NH3
合成氨的生产在温度较低时，氨的产率较高；压强越大，氨的产率越高。但温度低，反应速率小，需要很长时间才能达到化学平衡，生产成本高，工业上通常选择在400~500℃下进行。而压强越大，对动力和生产设备的要求也越高，合成氨厂随着生产规模和设备条件的不同，采用的压强通常为10~30MPa。
合成氨的 速率增大 使混合物中氨
的含量提高
压强 高压
温度 高温
催化剂 使用
分析角度
反应条件
高压
低温
不影响
一致
矛盾
10~30MPa
合成氨的适宜条件：
400~500℃
铁触媒
例：在一定温度下,可逆反应CO2 + H2O H2CO3达到平衡的标志是:
单位时间内消耗1molCO2的同时，生成1mol H2CO3
B.单位时间内消耗1molCO2的同时，生成1mol CO2
C.单位时间内消耗1molCO2的同时，生成2mol H2O
D.单位时间内生成1molH2CO3的同时，生成1mol H2O
E.单位时间内生成1molH2O的同时，生成1mol CO2
F.单位时间内断开2molC=O键的同时，生成1mol CO2
G.单位时间内断开2molC=O键的同时，消耗1mol H2CO3
√
√
√
√
（1）混合气体的颜色不再改变 （ ）
（2）混合气体的平均相对分子质量不变 （ ）
（3）混合气体的密度不变 （ ）
（4）混合气体的压强不变 （ ）
（5）单位时间内消耗2nmolNO2的同时生成2nmolO2 （ ）
(6) O2气体的物质的量浓度不变 （ ）
2、在固定体积的的密闭容器中发生反应：
2NO2 2NO + O2
该反应达到平衡的标志是：
3、在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g) 2Z(g),
已知 X2、Y2、Z的起始浓度分别为 0.1mol/L, 0.3 mol/L, 0.2 mol/L, 在一定的条件下, 当反应达到平衡时, 各物质的浓度有可能是
A. Z 为 0.3 mol/L
B. Y2 为 0.5 mol/L
C. X2 为 0.2 mol/L
D. Z 为 0.4 mol/L
A
4、在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应： A（固） ＋ 2B（气） C（气）＋D（气） 已达平衡的是（双选）
（A）混合气体的压强　　
（B）混合气体的密度
（C）B的物质的量浓度　
（D）气体总物质的量
BC

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