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第二节 化学反应的速率与限度
第2课时 化学反应的限度
第六章 化学反应与能量变化 　
人教版化学 必修2
你还记得吗？
氯水中存在哪些微粒？
氯气能与水反应，为何氯水中还存在“氯气分子”呢？
分子：Cl2、H2O、HClO
离子：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
离子：NH4＋、H＋、OH-
氨气能与水反应，为何氯水中还存在“氨气分子”呢？
化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。
任务一 可逆反应
可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。
双向性
双同性
共存性
反应物 生成物
正向反应
逆向反应
正、逆反应在同一条件下同时进行
反应物和生成物同时存在
可逆反应的特征：
思考： 和 互为可逆反应吗？
不是可逆反应，反应条件不相同
不是可逆反应，反应条件不相同
任务一 可逆反应
对于可逆反应2SO2＋O2 2SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长时间后，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
任务二 化学平衡状态
在某固定密闭容器中发生反应： 各物质的浓度随反应的时间变化如下表所示。此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度
时间(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
催化剂
△
反应开始时 反应进行时 反应50min后
宏观 物料角度 c(反应物) ____ 0 c(反应物) ______ c(反应物)______
c(生成物) ____ 0 c(生成物) ______ c(生成物)______
微观 速率角度 v正 ____ 0 v正 ______ v正 ______
v逆 ____ 0 v逆 ______ v逆 ______
>
=
>
=
减小
增大
减小
增大
不变
不变
不变
不变
O
时间
浓度
生成物
反应物
时间
速率
O
正反应
逆反应
任务二 化学平衡状态
可逆反应中：当正反应速率和逆反应速率相等，反应中各组分的浓度保持不变，达到一种表面静止的状态，则为“化学平衡状态”。
前提
实质
标志
可逆反应
ν (正) = ν (逆)
逆
等
动
≠0
动态平衡
定
各组分的浓度保持不变
变
条件改变，原平衡被破坏，平衡移动，
在新的条件下建立新的平衡
判断可逆反应是否达到平衡。
v(正)>v(逆)
v(正)
v(逆)
反应速率
时间(t)
反应处于平衡状态
t1
v(正)= v(逆)
课堂练习
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：
N2(g)＋3H2(g)　　　　　 2NH3(g)，
673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间t 变化的关系如图所示。下列叙述中正确的是
A.c点处正反应速率和逆反应速率相等
B.a点的正反应速率比b点的大
C.d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同
D.在t2时刻，正反应速率大于逆反应速率
B
高温、高压
催化剂
任务二 化学平衡状态的判断
如何理解 v正 = v逆≠0？
核心：1.有正有逆的描述；2.转化为同一物质速率相等
一定条件下，对于可逆反应N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：下列能表示反应达到化学平衡状态的是
（1）单位时间内，有1mol N2消耗，同时有1mol N2生成
（2）单位时间内，有3mol H2消耗，同时有2mol NH3生成
（3）单位时间内，有1mol N2消耗，同时有3mol H2消耗
（4）1mol N≡N 键断裂的同时有2mol N-H 键断裂
（5）2v正（N2）=v逆（NH3）
（6）v(H2)： v(N2) =3:1
(1) (5)
解题方法：一看有无正逆，二看是否等于系数之比
直接标志——“正逆相等”
任务二 化学平衡状态的判断
如何理解 “定”？
核心：一个量随反应一直变，突然不变
间接标志——“变量不变”
一定条件下，对于可逆反应N2＋3H2 2NH3，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示，下列能表示反应达到化学平衡状态的是
（1）容器内氮气的物质的量不再改变
（2）c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2
（3）容器内颜色不再改变
（4）固定容器恒容条件下，容器内气体压强不再改变
（5）固定容器恒容条件下，容器内气体密度不再改变
（6）恒容或恒压条件，容器内气体平均相对分子质量不再改变
(1) (4) (6)
解题方法：判断这个物理量是否为变量
任务二 化学平衡状态的判断
如何理解 “定”？
核心：一个量随反应一直变，突然不变
a.各物质的质量、物质的量、分子数目保持不变。
b.各物质的物质的量浓度、质量分数保持不变。
c.反应物的转化率、生成物的产率保持不变。
d.体系的颜色和温度不变
①一定是变量的物理量——单一物质
不是相等，
也不是成比例
各组分的浓度保持不变
总压强、气体密度、气体的总物质的量、气体平均分子质量、气体的体积分数需要具体情况具体分析
②不一定是变量的物理量——混合气体
间接标志——“变量不变”
课堂练习
在一定温度下的恒容容器中，当发生下列物理量不在发生变化时，能说明反应达到平衡状态的是？完成表格：
混合 气体 的 压强 混合 气体 的 密度 混合 气体 的 总物质的量 混合 气体的平均相对分子质量 混合 气体 的 颜色 各反应物生成物的浓度之比等于化学计量数之比 某种气体的百分含量
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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任务三 化学反应条件的控制
结合教材P48以工业合成氨气为例，回答化工生产中反应条件如何调控？
思考：从速率和平衡的角度分析，工业上为什么通常采用400~500℃，10~30 Mpa条件合成氨气？
化工生产中调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。
工业合成氨
温度低，反应速率小，氨的产率高
压强大，反应速率大，氨的产率高，对动力与生产设备要求高
使用催化剂能很大程度加快反应速率
综合考虑
采用条件
温度400~500℃
压强10~30 Mpa
使用催化剂
任务三 化学反应条件的控制
为实现“碳达峰”“碳中和”的目标，提高燃料的燃烧效率与热量的利用率也是重要措施之一。站在科学的人本情怀角度，结合所学试回答下列问题。
思考：煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉且通入适当过量空气的目的是什么？
煤块粉碎成煤粉
增大其与空气中O2的接触面积
提高反应速率
煤粉燃烧更充分
通入适当过量的空气
煤粉充分燃烧
生成CO2放出能量
空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO，产生热量少，且造成污染

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