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化学反应的限度
第2章 化学键 化学反应规律
了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态
通过探究认识化学平衡与反应限度，知道条件改变时化学平衡会发生移动，初步了解外界条件能够影响化学平衡状态
了解控制反应条件在生产生活中的应用，加深化学理论知识和生产生活的联系
现有反应2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2，若向烧杯中加入FeCl3与KI的比值为1:2（即KI完全过量） ，FeCl3能否被完全反应？
检验Fe3+
反应物和生成物同时存在
反应物不可能完全转化成生成物
可逆
反应
1.可逆反应
例1：反应2H2+O2====H2O和2H2O====2H2↑+O2↑,这两个反应不是可逆反应，因为反应条件不同
点燃
通电
（1）定义：在相同条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应
（2）表示方法：书写可逆反应的化学方程式时用 代替 =
（3）特征：反应物和生成物同时存在，反应物不可能完全转化成生成物
例2：N2+3H2 2NH3这个反应，在容器中充入1molN2和3molH2，最终不能完全生成2molNH3
在容器中充入2molNH3，最终也不能完全生成1molN2和3molH2
2.化学平衡状态
在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率相等。
速率
时间
v(正)
v(逆)
v(正)=v(逆)
化学平衡状态
反应开始时，v(正)最大，v(逆)为0
反应过程中，反应物浓度减小，v(正)减小，生成物浓度增大，v(逆)增大
反应达到平衡时，v(正)=v(逆)。反应物和生成物浓度保持不变
注：可逆反应达到化学平衡时，反应不是停止，而是处于动态平衡状态，此时正反应与逆反应仍在发生，正逆反应速率相同但不为0
2.化学平衡状态
在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率相等。
速率
时间
v(正)
v(逆)
v(正)=v(逆)
化学平衡状态
好比是一个水池，有进水口和出水口，开始往里面灌水时，设定进水速度快，出水速度慢，然后进水速度越来越慢，出水速度越老越快，最后进水速度与出水速度相同，水池里的水位不再变化，但是里面的水实际上是有进有出的，只是表面上看不出来，处于动态平衡状态
能证明可逆反应存在的实验：同位素实验
对于可逆反应2SO2+O2 2SO3，若向容器中加入2molSO2和1mol 18O2，经过足够长时间后，SO2、O2、SO3全部存在，且18O原子存在于SO2、O2、SO3中
证明相同条件下，该反应能向正、反两个方向进行且无法反应完全
催化剂
14CO2、14C、14CO
对于可逆反应14CO2 + C 2CO来说，反应达到平衡状态后，达到最大限度后，混合物中含14C的粒子有哪些？
速率
时间
v(正)
v(逆)
v(正)=v(逆)
化学平衡状态
化学平衡状态的特征
化学平衡研究的对象是可逆反应
逆
等
达到化学平衡状态时，正反应速率与逆反应速率相等
动
化学平衡是一种表面静止状态，反应并未停止，是一种动态平衡
定
达到化学平衡状态后，各组分浓度保持不变，不随时间变化而变化
变
外界条件发生改变时，原平衡状态将被打破，新条件下将建立新的平衡状态
判断：
（1）当一个可逆反应到达平衡状态时，正、逆反应速率相等且等于零
（2）平衡状态时，各物质的浓度保持相等
（3）化学平衡状态不可以通过改变条件而改变
（4）化学反应达到其限度后，反应就停止了
（5）如果参与可逆反应的气体有颜色，反应到达平衡状态时，体系的颜色不再变化
（6）可逆反应达到平衡的重要特征是正、逆反应的速率相等
×
√
√
×
×
×
不等于0
浓度不变，不是相等
可以改变，改变温度、压强等都可以改变平衡
动态平衡不是停止
对于可逆反应A+B C+D，正反应吸热，逆反应放热，达到化学平衡状态后，体系温度不再改变，若升高温度，正、逆反应速率如何变化？化学平衡应如何移动？
思考1：温度对平衡状态的影响
升高温度，正、逆反应速率都增大，但程度不同
升高温度后，体系内的反应物有恢复原来状态的倾向，于是吸热反应速率增加程度更多，放热反应速率加快但加快程度不高，最终导致化学平衡向右（正反应方向）移动
速率
时间
v(正)
v(逆)
v(正)=v(逆)
化学平衡状态
升温
v(逆)
v(正)
实验探究
2NO2 (g) N2O4(g)
红棕色
无色
将封装有二氧化氮（NO2 ）和四氧化二氮（N2O4）混合气体的装置两端的球形容器分别浸入热水和冷水中，观察实验现象。
正反应放热
逆反应吸热
预测：当放入热水中时，温度升高，正逆反应速率都增大，但容器内物质趋向于恢复原来状态即温度低时的状态，于是吸热的逆反应的速率增加的更多，使化学平衡向左移动，容器中颜色变深
放入冷水中，温度降低，正反应速率均降低，但容器内物质趋向于恢复原来状态即温度高时的状态，于是放热的正反应的速率减小的更少，吸热的逆反应的速率减少的更多，使化学平衡向右移动颜色变浅
速率
时间
v(正)
v(逆)
升温
v(正)
v(逆)
降温
v(逆)
v(正)
2NO2 (g) N2O4(g)
红棕色
无色
正反应放热
逆反应吸热
实验探究
将封装有二氧化氮（NO2 ）和四氧化二氮（N2O4）混合气体的装置两端的球形容器分别浸入热水和冷水中，观察实验现象。
升高温度，化学平衡向吸热反应的方向移动
降低温度，化学平衡向放热反应的方向移动
对于可逆反应来说，改变外界条件后，体系内物质有恢复原来状态的倾向，比如升温后平衡状态会倾向于吸热的方向移动，降温后平衡状态会倾向于放热的方向反应移动
那增大压强或者减小压强，可逆反应的平衡状态会如何移动？
思考2：压强对平衡状态的影响
若参与反应的物质均不是气体，则改变压强不会对反应的平衡状态造成影响
设可逆反应：aA+bB cC+dD，a、b、c、d为系数，A、B、C、D均为气体
若a+b=c+d，反应前后气体体积不变，增大或减小压强，对可逆反应的平衡状态无影响
若a+b≠c+d，反应前后气体体积变化，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向进行
可逆反应：aA+bB cC+dD，a、b、c、d为系数，A、B、C、D均为气体
若a+b≠c+d，反应前后气体体积变化，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向进行
例1：2NO2 N2O4，反应前后气体系数不同，若增大压强，则平衡向气体体积小的方向移动，即向正反应方向进行；若减小压强，则平衡向气体体积大的方向移动，即向逆反应方向进行
例2：2A+4B 3C+5D，反应前后气体系数不同，若增大压强，则平衡向气体体积小的方向移动，即向逆反应方向进行；若减小压强，则平衡向气体体积大的方向移动，即向正反应方向进行
对于可逆反应来说，改变外界条件后，体系内物质有恢复原来状态的倾向
若某可逆反应参与反应的物质均是气体，若往反应容器内充入某气体反应物（使其浓度增加），可逆反应的平衡状态会如何移动？充入气体生成物呢？
思考3：浓度对平衡状态的影响
某气体反应物浓度增加后，平衡移动方向为消耗该物质的方向，即向正反应方向移动；某气体生成物浓度增加后后，平衡移动方向为消耗该物质的方向，即向逆反应方向移动
例：对于可逆反应N2+3H2 2NH3来说，若向反应容器中充入N2使其浓度增加，则平衡向正反应方向即消耗N2的方向移动，若向容器中充入NH3，则平衡向逆反应方向即消耗NH3的方向移动
解析
注：是气体或离子的浓度
化学平衡是在一定条件下建立起来的，当条件改变时，原平衡状态会被破坏，并在新的条件下建立起新的平衡状态（平衡移动方向倾向于保持原状态、以“抵消”改变）
原平衡
(v正=v逆)
条件改变
一定时间后
平衡破坏
(v正′≠v逆′)
新平衡
(v正"=v逆")
化学平衡的移动
浓度、温度、压强等因素均会影响化学平衡状态
1.可逆反应
化学反应存在限度
可逆反应为在同一条件下既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。
2.化学平衡状态
正反应速率和逆反应速率相等，v(正)=v(逆)，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态
平衡状态特征：逆、等、动、定、变
3.化学平衡状态的改变
条件改变时，原平衡状态会被破坏，并在新的条件下建立起新的平衡状态（平衡移动方向倾向于保持原状态、以“抵消”改变）
在一个密闭容器中发生反应：3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+2H2(g)
s—固体 g—气体
（1）增加Fe的量，反应速率 。（增大、减小或不变）
不变
原因：Fe为固体，增加纯固体或纯液体的量，对反应速率没有影响
（2）将容器体积缩小一半，反应速率 。
加快
原因：将容器体积缩小一半，容器内气体物质浓度增加，反应速率加快
（3）若容器体积不变、正反应放热，升高容器温度，化学平衡向 移动。
左
原因：改变外界条件后，容器内物质有维持原状的倾向，于是升温后，平衡向逆反应方向移动

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