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第2课时 化学反应的限度
专题6 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应速率与反应限度
学习 目 标
核 心 素 养
1.了解可逆反应。
2.理解化学平衡状态。
3.认识控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。
1.通过化学反应限度及化学平衡状态的学习发展学生变化观念与平衡思想的化学核心素养。
2.深刻认识化学对人类的贡献，发展学生科学态度与社会责任的化学核心素养。
探究讨论
氯水中含有哪些粒子？如何证明各微粒的存在？
新课导入
Cl2＋H2O H++Cl-＋HClO
Cl2— 用湿润的淀粉KI试纸，变蓝；
“三分子、四离子”
Cl2 H2O HClO H+ Cl- ClO- OH-
HClO 、H+ — 用紫色石蕊试液，先变红后褪色；
Cl- —用硝酸银溶液和稀硝酸，白色沉淀产生。
只能进行到一定限度，可逆反应
一、可逆反应
知识梳理
1. 定义
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化学反应。
书写不用“==”，用“ ”。
（1）双同性：同一条件下正逆反应同时进行
（2）共存性：反应物与生成物共存
（3）可逆反应通常不能进行到底，有一定的限度
2. 特征
完全反应是相对的，可逆反应是绝对的！
（ 可逆过程）
CH3COOH H++CH3COO-
常见的可逆反应有哪些？
思考讨论
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
高温
2SO2+O2 2SO3
催化剂
NH3 +H2O NH3 ·H2O
SO2 +H2O H2SO3
特别提醒：
有些反应可逆性很小，如Ag++Cl- === AgCl ↓一般视为不可逆反应。
观察思考
实验探究
实验用品：0.1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L FeCl3溶液、15% KSCN溶液、苯
试管、烧杯、胶头滴管
问题讨论：
1. 如何证明 Fe3+ 与 I- 反应的发生？
3.设计实验时，是否要考虑反应物之间的数量关系？
2. 如何验证 Fe3+是否完全反应？
验证 Fe3+ 与 I- 的反应是可逆反应 (已知常温下 2Fe3+ +2I- == 2Fe2+ +I2 )
设计实验：
FeCl3溶液
观察思考
溶液由无色变为褐色
溶液分层，下层浅绿色，
上层油状液体呈紫色
溶液变为血红色
实验操作：
实验现象：
结论：
生成 I2
生成Fe2＋和I2
含有未反应的Fe3＋
I－过量条件下，反应物Fe3＋不能完全转化为生成物，即可逆反应具有一定的限度
实验探究
例1.下列说法正确的是（ ）
A. Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O为可逆反应
B. 1 mol N2和3 mol H2在一定条件下可完全生成2 mol NH3
C. 既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
D. 在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应
放电
充电
D
牛刀小试
例2.在一定量的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。已知某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到最大限度时，可能存在的数据是（ ）
A.N2为0.2 mol·L－1，H2为0.6 mol·L－1 B.N2为0.15 mol·L－1
C.N2、H2均为0.18 mol·L－1 D.NH3为0.4 mol·L－1
B
解析：可逆反应不能进行到底，N2的浓度范围是0～0.2 mol·L－1，H2的浓度范围是0～0.6 mol·L－1，NH3的浓度范围是0～0.4 mol·L－1，不能取最大值和最小值
牛刀小试
归纳总结
1.化学反应的限度是在给定的条件下，可逆反应所能达到或完成的最大程度。
化学反应的限度的意义在于决定了反应物在该条件下的最大转化率。
2.不同的可逆反应在给定条件下的化学反应的限度不同；同一可逆反应在不同
条件(如温度、浓度、压强等)下，其反应的限度不同。
3.无论进行多长时间，反应物都不可能100％地全部转化为生成物。
交流讨论
△
2SO2+O2 2SO3
c(SO2) c(O2) c(SO3)
起 始
过 程
最 终
最大
最大
0
减少
减少
增大
不变
不变
不变
依据下图分析各物质浓度及速率随时间的变化
v(正)
v(逆)
时间（t）
反应速率
0
v(正)=
v(逆)
t1
化学平衡状态
知识梳理
二、化学平衡状态
一定条件下可逆反应进行到一定程度，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物浓度不再变化，这种状态称为化学平衡状态。
1. 定义
适用对象：
实质：
外在标志：
反应混合物中各组分的浓度保持不变
v(正) = v(逆) ≠ 0
可逆反应
正确
理解
参考下图，分析合成氨反应从开始至平衡时各物质浓度变化和正、逆反应速率的变化。
交流讨论
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
浓度 速率变化 v正、v逆关系
开始 反应物浓度_____ v正_____ v正 v逆
生成物浓度_____ v逆_____ 变化 反应物浓度_____ v正_____ v正 v逆
生成物浓度_____ v逆_____ 平衡 反应物浓度_____ v正_____ v正 v逆
生成物浓度_____ v逆_____ 最大
最大
为0
为0
＞
减小
增大
不变
不变
减小
增大
不变
不变
＞
＝
知识梳理
二、化学平衡状态
条件改变，原平衡发生移动；新条件下建立新平衡
研究对象为可逆反应
逆
等
υ(正)＝ υ(逆)
动
动态平衡， υ(正)＝ υ(逆) ≠0
定
条件一定，平衡混合物中各物质的浓度一定
变
（不是相等）
2. 特征
知识梳理
二、化学平衡状态
3. 影响因素
化学平衡条件改变时，原平衡被破坏，并在新条件下建立起新平衡状态。
原平衡
(υ正= υ逆)
条件改变
一定时间后
平衡破坏
(υ正′≠ υ逆′)
新平衡
(υ正"= υ逆")
化学平衡的移动
决定因素：反应物的化学性质；
外界因素：浓度、温度、压强等因素均会影响化学平衡状态。
牛刀小试
例3.在一定温度下，在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：
，该反应达到化学平衡，下列能说明反应达到化学平衡状态的是_________(填序号)。
①v正(SO2)＝2v逆(O2)
②v(SO2)＝v(SO3)
③单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3
④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2
⑤混合气体的总的物质的量不再改变
高温
2SO2+O2 2SO3
催化剂
v正(SO2)＝2v正(O2)，故v正(O2)＝v逆(O2)，平衡状态；
二者一直保持相等，不能说明达到化学平衡状态；
消耗与生成始终1:1，不能说明；
非平衡状态下，也可能为该比；
该反应前后气体分子数不等，总物质的量
不再改变，说明v正＝v逆 ，达到平衡。
①⑤
牛刀小试
例3.在一定温度下，在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：
，该反应达到化学平衡，下列能说明反应达到化学平衡状态的是_________(填序号)。
⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的密度不再改变
⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变
高温
2SO2+O2 2SO3
催化剂
①⑤
反应前后气体分子数不相等，p不变，达到平衡；
容积不变，反应物及产物都是气体，故气体的密度一直不变；
该反应前后气体总m不变，气体总n是变量，故M也是变量，混合气体的M不变，反应一定达到平衡。
⑥⑧
归纳总结
化学平衡状态的判断依据
一、直接依据——根据速率关系
(1)同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。
(2)不同物质：速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，
如aA＋bB cC＋dD，即
二、间接依据——根据各组分的量
首先分析该量是“变量”还是“恒量”，“恒量”不能作为判断平衡状态的依据；若为“变量”不变时，则为平衡状态。
科学史话
拓展视野
C+O2 === CO2
C+CO2 === 2CO
Fe2O3+3CO === 2Fe+3CO2
高温
炼制 1 t 生铁所需要的焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需用量，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的CO气体。
可逆反应
高温
炼铁高炉尾气之谜
化学反应条件的控制
1.在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应，这就要通过控制反应条件来达到目的。
2.提高燃料的燃烧效率的措施：
（1）适当过量的空气，燃料与空气充分接触；
（2）充分利用燃烧放出的热能，提高热能的利用率。
3.意义：可以通过控制反应条件，使化学反应符合或接近人们的期望。
学科提炼
思考交流
课堂小结
定义
特点
判断
定义
特点
判断
化学反应的限度
可逆反应
化学平衡状态
“ 逆 ”
“ 等 ”
“ 动 ”
“ 定 ”
“ 变 ”
当堂巩固
1. 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 (　　)
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SO2、O2和SO3中
D
当堂巩固
2. 可逆反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)在恒容密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(　　)
①单位时间内生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO2
②单位时间内生成 n mol O2的同时生成 2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A． ①④⑥⑦
B． ②③⑤⑦
C． ①③④⑤
D． 全部
A
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