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专题6 化学反应与能量变化
第一单元 化学反应的速率与反应限度
第2课时 化学反应的限度和化学平衡状态
19世纪后期，人们发现高炉炼铁所排出的气体中含有相当量的CO，有的工程师认为这是由于CO和铁矿石的接触时间不够长所造成的。于是在英国耗费了大量的英镑造了一个高大的炼铁高炉，以增加CO和铁矿石接触时间。可是后来发现，用这个高炉炼铁，所排除的高炉气中，CO的含量并没有减少，这是什么原因呢？
1、了解可逆反应。
2、理解化学平衡状态和学会平衡状态的判断。
3、了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。
1、化学反应有一定限度，是可以调控的。（变化观念与平衡思想）
2、通过分析推理认识化学平衡的特征。（证据推理与模型认知）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
思考
瞧一瞧，看一看，这是什么？
氯水呈黄绿色，说明里面有氯气，这个试剂瓶中，水一定是足量的，那为什么还会有“没有反应的氯气”呢？
Cl2 + H2O HCl + HClO
这是一个可逆反应，反应物最终也会有剩余。
本节课的研究对象
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叫作可逆反应。
如：2HI(g) H2(g) + I2(g)；可逆反应。
2KClO3 == 2KCl + 3O2(g) 不可逆反应。
科学研究表明：不少化学反应都具有可逆性即正向反应和逆向反应能同时进行。
正反应：反应物→生成物
逆反应：生成物→反应物
一、可逆反应
同一条件下
表示方法：书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“ ”。
2、可逆反应的特征
N2+3H2 2NH3
催化剂
高温高压
2SO2+O2 2SO3
催化剂
高温
Cd+2NiO(OH)+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2
放电
充电
2H2O
H2↑+O2 ↑
电解
点燃
√
×
√
×
以下几个反应是否是可逆反应？为什么？
【思考与交流】
【观察思考】
已知FeCl3溶液和KI溶液在常温下能发生如下反应：
2Fe3＋ +2I- ====2Fe２++I2
1.取5mL 0.1mol·L-1KI溶液，向其中加入1mL 0.1mol·L-1FeCl3溶液，振荡，
观察实验现象。
2.继续向上述溶液中加入2mL苯，充分振荡后静置，观察实验现象。
3.分液后，重复步骤2的操作2-3次，将下层溶液分装在两支洁净的试管中，向其中一支试管滴加5-6滴15%硫氰化钾（KSCN）溶液，观察并比较两支试管中溶液的颜色。（注：KSCN溶液遇Fe3+变为红色，该反应可用于溶液中Fe3+的检验）
实验 现象 结论
①向KI溶液中加入FeCl3溶液并振荡
②在反应①的溶液中加入苯，振荡、静置
③取②的下层清液，滴加KSCN溶液
表6-2 FeCl3溶液与KI溶液反应程度的实验
2Fe3＋ +2I- 　　 2Fe２++I2
有Fe3＋剩余
有I２生成
棕黄色变深
出现分层现象，
上层为紫红色
溶液变为血红色
化学反应没有完全进行到底，是有一定的限度。
一个化学反应在实际进行时，反应物能否完全转变为生成物？
也说明化学反应是有限度的，很多化学反应都具有可逆性。
例：在500℃时,在容积为1L的含有催化剂的密闭容器中,发生如下反应： N2 ＋ 3H2 2NH3 起始量(mol) 0.2 0.4 0
30min(mol) 0.15 0.25 0.1 1小时 (mol) 0.11 0.13 0.18
2小时 (mol) 0.08 0.04 0.24
3小时 (mol) 0.08 0.04 0.24 ……
二、化学反应的限度
（1）可逆反应有一定的限度，相同的化学反应，条件不同时限度可能不同。
【化学反应的限度可以通过改变条件而改变】
（2）反应物的转化率小于100%。
某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3
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
此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度
达到反应限度时该反应是否停止了？
此时为何3种物质的浓度保持不变
三、化学平衡状态
1.概念：
当反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。
化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大限度，即该反应进行的限度。
前提（适用范围）：可逆反应
内在本质：v(正)= v(逆) ≠0
外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变
2.化学平衡的特征：
逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。
等：υ (正)＝υ (逆) ≠0 。
动：平衡时正逆反应均未停止。
定：平衡时，各组分的浓度保持一定。
变：当外界条件发生改变时，平衡发生改变。
(注意:浓度一定≠浓度相等)
反应
举例 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 是否
平衡
正、逆反应速率的关系 单位时间内消耗了m molA同时生成了m molA。即V正=V逆
单位时间内消耗了n molB，同时生成了p mol C，均指V正
VA:VB:VC:VD=m:n:p:q
V正不一定等于V逆
单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D。均指V逆
平衡
不一定
不一定
不一定
反应
举例 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 是否平衡
气体的
密度 若体系的体积不变，密度一定
混合气体的平均相对分子质量 当m+n≠p+q时，平均相对分子质量一定
当m+n=p+q时，平均相对分子质量一定
其它 如体系的颜色不再变化等
平衡
不一定
平衡
不一定
判断是否是平衡状态：
关键看是否“变化”
（1）若一直在变，则当其不变时达到平衡状态；
（2）若一直不变，则其不变时不一定达到平衡状态！
1.在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（ ）
A的生成速率与C分解的速率相等
单位时间内生成 n molA,同时生 3n molB
A、B、C的浓度不再变化
A、B、C的分子数比为1:3:2
【及时巩固】
C
在密闭容器中进行的如下反应
2SO2+O2 2SO3
①反应物浓度等于生成物浓度
②容器中SO2、O2、SO3的浓度之比为2:1:2
③单位时间生成2n molSO2，同时生成n molO2
④反应混合体系的压强不随时间的变化而变化
⑤容器内混合气体的密度不再发生变化
×
×
×
×
√
可以作为到达平衡的判据：
逆
动
定
变
等
速度标志
浓度标志
其他标志
化学平衡状态
v(正)
v(逆)
时间（t）
t1
0
反应速率
研究对象为可逆反应
建立
动态平衡，反应仍在进行
各组分的n、c、ω不变
v(正)＝v(逆)≠0
条件改变，平衡改变。
有正有逆，正逆相等。
各组分的n、c、ω不变
变量不变
特征
标志
1.在密闭容器中充入PCl5，发生化学反应：PCl5（g） PCl3（g）+ Cl2（g），反应一段时间后又向其中加入37Cl2，在重新达到化学平衡状态后，37Cl原子存在于（ ）
A．PCl5中 B．PCl3中
C．Cl2 D．三种物质中都有
D
2.对于可逆反应M＋N Q达到平衡状态时，下列说法正确的是（ ）
A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等
B.M、N全部变成了Q
C.M、N、Q的浓度都保持不变
D.反应已经停止
达到平衡状态的标志
C
3.在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是（ ）
A.A的生成速率与C的分解速率相等
B.单位时间内生成n molA,同时生成3n molB
C.A、B、C的浓度不再变化
D.A、B、C的浓度比为1:3:2
化学反应速率的方向需相反
C
4.将4 mol A气体和2 mol B气体在2L密闭容器中混合并在一定条件下发生反应：2A(g)+B(g) 2C(g)。若经过2s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1，则：
(1)用物质A表示的反应速率为 _。
0.3mol·L-1·s-1
(2)2s时物质A的转化率为 。
30%
提示：
物质A的转化率=
消耗A的物质的量
A的起始物质的量
×100%
世间最大的快乐，莫过于发现世人从未见过的新物质。

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