化学反应限度高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章化学反应与能量第二节化学反应的速率与限度第二课时

化学反应限度学习目标1、了解可逆反应及特点。2、理解化学平衡状态的特征及标志，学会平衡状态的判断。3、知道改变条件化学平衡会发生移动。4、了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用。核心素养1、变化观念与平衡思想：化学反应有一定限度，是可以调控的。2、证据推理与模型认知：通过分析推理认识化学平衡的特征。（金台资讯）2020年9月23日，扬州市区一女子在家打扫卫生时，因误将84消毒液和洁厕灵混合起来使用，导致出现中毒症状。据悉，事发时，该女子吸入大量气体后，身体出现严重不适，后来被送到附近医院救治。急诊科医生介绍，该名女子因氯气中毒引发哮喘、胸闷、心悸等症状，如果得不到及时医治，该患者可能会有生命危险。课堂引入ChemNews新闻【生活中的化学】

查阅资料可知，84消毒液的有效成分为NaClO，洁厕灵的主要成分是盐酸，将其混合，会发生化学反应：。【知识回顾】

我们在必修第一册中学习过氯气与水的反应：。【思考】

对比以上两个反应方程式，你想起了什么？可逆反应！在同一条件下

和

均能进行的化学反应。一、化学反应的限度正反应方向逆反应方向(2)特征反应物生成物正、逆反应是在_________下同时进行的同一条件双向性双同性共存性反应物和生成物_____存在同时1.可逆反应(1)定义书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“

”。N2+3H22NH3催化剂高温高压2SO2+O22SO3催化剂△时间(min)

01020304050607080c(SO2)106321.21111c(O2)531.510.60.50.50.50.5c(SO3)04788.89999在某密闭容器中发生反应：此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度?此时的反应是否停止了？此时为何3种物质的浓度保持不变?2.化学平衡状态的建立2SO2+O22SO3催化剂△(1)开始反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0c(SO2)、c(O2)最大，

c(SO3)＝02SO2+O2

2SO3

v(正)最大，v(逆)=0反应速率v(正)v(逆)t1时间（t）0v(正)v(逆)反应速率t1时间（t）0(3)平衡(2)变化v(正)减小，v(逆)增大v(逆)≠0，v(正)＞v(逆)

v(正)=v(逆)

≠0c(SO2)、c(O2

)减小,c(SO3)增大2SO2+O2

2SO3

c(SO2)、c(O2

)不变,c(SO3)不变2SO2+O22SO3催化剂△反应物浓度最大，生成物浓度为0反应物浓度不变，生成物浓度不变反应物浓度减小，生成物浓度增大3.化学平衡状态(1)化学平衡状态的概念

在一定条件下，一个可逆反应进行到一定程度时，正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物浓度和生成物浓度不再改变，达到一种表面静止的状态。动：动态平衡等：v(正)=v(逆)

≠0定：平衡时，各组分的浓度保持不变。变：条件改变，原平衡破坏，建立新平衡。逆：研究对象是可逆反应(2)化学平衡状态的特征课堂练习1

.以3H2+N22NH3为列分析,判断下列情形是否达到平衡状态?(1)若有1molN2消耗，则有1molN2生成。（）(2)若有1molN2消耗，则有3molH2生成。（）(3)若有1molN2消耗，则有2molNH3生成。

（）(4)若有1molN≡N键断裂，则有6molN﹣H键断裂。（）

(5)若有1molN≡N键断裂，则有6molN﹣H键生成。（）(6)若反应体系中N2、H2、NH3的百分含量不变。（）(7)反应体系中平均相对分子质量一定。（）(8)若体系的体积一定，气体的密度一定。（）(9)若体系的体积一定，气体的压强一定。（）是否是是是是否是否①同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的

。(1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的

，即该反应进行的限度。最大程度转化率限度4.化学反应的限度(2)对化学反应限度的理解②化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大

。N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)起：

变：

平：

1300.80.20.62.40.40.41．下列对可逆反应的认识正确的是（）

A．与互为可逆反应

B．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

C．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

D．可逆反应可以完全进行课堂练习C2．一定条件下，向某密闭容器中投入一定量的X和Y，发生反应，反应过程中正、逆反应速率v

随时间t

的变化情况正确的是（）

A．B．

C．D．0v正v逆vt0v逆v正vt0v正v逆vt0v逆v正vtD①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，即：逆向相等—速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等如aA＋bB5、化学平衡状态的判断依据标志一：v正=v逆≠0(1)直接依据——根据速率关系例如，一定条件下，可逆反应N2＋3H22NH3，对该可逆反应，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：（1）单位时间内，消耗1molN2，同时1molN2生成（2）单位时间内，消耗3molH2，同时有2molNH3反应掉（3）1个N≡N断裂的同时，有6个N—H键断裂首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。即：

变量不变—化学反应达到平衡状态(2)间接依据——根据各组分的量标志二：各组分的浓度保持不变（注意不是相等，也不是成一定的比值）①各组分的物质的量或物质的量分数保持不变②各气体的体积或体积分数保持不变③各组分的质量或质量分数保持不变④体系的颜色和温度不变变量不变为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。间接

变量不变压强不变平均相对分子质量不变若m+n≠p+q若m+n=p+q一定不一定密度不变若m+n≠p+q若m+n=p+q不一定不一定颜色不变一定以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例化学反应的限度化学平衡状态的判断若m+n≠p+q一定平衡若m+n=p+q不一定平衡（3）化学平衡状态判断“三关注”“一等一不变”三关注：①关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；②关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；③关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。一等一不变：【易错提醒】（1）化学平衡的实质是同种物质的正、逆反应速率相等。用不同物质的正、逆反应速率判断是否达到化学平衡状态时，要根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，转化为同种物质的速率进行比较。（2）利用v（正）=v（逆）>0判断平衡状态时注意：反应速率必须是一正一逆，不能都是v（正）或都是v（逆）。【思考·讨论】某恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：2A（g）+B（g）⇌3C（g）+D（s），混合气体的压强不再改变能否表明该反应已达到平衡状态？提示：不能。D是固体，反应前后气体的物质的量不变，由于容器的体积不变，故气体的压强始终不变，因此压强不再改变，不能表明该反应已达到平衡状态。

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。二、化学反应条件的控制化工生产中反应条件的调控：化工生产中调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的_____和___________。成本实际可能性

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+3H22NH3

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。化工生产中化学反应条件的控制速度程度小高大高加快【情境·思考】生活中有很多现象都存在化学知识，如炉火越扇越旺，但蜡烛的火焰一扇就灭。（1）同样是扇风结果为什么不同，试解释其中的原因？提示：“炉火越扇越旺”是扇风为燃烧提供了足量的氧气促进燃烧；“蜡烛的火焰一扇就灭”是由于空气流动带走大量的热量，使温度降低，低于了蜡烛的着火点。（2）为了提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件？提示：①燃料与空气或氧气接触，且空气要适当过量。②尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。③尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热量，提高热能的利用率。为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件?（提示：可以从以下几方面考虑，如燃料的状态、空气用量、炉膛材料、烟道废气中热能的利用，等等。）思考与讨论：煤被研得越细，粉末越小，与空气中O2的接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越快。空气充足，煤燃烧得充分，产物主要为CO2，放热量大；空气不足，则煤燃烧不充分，部分生成CO，CO排放到空气中造成污染，且生成CO时，放出的热量大大减小。应选择保温隔热且耐热的炉（灶）膛材料。尽管煤燃烧是放热反应，但反应过程中煤燃烧需要提供部分能量才能进行，而利用煤燃烧放出的部分热量就可维持反应的持续进行。选用保温隔热材料的目的，是为防止热量散失。【思维建模】解答有关化学平衡标志的思维流程如下：【跟踪训练】1．（2019·宿州高一检测）一定温度下，反应A2（g）+B2（g）2AB（g）达到平衡的标志是（

）A．单位时间内生成nmolA2同时生成nmolABB．容器内的总压强不随时间的变化而变化C．单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2D．单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2

【解析】选C。在一定条件下，判断一个反应是否达到平衡，主要看正逆反应速率是否相等，体系中各组分的浓度（或含量）是否保持不变。A项中，生成A2是逆反应，生成AB是正反应。显然v（正）<v（逆），没有达到平衡；B项中，压强不随时间的变化而变化，不能说明反应混合物中A2、B2和AB的浓度是否保持一定，v（正）是否等于v（逆）。该反应前后气体总的物质的量保持不变，在其他条件一定时，反应从开始至反应达到平衡压强就一直保持不变，故压强不变不能说明反应是否达到平衡状态；C项中，表明v（正）=v（逆），反应已达到平衡状态；D项中，只说明了逆反应速率，没有说明正反应速率，且不管平衡是否建立，只要反应在进行，生成A2和B2的物质的量之比始终为1∶1。2．相同温度和压强下，在容积为2L的密闭容器中发生反应：2HIH2+I2（g），达到平衡状态的标志是（

）A．c（H2）保持不变B．c（H2）=c（I2）C．2v正（HI）=v逆（I2）D．拆开2molH—I共价键，同时生成1molH—H共价键【解析】选A。在一定条件下的可逆反应中，如果正、逆反应速率相等，各组分的百分含量保持不变，则达到化学平衡状态。A项，c（H2）保持不变，符合要求；B项，c（H2）=c（I