《化学反应的限度》名师课件

第六章第二节化学反应的速率与限度（2）高一年级化学主讲人唐延霞北京市第一中学

一个化学反应在实际进行时（如化学实验、化工生产等），反应物是否会按化学方程式中的计量关系完全转变成产物呢？二、化学反应的限度【阅读与思考】

1.困扰炼铁工程师的问题是什么？2.他们的猜想和改进措施是怎样的?3.这些措施起到预期的效果了吗？

生产中炼铁所需焦炭的实际用量远高于按照化学方程式计算所需用量，而且高炉顶部排出的气体中总含有没有利用的CO。这使炼铁工程师疑惑不解。

猜想：炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分造成的。措施：设法增加高炉的高度，以增加接触时间。结果：高炉尾气中CO的比例竟然没有改变。

直到19世纪下半叶，法国化学家勒夏特列经过深入的研究，才将这一谜底揭开。原来，产生上述现象的原因是:C+CO2

2C0是一个可逆反应，并且自下而上发生在高炉中有焦炭的地方。后来的研究证明，在高炉中Fe2O3与CO反应也不能全部转化为Fe和CO2。

【回忆与思考】

你学过的化学反应中哪些是可逆反应？

请一起回忆实验SO2+H2OH2SO3二氧化硫溶于水二氧化硫的漂白作用一定条件下合成氨混合体系中氨的浓度不变时氨的体积分数（V(N2):V(H2)=1:3

）

压强/MPaNH3含量/%温度/℃0.11020306010020015.381.586.489.995.498.83002.252.064.271.084.292.64000.425.138.247.065.279.85000.110.619.126.442.257.56000.054.59.113.823.131.4N2+3H22NH3催化剂高温、高压科学研究表明，很多化学反应都是可逆反应。（一）可逆反应

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反应称为可逆反应。

①2H2+O2

2H2O

2H2O2H2↑+O2↑

例1.试判断下述反应是否是可逆反应？点燃通电

②

二氧化碳与水反应

例1.试判断下述反应是否是可逆反应？CO2+H2OH2CO3

③

氯气与水反应

例1.试判断下述反应是否是可逆反应？Cl2+H2O

HCl+

HClO

2.特征：同一条件下同时进行的两个反应（正反应和逆反应）反应不能进行到底反应体系中与反应有关的各种物质是共存的3.在书写可逆反应化学方程式的时候注意用“”

例如：SO2+H2O

H2SO3

正反应：“”逆反应：“”

提问：在一定条件下的可逆反应中，正、逆反应速率是怎样随时间变化的呢？

反应物浓度正反应速率生成物浓度逆反应速率正、逆反应速率的关系反应开始时反应进行中反应进行到一定程度时某个可逆反应最大最大零零逐渐减小逐渐增大逐渐减小逐渐增大不变不变不变不变正反应速率＞逆反应速率正反应速率=逆反应速率正反应速率＞逆反应速率

（二）化学平衡状态

1.定义：当反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态，我们称之为化学平衡状态，简称化学

平衡。

2.化学平衡的特征：

逆：研究对象为可逆反应动：动态平衡正反应速率＝逆反应速率≠0定：反应物和生成物浓度保持不变变：“一定条件下”的平衡状态

改变条件可能改变化学平衡状态从而建立新的化学平衡等：正反应速率＝逆反应速率

3.标志：（1）正反应速率＝逆反应速率≠0

例2.对于反应2SO2+O2

2SO3

，达到化学平衡状态时，试推断A.单位时间内有2molSO2消耗，同时有2molSO2

；B.单位时间内有2molSO3生成，同时有

SO3消耗；

2mol生成催化剂△【小结】

用同一种物质来表示反应速率时，当反应达到化学平衡状态时，该物质的生成速率与消耗速率相等，即单位时间内生成与消耗某物质的物质的量相等。

例2.对于反应2SO2+O2

2SO3，达到化学平衡状态时，试推断C.单位时间内有2molSO2生成，同时有

SO3

；D.单位时间内有1molO2生成，同时有

SO3

；E.单位时间内有2molSO2生成，同时有

O2

；

2mol生成2mol

生成1mol消耗催化剂△

例3.一定条件下，发生可逆反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。下列叙述中，不能作为此可逆反应已经达到化学平衡状态标志的是（）A.单位时间内消耗和生成的NH3的物质的量相等B．NH3的消耗速率等于NO的生成速率C．单位时间内生成xmolNO，同时生成xmolNH3时D．单位时间内生成5ymolO2，同时消耗4ymolNH3时

B3.标志：（2）反应物和生成物的浓度都不再改变（注意不是相等）

例4.一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：

2SO2(g)

＋O2(g)

2SO3(g)。当SO2、O2、SO3的浓度不再变化时，下列说法中正确的是（）A．SO2和O2全部转化为SO3

B．该反应已达化学平衡状态C．正、逆反应速率相等且等于零D．SO2、O2、SO3的浓度一定相等

B催化剂△

例5.在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体，发生如下反应：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，不能作为反应达到化学平衡状态标志的是()

A.单位时间内生成和消耗的X的物质的量相等B.容器内各物质的浓度不随时间变化C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2D.单位时间消耗0.1molX的同时消耗0.2molZC【揭开谜团】为什么增加高炉的高度后所排出的高炉气中的CO含量并没有明显减少？

增加高炉的高度只是增加了反应的时间，可逆反应达到化学平衡状态之后，各物质的物质的量将不会随着时间的变化而变化，所以CO含量并没有明显减少。

（三）化学反应限度

1.定义：化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大程度，即该反应进行的限度。

2.最大转化率（1）转化率是指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量之比。

（2）化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。

3.任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同。改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度，亦即改变该反应的化学平衡状态。

例6.对化学反应限度的叙述错误的是()A.任何可逆反应都有一定的限度B.化学反应的限度是不可改变的C.化学反应的限度与反应速率无关D.化学反应达到限度时，正逆反应速率相等B

本节课我们以化学反应的可逆性，可逆反应为起点，通过化学平衡状态的分析认识到了化学反应是有限度的。课堂小结

我们在学习化学反应速率和化学平衡理论过程中，认识到可以从调控速率、提高反应转化率等方面综合分析反应条件，提出有效控制反应条件的措施。课堂小结

通过调控反应条件可使反应结果更好地符合人们预期的目标，这在工农业生产和环境保护等方面已经得到广泛的应用。课堂小结

1.光气(COCl2)在农药、医药等领域都有许多用途。一定温度下，恒容密闭容器中，CO与Cl2在催化剂的作用下发生反应：CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)。下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是（）A.正、逆反应速率都等于零B.CO、Cl2、COCl2的浓度相等C.CO、Cl2、COCl2的浓度不再变化D.CO、Cl2、COCl2在密闭容器中共存课堂练习C2.下列关于化学平衡状态的叙述错误的是()A.化学平衡是所有可逆反应都存在的一种状态B.在给定条件下，达到平衡时可逆反应完成程度达到最大C.达到平衡时，正、逆反应速率均为零D.达到平衡时，反应物和生成物的浓度不再发生变化C课堂练习3.一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应N2+3H22NH3下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡状态的是()A.NH3的质量保持不变B.H2的含量保持不变C.正反应和逆反应的速率相等D.N2、H2和NH3的物质的量之比为1:3:2D催化剂高温、高压课堂练习

4.一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如下图所示。下列有关说法正确的是（）A.t1时刻，反应逆向进行B.t2时刻，正反应速率大于逆反应速率C.t3时刻，达到反应的限度D.t4时刻，反应处于平衡状态BD课堂练习5.某温度时，在2L容器中