化学化学反应限度课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第二节

化学反应速率与限度第2课时化学反应限度及化学平衡

炼铁高炉尾气之谜：？：

概念：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。

知识回顾：可逆反应常见的可逆反应2NH3

N2

+3H2

催化剂高温、高压H2CO3

CO2

+H2OH2SO3

SO2

+H2ONH3.H2O

NH3

+H2OHCl+HClO

Cl2

+H2O2SO3

2SO2

+O2

催化剂2HIH2

+I2

N2O4

2NO2

科学研究表明：很多化学反应都是可逆反应可逆反应的特点(1)双向性：可逆反应分为方向相反的两个反应—正反应和逆反应。(2)双同性：正、逆反应在相同条件下是同时进行的。(3)共存性：反应物和生成物共存于同一体系中，反应物的转化率永远小于100%。【思考】向含有2molSO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)

ΔH＝－QkJ·mol－1(Q＞0)，充分反应后生成SO3的物质的量______(填“＜”“>”或“＝”，下同)2mol，SO2的物质的量______0mol，转化率______100%，反应放出的热量______QkJ。＜＜＜>2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)

【课堂检测2】在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g)⇌2Z2(g)，若X2、Y2、Z2的初始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，当反应达到平衡后，各物质的浓度可能是（

）①X2为0.2mol·L－1

②Y2为0.1mol·L－1③Z2为0.3mol·L－1

④Y2为0.6mol·L－1A.①② B.②③ C.③④ D.①④B利用极端假设法求可逆反应的极值——“一边倒”【检】【思考与交流】大本P44

可逆反应进行的终极状态是什么呢D活动1:

在500℃和101kPa下，将一定量的SO2和O2充入含有催化剂的密闭容器中反应：2SO2+O2⇌2SO3。时间/min010203040506070c(SO2)/(mol·L-1)10753.52111c(O2)/(mol·L-1)53.52.51.7510.50.50.5c(SO3)/(mol·L-1)0356.58999请分析整个过程中各物质浓度和速率随时间的变化规律?任务二

理解可逆反应的限度反应开始时反应进行时C(反应物)减小，v(正)

逐渐减小，C(生成物)增大，v(逆)从零逐渐增大一段时间后C(反应物)、C(生成物)浓度不再变化v(正)＝v(逆)C(反应物)最大，v(正)

最大；C(生成物)为零，v(逆)为零v(正)v(逆)时间（t）反应速率0v(正)=v(逆)t1化学平衡状态

学习汇报1、化学平衡定义：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。2、化学平衡状态的v-t图像任务二

理解可逆反应的限度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。2.对化学反应限度的理解①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大

。最大程度转化率转化率=转化量起始量100%化学平衡状态→

最大程度（限度）→

平衡转化率

活动3：改变反应条件，平衡状态能否改变呢？2NO2

（g）⇌

N2O4（g）条件改变，可逆反应限度可以改变3、化学平衡状态的特征：(1)

逆：研究的是可逆反应

(前提)(2)等：

v正=v逆

（同一物质）(实质)(3)动：

v正=v逆

≠0（同一物质），所以化学平衡是一种动态平衡。

达到平衡时，反应仍然在进行并没有停止。(4)定：在平衡体系的混合物中，各组成成分的含量保持不变

(标志)(5)变：当条外界条件发生改变，化学平衡可能就会被破坏，在新的条

件下建立新的平衡。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：符合：bv正(A)=av逆(B)正逆相等同一个物质，消耗速率（量）等于生成速率（量）如:aA(g)＋bB(g)

⇌cC(g)

（1）、直接依据

——根据速率关系4、化学平衡状态的判断标志υ正(A

)=υ逆(A)不同物质，有正有逆，速率比等于方程系数比【课堂检测5】在恒温恒容的密闭容器中发生可逆反应2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)说明已达到平衡状态的是（）

①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③2υ正(NO)=υ逆(O2)④υ正(NO2

)=2υ逆(O2)⑤单位时间内断开nmolNO中的N—O键的同时生成2nmolO＝O键⑥NO2减少表示的化学反应速率和NO减少表示的化学反应速率相等①④⑥【检】（2）间接依据——根据各组分的浓度不变

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，则为平衡状态衡状态的。是变量、但不变了，则平衡【课堂检测6】在一定温度，恒容的容器中发1A(s)+4B(g)⇌2C(g)+2D(g)气体B有颜色，一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明达到化学平衡状态的是_________________(填序号)。①v正(B)＝2v逆(D)②各气体的物质的量分数不再改变③混合气体的颜色不再改变④B、C和D的浓度之比为2∶1∶1⑤混合气体的总的物质的量不再改变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①②③

⑦⑧【思+议+展】【课堂检测7】在一定温度下，在恒容的容器中充入2molSO2和1molO2发生反应：2SO2(g)＋O2(g)

⇌2SO3(g)。一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明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amolSO2，同时生成amolSO3④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2⑤混合气体的总的物质的量不再改变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①⑤⑥⑧【检】判断平衡状态的证据：正逆相等变量不变【课堂小结】任务三、化学反应条件的控制

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、提高反应转化率），抑制对人们有害的化学反应（降低反应速率、减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生），这就需要对化学反应条件进行控制。1.改变化学反应的条件基本措施：(1)改变反应物的温度、浓度、气体压强、固体表面积以及催化剂的使用等来改变反应速率；

(2)通过改变可逆反应体系的温度、溶液浓度、气体压强等，改变可逆反应进行的限度。

（3）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。例如：合成氨的生产在温度较低时，氨的产率较高；但温度低，反应速率小，需要很长时间才能达到化学平衡。工业上通常选择在400~500℃下进行，此时催化剂活性也最高。