1、第第3 3节节 化学反应的快慢和限度化学反应的快慢和限度第第2 2课时课时 化学反应的限度化学反应的限度 课业目标：课业目标：1.1.认识认识化学反应的可逆性。化学反应的可逆性。2.2.认识到化学反应的进行是有一定限度的认识到化学反应的进行是有一定限度的以及以及化学平衡化学平衡 建立的过程建立的过程。3.3.掌握化学平衡状态的判断掌握化学平衡状态的判断4.4.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活生产和科了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活生产和科 学研究领域中的重要作用。学研究领域中的重要作用。【知识回顾】【知识回顾】（1）表示化学反应快慢的物理量，通常用）表示化学反应快慢的物理量，通常用
2、单位时间单位时间内内反应物浓反应物浓度的减小度的减小或或生成物浓度的增加生成物浓度的增加来表示。来表示。 （2 2）影响反应速率的外界因素：）影响反应速率的外界因素：浓度、温度、催化剂、接触面浓度、温度、催化剂、接触面积、压强（有气态物质参加的反应）积、压强（有气态物质参加的反应），此外，还有溶剂、光波、，此外，还有溶剂、光波、电磁波、超声波等。电磁波、超声波等。1 1化学反应化学反应速率速率的定义的定义、公式公式、单位单位。2 2影响化学反应影响化学反应速率速率的因素的因素（2）计算公式）计算公式: vC / t （3）单位）单位: mol/(Ls ) 或或 mol/(Lmin) 或或 mo
3、l/(Lh) （1 1）决定因素：反应物本身的性质）决定因素：反应物本身的性质【联想【联想质质疑】疑】图图2-3-12-3-1现代硫酸厂一角现代硫酸厂一角硫酸是一种重要的化工产品。早在公元硫酸是一种重要的化工产品。早在公元7 7世世纪人们就开始寻找制取硫酸的方法，但是纪人们就开始寻找制取硫酸的方法，但是直到直到18751875年德国化学家麦塞尔（年德国化学家麦塞尔（R.MesselR.Messel）以铂为催化剂才使硫酸生产有了较大的发以铂为催化剂才使硫酸生产有了较大的发展。尔后，硫酸工业生产的每次突破性进展。尔后，硫酸工业生产的每次突破性进展都是因为使用了新型、高效的催化剂而展都是因为使用了新
4、型、高效的催化剂而取得的。取得的。 那么，在硫酸的工业生那么，在硫酸的工业生产中，催产中，催化剂发挥了什么作用？化剂发挥了什么作用？ 在生产过程中，二在生产过程中，二氧化硫转化为三氧化硫需要氧气，但即使氧化硫转化为三氧化硫需要氧气，但即使氧气再过量，二氧化硫也不能全部转化为氧气再过量，二氧化硫也不能全部转化为三氧化硫，这是为什么？三氧化硫，这是为什么？二、化学反应的限度二、化学反应的限度 【观察观察思考思考】向向 2mL 0.01mol 2mL 0.01molL L-1-1 KI KI 溶液中加入溶液中加入 1mL 1mL 0.01molL0.01molL- -1 1FeClFeCl3 3 溶
5、液，再加入几滴溶液，再加入几滴0.1 molL0.1 molL-1-1KSCN KSCN 溶液，溶液，你认为能观察到什么现象？为什么？你认为能观察到什么现象？为什么？实验现象：试管内液体由无色变为红色实验现象：试管内液体由无色变为红色实验结论：溶液中还有实验结论：溶液中还有FeFe3+3+，化学反应没有进行完全。化学反应没有进行完全。 FeFe3+ 3+ + I+ I Fe Fe2+2+ + I + I2 20.040.1 0.140.21.2反应结束后反应结束后SO2物质的量物质的量10010510.5n(O2)/mol22222n(SO2)/mol 在在 反应中反应中, ,测得数据列表如下
6、测得数据列表如下: :2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂SOSO2 2转化为转化为SOSO3 3需要需要O O2 2，但即使，但即使O O2 2再过量，再过量，SOSO2 2也不能全部转化也不能全部转化为为SOSO3 3，SOSO2 2与与O O2 2没有完全反应，反应有限度。没有完全反应，反应有限度。思考：上述两个反应进行不彻底的原因是什么？思考：上述两个反应进行不彻底的原因是什么？【交流【交流研讨】研讨】观点观点1 1错误错误观点观点2 2错误错误 某班同学以二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应为例，分析为什么即使氧气过量二氧化硫也不能全部转某班同学以二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应为例，分
7、析为什么即使氧气过量二氧化硫也不能全部转化成三氧化硫。他们在讨论过程中形成了以下三种观点，请结合相关资料对他们的观点进行分析论证。化成三氧化硫。他们在讨论过程中形成了以下三种观点，请结合相关资料对他们的观点进行分析论证。观点观点 1 1 ：只有部分二氧化硫与氧气发生反应。：只有部分二氧化硫与氧气发生反应。观点观点 2 2 ：二氧化硫全部转化成三氧化硫后，部分三氧化硫分解又生成二氧化硫。：二氧化硫全部转化成三氧化硫后，部分三氧化硫分解又生成二氧化硫。观点观点 3 3 ：二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫分解生成二氧化硫和氧气。：二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时，三氧化硫分解生成二
8、氧化硫和氧气。信息信息1：实验发现，一定条件下向一密闭容器中充入：实验发现，一定条件下向一密闭容器中充入SO2与与18O2，反应一段时间后，核素反应一段时间后，核素18O存在于存在于SO2、O2、SO3中。中。信息信息2：密闭容器中：密闭容器中SO2与与O2在一定条件下发生反应，反应过程在一定条件下发生反应，反应过程中中SO3的物质的量的变化趋势如图所示。的物质的量的变化趋势如图所示。针对上述三种观点，他们查阅资料获得了以下信息针对上述三种观点，他们查阅资料获得了以下信息1 1、可逆反应、可逆反应（1 1）定义：在）定义：在相同条件相同条件下下同时同时向向正、逆正、逆两个方向进行的反应两个方向
9、进行的反应称为可逆反应。称为可逆反应。 （3 3）特点：同一条件，正、逆同时进行（两同）特点：同一条件，正、逆同时进行（两同） 反应不能进行完全，反应物和生成物共存（一不能）反应不能进行完全，反应物和生成物共存（一不能）二、化学反应的限度二、化学反应的限度可逆反应的化学方程式中，用可逆反应的化学方程式中，用“ ”“ ”代替代替“ ”“ ”（2 2）表示方法：表示方法：1.1.判断下列反应是否为可逆反应？为什么？判断下列反应是否为可逆反应？为什么？二氧化碳与水反应生成碳酸二氧化碳与水反应生成碳酸, ,碳酸分解成二氧化碳与水碳酸分解成二氧化碳与水氢气在氧气中燃烧生成水，水在电解时生成氢气和氧气氢气
10、在氧气中燃烧生成水，水在电解时生成氢气和氧气氯气与水反应生成盐酸与次氯酸氯气与水反应生成盐酸与次氯酸氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体，两种气体又自发变成氯化氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体，两种气体又自发变成氯化铵，氯化铵的分解是可逆反应。铵，氯化铵的分解是可逆反应。硫酸铜晶体加热变成白色粉末，冷却又变成蓝色，所以无水硫硫酸铜晶体加热变成白色粉末，冷却又变成蓝色，所以无水硫酸铜结合结晶水的反应是可逆反应。酸铜结合结晶水的反应是可逆反应。【迁移应用】【迁移应用】、不是的，因为不在同一条件下进行的。、不是的，因为不在同一条件下进行的。ClCl2 2 + H+ H2 2O O HClHCl + HClO
11、+ HClOCOCO2 2 + H+ H2 2O O H H2 2COCO3 31414COCO2 2、1414C C、1414COCO【迁移应用】【迁移应用】2.2. 14 14COCO2 2 + + 1212C 2COC 2CO，达到最大限度后，混合物中含，达到最大限度后，混合物中含1414C C的粒子有哪些？的粒子有哪些？ 时间时间 min01020304050607080C(SO2)mol/L106321.2C(O2)mol/L531.510.6C(SO3)mol/L04788.8190.5190.5190.5190.5 某工厂实验室研究在加入某工厂实验室研究在加入催化剂催化剂和和加热
12、加热的条件下将的条件下将10mol SO10mol SO2 2与与5mol O5mol O2 2混合进行反应，测得数据列表如下混合进行反应，测得数据列表如下8001020304050607092345678110CSO3SO2O2t080min 080min 各物质的浓度如何变化？各物质的浓度如何变化？5080min5080min SO SO2 2、O O2 2、SOSO3 3物质的量浓度为何不再变化？物质的量浓度为何不再变化？8001020304050607092345678110CSO3SO2O2tC(SOC(SO3 3) )增大增大催化剂催化剂SOSO2 2+O+O2 2SOSO3 3
13、加热加热正反应正反应C(SOC(SO3 3) )降低降低SOSO3 3 SOSO2 2+O+O2 2催化剂催化剂加热加热逆反应逆反应C(SOC(SO3 3) )降低量降低量单位时间内，单位时间内，C(SOC(SO3 3) )增大量增大量正反应速率正反应速率逆反应速率逆反应速率5080min 5080min C C(SO(SO2 2) ) 、C C(O(O2 2) ) 、 C C(SO(SO3 3) )不再变化不再变化正反应速率等于逆反应速率正反应速率等于逆反应速率反应仍然进行反应仍然进行化学平衡状态化学平衡状态8001020304050607092345678110CSO3SO2O2t 时间时
14、间 min01020304050607080C(SO2)mol/L106321.2C(O2)mol/L531.510.6C(SO3)mol/L04788.8190.5190.5190.5190.5请分析：反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？请分析：反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？随着反应的进行，随着反应的进行，v(v(正正) )与与v(v(逆逆) )怎样变化？怎样变化？反应物浓度大，反应速率大，随浓度减小，正反应速率减小反应物浓度大，反应速率大，随浓度减小，正反应速率减小生成物浓度小，反应速率小，随浓度增大，逆反应速率增大生成物浓度小，反应速率小，随浓度增大，逆反应速率增大
15、t t5050平衡状态平衡状态2.2.化学平衡状态化学平衡状态（1 1）定义）定义: :在一定条件下在一定条件下可逆反应可逆反应进行到一定程度时，进行到一定程度时，反应物反应物和生成物和生成物浓度浓度不再随时间的延长而发生变化，不再随时间的延长而发生变化，正反应和逆反应正反应和逆反应的速率相等的速率相等，这种状态称为化学平衡，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。状态，简称化学平衡。二、化学反应的限度二、化学反应的限度92345678110C80010203040506070CSO3SO2O2t5080min C(SO2) 、 C(O2) 、 C(SO3) 不再变化正反应速率等于逆反应速率反
16、应仍然进行动态平衡反应物、生成物浓度不再变化（固定）（2）化学平衡的特征化学平衡状态正反应速率等于逆反应速率t50平衡状态2.2.化学平衡状态化学平衡状态二、化学反应的限度二、化学反应的限度动动等等定定（2 2）特点）特点: :逆逆研究对象为可逆反应研究对象为可逆反应动态平衡，正、逆反应仍在进行，没有停止动态平衡，正、逆反应仍在进行，没有停止条件一定，平衡混合物中各物质的浓度一定条件一定，平衡混合物中各物质的浓度一定（不是相等）（不是相等）动态平衡，动态平衡，v(v(正正) ) v(v(逆逆) 0) 0思考：如何判断在一定条件下，可逆反应是否达到平衡思考：如何判断在一定条件下，可逆反应是否达到
17、平衡状态？状态？微观实质微观实质 宏观特征宏观特征等等定定2.2.化学平衡状态化学平衡状态二、化学反应的限度二、化学反应的限度（3 3）判断标志判断标志微观实质微观实质：v(v(正正) ) v(v(逆逆) )宏观特征：宏观特征：各组分的浓度保持不变各组分的浓度保持不变（注意不是相等，也不（注意不是相等，也不是成一定的比值）是成一定的比值）用用同一种物质同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等。来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等。【理解】【理解】v(v(正正) ) v(v(逆逆) ) 一定条件下，一定条件下，N N2 23H3H2 2 2NH 2NH3 32 2、
18、用、用不同种物不同种物质来表示反应速率时必须符合两方面质来表示反应速率时必须符合两方面（1 1）表示两个不同的）表示两个不同的方向。（方向。（2 2）速率之比化学方程式中相应的化学计量数之比。）速率之比化学方程式中相应的化学计量数之比。例：例：A.A.单位时间内，有单位时间内，有1molN1molN2 2反应掉，同时反应掉，同时1molN1molN2 2生成生成 B.V B.V正正（NHNH3 3）=V=V逆逆（NHNH3 3）例：例：A.A.1 1个个 NN NN 断裂的同时，有断裂的同时，有6 6个个NH NH 键断裂键断裂 B. B.3V3V正正（N N2 2）=V=V正正（H H2 2
19、） C. C.V V正正（N N2 2）=3V=3V逆逆（H H2 2） D.D.2V2V正正（H H2 2）=3V=3V逆逆（NHNH3 3）V V正正（N N2 2） 3 3V V逆逆（H H2 2） 1 1V V正正（H H2 2） 3 3V V逆逆（NHNH3 3） 2 2【理解】【理解】各组分的浓度保持不变各组分的浓度保持不变A.A.各组分的物质的量或物质的量分数保持不变各组分的物质的量或物质的量分数保持不变B.B.各气体的体积或体积分数保持不变各气体的体积或体积分数保持不变C.C.各组分的质量或质量分数保持不变各组分的质量或质量分数保持不变规律：规律：变量不变即可判断平衡变量不变即
20、可判断平衡。假定可逆反应未达到平衡状态，看该。假定可逆反应未达到平衡状态，看该“量量”是否变化，若变，当其不再变化时，即可判断可逆反应已达平衡状态。是否变化，若变，当其不再变化时，即可判断可逆反应已达平衡状态。例：一定条件下，例：一定条件下，N N2 23H3H2 2 2NH 2NH3 3A.A.N N2 2物质的量保持不变物质的量保持不变B.B.H H2 2的体积分数保持不变的体积分数保持不变C.C.NHNH3 3的浓度保持不变的浓度保持不变例例1 1：可以证明可逆反应：可以证明可逆反应N N2 2（g g）3H3H2 2（g g） 2NH2NH3 3（g g）已达到）已达到平衡状态的是（）
21、平衡状态的是（）1 1个个NNNN键断裂的同时，有键断裂的同时，有3 3 个个H HH H键断裂键断裂1 1个个NNNN键断裂的同时，有键断裂的同时，有6 6 个个N NH H键断裂键断裂其他条件不变时，混合气体平均相对分子质量不再改变其他条件不变时，混合气体平均相对分子质量不再改变恒温恒容时，体系压强不再改变恒温恒容时，体系压强不再改变NHNH3 3、N N2 2、H H2 2的体积分数都不再改变的体积分数都不再改变恒温恒容时，混合气体的密度保持不变恒温恒容时，混合气体的密度保持不变正反应速率正反应速率v v（H H2 2）0.6mol/0.6mol/（LminLmin），）， 逆反应速率逆
22、反应速率v v（NHNH3 3）0.4 mol/0.4 mol/（ Lmin Lmin）A A、全部、全部 B B、 C C、 D D、同向同向 m m n n M MC m m V V 例例2 2：H H2 2（g g）I I2 2（g g） 2HI2HI（g g）已经达到平衡状态的标志是）已经达到平衡状态的标志是 c c（H H2 2）c c（I I2 2）c c（HIHI） ( ) ( ) c c（H H2 2）：）：c c（I I2 2）：）：c c（HIHI）1 1：1 1：2 2c c（H H2 2）：）：c c（I I2 2）：）：c c（HIHI）不再变化）不再变化单位时间内生
23、成单位时间内生成nmolHnmolH2 2同时生成同时生成2nmolHI2nmolHI反应体系温度不变时反应体系温度不变时反应速率反应速率v v（H H2 2）v v（I I2 2） v v（HIHI）一个一个H HH H键断裂时的同时有两个键断裂时的同时有两个H HI I键断裂键断裂温度和体积一定时，容器内压强不再变化温度和体积一定时，容器内压强不再变化温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 1 1 2 2 m m V V 化学平衡状态的改变化学平衡状态的改变 将封装有二
24、氧化氮（将封装有二氧化氮（NONO2 2 ）和四氧化二氮（）和四氧化二氮（N N2 2O O4 4）混合气体的装置两端的球形容器分别浸入热水和冷水混合气体的装置两端的球形容器分别浸入热水和冷水中，观察实验现象。中，观察实验现象。浸入前浸入前浸入后浸入后思考：根据观察到的实验现象可以得出什么结论？思考：根据观察到的实验现象可以得出什么结论？2.2.化学平衡状态化学平衡状态二、化学反应的限度二、化学反应的限度动动等等定定（2 2）特点）特点: :逆逆研究对象为可逆反应研究对象为可逆反应动态平衡，正、逆反应仍在进行，没有停止动态平衡，正、逆反应仍在进行，没有停止条件一定，平衡混合物中各物质的浓度一定
25、条件一定，平衡混合物中各物质的浓度一定（不是相等）（不是相等）动态平衡，动态平衡，v(v(正正) ) v(v(逆逆) 0) 0变变条件改变，原平衡被破坏，发生移动，在新的条条件改变，原平衡被破坏，发生移动，在新的条件下建立新的化学平衡件下建立新的化学平衡 调控化学反应速率和化学反应限度在化工生产中调控化学反应速率和化学反应限度在化工生产中具有十分重要的意义。具有十分重要的意义。课堂小结课堂小结反应依据反应依据 m m A(g)A(g)n B(g) n B(g) p C(g) p C(g)q D(g)q D(g)是否是否建立建立平衡平衡混合物体系中混合物体系中各成分的含量各成分的含量网网 各物质
26、的物质的量或各物质的物质的量分数一定各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定各物质的质量或各物质的质量分数一定各物质的质量或各物质的质量分数一定各气体的体积或体积分数一定各气体的体积或体积分数一定总压强、总体积、总物质的量一定（总压强、总体积、总物质的量一定（m mn n和和p pq q的关系不定）的关系不定）正、逆反应速正、逆反应速率的关系率的关系在单位时间内在单位时间内消耗消耗了了m molm molA A同时同时生成生成m molm molA A在单位时间内在单位时间内消耗消耗了了n moln molB B同时同时生成生成p molp molC CvAvA：vBvB：vCvC：vDvD
27、m m：n n：p p：q q在单位时间内在单位时间内生成生成了了n moln molB B，同时，同时消耗消耗q molq molD D压强压强m mnpnpq q时，总压力一定（其他条件一定时，总压力一定（其他条件一定）m mn np pq q时，总压力一定（其他条件一定）时，总压力一定（其他条件一定）混合气的平均混合气的平均相对分子量相对分子量MrMrMrMr一定时，只有当一定时，只有当m mnpnpq q时，时，MrMr一定一定时时，但，但m mn np pq q时时温度温度其他条件不变，反应体系温度一定时其他条件不变，反应体系温度一定时颜色颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变反应体系
28、内有色物质的颜色稳定不变密度密度密度密度一定一定是是是是是是是是是是是是是是是是不一定不一定不一定不一定不一定不一定不一定不一定否否否否否否【 当堂检测当堂检测 】1.1.可逆反应达到平衡的重要特征是（可逆反应达到平衡的重要特征是（ ） A. A. 反应停止了反应停止了 B. B. 正逆反应的速率均为零正逆反应的速率均为零 C. C. 正逆反应的速率相等正逆反应的速率相等 D. D. 正逆反应速率大小都还在不断改变正逆反应速率大小都还在不断改变C C2.2.( (双选双选) )一定条件下的某可逆反应，其正反应速率一定条件下的某可逆反应，其正反应速率v(v(正正) )和逆反和逆反应速率应速率v(
29、v(逆逆) )随时间的变化如下图所示，下列判断正确的是随时间的变化如下图所示，下列判断正确的是( ( ) )A At t1 1时刻，时刻，v(v(正正)v()v()v(逆逆) ) C Ct t3 3时刻，时刻，v(v(正正) )v(v(逆逆) ) D Dt t4 4时刻，时刻，v(v(正正) )v(v(逆逆) )BDBD3.3.（双选）在一定温度下的恒容容器中（双选）在一定温度下的恒容容器中, ,发生反应：发生反应：A(A(固固)+3B()+3B(气气) 2C() 2C(气气)+D()+D(气气) ) ，其中只有，其中只有B B气体有颜色，气体有颜色，当下列物理量不再发生变化时当下列物理量不再
30、发生变化时, ,可以表明反应已达平衡状态的可以表明反应已达平衡状态的是（是（ ） A. A. 容器内的压强容器内的压强 B. B. 混合气体的密度混合气体的密度 C. C. 气体的总物质的量气体的总物质的量 D. D. 气体的颜色气体的颜色BDBD4.4.在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：混合气体的压强，混合气体的密度，混合气体的总物质的量，混混合气体的压强，混合气体的密度，混合气体的总物质的量，混合气体的平均相对分子质量，混合气体的颜色，各反应物或生成物的合气体的平均相对分子质量，混合气体的颜色，各反应物或生成物的浓度
31、之比等于化学计量数之比，某种气体的百分含量浓度之比等于化学计量数之比，某种气体的百分含量（1 1）能说明）能说明2SO2SO2 2（g g）O O2 2（g g） 2SO2SO3 3（g g）达到平衡状态的是）达到平衡状态的是_。（2 2）能说明）能说明I I2 2（g g）H H2 2（g g） 2HI2HI（g g）达到平衡状态的是）达到平衡状态的是_ 。（3 3）能说明）能说明2NO2NO2 2（g g） N N2 2O O4 4（g g）达到平衡状态的是）达到平衡状态的是_ 。（4 4）能说明）能说明C C（s s）COCO2 2（g g） 2CO2CO（g g）达到平衡状态的是）达到平衡状态的是_ 。（5 5）能说明）能说明NHNH2 2COONHCOONH4 4（s s） 2NH2NH3 3（g g）COCO2 2（g g）达到平衡状态的是）达到平衡状态的是 _。（6 6）能说明）能说明5CO5CO（g g）I I2 2O O5 5（s s） 5CO5CO2 2（g g）I I2 2（s s）达到平衡状态的是）达到平衡状态的是_ 。谢谢大家！谢谢大家！
