1、专题六 化学反应速率与反应限度苏教版必修第二册第3课时 化学反应限度 我们我们知道在化学反应中，反应物之间是按照知道在化学反应中，反应物之间是按照化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实化学方程式中的系数比进行反应的，那么，在实际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转际反应中，反应物能否按相应的计量关系完全转化为生成物呢？化为生成物呢？2SO2O2催化剂催化剂2SO3 实验发现，在二氧化硫跟氧气的反应中，无论实验发现，在二氧化硫跟氧气的反应中，无论怎样改变条件都不能使二氧化硫全部转化为三氧怎样改变条件都不能使二氧化硫全部转化为三氧化硫，为什么？化硫，为什么？一一. 可逆反应可逆反应 2.
2、特点特点： （1）正反应）正反应和逆反应发生的条件相同。和逆反应发生的条件相同。（2）反应）反应物、生成物共同存在。物、生成物共同存在。 1. 定义定义：在相同条件下在相同条件下，既可以向正反应方向，既可以向正反应方向进进 行行，同时同时又可以向逆反应方向进行的反应。又可以向逆反应方向进行的反应。可逆反应用表示。可逆反应用表示。例题1 （1）水）水电解电解生成生成氢气氢气和和氧气氧气 （2）氢气）氢气和和氧气氧气点燃点燃又生成了又生成了水水 以上反应是否互为可逆反应以上反应是否互为可逆反应?为什么为什么?可逆反应定义：在可逆反应定义：在相同条件相同条件下下 同时向同时向 正、反正、反两个方向进
3、行反应。两个方向进行反应。5下列对下列对可逆反应可逆反应的认识正确的是（的认识正确的是（ ）A、2 Na+Cl2 = 2NaCl 2NaCl = 2Na+Cl2 互为可逆反应互为可逆反应B、既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应、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、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逆反应 D、在一定条件下、在一定条件下SO2被氧化成被氧化成SO3的反应是可逆反应的反应是可逆反应特点：可逆反应不可能完全进行到底CD点燃点燃电解电解例题2(2) (Cl2 用湿润的淀
4、粉用湿润的淀粉KI试纸试纸 变变蓝蓝)氯水中有哪些微粒？可通过什么实验来证明氯水中氯水中有哪些微粒？可通过什么实验来证明氯水中的各成分的各成分? (1) :Cl2 H2O HClO H+ Cl- ClO- (OH-)(HClO 、H+ 用用紫色石蕊紫色石蕊试液试液 先变先变红红后褪色后褪色)(Cl- 用用硝酸银溶液硝酸银溶液和和稀硝酸稀硝酸，有，有白色沉淀白色沉淀产生产生)7例题3化学反应的方程式：化学反应的方程式：化学反应的离子方程式：化学反应的离子方程式：在在H2O大量存在大量存在情况下还有情况下还有Cl2分子的存在分子的存在结论：结论：氯水氯水中既有中既有反应物反应物又有又有生成物生成物
5、，此反，此反应属于应属于可逆反应可逆反应Cl2+H2O HCl+HClOCl2+H2O H+Cl-+HClO 可逆反应的特征：任意时刻，反应体系中，可逆反应的特征：任意时刻，反应体系中，同时存在同时存在反应物反应物和和生成物生成物。判断依据：判断依据：反应物与生成物共存。反应物与生成物共存。8实验实验现象现象 结论或解释结论或解释FeCl3溶液与溶液与KI溶液反应溶液反应 在反应的溶液在反应的溶液中加入中加入CCl4，振荡、，振荡、静置静置取的上层清液，取的上层清液，滴加滴加KSCN溶液溶液表表22 FeCl3溶液与溶液与KI溶液反应程度的实验溶液反应程度的实验2Fe3 +2I 2Fe2+I2
6、有有Fe3剩余剩余有有I2生成生成溶液变棕色溶液变棕色溶液分层，上层溶液分层，上层变浅变浅,下层为紫红下层为紫红色色溶液变为血红色溶液变为血红色=以上实验说明以上实验说明2Fe3+2I 2Fe2+I2具有具有什么什么特点特点?提示：提示：2Fe3+2I 2Fe2+I2为可逆反应，为可逆反应，反反应应不能进行彻底。不能进行彻底。= = = =实验表明：实验表明： 许多许多化学反应都是可逆的，在同一反应条件下，化学反应都是可逆的，在同一反应条件下，既可以向正反应方向进行，又可以向逆反应方向进既可以向正反应方向进行，又可以向逆反应方向进行。行。 而且具有一定的限度，反应物不能完全转化为而且具有一定的
7、限度，反应物不能完全转化为生成物，即反应物、生成物同时存在。生成物，即反应物、生成物同时存在。问题问题1 在一定条件下把在一定条件下把3摩摩氢气氢气和和1摩摩氮气氮气置于容积为置于容积为1升升的密闭容器中，反应过程中的密闭容器中，反应过程中N2、H2、NH3浓度变浓度变化情况填入下表，最终能生成化情况填入下表，最终能生成 2NH3？C (NC (N2 2) )C(HC(H2 2) )C(NHC(NH3 3) )起起 始始过过 程程最最 终终最大最大最大最大0减少减少减少减少 增大增大不变不变不变不变不变不变问题2 你能作出上述氮气与氢气反应过程中各反应物的浓度随时间的变化曲线吗？C tH2 N
8、H3N2 反应开始时：反应开始时：反应物浓度最大反应物浓度最大，v(正正) 最大；最大；生成物浓度为零，最小生成物浓度为零，最小，v(逆逆)为零。为零。反应进行中：反应进行中：反应物减少，反应物减少，导致导致v(正正) 逐渐减小；逐渐减小；生成物由无到有逐渐增多，生成物由无到有逐渐增多，导致导致v(逆逆) 从零逐渐增大。从零逐渐增大。反应到一定时间：反应到一定时间：v(正正)v(逆逆)；各反应物和生成物的浓度不再发生变化各反应物和生成物的浓度不再发生变化反应速率反应时间v正v逆正逆可逆反应可逆反应进行过程中进行过程中正、逆正、逆反应速率反应速率变化特点：变化特点：(以以N2为例为例)分析讨论：
9、分析讨论：如何如何判断可逆反应已达到平衡状态了呢判断可逆反应已达到平衡状态了呢?提示提示：微观微观上上判断判断：v(正正)=v(逆逆)，v(正正)=v(逆逆)是指是指指定某物质指定某物质(反应物或生成物反应物或生成物)的消耗速率与生成速的消耗速率与生成速率相等。宏观上率相等。宏观上判断判断：各各物质的浓度保持物质的浓度保持不变不变，各各物质的百分含量不变。物质的百分含量不变。二二. 化学平衡化学平衡1. 概念：概念：在在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率速率相等相等，反应物浓度不再减少，生成物浓度不再增加，反应物浓度不再减少，生成物浓度不再
10、增加，反反应应混合物中各组分的含量保持不变的状态。混合物中各组分的含量保持不变的状态。2. 化学平衡化学平衡的特征的特征逆逆：建立建立化学平衡的反应是可逆反应。化学平衡的反应是可逆反应。等等：平衡平衡时时v(正正)=v(逆逆)。动动：化学平衡化学平衡是一个动态平衡是一个动态平衡v(正正)=v(逆逆)0。定定：达到达到平衡状态平衡状态时时，外界外界条件条件一定一定，反应速率一定反应速率一定，混合混合物物中各组分的浓度中各组分的浓度一定一定，混合物混合物中各组分的百分含量一定。中各组分的百分含量一定。变变：当当外界条件改变外界条件改变时时，平衡平衡一般要发生改变。一般要发生改变。同同：不论不论从正
11、反应开始还是从逆反应从正反应开始还是从逆反应开始开始，在在相同的反应条相同的反应条件件下下，能能达到相同的平衡状态。达到相同的平衡状态。3.影响化学反应的限度的因素影响化学反应的限度的因素(1)决定因素：化学反应的限度首先决定决定因素：化学反应的限度首先决定于于反应物的反应物的化学性质化学性质。不同的可逆反应在给定条件下的化学反应不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同，反应物的最大转化率不同。限度不同，反应物的最大转化率不同。(2)外界因素：化学反应的限度外界因素：化学反应的限度受受温度温度、浓度浓度、压强压强等等条件的影响。改变其中的一个条件，可以在一定程条件的影响。改变其中的一个条件
12、，可以在一定程度上改变一度上改变一个个化学反应的化学反应的限度限度。要注意的是，压强要注意的是，压强只只影响影响有气体物质参与或有气体物质参与或生成生成的的可逆反应的限度。可逆反应的限度。4. 化学平衡化学平衡状态的判断状态的判断(1)对同一物质对同一物质而言而言：v(正正)=v(逆逆)，则则达平衡。达平衡。(2)体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数或质量分数保持量分数或质量分数保持不变不变，则则达平衡。达平衡。(3)反应前后气体物质的量改变反应前后气体物质的量改变(不同不同)的的可逆反应可逆反应，恒恒容时总压强保持不变、恒压时总体积不
13、变或总物质的容时总压强保持不变、恒压时总体积不变或总物质的量不变、平均相对分子质量量不变、平均相对分子质量不变不变，则则达平衡。但对于达平衡。但对于反应前后气体物质的量不变反应前后气体物质的量不变(相同相同)的反应则不一定达的反应则不一定达平衡平衡。(4)对于有颜色的物质参加或生成的对于有颜色的物质参加或生成的可逆反应可逆反应，颜色颜色不随时间发生不随时间发生变化变化，则则达平衡。达平衡。(5)对同一物质对同一物质而言而言，在在同一时间内断裂某化学同一时间内断裂某化学键的物质的量与形成该化学键的物质的量键的物质的量与形成该化学键的物质的量相等相等，则则达平衡。达平衡。 1 1、在一定条件下，某
14、容器内充入、在一定条件下，某容器内充入N N2 2和和H H2 2合成氨，以下叙述中错误合成氨，以下叙述中错误的是的是( )( ) A A、开始反应时，正反应速率最大，逆反、开始反应时，正反应速率最大，逆反 应速应速率为零。率为零。 B B、随着反应的进行，正反应速率减小，最后降为零。、随着反应的进行，正反应速率减小，最后降为零。 C C、随着反应的进行，正反应速率减小，逆反应速率增大，、随着反应的进行，正反应速率减小，逆反应速率增大，最后相等。最后相等。 D D、在反应过程中，正反应速率的减小等于逆反应速率的、在反应过程中，正反应速率的减小等于逆反应速率的增加。增加。BD【例题【例题4】【例
15、题【例题5】 可逆反应可逆反应2NO2 2NO+O2在体积不变的在体积不变的密闭容器中反应密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是达到平衡状态的标志是()单位时间内生成单位时间内生成n mol O2的同时生成的同时生成2n mol NO单位时间内生成单位时间内生成n mol O2的同时生成的同时生成2n mol NO2用用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为率之比为2 2 1的状态的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态A.B.C.D.解析解析：解答解答本题的关键是根据所
16、给条件判断出本题的关键是根据所给条件判断出v(正正)=v(逆逆)。中生成中生成n mol O2的同时生成的同时生成2n mol NO，都是都是正反应正反应速率速率，不能不能作为判断作为判断依据依据；中生成中生成n mol O2为正反应为正反应速率速率，同时同时生成生成2n mol NO2为逆反应为逆反应速率速率，且且符合化学计量数之符合化学计量数之比比，正正确确；不能作为判断不能作为判断依据依据；中中NO2为红棕色为红棕色气体气体，颜色颜色不不再发生再发生变化变化，说明说明其浓度不再发生其浓度不再发生变化变化，说明说明反应平衡反应平衡了了；中该体系混合气体的密度为一恒定的中该体系混合气体的密度
17、为一恒定的数值数值，所以所以不能作不能作为判断达到平衡的标志。为判断达到平衡的标志。答案答案：B小结小结可逆可逆反应反应在同一条件在同一条件下，既下，既可以向正反应方向进行又可可以向正反应方向进行又可以向逆反应方向进行的以向逆反应方向进行的反应。反应。在一定条件在一定条件下，可逆反应下，可逆反应有一定有一定限度，反应限度，反应物物不能完全转化为不能完全转化为生成物。生成物。可逆反应在一定条件下进行到一定程度时可达可逆反应在一定条件下进行到一定程度时可达到化学平衡到化学平衡状态，此状态，此平衡是个平衡是个动态平衡，此时动态平衡，此时正反应速率与逆反应速率正反应速率与逆反应速率相等，反应相等，反应
18、物和生成物和生成物的浓度保持物的浓度保持不变。不变。随堂练习随堂练习1下列关于化学反应限度的说法中正确的是下列关于化学反应限度的说法中正确的是()A当一个可逆反应达到平衡状态时，这就是这个当一个可逆反应达到平衡状态时，这就是这个反应在该条件下所能达到的限度反应在该条件下所能达到的限度B当一个可逆反应当一个可逆反应进行到平衡状态时，那么这个反应的正反应速率和逆进行到平衡状态时，那么这个反应的正反应速率和逆反应速率相等反应速率相等C平衡状态是一种静止的状态，因为平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的温度已经不再变化反应物和生成物的温度已经不再变化D化学反应的化学反应的限度不可以通过改变条件
19、而改变限度不可以通过改变条件而改变AB解析：要搞清楚：当一个可逆反应在一定条件下达到平解析：要搞清楚：当一个可逆反应在一定条件下达到平衡，亦就是这个反应在该条件下所达到的限度，并且此时衡，亦就是这个反应在该条件下所达到的限度，并且此时的化学平衡状态是一个动态平衡，只要条件改变，平衡即的化学平衡状态是一个动态平衡，只要条件改变，平衡即被破坏。当这个可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等被破坏。当这个可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时，该反应已达到平衡状态；反之，当一个可逆反应进行时，该反应已达到平衡状态；反之，当一个可逆反应进行到平衡状态时，那么这个反应的正反应速率和逆反应速率到平衡状态时，那
20、么这个反应的正反应速率和逆反应速率相等，则相等，则B正确；当一个可逆反应进行到平衡状态时，那正确；当一个可逆反应进行到平衡状态时，那么这个反应的正反应速率和逆反应速率相等，从表面上看，么这个反应的正反应速率和逆反应速率相等，从表面上看，反应物不再被消耗，生成物也不再增加，反应物达到最大反应物不再被消耗，生成物也不再增加，反应物达到最大转化率，生成物达到最大产率，这就是这个反应在该条件转化率，生成物达到最大产率，这就是这个反应在该条件下所能达到的限度，则下所能达到的限度，则A正确；化学平衡状态是一种动态正确；化学平衡状态是一种动态平衡，一旦条件改变，平衡就要被破坏，化学反应的限度平衡，一旦条件改
21、变，平衡就要被破坏，化学反应的限度也就随之而改变，则也就随之而改变，则C、D说法是错误的。说法是错误的。2.对于可逆反应：对于可逆反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，正，正反应速率分别用反应速率分别用v(SO2)、v(O2)、v(SO3)表示，逆反应表示，逆反应速率分别用速率分别用v(SO2)、v(O2)、v(SO3)表示，该反应达表示，该反应达平衡时，则下列关系式中正确的是平衡时，则下列关系式中正确的是()Av(SO2)v(SO2) Bv(O2)v(SO3)Cv(SO3)2v(SO2) Dv(O2)2(1)2(1)v(SO3)AD解析：对于正反应有解析：对于正反应有v(SO2)v(O2)v(SO3)212，对于逆，对于逆反应有反应有v(SO2)v(O2)v(SO3)212，而有而有v(SO2)v(SO2)、v(O2)2(1)2(1)v(SO3)均能体现均能体现v(正正)v(逆逆)即均能说明达到平衡即均能说明达到平衡状态。状态。
