6.2.2 化学反应的限度（课件）(共27张PPT)高一化学（人教版2019必修第二册）

(共27张PPT)
第六章 化学反应与能量
高一化学人教版（2019）必修第二册
第2课时 化学反应的限度
第二节 化学反应速率与限度
第六章 化学反应与能量
炼制1吨生铁所需焦炭的实际用量，远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉炉顶出来的气体中含有没有利用的CO气体。开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度。然而，令人吃惊的是，高炉增高后，高炉尾气中的比例竟然没有改变。这成了炼铁技术中的科学悬念。有关人士一直在探究其中的原因，直到十九世纪下半叶，法国科学家勒夏特列经过深入的研究，发现反应 是一个可逆反应，并且至上而下发生在高炉中有焦炭的地方。后来发现在高炉中Fe2O3和CO反应也不能全部转化为Fe和CO2。
高炉炼铁
一、化学反应的限度
1、可逆反应
（1）定义：在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能进 行的化学反应称为“可逆反应”。
（2）特点：
双向性
同时性
共存性
正逆反应条件相同
可逆反应不能进行到底
可逆反应一旦开始，反应物和生成物共存
正逆反应同时进行
典型的可逆反应有:
N2+3H2 2NH3
催化剂
高温高压
H2 +I2 2HI
SO2 +H2O H2SO3
2SO2+O2 2SO3
催化剂
高温
Cl2+H2O HCl+HClO

可逆反应的反应物不能彻底转化
思考与讨论：
请设计实验证明FeCl3和KI之间可以发生反应，且该反应有一定的限度
方案
1、取5ml0.1mol/LKI溶液，加入0.1mol/LFeCl3溶液5-6滴。
KI过量
2、向上述溶液中继续加入2mlCCl4溶液
检验是否生成了I2
3、取上层清液，加入2滴KSCN溶液
检验Fe3+
2Fe3++2I- 2Fe2++I2

即证明
可以发生
实验方案
预测实验现象 观察到的实验现象 实验结论
KI溶液过量,FeCl3也不会全部转化成FeCl2,即FeCl3与KI的反应不能进行完全
2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I2

1、当可逆反应：2SO2＋O2 2SO3达到平衡后，通入18O2再次达到平衡时，18O存在于(　　)
A．SO3和O2中 B．SO2和SO3中
C．SO2、O2和SO3中 D．SO2和O2中
课堂练习
对于以上反应，请分析：
（1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓 度哪个大？
（2）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个 反应速率大？
（3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度
如何变化？
（4）随着反应的进行，v(正)与v(逆)怎样变化？
开始量
在一定条件下向反应容器中加入SO2和O2,
反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大
V(正）减小，V（逆）增大
此时为何3种物质的浓度保持不变
△
催化剂
时间 （min) 物质的量 浓度(mol/L) 0 10 20 30 40 50 60 70
SO2 1 0.7 0.5 0.35 0.2 0.1 0.1 0.1
O2 0.5 0.35 0.25 0.18 0.1 0.05 0.05 0.05
SO3 0 0.3 0.5 0.65 0.8 0.9 0.9 0.9
某温度和压强下的密闭容器中,2SO2+O2 2SO3
反应已达到最大限度，说明反应达到了平衡
达到反应限度后，反应物和生成物浓度不在变化（定）
达到反应限度后
V正=V逆（等）≠0（动）
化学平衡状态的建立图像
平衡状态
v(正)>v(逆)，
向正反应方向，建立平衡
请继续分析：
（5）反应进行到什么时候会“停止”？
当正反应速率与逆反应速率相等时
（6）此时，反应物和生成物浓度如何变化？
反应物和生成物浓度均不再改变
（7）给这个状态命名
平衡状态
（8）反应真的停止了吗？
NO
处于动态平衡
V消耗=V生成
（1）定义
在一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，达到表面一种静止的状态。——这就是这个反应所能达到的限度，我们称之为化学平衡状态
前提（适用范围）：可逆反应
内在本质：v(正)= v(逆) ≠0
外在标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变
注意事项
一、化学反应的限度
2、化学平衡状态
所能达到或完成的最大程度
化学平衡状态
动
等
逆
定
变
各项指标保持一定
（浓度，物质的量，百分数等）
动态平衡（v(正)= v(逆) ≠0）
研究对象是可逆反应
v(正)= v(逆)≠0
条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立
新的平衡。即发生化学平衡的移动
　　　
3、化学平衡状态的特征
直 接
速率
v(正）=v(逆）
浓度不再改变
同一物质：vA（消耗）= vA(生成）
不同物质：一正一逆，与系数成比例。
各组分的浓度不再变化
各组分的n,m,W（n）不再变化
4、化学平衡状态的判断
间 接
压强不变
若m+n≠p+q
一 定
若m+n=p+q
不一定
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
4、化学平衡状态的判断
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 为例
以3H2+N2 2NH3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
【课堂练习】
5.化学反应的限度
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 ，即该反应进行的限度。
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
5.反应的限度
发现
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，转化率小于100%。
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，即改变该反应的化学平衡状态。
2SO2＋O2 2SO3
例：已知反应
起始时，向1L密闭容器中通入3molSO2和1molO2,达到平衡后，SO2的浓度不可能是
A 1.2mol/L B 1.5mol/L
C 1.0 mol/L D 1.3mol/L
假如测得平衡时，SO3的浓度为1.2mol/L ，求SO2的转化率
资料1
达到平衡时平衡混合物中NH3的含量（体积分数）
0.1 10 20 30 60 100
200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
300 2.2 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6
400 0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8
500 0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5
600 0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
Pa
NH3含量
温度
分析：达到平衡时混合物中NH3的含量随温度、压强的变化发生怎样的变化？
压强增大，氨的含量增大
温度升高，氨的含量降低
合成氨的 速率增大 使混合物中氨
的含量提高
压强 高压
温度 高温
催化剂 使用
分析角度
反应条件
高压
低温
不影响
一致
矛盾
10~30MPa
合成氨的适宜条件：
400~500℃
铁触媒
课本48
反应是有条件的！
化学反应的条件是可以控制的
1、控制反应条件的意义
（1）促进有利的化学反应：
提高反应速率，提高反应物的转化率（原料的利用率）
（2）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
二、化学反应条件的控制
三、化学反应条件的控制
2、控制反应条件的基本措施
（1）控制反应速率的措施：改变温度、反应物或产物的浓度、
气体压强、固体表面积及使用催化剂
（2）控制转化率的措施：改变温度、反应物或产物的浓度、
气体压强
3、化工生产中控制反应条件的原则
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
课堂小结
归纳总结
可逆反应
化学反应的限度
化学平衡状态
定义
特点
判断
定义
特点
判断
逆、等、动、定、变
化学反应条件的控制
目的
调控
谢谢聆听！