第二章第三节化学反应的限度

1、化学反应的限度化学反应的限度（一）可逆反应（一）可逆反应2SO2O2催化剂催化剂2SO3（1 1）定义：）定义：在相同条件下，正反应和逆反应在相同条件下，正反应和逆反应 同时能进行的反应。同时能进行的反应。（2 2）正反应：）正反应：从反应物到生成物的反应从反应物到生成物的反应（3 3）逆反应：）逆反应：从从生成物到反应物生成物到反应物的反应的反应可逆反应用可逆反应用“ ”“ ”表示表示3 3、氯化铵加热变成氨气和氯化氢气体，两种、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，氯化铵的分解是气体又自发变成氯化铵，氯化铵的分解是 可逆反应。可逆反应。下列说法是否正确：下列说法是否正

2、确：1 1、氢气在氧气中燃烧生成水，水在电解时生成、氢气在氧气中燃烧生成水，水在电解时生成 氢气和氧气，氢气和氧气，H H2 2+O+O2 2=H=H2 2O O是可逆反应。是可逆反应。2 2、硫酸铜晶体加热变成白色粉末，冷却又变成、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蓝色，所以无水硫酸铜结合结晶水的反应是 可逆反应。可逆反应。可逆反应的特点：可逆反应的特点：（1 1）相同条件相同条件下下, ,正反两个方向的反应正反两个方向的反应同时同时进行进行（2）反应物不能全部转化为生成物）反应物不能全部转化为生成物, , 生成物也不能全部转化为反应物。生成物也不

3、能全部转化为反应物。（3 3）一定条件下，正、逆反应速率相等）一定条件下，正、逆反应速率相等, , 反应达到平衡状态。反应达到平衡状态。在一定条件下把在一定条件下把3molH3molH2 2与与1molN1molN2 2置于密闭容器中置于密闭容器中反应能得到反应能得到molNHmolNH3 3吗？吗？把把molHmolH2 2与与molOmolO2 2混合气体引燃能得到混合气体引燃能得到molmol的的H H2 2O O吗？吗？二、化学平衡状态二、化学平衡状态(1)(1)建立过程建立过程在一容积为在一容积为1L1L的密闭容器里，加的密闭容器里，加1molN1molN2 2和和3mol3mol

4、( (合适催化剂合适催化剂) )，发生如下反应：，发生如下反应：催化剂催化剂N2 + 3 H2 2NH3高温高温开始时，正反应速率开始时，正反应速率 ，原因是，原因是 ；逆反应速率逆反应速率 ，原因是，原因是 。最大最大为为0 0反应物浓度反应物浓度最大最大生成物浓度为生成物浓度为0 0反应进行中，正反应速率的变化是反应进行中，正反应速率的变化是 ， 原因是原因是 ；逆反应速率的变化是逆反应速率的变化是 ，原因是原因是 。逐渐减小逐渐减小反应物浓度逐渐减小反应物浓度逐渐减小逐渐增大逐渐增大生成物浓度逐渐增大生成物浓度逐渐增大反应一段时间反应一段时间( (t t1 1) )后，正反应速率和逆反应

5、后，正反应速率和逆反应速率的关系是速率的关系是 ，反应物的浓度和生成物，反应物的浓度和生成物的浓度的浓度 。相等相等不再改变不再改变达到一种表面静止的状态，称为达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态化学平衡状态”，简称化学平衡。简称化学平衡。化学平衡状态是化学反应所能进行的最大限度。化学平衡状态是化学反应所能进行的最大限度。vtV正正V逆逆平衡状态平衡状态t t1 13.01.51.00.5N2H2NH30ctt t1 1平衡状态平衡状态此条件下进行到什么时候达到了这个此条件下进行到什么时候达到了这个反应的限度反应的限度?此时的反应是否此时的反应是否停止停止了？了？某温度和压强下密闭容器中

6、某温度和压强下密闭容器中,2SO2+O2 2SO3催化剂催化剂 时间时间 （min)物质的量物质的量浓度浓度(mol/L)010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和在一定条件下的可逆反应里，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逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度保持不变的状态，称为化学平衡状态。度保持不变的状态，称为化学平衡状态。一定条件下的可逆反应一定条件下的可逆反应正正= =逆

7、逆 0 0反应混合物中各组分的浓度保持不变反应混合物中各组分的浓度保持不变前提前提 : :实质实质 : :标志标志 : :(2)(2)化学平衡状态的概化学平衡状态的概念念(3)(3)化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征动动：是动态平衡（平衡状态时，反应没有停止：是动态平衡（平衡状态时，反应没有停止 只是正、逆反应速率相等）只是正、逆反应速率相等）定定：平衡时，：平衡时，各组分的浓度保持一定各组分的浓度保持一定值不再改值不再改变（并不是指各物质的浓度相等）。反应物的变（并不是指各物质的浓度相等）。反应物的转化率保持不变；各物质的百分含量保持不变转化率保持不变；各物质的百分含量保持不变。逆逆：可逆

8、反应：可逆反应( (化学平衡的前提化学平衡的前提) )等等：v(v(正正) )v(v(逆逆) )（化学平衡状态的本质）（化学平衡状态的本质）条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。建立新的平衡。变变：化学平衡状态的判断化学平衡状态的判断1 1直接标志直接标志(1)(1)v v( (正正) )v v( (逆逆) ) 同一种物质的生成速率等于消耗速率同一种物质的生成速率等于消耗速率 在化学方程式中不同物质的生成速率在化学方程式中不同物质的生成速率 与消耗速率之比等于化学计量数之比与消耗速率之比等于化学计量数之比(2)(2)各组分的浓度保持不变各组分的浓

9、度保持不变方程式中某物质的浓度不随时间改变而改变方程式中某物质的浓度不随时间改变而改变各组分的质量分数、物质的量分数、各组分的质量分数、物质的量分数、 体积分数不随时间的改变而改变体积分数不随时间的改变而改变2 2间接标志间接标志 (1) (1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化反应体系中的总压强不随时间的改变而变化 ( (适用容器体积不变，反应前后气体物质的量不等的反应适用容器体积不变，反应前后气体物质的量不等的反应) )(2)(2)混合气体的密度不随时间的改变而变化混合气体的密度不随时间的改变而变化 ( (适用于容器体积不变，不全部是气体的反应适用于容器体积不变，不全部是气体的反应)

10、)(3)(3)体系中颜色不再改变体系中颜色不再改变（适用于反应混合物中存在有颜色的物质）（适用于反应混合物中存在有颜色的物质） (4)(4)平均相对分子质量保持不变平均相对分子质量保持不变（适用于全是气体的反应且前后化学计量数不同）（适用于全是气体的反应且前后化学计量数不同）(5)(5)同一物质，断裂化学键的物质的量与形成同一物质，断裂化学键的物质的量与形成 化学键的物质的量相等化学键的物质的量相等（变量不变）（变量不变）题题1 1. .对于达到平衡状态的可逆反应：对于达到平衡状态的可逆反应： N N2 2 +3H +3H2 2 2NH 2NH3 3 ，下列叙述正确的是，下列叙述正确的是( )

11、( )A A反应物和生成物浓度不再发生变化反应物和生成物浓度不再发生变化 B B反应物和生成物的浓度相等反应物和生成物的浓度相等C CN N2 2和和NHNH3 3的质量分数相等的质量分数相等 D D正反应和逆反应不再进行正反应和逆反应不再进行A题题2.2.（双选）（双选）在恒容容器中，可逆反应在恒容容器中，可逆反应A A2 2(g)+(g)+B B2 2(g) 2(g) 2ABAB(g)(g)达到平衡的标志是达到平衡的标志是( )( )(A) A(A) A2 2、B B2 2、ABAB的浓度不再变化的浓度不再变化 (B)(B)容器中的压强不再随时间变化容器中的压强不再随时间变化 (C)(C)

12、单位时间内生成单位时间内生成n nmolA A2 2同时生成同时生成2n2nmolABAB (D) (D) A A2 2、B B2 2、ABAB的浓度之比为的浓度之比为1:1:21:1:2 AC C题题3 3. .某温度下，某温度下，2NO2NO2 2（g) Ng) N2 2O O4 4 (g)( (g)(无色）无色） 下列情况属于平衡状态的是（下列情况属于平衡状态的是（ ） A.NA.N2 2O O4 4不再分解不再分解 B.v(NB.v(N2 2O O4 4):v(NO):v(NO2 2)=1:2)=1:2 C. C.体系的颜色不再改变体系的颜色不再改变 D.NOD.NO2 2的浓度与的浓

13、度与N N2 2O O4 4的浓度之比的浓度之比2 2：1 1题题4 4、（双选）、（双选）在一定温度下的恒容容器中在一定温度下的恒容容器中, ,当下列物理量不再发生变化时当下列物理量不再发生变化时, ,表明反应表明反应: : A(S)+3B(g) 2C(g)+D(g)A(S)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是已达平衡状态的是 ( )( )A.A.混合气体的压强混合气体的压强 B.B.混合气体的密度混合气体的密度C.C.混合气体的平均相对分子质量混合气体的平均相对分子质量 D.D.气体的总物质的量气体的总物质的量BC题题5.5.一定温度下，反应一定温度下，反应H H2 2(g)

14、(g)I I2 2(g)(g)2HI(g)2HI(g)达到化学平衡状态的标志是达到化学平衡状态的标志是( () )。A A单位时间内生成单位时间内生成n n mol H mol H2 2，同时就有，同时就有n n mol mol HI HI生成生成B B单位时间内有单位时间内有n n mol H mol H2 2生成，同时就有生成，同时就有n n mol mol I I2 2生成生成C C恒容容器内气体的总压强不随时间的变化而恒容容器内气体的总压强不随时间的变化而 变化变化D D1 1个个H HH H键断裂的同时，有键断裂的同时，有2 2个个H HI I键断裂键断裂D题题6.6.可逆反应：可逆

15、反应：2NO2NO2 22NO2NOO O2 2在体积固定的在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是密闭容器中进行，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 n molOmolO2 2的同时生成的同时生成2 2n n molNOmolNO2 2单位时间内生成单位时间内生成n n molO molO2 2的同时生成的同时生成2 2n n molNO molNO用用NONO2 2、NONO、O O2 2表示的反应速率的比为表示的反应速率的比为221221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混合

16、气体的压强不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态AA A B BC C D D全部全部题题7 7. .在已达到平衡的可逆反应在已达到平衡的可逆反应2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO2SO3 3中充入由中充入由1818O O组成的氧气，一段时间后组成的氧气，一段时间后, ,1818O O原子原子( )( ) A. A.只存在于只存在于O O2 2中中 B.B.只存在于只存在于O O2 2和和SOSO3 3中中 C.C.只存在于只存在于SOSO2 2和和SOSO3 3中中 D.SOD.SO2 2,SO,SO3

17、 3和和O O2 2中都存在中都存在催化催化剂剂D有关化学平衡的简单计算有关化学平衡的简单计算 计算时常用计算时常用“三段式三段式”法。法。 即先列出反应物、生成物的初始量、转化量、即先列出反应物、生成物的初始量、转化量、平衡量，再根据相关关系列方程式求解。平衡量，再根据相关关系列方程式求解。解析：解析：设反应达平衡时消耗设反应达平衡时消耗Y Y物质的量为物质的量为x xX X2Y2Y2Z 2Z 起始量起始量/mol /mol a a b b 0 0 转化量转化量/mol/mol x x/2 /2 x x x x 平衡量平衡量/mol/mol a ax x/2 /2 b bx x x x (

18、(a ax x/2)+(/2)+(b bx x)=)=x x 【例题】【例题】在容积可变的密闭容器中，在容积可变的密闭容器中，2 mol N2 mol N2 2和和8 mol H8 mol H2 2在一定条件下发生反应，达到平衡在一定条件下发生反应，达到平衡时，时，H H2 2的转化率为的转化率为25%25%，则平衡时氮气的体积分，则平衡时氮气的体积分数接近于数接近于( () )。 A A5% 5% B B10% C10% C15% D15% D20%20%解析解析：达到平衡时，：达到平衡时，H H2 2转化的物质的量为转化的物质的量为 8 mol8 mol25%25%2 mol2 mol。答案答案C 三三. .化学反应的限度化学反应的限度1.化学反应的限度是指可逆反应能达到的化学反应的限度是指可逆反应能达到的最大程度最大程度2. 化学平衡状态就是一定条件下可逆反应所化学平衡状态就是一定条件下