6.2.2+化学反应的限度+课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

6.2.2化学反应的限度和条件的控制第六章化学反应与能量炼铁高炉尾气之谜阅读：P48科学史话，从这一材料中，你得到什么启示？增加炼铁高炉的高度，不能改变高炉尾气中CO的比例，原因是：C+CO22CO是一个可逆反应，不能完全进行，存在一定的反应限度。你是否可以解释该现象？一、可逆反应(1)定义：在同一条件下,既向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。书写可逆反应的方程式不用“===”，而用“

”连接。正反应：向右进行的反应逆反应：向左进行的反应2Fe3++2I-

2Fe2++I2正反应逆反应1、双向性在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行。【思考】对于可逆反应

向反应容器中充入N2

和H2

，可生成NH3

；若向反应容器中充入NH3

，______得到N2（“能”或“不能”）。能N2+3H22NH3高温、高压催化剂（2）可逆反应特点：（2）可逆反应特点：可逆反应不能完全进行，反应物不能完全被消耗，反应物转化率小于100%。2、不完全性【思考】对于可逆

反应

，向反应容器中充入1mol

N2

和3mol

H2

，充分反应后，①反应容器中____N2

剩余（“有”或“无”）；②最终可得到____________mol

NH3

。小于2有N2+3H22NH3高温、高压催化剂反应物无法完全转化为生成物，反应物与生成物同时存在3、共存性①可逆反应用“

”表示②可逆反应不能进行到底有最大限度注意：④若正反应是吸热反应，则逆反应是放热反应双向性不完全性共存性③同一条件下，正逆反应同时发生，反应物与生成物同时存在⑤反应永不停止，平衡时是动态平衡你学过的化学反应中哪些是可逆反应？

N2+3H22NH3催化剂高温、高压2SO2+O22SO3催化剂高温【思考】和互为可逆反应吗？不是可逆反应，反应条件不相同。

CO2+H2OH2CO32NO2N2O4H2+I22HI加热1.设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的打√错误的打×。（1）1molN2与4molH2反应生成的NH3分子数为2NA（）（2）0.1mol

H2和0.1mol

I2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2NA

（）×√练习：2、下列有关可逆反应的说法错误的是(

)A、可逆反应是指在同一条件下能同时向正、逆两个方向进行的反应B、2HIH2+I2是可逆反应C、2H2+O22H2O与2H2O2H2↑+O2↑互为可逆反应D、可逆反应中反应物和生成物同时存在C时间(min)

01020304050607080c(SO2)106321.21111c(O2)531.510.60.50.50.50.5c(SO3)04788.89999

在某固定密闭容器中发生：2SO2+O22SO3，各物质浓度随反应时间变化如下：催化剂△思考1：反应刚开始时，浓度、速率有什么特点？开始时c(SO2)、c(O2)大，c(SO3)=

0只有正反应进行，v(逆)=0二、化学平衡状态的建立(1)化学平衡状态的建立过程思考2：反应一段时间后，浓度、速率有什么特点？c(SO2)、c(O2)逐渐变小，c(SO3)逐渐增大，三种物质的浓度达到一个特定值正逆反应都进行，v(正)逐渐减小，

v(逆)逐渐增大，最终

v(正)

=v(逆)≠0二、化学平衡状态的建立Δ2SO2+O2

2SO3时间(min)

01020304050607080c(SO2)10.60.30.20.120.10.10.10.1c(O2)0.50.30.150.10.060.050.050.050.05c(SO3)00.40.70.80.880.90.90.90.9在某密闭容器中发生反应：反应开始时反应进行时反应50min后宏观物料角度c(反应物)____0c(反应物)______c(反应物)______c(生成物)____0c(生成物)______c(生成物)______微观速率角度v正

____0v正

______v正

______v逆

____0v逆

______v逆

______>=>=减小增大减小增大不变不变不变不变用图像描述v正和

v逆变化规律？各物质的浓度不再变化v(正)v(逆)c(SO2)c(O2)c(SO3)生成物反应物二、化学平衡状态的建立在可逆反应中，当

v正

=v逆

时，

c反

和

c生不再改变达到一种表面静止的状态，在化学上称之为

化学平衡状态，简称化学平衡。反应物v

(mol/L·min)（2）化学平衡状态定义: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，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，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。本质特征动态平衡平衡的理解要点：前提：必须是可逆反应。实质：①v正

=v逆≠0同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)不同物质：速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率标志：②各组分的浓度保持一定各组分的质量、物质的量、物质的量浓度、质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间而改变。V正V逆V正=V逆时间速率≠0【思考】

t1时刻以后反应真的停止了吗？t1即化学平衡状态即为______________________该反应达到的最大限度！此时，反应物也达到了最大转化率。已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的量的比值动态平衡逆、等、动、定、变逆定动等变研究的对象是可逆反应各组成成分的浓度/物质的量/百分含量不变同一物质v正=v逆≠0一种动态平衡；化学反应达到平衡时，反应并没有停止外界条件改变时，原平衡状态被破坏，在新条件下建立平衡温度，浓度改变都能使平衡移动、加催化剂不能

(前提)(本质)(标志)(3)化学平衡状态的特征(1)1molN2和3molH2在一定条件下可完全生成2molNH3(

)(2)在一定条件下，一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应所能达到的最大限度()(3)化学反应在一定条件下建立平衡状态时，化学反应将会停止(

)(4)一定条件，可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率(

)(5)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等(

)(6)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等(

)例1、判断正误例2、在一定条件下，某可逆反应的正反应速率、逆反应速率随时间的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是(

)A、t1时刻，正反应速率小于逆反应速率B、t2时刻的正反应速率小于t3时刻的逆反应速率C、t4时刻，反应处于平衡状态，正、逆反应速率均为0D、t4时刻，保持其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大D如何判断化学反应达到平衡呢？①同种物质——速率相等

v正(A)=v逆(A)②不同物质——一正一逆成比例

速率之比＝化学计量数之比

先看方向，必须满足一正一逆才能判断平衡N2+3H22NH3V逆(NH3)含义：V正(NH3)含义：NH3的生成速率NH3的消耗速率如aA＋bB

三、化学平衡状态的判断依据1、直接标志——正逆反应速率标志一：v正

=v逆

≠0例3.下列有关化学反应限度的说法正确的是(

)A、可逆反应达到平衡状态时反应物的浓度等于生成物的浓度B、可逆反应达到平衡状态时正、逆反应速率相等C、可逆反应达到平衡状态后不可改变D、可逆反应达到平衡状态时反应停止B例4、一定条件下，对于逆反应N2＋3H2

2NH3，表示正、逆反应速率可以用N2或H2或NH3来表示：下列能表示反应达到化学平衡状态的是

（1）v正（N2）=v逆（N2）（2）2v正（N2）=v逆（NH3）

（3）单位时间内，有1molN2消耗，同时有1molN2生成

（4）单位时间内，有3molH2消耗，同时有2molNH3生成

（5）单位时间内，有1molN2消耗，同时有3molH2消耗（6）1molN三N键断裂的同时有2molN-H键断裂

（7）当有3个H—H键断裂，同时有2个N—H键断裂

(8)单位时间内生成1molN2，同时生成2molNH3XXX1、

直接标志——各组分的含量标志二：各组分的浓度保持不变（注意不是相等，也不是成一定的比值）①各组分的

物质的量

或

物质的量分数

保持不变②各气体的

体积

或

体积分数

保持不变③各组分的

质量

或

质量分数

保持不变是各组分，不是总成分例5，在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡状态的标志是（）A.A、B、C浓度相等.B.单位时间内生成1molA同时生成了3molB.C.A、B、C浓度不再变化.D.A、B、C的分子个数之比为1：3：2C例6、一定条件下的密闭容器中,发生可逆反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是()A、H2的质量保持不变B、CH4的含量保持不变C、正反应和逆反应的速率相等D、CH4、CO2、CO和H2的物质的量之比为1∶1∶2∶2D2、间接标志——“变量不变”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，则不能作为判断平衡状态的依据；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。体系的

P（总压强）

、V（总体积）、m（总质量）、ρ（密度）、Mr（平均相对分子质量）等

判断是“定量”还是“变量”

注意：

常见公式：PV=nRT

、ρ=、Mr(气体)=

变量不变

即达平衡2、间接标志：“变量”不变即达平衡①混合气体总压强

因为恒容、恒温条件下，n(g)越大则压强P就越大，则无论各成份是否均为气体，只需考虑Δn(g)。当Δn(g)=0，则P为恒值，不一定是化学平衡状态。PV=nRT当Δn(g)≠0，则P一定时，一定是化学平衡状态。2NO2N2O4H2+I22HI加热

C

(s)+O2(g)CO2(g)，当体系总压强不变时，_______是化学平衡状态

CO2(g)+C(s)2CO(g)，当体系总压强不变时，_______是化学平衡状态2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),当体系总压强不变时，______是化学平衡状态H2(g)+I2(g)2HI(g)，当体系总压强不变时，_______是化学平衡状态不一定一定一定不一定例1：恒容、恒温条件下2、间接标志：“变量”不变即达平衡②气体的平均相对分子质量

取决于有无非气体取决于气体系数差若m+n=p+qm总为定值n总为变量Mr为变量平衡状态n总为定值Mr为定值不一定为平衡状态（1）若各物质均为气体（2）若有非气体参与m总为变量Mr为变量平衡状态mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)若m+n≠p+qmA(g)＋nB(g)⇌pC(s)＋qD(g)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，当平均相对分子质量不变时，_______是化学平衡状态

H2(g)+I2(g)2HI(g)

当平均相对分子质量不变时，_______是化学平衡状态1、一定不一定2、C(s)+O2(g)CO2(g)当平均相对分子质量不变时，_______是化学平衡状态

CO2(g)+C(s)2CO(g)当平均相对分子质量不变时，_______是化学平衡状态一定一定例22、间接标志：“变量”不变即达平衡③气体密度ρρ=m总V容器取决于有无非气体取决于气体系数差(2)若有非气体参与，恒压或是恒容(1)若各物质均为气体恒容恒压若m+n≠p+q若m+n=p+qmA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)ρ不变时，不一定为平衡状态ρ不变时，一定为平衡状态

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，恒容条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态

恒压条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态

H2(g)+I2(g)2HI(g)恒容条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态恒压条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态不一定一定不一定不一定CO2(g)+C(s)2CO(g)恒容条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态恒压条件下，当气体密度不变时，________是化学平衡状态一定一定例32、间接标志：“变量”不变即达平衡④体系的颜色和温度不变一定为平衡状态H2+I22HI△2NO2

N2O4红棕色绝热容器中，当体系温度不变，则达平衡。（若为恒温容器，则不可作为平衡判据）(2)体系温度不变：(1)体系颜色不变：无色可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在恒容密闭容器中进行: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2nmolNO③用

NO2、NO和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为

2∶2∶1④混合气体的颜色不再改变⑤混合气体的密度不再改变⑥混合气体的压强不再改变⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变可说明该反应达到化学平衡状态的是(

)A.①④⑥⑦ B.②③④⑥

C.①④⑤⑦ D.①②⑥⑦A例4D小结：(1)速率:ν正=ν逆①同一物质:v正(A)=v逆(A)

直接标志(2)各组分的浓度保持不变

——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。②不同物质，v正(A):v逆(B)=化学计量数之比（根据具体情况分析）判断依据

配置CuSO4饱和溶液，用细绳吊起一块已知重量的CuSO4·5H2O晶体，放入饱和溶液中，一段时间后，学生取出该晶体，发现形状变化了，再进行称重，发现重量不变，这是为什么？思考：你是否可以解释以下现象？

硫酸铜饱和溶液与胆矾晶体之间达到动态溶解平衡：溶解速率与结晶速率相等，因此晶体质量不变；但晶体表面不同部位的溶解与结晶速率存在差异，导致晶体形状逐渐变得规则、完整，而质量保持不变。

14CO2+CCO，当反应到达最大限度后，平衡混合物中14C的粒子有哪些？思考①当反应开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？②当反应开始时，正反应和逆反应速率哪个大？③随着反应进行，反应物和生成物浓度如何变化？④随着反应进行，正反应和逆反应速率如何变化？反应物浓度最大，生成物浓度为零。正反应速率最大，逆反应速率为零。反应物浓度逐渐减小，生成物的浓度逐渐增大。正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大思考:结合反应和图像分析反应速率v(正)v(逆)v(正)=v(逆)t1时间（t）0正反应速率和逆反应速率随时间变化图示：（5）反应会进行到什么时候“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不再改变。（7）给这个状态命名化学平衡状态。（8）反应真的停止了吗？未停止，处于动态平衡。练习1：(多选)下列哪种说法可以证明以下反应达到平衡状态(

)

A.1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成B.1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成AC练习2：可逆反应

的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（

）A.3V正(N2)=V正(H2)B.V正(N2)＝V逆(NH3)C.2V正(H2)=3V逆(NH3)D.V正(N2)＝3V逆(H2)C练习3：

（多选）在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)

2C(g)达到平衡的标志是()

A.C的生成速率与C分解的速率相等B.单位时间生成nmolA,同时生成3nmolBC.单位时间生成B的速率,与生成C的速率相等（数值）D.单位时间生成nmolA,同时生成2nmolCAD练习4、恒温密闭容器中，H2(g)

+I2(g)2HI(g)，下列能判断反应

处于平衡状态的是()A、H2、I2、HI的物质的量不变B、混合气体的颜色保持不变C、I2的体积分数不变颜色与碘蒸气的浓度有关D、H2、I2、HI的浓度之比为1:1:2ABC※（判断平衡的标志是各物质浓度和含量不变）注意：不是各组分浓度相等，也不是成一定的比例。练习5:可逆反应2NO2(g)（红棕色）⇌2NO(g)（无色）＋O2(g)在恒容密闭容器中进行，可说明该反应达到化学平衡状态的是：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2nmolNO③用NO2、NO和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1④混合气体的颜色不再改变⑤混合气体的密度不再改变⑥混合气体的压强不再改变⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变×√×√×√√

ρ=m总V练习6：在一恒容密闭容器中，发生反应：2SO2(g)+O2(g)⇋2SO3(g)

下列说法能够证明上述反应已达平衡状态的是：

①各物质的物质的量浓度不再改变②SO2、O2、SO3的浓度之比为2:1:2③SO2的转化率不再改变

④SO3的体积分数不再改变⑤混合物的总质量不再改变⑥混合气体的密度不再改变⑦混合物的颜色不再改变⑧混合物的平均摩尔质量不再改变⑨绝热容器中反应体系的温度不再改变⑩恒温容器中混合气体的压强一定①③④⑧⑨⑩公式：公式：其他特别的反应类型：A(g)+B(s)⇋C(g)其他有颜色变化的反应：

I2(g)+H2(g)⇋2HI(g)(紫色)公式：公式：PV=nRT思考：请同学们探讨黑枸杞在不同的水中神奇的变化改变反应条件，可以在一定程度上改变反应限度即化学平衡状态1.影响平衡状态(反应限度)的因素二、化学反应条件的控制化学平衡是在给定条件下化学反应所能达到的或完成的最大限度最大转化率改变条件改变限度（改变化学平衡）①改变温度、浓度，化学平衡(反应限度)一定改变②改变压强，化学平衡不一定改变③加入催化剂只能改变反应速率，但不改变化学平衡(反应限度)这就需要进行化学反应条件的控制四、化学反应条件的控制四、化学反应条件的控制①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，提高反应物的转化率即原料的利用率），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），这就需要进行化学反应条件的控制。2.化学反应条件的控制②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。压强增大，氨的含量增大催化剂高温、高压N2+3H22NH3达到平衡时平衡混合物中NH3的含量（体积分数）3.探讨工业合成氨条件的控制3.探讨工业合成氨条件的控制思考①、合成氨反应中，温度越低，氨气的产率越高，为什么工业生产时选择用500℃左右的高温，而不用更低的反应温度？②、工业生产时，确定反应条件需要综合考虑哪些因素？

合成氨的生产在温度较低时，氨的产率较高；压强越大，氨的产率越高。但温度低，反应速率小，生产成本高，工业上通常选择在400~500℃下进行。压强越大，对动力和生产设备的要求也越高，采用的压强通常为10~30MPa。控制生产成本反应实际可能性

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。基本措施改变反应速率改变反应限度改变温度、浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等改变温度、浓度、气体的压强等提高煤的燃烧效率煤的状态空气用量炉膛材料的选择热能的利用煤被研得越细，与空气中氧气的接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越大过多的空气会带走大量的热量，降低反应温度，减小燃烧速率，甚至会使燃烧停止燃烧后废气中的热能可用于供暖或发电等采用隔热的耐高温材料，减少热量的损失少量的空气会使煤燃烧不充分，造成能源浪费，污染环境适当用量思考：为提高燃料的燃烧效率，应如何调控燃烧反应的条件?总结化学反应的限度化学反应的限度化学反应条件的控制可逆反应化学平衡的建立

影响平衡状态(反应限度)的因素化学平衡状态

化学反应条件的控制判断化学平衡状态的标志0.01mol•L-1KI溶液、0.01mol•L-1FeCl3溶液、

0.1mol•L-1KSCN溶液。试管、胶头滴管。思考：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。即证明反应2Fe3++

2I-=2Fe2++I2,是可逆反应。已知：Fe3+遇到KSCN生成血红色Fe(SCN)3

实验用品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.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是(

)①提高燃料的着火点②降低燃料的着火点③将固体燃料粉碎④将液体燃料雾化⑤将煤气化处理