6.2.2+化学反应限度2025-2026学年高一化学同步教学课件（人教版必修第二册）

高中化学人教版（2019）必修第二册第2课时第二节化学反应中的速率与限度

第六章化学反应与能量化学反应的限度化学与生活弗里茨·哈伯第一个从空气中制造出氨的科学家，加速了世界农业的发展，因此获得1918年诺贝尔化学奖。19世纪下半叶，炼制生铁过程中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，而且从高炉排出的废气中总是含有没有利用的CO。工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分造成的，于是增加高炉的高度。然而，增高后，高炉尾气中CO的比例竟然没有改变。出铁口进风口O2N2热空气生铁进风口出渣口炉渣CO2+C2CO高温C+O2CO2高温铁矿石、焦炭、石灰石高炉气体高炉气体3CO+Fe2O32Fe+3CO2高温CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑高温这是什么原因呢？学习目标重点：1.可逆反应和化学平衡状态的概念。2.化学平衡状态的特征和判断方法。3.影响化学反应限度的因素。难点：1.对化学平衡状态的理解和判断。2.运用化学反应限度的知识分析和解决化工生产中的实际问题。感受反应限度实验1①、向2mL

0.01mol/L

FeCl3溶液中加入4mL

0.01mol/LKI溶液②、将生成物溶液取2份于试管一份加入2滴淀粉溶液，一份加入2滴KSCN，2I-+2Fe3+=2Fe2++I2

KI+FeCl3FeCl32mL0.01mol/LKI4mL0.01mol/L分析：试管中同时存在I2与Fe3+思考1-1①、观察实验现象，分析：实验现象说明溶液中存在哪些微粒？②、对于这个反应来说，I-是少量的、适量的、还是过量的？③、你对这个化学反应有哪些认识？或产生了哪些疑问？（2×10-5mol）（4×10-5mol）+KSCN+淀粉感受反应限度什么是化学反应的限度？并非所有的反应都能进行到底，一个反应在该条件下，能达到的最大程度，就是反应的限度限度决定了该条件下反应物的最大转化率（转化量/起始量）【工业·接触法制硫酸】接触法制备硫酸的第二步，利用SO2与O2反应得到SO3但是在实际生产中，人们发现，即使通入过量O2，仍然无法使SO2完全转化。反应炉中始终同时存在SO2、O2、与SO3资料卡片1可逆反应思考2-1为什么达到反应限度时，SO2、O2、SO3同时存在？观点1：只有部分SO2与O2发生反应,而生成的SO3并未分解观点2：SO2与O2全部转化成SO3后,部分SO3又分解生成SO2和O2观点3：SO2与O2反应生成SO3的同时

,SO3分解得到SO2和O2将SO2与18O2按合适比例投入含催化剂的密闭高温反应容器，反应一段时间后，经同位素示踪法检测，18O核素存在于SO2

、O2

、SO3中资料卡片2密闭容器中SO2与O2在一定条件下发生反应,反应过程中SO3的物质的量的变化趋势如图1，而非图2资料卡片3可逆反应S16O18OSO2+18O2

→SO3SO3

→SO2+O2

可逆反应2SO2+O22SO3高温催化剂可逆反应同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的化学反应可逆反应中，正反应与逆反应同时进行，均不会进行到底，因此可逆反应存在限度反应物生成物SO2与O2反应生成SO3的同时

,SO3分解得到SO2和O2（可逆反应）可逆反应【思考】对于可逆反应

1、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2、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、高压催化剂可逆反应

和

互为可逆反应吗？学习过的可逆反应有哪些？2SO2+O22SO3催化剂△Cl2+H2OHCl+HClONH3+H2ONH3·H2OSO2+H2OH2SO3N2+3H22NH3高温、高压催化剂不是，反应条件不相同可逆反应定义：在相同条件下，能既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。特点双同性共存性双向性反应物

生成物正反应方向逆反应方向在相同条件下，正、逆反应同时进行反应物和生成物共同存在，反应物转化率小于100%可逆反应思考3-1①、该可逆反应何时达到限度②、达到限度时，各物质浓度有什么特征？时间(t/min)010203040506070c(SO2)mol/L10.70.50.350.20.10.10.1c(O2)mol/L0.50.350.250.180.10.050.050.05c(SO3)mol/L00.30.50.650.80.90.90.9SO2

与O2反应

时间-浓度表资料卡片4

化学平衡状态思考3-2时间(t/min)010203040506070c(SO2)mol/L10.70.50.350.20.10.10.1c(O2)mol/L0.50.350.250.180.10.050.050.05c(SO3)mol/L00.30.50.650.80.90.90.9SO2

与O2反应

时间-浓度表

化学平衡状态资料卡片4化学反应速率与反应物浓度呈正相关即：一定范围内，浓度越大，反应速率越快①、正反应速率何时最大？反应后，正反应速率如何变化?②、逆反应速率何时最小？反应后，逆反应速率如何变化?反应速率时间正反应逆反应化学平衡化学平衡可逆反应达到限度时，正、逆反应速率相等，各物质浓度不变，这种状态称之为“化学平衡状态”

化学平衡状态思考3-3为什么可逆反应到达平衡状态后，各物质的浓度不再变化？ν(正反应）=ν(逆反应）反应中各物质的浓度不变原因化学平衡状态判断依据化学平衡是一种“动态平衡”，并非反应停止逆、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)化学平衡状态的特征

化学平衡状态思考3-42NO2N2O4(红棕色）(无色）如何判断该反应达到化学平衡？实验2将装有NO2和N2O4混合气体的密封玻璃球分别放入冷水、热水中，观察实验现象,分析NO2、N2O4的浓度冷水热水体系颜色变化NO2浓度变化N2O4浓度变化思考3-5化学平衡状态可以改变吗？

化学平衡状态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同种物质：速率相等，v

(A)正＝v

(A)逆不同物质：一正一逆成比例，v

(A)正：v

(B)逆＝a：b必须是一正一逆的速率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化学平衡状态的判断依据【例】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XXX化学平衡状态的判断依据1、

直接标志——各组分的含量标志二：各组分的浓度保持不变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，不是总成分化学平衡状态的判断依据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∶2D化学平衡状态的判断依据方法指导(1)选变量选定反应中“变量”，即随反应进行而变化的量，当变量不再变化时，反应已达平衡。(2)常见的变量①气体的颜色；②对于气体体积有变化的反应→恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；③对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应→混合气体的平均相对分子质量；④对于反应体系中不全部为气体的反应→恒容时混合气体的密度等。(3)说明：在利用M、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。利用“变量”与“不变量”来判断化学平衡状态化学平衡状态的判断依据2、间接标志——“变量不变”变量不变

即达平衡分析该量是“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。

注意

常见公式：PV=nRT

、ρ=、Mr(气体)=

化学平衡状态的判断依据2、间接标志：“变量”不变即为平衡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。化学平衡状态的判断依据恒容、恒温条件下，

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化学平衡状态的判断依据2、间接标志：“变量”不变即为平衡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+q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mA(g)＋nB(g)

⇌pC(g)＋qD(g)mA(g)＋nB(g)

⇌pC(s)＋qD(g)（2）若有非气体参与m总为变量Mr为变量平衡状态化学平衡状态的判断依据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化学平衡状态的判断依据2、间接标志：“变量”不变即为平衡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ρ不变时，不一定为平衡状态恒容恒压若m+n≠p+q若m+n=p+qρ不变时，一定为平衡状态mA(g)＋nB(g)

⇌pC(g)＋qD(g)化学平衡状态的判断依据

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化学平衡状态的判断依据2、间接标志：“变量”不变即为平衡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：化学平衡状态的判断依据可逆反应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【小结】化学平衡状态的判断依据化学平衡状态的判断标志(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）判断依据化学平衡状态的判断依据以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例间接标志压强不变若m+n≠p+q平衡若m+n=p+q不一定

若m+n≠p+q若m+n=p+q平衡密度ρ不变不一定不一定颜色温度不变平衡Mr(气体)=ρ=m总V容器PV=nRT化学反应条件的控制“向空气要面包”的工业——合成氨19世纪初人口剧增，粮食产量不足