第六章化學反應與能量第2節化學反應的速率和限度第3課時化學反應的限度【引入】思考：我們知道在化學反應中，反應物之間是按照化學方程式中的系數比進行反應的，那么，在實際反應中，反應物能否按相應的計量關系完全轉化為生成物呢？

2mol?<2mol?

由上可知可逆反應進行得不完全，正、逆向反應同時同條件進行。化學反應物不可能全部轉化為生成物，存在一定的化學反應限度。二、化學反應的限度在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應，叫做可逆反應。復習：可逆反應科學研究表明，不少化學反應都具有可逆性即正向反應和逆向反應能同時進行。例如：正向反應：反應物→生成物逆向反應：生成物→反應物H2+I22HI

正向反應逆向反應N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

正向反應逆向反應對于以上反應，請分析：（1）當反應剛開始時，反應物和生成物的濃度哪個大？（2）當反應剛開始時，正反應與逆反應哪個反應速率大？（3）隨著反應的進行，反應物和生成物濃度如何變化？（4）隨著反應的進行，v(正)與v(逆)怎樣變化？在密閉容器中加入1molN2和3molH2發生反應N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

正向反應逆向反應對于以上反應：（1）當反應剛開始時，反應物濃度最大，生成物的濃度為零（2）此時，正反應速率大于逆反應速率（3）隨著反應的進行，反應物濃度逐漸減小，生成物濃度逐漸增大（4）隨著反應的進行，v(正)逐漸減小，v(逆)逐漸增大。在密閉容器中加入1molN2和3molH2發生反應N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

正向反應逆向反應（5）反應會進行到什么時候“停止”？當正反應速率與逆反應速率相等時，（6）此時，反應物和生成物濃度如何變化？反應物和生成物濃度不再改變（7）給這個狀態命名平衡狀態（8）反應真的停止了嗎？沒有處于動態平衡反應速率v(正)v(逆)v(正)=v(逆)t1時間（t）0(1)0~t1：v(正)>v(逆)(2)t1：v(正)=v(逆)平衡狀態正反應速率和逆反應速率隨時間變化圖示1.化學平衡當可逆反應進行到一定程度時，正反應速率與逆反應速率相等，反應物的濃度和生成物濃度都不再改變，達到一種表面靜止的狀態，稱為化學平衡狀態，簡稱化學平衡。化學平衡狀態是可逆反應在一定條件下所能達到或完成的最大程度，即該反應進行的限度，此時轉化率是最大的。

2.化學平衡的特征(1)逆——可逆反應

變——當濃度、壓強、溫度等條件改變時，化學平衡即發生移動(2)等——ひ正=ひ逆≠0(3)動——動態平衡

定——平衡狀態時，反應混合物中各組分的濃度保持不變遷移應用1對于可逆反應M＋NQ達到平衡時，下列說法正確的是（）、N、Q三種物質的濃度一定相等、N全部變成了QC.反應物和生成物的濃度保持不變D.反應已經停止C2.對于達到平衡狀態的可逆反應：N2+3H22NH3

，下列有關敘述正確的是A．反應物和生成物濃度不再發生變化B．反應物和生成物的濃度相等C．N2和NH3的質量分數相等D．正反應和逆反應不再進行A遷移應用3在一定條件下，某容器中充入N2和H2合成NH3,以下敘述錯誤的是（）A.開始反應時，正反應速率最大，逆反應速率為零B.隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，最后減小為零C.隨著反應的進行逆反應速率逐漸增大，最后保持恒定D.隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，最后與逆反應速率相等且都保持恒定B遷移應用4：平衡狀態的判斷：下列哪種說法可以證明反應N2+3H22NH3達到平衡狀態個鍵斷裂的同時，有3個鍵形成個鍵斷裂的同時，有3個鍵斷裂個鍵斷裂的同時，有6個鍵斷裂個鍵斷裂的同時，有6個鍵形成NNNNHHNNNNHHNHNH()AC5.在一定溫度下，可逆反應A2(氣)+B2(氣)2AB(氣)達到平衡的標志是(A)A2、B2、AB的濃度不再變化(B)容器中的壓強不再隨時間變化(C)單位時間內生成n

mol的A2同時生成2n

mol的AB(D)A2、B2、AB的濃度之比為1:1:2

√√

C6.在一定溫度下，2NO2（g)N2O4(g)(無色）的可逆反應中，下列情況屬于平衡狀態的是（）A.N2O4不再分解B.v(N2O4):v(NO2)=1:2C.體系的顏色不再改變D.NO2的濃度與N2O4的濃度之比2：1化學平衡狀態的判定⑴直接標志：①平衡的本質（V(正)=V(逆)）a.同一物質，V消=V生(消耗速率等于生成速率)b.在化學方程式同一邊的不同物質生成速率與消耗速率之比等于化學計量數之比；c.在化學方程式兩邊的不同物質生成(或消耗)速率之比等于化學計量數之比。同側異向，異側同向，比列計算②從組分含量來判斷達平衡時各物質的含量（質量分數、物質的量分數、體積分數）及各物質的濃度、質量、物質的量均不再變化。⑵間接標志：①對于反應前后氣體體積不等的可逆反應，反應體系總壓強和混合氣體的平均摩爾質量不變化。②對于反應混合物中存在有顏色的物質的可逆反應，若體系顏色不再變化，則反應達到平衡狀態。14CO2+C2CO，達到化學平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有

。遷移應用714CO2、14C、14CO1212思考與交流：現在，假設你是一名工程師，你要提高你工廠煤的燃燒效率，你認為應該從哪些方面進行分析？煤的狀態與燃燒的速率有何關系？與煤的充分燃燒有何關系？空氣的用量對煤的充分燃燒有什么影響？原因是什么？應選用什么樣的爐膛材料？如何充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量？三、化學反應條件的控制1.控制化學反應條件的意義促進有利反應提高原料利用率加快反應速率抑制有害反應減少甚至消除有害物質的產生控制副反應的發生2.影響煤燃燒效率的條件(1)煤的狀態(2)空氣用量(3)爐(灶)膛材料的選擇(4)燃燒后煙道廢氣中熱量的利用3.提高燃料燃燒效率的措施(1)盡可能使燃料

，提高能量的轉化率。關鍵是燃料與空氣或氧氣盡可能

，且空氣要

。(2)盡可能充分利用燃料燃燒所釋放出的熱能，提高熱能的利用率。充分燃燒充分接觸適當過量三、化學反應條件的控制

在生產和生活中，人們希望促進有利的化學反應（提高反應速率，提高反應物的轉化率即原料的利用率），抑制有害的化學反應（降低反應速率，控制副反應的發生，減少甚至消除有害物質的產生），這就需要進行化學反應條件的控制。

在化工生產中，為了提高反應進行的程度而調控反應條件時，需要考慮控制反應條件的成本和實際可能性。催化劑高溫、高壓N2+3H22NH3

合成氨的生產在溫度較低時，氨的產率較高；壓強越大，氨的產率越高。但溫度低，反應速率小，需要很長時間才能達到化學平衡，生產成本高，工業上通常選擇在400~500℃下進行。而壓強越大，對動力和生產設備的要求也越高，合成氨廠隨著生產規模和設備條件的不同，采用的壓強通常為10~30MPa。【思考與討論】

為提高燃料的燃燒效率，應如何調控燃燒反應的條件？（提示：可以從以下幾方面考慮，如燃料的狀態、空氣用量、爐膛材料、煙道廢氣中熱能的利用，等等。）①燃料與空氣接觸；②溫度達到燃料的著火點。(2)燃料充分燃燒的條件①要有足夠的空氣或氧氣(助燃劑)；②燃料與空氣或氧氣要有足夠大的接觸面積。(3)燃料充分燃燒的意義①使有限的能量發揮最大的作用，節約能源；②降低污染程度。促進抑制【總結】1.化學反應限度的調控在工業生產