人教版（2019版）化學(xué)必修（第二冊）第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率與限度第2課時(shí)——化學(xué)反應(yīng)的限度

已知FeCl3溶液和KI溶液發(fā)生如下反應(yīng):2Fe3++2I-=2Fe2++I2

【實(shí)驗(yàn)】

取5mL0.1mol·L-1KI溶液，滴加0.1mol·L-1FeCl3溶液5~6滴，繼續(xù)加入2mLCCl4充分振蕩。靜置后觀察到什么現(xiàn)象？取上層溶液，用KSCN溶液檢驗(yàn)是否還存在Fe3+。該實(shí)驗(yàn)說明了什么？方案1.取5mL0.1mol/LKI溶液，加入0.1mol/LFeCl3溶液5~6滴。3.取上層清液，滴入2滴KSCN溶液。2.向上述溶液中繼續(xù)加入2mLCCl4。檢驗(yàn)Fe3+是否完全反應(yīng)檢驗(yàn)是否生成了I2KI過量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論①FeCl3溶液與過量KI溶液混合②在反應(yīng)①的溶液中加入CCI4,振蕩、靜置③取②的上層清液,滴加KSCN溶液試管內(nèi)溶液變?yōu)樽厣嚬軆?nèi)液體分層，下層呈紫紅色試管內(nèi)溶液變?yōu)榧t色Fe3+與I-發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成了I2I2易溶于CCl4溶液中還有Fe3+即反應(yīng)2Fe3++2I-2Fe2++I2為可逆反應(yīng)，反應(yīng)存在一定的限度

事實(shí)表明,許多反應(yīng)都是可逆的,在同一條件下既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行,又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，在一定條件下,可逆反應(yīng)是有一定限度的。小結(jié)：FeCl3溶液和KI溶液發(fā)生如下反應(yīng):2Fe3++2I-=2Fe2++I2后的溶液中同時(shí)存在著Fe3+和I2

。可見FeCl3和KI的反應(yīng)沒有完全進(jìn)行到底，該反應(yīng)有一定的限度。

我們已學(xué)的化學(xué)反應(yīng)中還有哪些類似于上述反應(yīng)呢？氯水是氯氣的水溶液，氯氣能與水反應(yīng)。關(guān)于氯水有以下幾點(diǎn)事實(shí)：1.氯水呈黃綠色2.氯水呈酸性3.氯水具有漂白性4.氯水能使和硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀說明氯水含有以下成分成份：Cl2

H+

HClO

Cl-

由此可見，在一定條件下氯氣與水并不能完全反應(yīng)，這是一個(gè)可逆反應(yīng)。Cl2+H2OHClO+HCl什么叫做可逆反應(yīng)？

在同一條件下,既向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng).問題：氫氣于氧氣燃燒生成水與電解水生成氧氣和氧氣是可逆反應(yīng)嗎？H2+I22HI

正反應(yīng)逆反應(yīng)情境素材【思考】根據(jù)“煉鐵高爐尾氣之謎”和已學(xué)的可逆反應(yīng)小結(jié)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)。可逆反應(yīng)的特點(diǎn)：①相同條件，同時(shí)進(jìn)行②不能完全轉(zhuǎn)化(即反應(yīng)物與生成物共存)1.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)值。下列有關(guān)敘述正確的打√錯(cuò)誤的打×。（1）1molN2與4molH2反應(yīng)生成的NH3分子數(shù)為2NA（）

（2）

0.1mol

H2和0.1mol

I2于密閉容器中充分反應(yīng)后，其分子總數(shù)為0.2NA

（）

×√針對訓(xùn)練2.已知可逆反應(yīng)2SO2+O22SO3達(dá)到平衡狀態(tài),若再向容器中充入18O2氣體,反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后,18O可能存在哪些物質(zhì)中?化學(xué)平衡是動態(tài)平衡,18O2代替O2后,18O2與SO2結(jié)合生成的SO3含有18O,同時(shí)含18O的SO3分解,使SO2中的O中也可能含有18O,因此18O可能存在SO2、O2、SO3這三種物質(zhì)中。針對訓(xùn)練

在一定條件下,把1molN2和3molH2充入1L密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)。N2+3H22NH3催化劑高溫高壓

這里的V(正)和V(逆)指的是同一物質(zhì)的還是任意物質(zhì)之間的速率？N2+3H22NH3催化劑高溫高壓①當(dāng)反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度哪個(gè)大？②當(dāng)反應(yīng)開始時(shí)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率哪個(gè)大？③隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物和生成物濃度如何變化？④隨著反應(yīng)進(jìn)行，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率如何變化？反應(yīng)物濃度最大，生成物濃度為零。正反應(yīng)速率最大，逆反應(yīng)速率為零。反應(yīng)物濃度逐漸減小，生成物的濃度逐漸增大。正反應(yīng)速率逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大結(jié)合反應(yīng)和圖像分析N2+3H22NH3催化劑高溫高壓⑤反應(yīng)進(jìn)行到什么時(shí)候會“停止”？⑥此時(shí)，反應(yīng)物和生成物濃度如何變化？⑦給這個(gè)狀態(tài)命名⑧反應(yīng)真的停止了嗎？當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí)。反應(yīng)物和生成物的濃度不再變化。反平衡狀態(tài)。不！處于平衡狀態(tài)小結(jié)：在密閉容器里，

一定條件下發(fā)生反應(yīng)

濃度速率變化v正、v逆關(guān)系開始反應(yīng)物濃度_____v正_____v正____v逆生成物濃度_____v逆_____變化反應(yīng)物濃度_____v正_____v正____v逆生成物濃度_____v逆_____平衡反應(yīng)物濃度_____v正_____v正____v逆生成物濃度_____v逆_____最大為0最大為0＞減小減小增大增大＞不變不變不變不變＝N2

+3H22NH3催化劑高溫1.化學(xué)平衡狀態(tài)的概念在一定條件下，一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正向反應(yīng)速率與逆向反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)物濃度和生成物濃度不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)。2.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征可逆反應(yīng)相等不再改變3.化學(xué)反應(yīng)的限度(1)化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在一定條件下所能達(dá)到或完成的

，即該反應(yīng)進(jìn)行的限度。(2)對化學(xué)反應(yīng)限度的理解①化學(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在一定條件下的最大

。②同一可逆反應(yīng)，不同條件下，化學(xué)反應(yīng)的限度不同，即改變條件可以在一定程度上改變一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的

。最大程度轉(zhuǎn)化率限度(1)(2)1molN2和3molH2在一定條件下可完全生成2molNH3(

)(3)一定條件，可以通過延長化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間來改變反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率(

)(4)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等，是指同一物質(zhì)的消耗速率和生成速率相等，若用不同物質(zhì)表示時(shí)，反應(yīng)速率不一定相等(

)(5)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各反應(yīng)物、生成物的濃度相等(

)×××√×化學(xué)反應(yīng)在一定條件下建立平衡狀態(tài)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)將會停止(

)針對訓(xùn)練（1）單位時(shí)間內(nèi)，消耗1molN2，同時(shí)生成1molN2（2）單位時(shí)間內(nèi)，消耗3molH2，同時(shí)消耗2molNH3（3）單位時(shí)間內(nèi)，生成1molN2，同時(shí)生成3molH2【例1】一定條件下，可逆反應(yīng)N2＋3H22NH3，對該可逆反應(yīng)，表示正、逆反應(yīng)速率可以用N2或H2或NH3來表示，試判斷下列反應(yīng)歷程中，v正和v逆是否相等,該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài).達(dá)到平衡的標(biāo)志：1.v正=v逆√√×化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志1.一定條件下，反應(yīng)N2+3H22NH3達(dá)到平衡的標(biāo)志是（雙選）

A、一個(gè)N≡N鍵斷裂同時(shí)，有三個(gè)H－H鍵形成

B、一個(gè)N≡N鍵斷裂同時(shí)，有三個(gè)H－H鍵斷裂

C、一個(gè)N≡N鍵斷裂同時(shí)，有六個(gè)N－H鍵斷裂

D、一個(gè)N≡N鍵斷裂同時(shí)，有六個(gè)N－H鍵形成2.下列各關(guān)系中能說明可逆反應(yīng)：N2+3H22NH3,已達(dá)平衡狀態(tài)的是()A.3υ正（N2

）=υ正（H2）

B.υ正（N2

）=υ逆（NH3

）

C.2υ正（H2

）=3υ逆（NH3

）

D.υ正（N2

）=3

υ逆（H2）C針對訓(xùn)練ACC【例2】373K時(shí)，將0.10mol無色N2O4氣體放入100mL抽空的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N2O42NO2隔一定時(shí)間對體系進(jìn)行分析，得到以下數(shù)據(jù)：達(dá)到平衡的標(biāo)志：2.各組分的濃度(物質(zhì)的量/質(zhì)量/質(zhì)量分?jǐn)?shù)/

物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)/體積分?jǐn)?shù)等)不隨時(shí)間而變化。時(shí)間/s020406080100n(N2O4)/mol0.100.070.050.040.040.04n(NO2)/mol00.060.100.120.120.12根據(jù)表與圖中數(shù)據(jù)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)所需的時(shí)間是

A．20sB．40sC．60sD．100sC

例3.在一定溫度下的恒容容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí)，不能表明反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是

A.混合氣體的壓強(qiáng)B.混合氣體的密度

C.混合氣體的平均相對分子量D.氣體的總物質(zhì)的量

E.混合氣體的顏色不再改變達(dá)到平衡的標(biāo)志：3.一定條件下，某些密閉體系內(nèi)某些量不變，也可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡。常見的有：壓強(qiáng)、密度、平均相對分子質(zhì)量、總物質(zhì)的量、體積，另外還有溫度、顏色等其他條件。B“變量→不變”——平衡狀態(tài)小結(jié)：達(dá)到平衡的標(biāo)志：1.v正=v逆2.各組分的濃度(物質(zhì)的量/質(zhì)量/質(zhì)量分?jǐn)?shù)/物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)/體積分?jǐn)?shù)等)不隨時(shí)間而變化。3.一定條件下，某些密閉體系內(nèi)某些量不變，也可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡。常見的有：壓強(qiáng)、密度、平均相對分子質(zhì)量、總物質(zhì)的量、體積，另外還有溫度、顏色等其他條件。“變→不變”——平衡狀態(tài)在一定溫度下的恒容容器中發(fā)生可逆反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)，下列敘述不是該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志的是()①H2的生成速率與H2的分解速率相等②單位時(shí)間內(nèi)生成amolH2，同時(shí)消耗amolI2③H2、I2、HI三者濃度相等的狀態(tài)④H2、I2、HI的濃度不再變化⑤混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化⑥混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化⑦混合氣體的密度不再變化⑧混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化針對訓(xùn)練③⑤⑥⑦⑧化學(xué)反應(yīng)條件的控制化工生產(chǎn)中化學(xué)反應(yīng)條件的控制速度程度小高大高加快在化工生產(chǎn)中，為了提高反應(yīng)進(jìn)行的程度而調(diào)控反應(yīng)條件時(shí)，需要考慮控制反應(yīng)條件的成本和實(shí)際可能性。例如：合成氨的生產(chǎn)在溫度較低時(shí)，氨的產(chǎn)率較高;壓強(qiáng)越大，氨的產(chǎn)率越高。但溫度低，反應(yīng)速率小，需要很長時(shí)間才能達(dá)到化學(xué)平衡，生產(chǎn)成本高，工業(yè)上通常選擇在400~500℃下進(jìn)行。而壓強(qiáng)越大，對動力和生產(chǎn)設(shè)備的要求也越高，合成氨廠隨著生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備條件的不同，采用的壓強(qiáng)通常為10~30MPa。為提高燃料的燃燒效率，應(yīng)如何調(diào)控燃燒反應(yīng)的條件?（提示∶可以從以下幾方面考慮，如燃料的狀態(tài)、空氣用量、爐膛材料、煙道廢氣中熱能的利用，等等。）思考與討論：煤被研得越細(xì)，粉末越小，與空氣中O2的接觸面積越大，燃燒越充分，反應(yīng)速率越快。空氣充足，煤燃燒得充分，產(chǎn)物主要為CO2，放熱量大；空氣不足，則煤燃燒不充分，部分生成CO，CO排放到空氣中造成污染，且生成CO時(shí)，放出的熱量大大減小。應(yīng)選擇保溫隔熱且耐熱的爐（灶）膛材料。盡管煤燃燒是放熱反應(yīng)，但反應(yīng)過程中煤燃燒需要提供部分能量才能進(jìn)行，而利用煤燃燒放出的部分熱量就可維持反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行。選用保溫隔熱材料的目的，是為防止熱量散失。1