6.2.3 化学反应限度-课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

该高中化学课件聚焦化学反应限度，涵盖可逆反应、化学平衡状态建立与判断、反应条件控制等核心内容。课堂导入通过对比钠与水（完全反应）和氯气与水（部分反应）的现象及方程式，搭建旧知与新内容的联系，形成学习支架。 其亮点在于运用表格对比、数据表格及速率-时间图像分析平衡建立过程，通过“变量不变”思维建模和极端假设法（如B物质的量范围计算）培养科学思维。结合合成氨条件选择实例落实化学观念，帮助学生理解抽象概念，为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

化学反应的限度 第6章 化学反应与能量 作者编号：35004 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+CO2 2CO是一个可逆反应， 不能完全进行，存在一定的反应限度。 课堂导入 认识化学反应存在限度 温故知新：回忆钠与水、氯气与水的反应 反应现象 反应进行程度及证据 化学方程式 钠与水 氯气与水 有一些反应不能完全进行到底，反应物与生成物共存，反应只能进行到一定程度，这就是该化学反应在这个条件下所能达到的限度。 Cl2 +H2O ⇌HCl+ HClO 浮、游、熔、响、红 黄绿色逐渐变淡，稳定于同一颜色 2Na+2H2O=2NaOH+H2 完全反应， 钠完全消失 部分反应，颜色并未完全消失 新制氯水成分？ 课堂导入 普遍存在的 更多模板亮亮图文旗舰店：https://liangliangtuwen.tmall.com 3 1、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。 2、特点 同时性 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% 一、可逆反应 3、符号表征：“ ” 能量转化类型相反：若正反应放热，则逆反应吸热，但数值相等 Cl2+H2O HCl+HClO NH3+H2O NH3·H2O SO2+H2O H2SO3 N2+3H2 2NH3 高温、高压 催化剂 2SO2+O2 2SO3 催化剂 △ 不是可逆反应， 反应条件不相同。 一、可逆反应 【回忆】学习过的可逆反应有哪些？ Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42- 2PbSO4 + 2H2O 放电 充电 2NO2 N2O4 H2+I2 2HI 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）1 mol N2与4 mol H2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 （ ） × √ 及时巩固 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、2HI H2+I2是可逆反应 C、2H2+O2 2H2O 与 2H2O 2H2↑+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) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 c(SO2) 10 6 3 2 1.2 1 1 1 1 c(O2) 5 3 1.5 1 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5 c(SO3) 0 4 7 8 8.8 9 9 9 9 在某固定密闭容器中发生反应：2SO2+O2 2SO3，各物质浓度随反应时间变化 二、化学平衡状态的建立 【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 【思考2】反应开始后有什么特点？ 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定值 随着浓度的变化， v(正)逐渐减小， v(逆)逐渐增大，最终 v(正) =v(逆)≠ 0 ①开始 反应速率 v(正) v(逆) t1 时间（t） 0 N2 + 3H2 2NH3 v(正) ， v(逆) ； 反应速率 v(正) v(逆) t1 时间（t） 0 v(正) v(逆) 反应速率 t1 时间（t） 0 ③平衡 ②变化 v(正) ，v(逆) ； v(逆)≠0，v(正)＞v(逆) v(正)=v(逆) ≠0 N2 + 3H2 2NH3 N2 + 3H2 2NH3 催化剂 高温、高压 反应物浓度 ， 生成物浓度 ； 反应物浓度 ， 生成物浓度 ； 反应物浓度 ， 生成物浓度 ； 最大 为0 减小 增大 不变 不变 最大 =0 减小 增大 二、化学平衡状态的建立 用图像描述 v正 和 v逆 变化规律 ？ 时间(min) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 c(SO2) 10 6 3 2 1.2 1 1 1 1 c(O2) 5 3 1.5 1 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5 c(SO3) 0 4 7 8 8.8 9 9 9 9 各物质的浓度 不再变化 v(正) v(逆) c(SO2) c(O2) c(SO3) v (mol/L·min) 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 不在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。 三、化学平衡状态 在可逆反应中，当 v正 = v逆 时， c反 和 c生 不在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。 t0 化学平衡 反应没有停止，即： v正 = v逆 ≠ 0 动态平衡 化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能进行的最大程度。即反应进行的限度，此时，反应物也达到了最大转化率。 溶解白糖，达到一定量后， 无论怎么搅拌都不再溶解 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 三、化学平衡状态 3. 概念辨析 (1)1 mol N2和3 mol H2在一定条件下可完全生成2 mol NH3(　　) (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(　　) 及时巩固 如何判断一个可逆反应达到了一定条件下的反应限度（化学平衡状态）？ “表现” “本质” 判断可逆反应是否达到平衡的直接标志。 等 定 ν 正 = ν 逆 各组分的浓度保持不变 四、化学平衡状态的判断依据 （不是相等，也不是成一定的比值） 原则：正逆相等、变量不变 如何理解： （3）单位时间内，1L密闭容器中有2 molNH3生成，同时有2 molNH3反应掉. （1）单位时间内，1L密闭容器中有1 mol N2反应掉，同时有1 mol N2生成. （2）单位时间内，1L密闭容器中有3 mol H2反应掉，同时有3 mol H2生成. 四、化学平衡状态的判断依据 化学平衡状态“本质” 等 ν 正 = ν 逆 1、直接标志： （2）单位时间内，1L密闭容器中有1 mol N2反应掉，同时有2 mol NH3消耗. （1）单位时间内，1L密闭容器中有2 mol NH3生成，同时有3 mol H2生成. Ⅱ、用不同物质表示：方向相反，速率之比=化学计量数之比，即v(A)正：v(B)逆= a : b Ⅰ、用同一物质表示：v (A)正＝v (A)逆，即v(A)消耗 =v(A)生成 四、化学平衡状态的判断依据 ①A的消耗速率与C的 速率之比等于 。 ②B的生成速率与C的 速率之比等于 。 ③A的生成速率与B的 速率之比等于 。 消耗 生成 消耗 m ：p n ：p m ：n 例 反应mA(g)+nB (g) pC(g) ，达到平衡时： 标志一 ：ν (正) = ν (逆) ≠ 0 （1）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， 即v正(A)：v逆(B)= a : b 相同物质看正逆， 不同物质成比例。 N2+3H2 2NH3 （1）1mol N≡N键断裂的同时，有6mol N－H键断裂 （2）1mol N≡N键断裂的同时，有6mol N－H键形成 （3）N2的消耗速率与N2的生成速率 （4）N2的消耗速率与NH3的 速率之比等于——— （5）H2的生成速率与NH3的 速率之比等于——— ν (正) = ν (逆) 消耗 1:2 3:2 生成 达到平衡的标志是: 及时巩固 4.一定条件下，可逆反应 ，试判断下列反应历程中， v正和v逆是否相等，该反应是否达到平衡状态. （6）υ正(N2 )= 3 υ逆(H2) （7）2υ正( H2 )=3υ逆(NH3) 各组成浓度保持不变 四、化学平衡状态的判断依据 标志二 ：变量不变 特例：只有生成物有气体时，体积分数始终不变，不是变量 解题方法：首先分析该量是“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：是各组分，不是总成分 各组分的质量m、物质的量n、物质的量浓度c不变 各组分百分含量不再改变，如质量分数 w 、体积分数 各组分的转化率或产率不变 体系的颜色和温度不变 以 m A(g) + n B(g) p C(g) 为例 ①容器中总压强不再改变 四、化学平衡状态的判断依据 PV=nRT 因为恒温、恒容条件下，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。 当Δn(g)≠0，则P一定时，一定是化学平衡状态。 或总体积不再改变 变量不变 即达平衡 探究课堂 气体的p总、V总、n总 (PV＝nRT) 看气体左右系数和 【例3】在一定温度下的 恒容 容器中，判断下列描述状态不变时反应是否达到平衡。 ① 混合气体的 压强；② 混合气体的总物质的量 (1) 2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)________。 (2) I2(g)＋H2(g) ⇌2HI(g)________。 (3) 2NO2(g) ⇌N2O4(g)________。 (4) C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)________。 (5) NH2COONH4(s) ⇌2NH3(g)＋CO2(g)________。 (6) 5CO(g)＋I2O5(s) ⇌5CO2(g)＋I2(s)________。 间接标志 思维建模： 变量不变即平衡 恒压 左≠右 左=右 左≠右 左≠右 左≠右 左=右 体积 变量不变 探究课堂 气体体积分数/物质的量分数 【例3】在一定温度下的 恒容 容器中，判断下列描述状态不变时反应是否达到平衡。 某种气体的百分含量 (1) 2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)________。 (2) I2(g)＋H2(g) ⇌2HI(g)________。 (3) 2NO2(g) ⇌N2O4(g)________。 (4) C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)________。 (5) NH2COONH4(s) ⇌2NH3(g)＋CO2(g)________。 (6) 5CO(g)＋I2O5(s) ⇌5CO2(g)＋I2(s)________。 间接标志 变量不变 看 φ(B) ＝ nB n总 警惕反应：A(s) ⇌B(g) + C(g) φ(NH3) ＝ 2 3 φ(CO2) ＝ 1 3 四、化学平衡状态的判断依据 ② 混合气体的平均相对分子质量 M 不再改变 以 m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g) 为例 反应前后气体的总系数不相等，即：m + n ≠ p + q， 混合气体的平均相对分子质量 M 不再改变，即为化学平衡 M = m总 n总 取决于有无非气体 取决于气体系数差 变量不变 即达平衡 探究课堂 气体平均相对分子质量 【例4】在一定温度下的 恒容 容器中，判断下列描述状态不变时反应是否达到平衡。 气体平均相对分子质量 (1) 2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)________。 (2) I2(g)＋H2(g) ⇌2HI(g)________。 (3) 2NO2(g) ⇌N2O4(g)________。 (4) C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)________。 (5) NH2COONH4(s) ⇌2NH3(g)＋CO2(g)________。 (6) 5CO(g)＋I2O5(s) ⇌5CO2(g)＋I2(s)________。 间接标志 变量不变 看 M＝ m总 n总 M＝ ×17＋ ×44 2 3 1 3 警惕反应：A(s) ⇌B(g) + C(g) 四、化学平衡状态的判断依据 ③ （恒容）混合气体的密度 ρ不再改变 以 m A(g) + n B(g) p C(g) + q D(g) 为例 A(g) + B(g) 2 C(g) A(g) + B(g) C(g) A(s) + B(g) C(g) m总 V ρ （恒容时）混合气体的密度 ρ不再改变→ 不一定化学平衡 不变 不变 不变 不变 不变 不变 不变 增大 增大 ρ = m总 V容器 取决于有无非气体 取决于气体系数差 （恒压时）混合气体的密度 ρ不再改变→不一定化学平衡 减小 增大 变量不变 即达平衡 探究课堂 气体密度 (pV＝nRT) 看 【例5】在一定温度下的 恒容 容器中，判断下列描述状态不变时反应是否达到平衡。 某种气体的密度 (1) 2SO2(g)＋O2(g) ⇌2SO3(g)________。 (2) I2(g)＋H2(g) ⇌2HI(g)________。 (3) 2NO2(g) ⇌N2O4(g)________。 (4) C(s)＋CO2(g) ⇌2CO(g)________。 (5) NH2COONH4(s) ⇌2NH3(g)＋CO2(g)________。 (6) 5CO(g)＋I2O5(s) ⇌5CO2(g)＋I2(s)________。 间接标志 变量不变 ρ(g)＝ m(g,总) V 看系数 看清状态 恒压 四、化学平衡状态的判断依据 ④特殊标志判断： H2 + I2 2HI △ 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） 体系温度不变： 体系颜色不变： 红棕色 变量不变 即达平衡 ①关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器； ②关注反应特点，气体是等体积反应，还是非等体积反应； ③关注特殊情况，是否有固体参加，或固体的分解反应。 化学平衡状态判断“三关注”： M = m总 n总 取决于有无非气体 取决于气体系数差 Δn(g) ρ = m总 V容器 取决于有无非气体 取决于容器 恒温恒容 恒温恒压：Δn(g) P气 体系的颜色 质量分数、气体的体积分数 恒温恒压 恒温恒容：Δn(g) 取决于容器和Δn(g) 体系的温度(绝热) 四、化学平衡状态的判断依据 √ 学习评价  恒容绝热容器中 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H2(g) + I2(g) 2HI(g) ①气体的总物质的量不变     ②气体的总质量不变     ③气体的总压强不变     ④气体的密度不变     ⑤气体的平均相对分子质量不变     ⑥混合气体的颜色不变     ⑦体系的温度不变     √ × 1.判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡？ × × × × √ × × √ √ √ H2(g) + I2(s) 2HI(g)               √ √ √ √ √ × √ √ 放热反应，体系温度升高，T变化，P也再变化；平衡时，反应热效应为零，n、T不再变化，P也不再变化。 学习评价 2. 一定条件下，将A、B、C三种物质各1mol通入一个密闭容器中，发生反应： B 极端假设法“一边倒” 2A(g) ＋ B(g) 2C(g) n始： 1mol 1mol 1mol 反应转化量: 若反应完全正向进行 -1mol -0.5mol +1mol 余0.5molB 若反应完全逆向进行 反应转化量: +1mol +0.5mol -1mol 1+0.5=1.5molB 达到化学反应限度时，B的物质的量可能是（ ） A.1.5mol B. 1mol C. 0.5mol D. 0 2A(g) ＋ B(g) 2C(g) 学习评价 3.在698 K时，向某V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，发生反应： H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＝－26.5 kJ·mol－1，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。 请回答下列问题： (1)V＝__________ L。 (2)该反应达到最大限度的时间是________， 该时间内平均反应速率v(HI)＝________________。 (3)该反应达到平衡状态时，________(填“吸收”或“放出”)的热量为__________。 2 5 s 0.316 mol·L-1·s-1 放出 41.87 kJ 4. 25℃时，合成氨反应的热化学方程式为：N2(g) ＋3H2 (g)  →2NH3(g) ， 已知生成2mol NH3 放出能量 92.4kJ，在该温度时，取1mol N2和3mol H2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总小于92.4kJ。其原因是___________。 及时巩固 5、在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g) ⇌ 2Z2(g)，若X2、Y2、Z2的初始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡后，各物质的浓度可能是（ ） ①X2为0.2 mol·L－1　②Y2为0.1 mol·L－1 ③Z2为0.3 mol·L－1　④Y2为0.6 mol·L－1 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ B 利用极端假设法求可逆反应的极值—— “一边倒” 其他平衡标志思维建模： “变量 → 不变”。 6.一定条件下，对于可逆反应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）容器内颜色不再改变 （2） 气体的总物质的量 （3）恒容条件下，容器内压强不再改变 （4）恒容条件下，容器内气体密度不再改变 （5）恒容或恒压条件，容器内平均相对分子质量不再改变 （6）恒压条件下，容器内气体总质量不再改变 （7）恒压条件下，容器总体积不再改变 （8）绝热容器中，容器内温度不再改变 (2) (3) (5) (7) (8) 及时巩固 课堂小结 化学 平衡 状态 可逆反应 概念 逆、等、动、定、变 判断依据 1、等— 2、变—“变量”不变 研究对象 特征 ＝系数之比 υ正 υ逆 促进有利反应：提高反应物的转化率即原料的利用率，加快反应速率 抑制有害反应：减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等 改变化学反应速率：改变温度、溶液的浓度、气体压强（或浓度）、固体表面积及使用催化剂等 改变可逆反应进行的程度：改变温度、溶液浓度、气体压强（或浓度） 1、控制化学反应条件的目的 2、控制化学反应条件的方法 五、化学反应条件的控制 化工生产中调控反应条件时，需要考虑: 控制反应条件的成本和实际可能性。 趋利避害 3 、化工生产中反应条件的调控 (1)考虑因素：反应速率、平衡转化率、______和______________。 成本 实际可能性 温度低 有利：氨的产率较高 不利：反应速率小，达到平衡所需时间长，生产成本高 压强大 有利：氨的产率较高，反应速率快; 不利：对动力和生产设备的要求高，成本高。 常用温度：400℃~500℃ 常用压强：10～30Mpa (2)实例——合成氨生产条件的选择: 催化剂：仅增大反应速率，不影响反应限度。 五、化学反应条件的控制 思考与讨论 1.从提高煤的燃烧速率考虑 a增大氧气的浓度 b 增大煤粒的表面积 c增大煤粒与氧气接触的表面积 2. 从提高煤的燃烧限度考虑 适当增大氧气的量:可以使煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量； 若空气不足，会造成煤燃烧不完全生成CO，产生热量减少，且会造成污染。 五、化学反应条件的控制 1、某密闭容器中有反应 2NO2 2NO＋O2 ，达到平衡的是（ ） A、单位时间内生成 n mol O2 同时生成 2n mol NO2 B、单位时间内生成 n mol O2 同时生成 2n mol NO C、c (NO2) : c (NO) : c (CO2) = 2 : 2 : 1 D、混合气体的颜色不再改变 E、混合气体的密度不再改变 F、混合气体的平均相对分子质量不再改变 H、混合气体个组分的体积分数不再改变 ADFH 随堂检测 2、下列关于化学反应限度的说法中正确的是（ ） A、一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到 的最大限度 B、当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率 相等且等于零 C、平衡状态时，各物质的浓度保持相等 D、化学反应的限度不可以通过改变条件而改变 A 随堂检测 3、化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下面说法中错误的是( ) A、能够节约原料和能源 B、能够提高产品的产量 C、能够提高经济效益 D、能够提高化学反应速率 D 4、下列措施可以提高燃料燃烧效率的是__________________(填序号)。 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 将液体燃料雾化处理 ⑤ 将煤进行气化处理　 ⑥ 通入适当过量的空气 ③④⑤⑥ 随堂检测 38 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 aA＋bBcC＋dD，＝ $