化学反应的限度
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主讲教师：卢俊裕
化学反应的限度
一个化学反应在实际进行时，反应物能否按化学方程式 中相应物质的计量关系完全转变为生成物？
不能按照化学方程式的计量关系完全转变为生成物 那么，不能按照化学方程式的计量关系完全转变为生成 物的化学反应是一类怎样的反应呢？ 这一类反应是可逆反应。 下面，我们从定义、典型的可逆反应和不可逆反应、反 应过程中速率变化等方面，简要介绍“可逆反应”。
例题 在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙 述错误的是（
B）
A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零
C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定 D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速 率相等且都保持恒定
不属于，因为正向与逆向必须在相同条件（温度、压强、催化 剂等条件都相同时）比较。
2.典型的可逆反应与不可逆反应
①典型的可逆反应
催化剂 N 2 3H 2 高温高压 2NH 3 工业制氨气 催化剂 2SO 2 O 2 2SO 3 SO 2的催化氧化 高温
一定条件下
3.可逆反应中的速率变化
在密闭容器中加入1mol H2和1mol I2发生反应
H 2 I化
在密闭容器中加入1mol H2和1mol I2发生反应
H 2 I2 2HI
AgCl
2.典型的可逆反应与不可逆反应
①典型的可逆反应
②典型的不可逆反应 思考：在化学反应方程式上，可逆反应和不可逆反应在 连接反应物和生成物的连接号上有何不同？
（可逆号）” 可逆反应化学方程式用“ 不可逆反应或可逆性很小的反应用“=（等号） ” 思考：我们之前学习过的化学方程式大部分使用等号连 接反应物和生成物的。那么，大部分的反应都是不可逆 反应吗？
科学史话 — 炼铁高炉尾气之谜
开始,炼铁工程师们认为是CO与铁 矿石接触不充分之故,于是设法增 加高炉的高度。但令人吃惊的是, 高炉增高后,尾气中CO比例竟未改 变。这成了炼铁技术中的科学悬念 。有关人士一直在研究其中原因, 直到19世纪下半叶这一谜底才得以 揭开……
原来，产生上述现象的原因是：
C CO 2 CO
强调：平衡状态 在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等， 反应物和生成物浓度保持不变的状态。 思考3：既然v正=v逆，反应物和生成物的浓度也恒定不变， 但反应是否仍继续进行？ 仍继续进行，可逆反应的平衡状态属于动态平衡,v正=v逆≠0 思考4：可逆反应达到平衡状态的标志是什么？ 速率需要通过运算才能得出，浓度可以使用相应的仪器直接 测出。因此，可逆反应是通过反应物和生成物浓度保持不变 来体现其达到平衡状态的。
H 2 I2 2HI
平衡状态:v逆=v正
在一定条件下的 可逆反应里，正 反应和逆反应的 速率相等，反应 物和生成物浓度 保持不变的状态
一定条件下
(1)0到t1：v正>v逆
t1
(2)t1到t2：v逆=v正
t2
强调：平衡状态 在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等， 反应物和生成物浓度保持不变的状态。 思考1：平衡状态的研究对象可以是不可逆反应或可逆性很 小的反应吗？ 平衡状态发生的前提是该反应是可逆反应 思考2：平衡状态时，是否存在正逆反应速率差？ 正逆反应速率差是可逆反应进行的推动力， 平衡状态时，v正=v逆,速率差为零。
是一个可逆反应。
科学史话 — 炼铁高炉尾气之谜
化学平衡状态是可逆反应达到的一 种特殊状态，是在给定条件下化学 反应所能达到或完成的最大程度， 即该反应进行的限度。化学反应的 限度决定了反应物在该条件下的最 大转化率。因此，研究化学反应的 限度对于化学研究和化工生产有重 要的意义
任何化学反应的进程都有一定的限度，只是不同反应的 限度不同罢了。化学反应的限度可以通过改变条件而改变， 同学们可以在选修模块《化学反应原理》中学习。
2NO 2 N 2 O 4 Cl2 +H 2 O HCl+HClO
正向反应 2HI H 2 I 2 逆向反应
②典型的不可逆反应
H 2 Cl2
点燃
2HCl
Ag Cl
1.可逆反应的定义
在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应成为可逆反应
H 2 I2 逆向反应 2HI
正向反应：反应物→生成物 思考：如何理解“相同条件”？ 逆向反应：生成物→反应物
正向反应
举例：水的生成与电解,二次电池的放电与充电,CO2与H2O在植 物体中通过光合作用合成糖与糖在人体内氧化生成CO2与H2O, 它们是否属于可逆反应?
实际上，大部分的反应都是可逆的，只不过可逆程度小 而将其忽略了而已。
3.可逆反应中的速率变化
在密闭容器中加入1mol H2和1mol I2发生反应
H 2 I2 2HI
对于以上反应，请分析： （1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？ 反应物的浓度较大 （2）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？ 速率与浓度有关，浓度越大，速率越快，因此正反应的速 率较大 （3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？ 反应物浓度越来越小，生成物浓度越来越大 （4）随着反应的进行，v正与v逆怎样变化？ v正越来越小，与v逆越来越大
对于以上反应，请分析： （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 平衡状态 （8）反应真的停止了吗？ 处于动态平衡
一定条件下
3.可逆反应中的速率变化
在密闭容器中加入1mol H2和1mol I2发生反应
强调：平衡状态 在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等， 反应物和生成物浓度保持不变的状态。 平衡状态的五点特征总结 特征: ⑴逆：可逆反应（研究对象、前提） ⑵等：v正＝v逆（实质） ⑶动：动态平衡，v正＝v逆≠0 ⑷定：反应物和生成物浓度保持不变（标志） ⑸变：外界条件改变，化学平衡发生移动。旧的平衡将 被破坏，并在新的条件下建立新的平衡。 其中, “等”和“定”判断化学反应是否处于 平衡状态的关键。
自学科学史话：炼铁高炉尾气之谜
探讨交流： 高炉高度增加，为 什么CO浓度比例 没发生变化？
主讲教师：卢俊裕
谢谢，再见
化学反应的限度
一个化学反应在实际进行时，反应物能否按化学方程式 中相应物质的计量关系完全转变为生成物？
不能按照化学方程式的计量关系完全转变为生成物 那么，不能按照化学方程式的计量关系完全转变为生成 物的化学反应是一类怎样的反应呢？ 这一类反应是可逆反应。 下面，我们从定义、典型的可逆反应和不可逆反应、反 应过程中速率变化等方面，简要介绍“可逆反应”。
例题 在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙 述错误的是（
B）
A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零
C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定 D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速 率相等且都保持恒定
不属于，因为正向与逆向必须在相同条件（温度、压强、催化 剂等条件都相同时）比较。
2.典型的可逆反应与不可逆反应
①典型的可逆反应
催化剂 N 2 3H 2 高温高压 2NH 3 工业制氨气 催化剂 2SO 2 O 2 2SO 3 SO 2的催化氧化 高温
一定条件下
3.可逆反应中的速率变化
在密闭容器中加入1mol H2和1mol I2发生反应
H 2 I化
在密闭容器中加入1mol H2和1mol I2发生反应
H 2 I2 2HI
AgCl
2.典型的可逆反应与不可逆反应
①典型的可逆反应
②典型的不可逆反应 思考：在化学反应方程式上，可逆反应和不可逆反应在 连接反应物和生成物的连接号上有何不同？
（可逆号）” 可逆反应化学方程式用“ 不可逆反应或可逆性很小的反应用“=（等号） ” 思考：我们之前学习过的化学方程式大部分使用等号连 接反应物和生成物的。那么，大部分的反应都是不可逆 反应吗？
科学史话 — 炼铁高炉尾气之谜
开始,炼铁工程师们认为是CO与铁 矿石接触不充分之故,于是设法增 加高炉的高度。但令人吃惊的是, 高炉增高后,尾气中CO比例竟未改 变。这成了炼铁技术中的科学悬念 。有关人士一直在研究其中原因, 直到19世纪下半叶这一谜底才得以 揭开……
原来，产生上述现象的原因是：
C CO 2 CO
强调：平衡状态 在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等， 反应物和生成物浓度保持不变的状态。 思考3：既然v正=v逆，反应物和生成物的浓度也恒定不变， 但反应是否仍继续进行？ 仍继续进行，可逆反应的平衡状态属于动态平衡,v正=v逆≠0 思考4：可逆反应达到平衡状态的标志是什么？ 速率需要通过运算才能得出，浓度可以使用相应的仪器直接 测出。因此，可逆反应是通过反应物和生成物浓度保持不变 来体现其达到平衡状态的。
H 2 I2 2HI
平衡状态:v逆=v正
在一定条件下的 可逆反应里，正 反应和逆反应的 速率相等，反应 物和生成物浓度 保持不变的状态
一定条件下
(1)0到t1：v正>v逆
t1
(2)t1到t2：v逆=v正
t2
强调：平衡状态 在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等， 反应物和生成物浓度保持不变的状态。 思考1：平衡状态的研究对象可以是不可逆反应或可逆性很 小的反应吗？ 平衡状态发生的前提是该反应是可逆反应 思考2：平衡状态时，是否存在正逆反应速率差？ 正逆反应速率差是可逆反应进行的推动力， 平衡状态时，v正=v逆,速率差为零。
是一个可逆反应。
科学史话 — 炼铁高炉尾气之谜
化学平衡状态是可逆反应达到的一 种特殊状态，是在给定条件下化学 反应所能达到或完成的最大程度， 即该反应进行的限度。化学反应的 限度决定了反应物在该条件下的最 大转化率。因此，研究化学反应的 限度对于化学研究和化工生产有重 要的意义
任何化学反应的进程都有一定的限度，只是不同反应的 限度不同罢了。化学反应的限度可以通过改变条件而改变， 同学们可以在选修模块《化学反应原理》中学习。
2NO 2 N 2 O 4 Cl2 +H 2 O HCl+HClO
正向反应 2HI H 2 I 2 逆向反应
②典型的不可逆反应
H 2 Cl2
点燃
2HCl
Ag Cl
1.可逆反应的定义
在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应成为可逆反应
H 2 I2 逆向反应 2HI
正向反应：反应物→生成物 思考：如何理解“相同条件”？ 逆向反应：生成物→反应物
正向反应
举例：水的生成与电解,二次电池的放电与充电,CO2与H2O在植 物体中通过光合作用合成糖与糖在人体内氧化生成CO2与H2O, 它们是否属于可逆反应?
实际上，大部分的反应都是可逆的，只不过可逆程度小 而将其忽略了而已。
3.可逆反应中的速率变化
在密闭容器中加入1mol H2和1mol I2发生反应
H 2 I2 2HI
对于以上反应，请分析： （1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？ 反应物的浓度较大 （2）当反应刚开始时，正反应与逆反应哪个反应速率大？ 速率与浓度有关，浓度越大，速率越快，因此正反应的速 率较大 （3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？ 反应物浓度越来越小，生成物浓度越来越大 （4）随着反应的进行，v正与v逆怎样变化？ v正越来越小，与v逆越来越大
对于以上反应，请分析： （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 平衡状态 （8）反应真的停止了吗？ 处于动态平衡
一定条件下
3.可逆反应中的速率变化
在密闭容器中加入1mol H2和1mol I2发生反应
强调：平衡状态 在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等， 反应物和生成物浓度保持不变的状态。 平衡状态的五点特征总结 特征: ⑴逆：可逆反应（研究对象、前提） ⑵等：v正＝v逆（实质） ⑶动：动态平衡，v正＝v逆≠0 ⑷定：反应物和生成物浓度保持不变（标志） ⑸变：外界条件改变，化学平衡发生移动。旧的平衡将 被破坏，并在新的条件下建立新的平衡。 其中, “等”和“定”判断化学反应是否处于 平衡状态的关键。
自学科学史话：炼铁高炉尾气之谜
探讨交流： 高炉高度增加，为 什么CO浓度比例 没发生变化？
主讲教师：卢俊裕
谢谢，再见