第六章 第二节 化学反应的速率与限度 第2课时 学案-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第二节　化学反应的速率与限度 第2课时　化学反应的限度和化学反应条件的控制 ( 学习目标 ) 1.通过对“可逆反应是如何进行的”这一问题的讨论，理解化学平衡状态的建立过程，学会平衡状态的判断，认识到化学反应是有一定限度的，是可以调控的。 2.通过分析可逆反应的特点，认识、分析、推理化学平衡的特征，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力。 3.通过了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用，认识化学对人类文明进步作出的卓越贡献。 ( 重点难点 ) 重点:化学反应限度的概念和本质，化学平衡状态的建立和判断。 难点:化学平衡状态的判断。 ( 课堂探究 ) 主题 学习探究过程 提升素养 课前复习 1. 请写出氯气和水反应的化学方程式，并分析氯水中的主要微粒有哪些? 2. 我们学过的可逆反应有哪些?举例说明。 　　通过分析氯水成分，引导学生总结可逆反应的特点。 自主预习 阅读教材46-48页，回答下列问题： 1.可逆反应的定义是？ 2.可逆反应有哪些特点？ 一、化学反应的限度 向2 mL 0.01 mol·L-1 KI溶液中加入1 mL0.01mol·L-1 FeCl3溶液，再加入几滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液，你认为能观察到什么现象？为什么？ 【追问1】通过实验，你看到什么实验现象？ 【追问2】为什么KI过量，FeCl3也没有被彻底反应完？如何通过实验验证你的猜想？ 【追问3】通过实验发现加入淀粉溶液变蓝，我们能得出什么实验结论？该反应有什么特点？ 【问题1-1】水的生成(H2和O2反应)与电解，二次电池的放电与充电，CO2和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和H2O，它们是否属于“可逆反应”?谈谈你的见解。 【问题1-2】在一固定容积的密闭容器里，加入1 mol N2和 3 mol H2(合适催化剂)，试分析反应的进程。 进程分析: 【总结】 1.什么是化学平衡状态？正反应速率和逆反应速率、反应物的浓度和生成物的浓度分别有怎样的特点？ 2.当外界条件改变时，平衡状态能否改变？ 3.化学平衡状态的特征有哪些？ 【随堂训练】 可逆反应2NO22NO+O2在体积不变的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是(　　) ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 A.①④　　B.②④　　C.①③④　　D.②③⑤ 　　 1.请画出反应速率和时间关系的图像。 2.根据随堂训练，总结整理判断化学平衡的两类标志。  二、化学反应条件的控制 三、化学反应条件的控制 【思考】现在，假设你是一名工程师，你要提高你工厂煤的燃烧效率，你认为应该从哪些方面进行改进? 【总结】从目的、方法、应用、意义和注意事项几个方面总结如何控制化学反应条件。 【阅读与拓展】阅读教材第48页“科学史话”，体会科学家探究科学原理的艰辛，认识化学对社会发展和人类文明进步作出的卓越贡献。 【评价反馈】 【练习1】对于可逆反应M+NQ达到平衡时，下列说法正确的是(　　) A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等 B.M、N全部变成了Q C.反应物和生成物的浓度都保持不变 D.反应已经停止 【练习2】(双选)在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡状态的标志是(　　) A.C的生成速率和C的分解速率相等 B.单位时间内生成1 mol A同时生成了3 mol B C.A、B、C的浓度不再变化 D.A、B、C的分子个数之比为1∶3∶2 　　 总结影响煤燃烧效率的条件。 小结 化学平衡的定义、特征和判断标志。 ( 素养专练 ) 1.下列说法不正确的是(　　) A.当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该条件下所能达到的限度 B.当一个可逆反应达到平衡状态时，这个反应的正反应速率和逆反应速率相等 C.可以通过控制反应条件，使2 mol SO2与1 mol O2反应生成2 mol SO3 D.化学反应的限度可以通过改变条件来改变 2.反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡后，再向反应容器中充入含氧的同位素O的氧气，经过一段时间后O存在于(　　) A.O2 B.SO2 C.O2和SO2 D.O2、SO2和SO3 3.在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)已达到化学平衡的是(　　) A.容器内的总压强不随时间变化 B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化 C.XY气体的物质的量分数不变 D.X2和Y2的消耗速率相等 4.在一密闭容器中进行反应:2SO2+O22SO3(g)，已知某一时刻SO2、O2和SO3浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是(　　) A.SO2的浓度为0.4 mol·L-1，O2的浓度为0.2 mol·L-1 B.SO2的浓度为0.25 mol·L-1 C.SO3的浓度为0.4 mol·L-1 D.SO2、SO3的浓度均为0.15 mol·L-1 5.将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。可以判断该分解反应已经达到平衡的是(　　) ①2v(NH3)=v(CO2)　②密闭容器中总压强不变　③密闭容器中混合气体的密度不变　 ④密闭容器中氨气的体积分数不变　⑤密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变 A.①②⑤ B.②③ C.③④⑤ D.①④ 6.一定温度下，某容积为2 L的密闭容器内，某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示: (1)该反应的化学方程式是　 。  (2)在图上所示的三个时刻中，　　　　(填“t1”“t2”或“t3”)min时刻处于平衡状态，此时 v正　　　　(填“>”“<”或“=”)v逆；0~t2 min时间段内v(N)=　　　　。  (3)已知M、N均为气体，若反应容器的容积不变，则“压强不再改变”　　　　(填“能”或“不能”)作为该反应已达到平衡状态的判断依据。  (4)已知M、N均为气体，则下列措施能增大反应速率的是　　　　(填字母)。  A.升高温度 B.降低压强 C.减小N的浓度 D.将反应容器体积缩小 ( 参考答案 ) · 课堂探究 【课前复习】 1.Cl2+H2OHCl+HClO 氯水中的主要微粒有“三分子、四离子”。 三分子:Cl2、H2O、HClO。 四离子:H+、Cl-、ClO-、OH-。 2.2SO2+O22SO3，NH3+H2ONH3·H2O， SO2+H2OH2SO3，N2+3H22NH3。 【自主预习】 1.在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应 2. 双向→正反应和逆反应发生的条件相同。 双同→正、逆反应在同一条件下同时进行。 共存→反应物、生成物同时存在。 一、化学反应限度 无明显现象，因为KI过量，FeCl3被彻底反应完。 【追问1】溶液变红 【追问2】该反应可逆。另取一支试管，加入2 mL 0.01mol·L-1 KI溶液、1 mL 0.01 mol·L-1 FeCl3溶液，再加入几滴淀粉溶液，观察溶液是否变蓝。 【追问3】该反应为可逆反应，反应不能进行到底，反应物和生成物同时存在。 【问题1-1】它们都不是“可逆反应”，因为它们的反应条件不相同。 【问题1-2】 【总结】 1.当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物浓度和生成物浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态，我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 正反应速率和逆反应速率相等，变量不变。 2.可能发生改变 3.逆:建立化学平衡的反应是可逆反应。 等:平衡时v正=v逆。 动:化学平衡是一个动态平衡，v正=v逆≠0。 定:达到平衡状态时，外界条件一定，反应速率一定，混合物中各组分的浓度一定，混合物中各组分的百分含量一定。 变:当外界条件改变时，平衡一般要发生改变。 【随堂训练】B 【提升素养】1.反应速率-时间关系图: 2.(1)直接标志 ①化学平衡的本质(v正=v逆) a.同一物质的v消=v生。 b.在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比。 c.在化学方程式两边的不同物质生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。 ②从组分含量来判断 达平衡时各物质的含量及浓度、质量、物质的量均不再变化。 (2)间接标志 ①对于反应前后气体体积不相等的可逆反应，反应体系总压强和混合气体的平均摩尔质量不再变化。 ②对于反应混合物中存在有颜色的物质的可逆反应，若体系颜色不再变化，则反应达到平衡状态。 二、化学反应条件的控制 【思考】提高煤的燃烧效率，可以从煤的状态、空气用量、炉膛材料的选择、燃烧后烟道废气中热量的利用等方面进行改进。 【总结】 目的:促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。 方法:通过改变反应条件而改变化学反应速率或可逆反应进行的程度。 应用:提高能量转化率，提高热量利用率。 意义:通过控制化学反应速率或限度，使反应向着人们期望的方向转化。 注意事项:需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。 【评测反馈】 【练习1】C 【练习2】AC · 素养专练 1.C　对于可逆反应，达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，反应物的转化率最大，A、B正确；2SO2+O22SO3是可逆反应，无论怎样控制条件，反应物的转化率不可能达到100%，即2 mol SO2与1 mol O2反应不会生成2 mol SO3，C错误；化学反应的限度可通过改变条件，如温度、压强等来改变，D正确。 2.D 3.C　该反应的特点:一是可逆反应，二是反应前后气体体积相等。根据气体压强之比等于气体物质的量之比推断，该反应在整个反应过程中总压强是不变的，A项不能说明该反应已经达到平衡，同理推断，容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间变化而变化，B项不能说明该反应已经达到平衡；X2和Y2的化学计量数相等，且均为反应物，其消耗速率始终相等，D项不能说明该反应已经达到平衡。 4.B　假设SO2、O2完全转化为SO3，则c(SO2)=c(O2)=0，c(SO3)=0.4 mol·L-1；假设SO3完全转化为SO2和O2，则c(SO2)=0.4 mol·L-1，c(O2)=0.2 mol·L-1，c(SO3)=0，而可逆反应的特点是反应不能进行到底，故A、C错误，B正确；又因为反应物SO2和生成物SO3不可能同时减小，故D错误。 5.B　①不能表示正、逆反应速率相等；②反应正向进行则压强增大，故总压强不变时，说明反应已达平衡状态；③恒容条件下，混合气体的密度ρ=，反应正向进行时，m(气)增大，V(容器)不变，气体的密度增大，因此密度不变，说明m(气)不变，反应达到平衡；④反应物是固体，NH3的体积分数始终为；⑤反应物是固体，容器内的气体是NH3和CO2，且二者的物质的量之比始终为2∶1，则 ==26 g· mol-1。 6.答案:(1)2NM　(2)t3 = mol·L-1·min-1 (3)能　(4)AD 解析:(1)由图可知，N不断减少，M不断增加，N是反应物，M是生成物，t3 min时，两种物质都存在，物质的量不再改变，反应处于平衡状态，则该反应为可逆反应。在相同的时间内，N减少6 mol，M增加3 mol，二者的物质的量变化量之比是6 mol∶3 mol =2∶1，故反应的化学方程式是2NM。(2)t3时刻反应处于平衡状态，此时v正=v逆。0~t2时间段内，v(N)=(8-4) mol÷2 L÷t2 min= mol·L-1·min-1。(3)已知M、N均为气体，若反应容器的容积不变，由于该反应是反应前后气体体积改变的反应，则“压强不再改变”能作为该反应已达到平衡状态的判断依据。(4)A项，升高温度，化学反应速率增大；B项，降低压强，物质的浓度减小，反应速率减小；C项，减小N的浓度，反应速率减小；D项，将反应容器体积缩小，物质的浓度增大，反应速率增大。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$