第六章 第二节 第2课时 化学反应的限度、化学反应条件的控制-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂同步课件PPT（人教版）

该高中化学课件围绕化学反应的限度与条件控制展开，系统梳理可逆反应、化学平衡状态的建立及特征，通过浓度对速率影响分析和速率-时间图像，帮助学生从可逆反应过渡到平衡状态判断，构建连贯的知识支架。 其亮点在于融合科学思维与证据推理，以合成氨条件选择为例，用表格对比浓度与速率变化，结合v-t图像模型解析平衡状态，通过典例示范和随堂自测强化应用。既助学生深化平衡判断理解，又为教师提供系统教学资源，提升教学效率。

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②任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。 ③改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度，即改变该反应的化学平衡。 二、化学反应条件的控制 1．目的 2．化工生产中反应条件的调控 (1)考虑因素 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　。 (2)实例——合成氨生产条件的选择 　 化学平衡的特征和平衡状态的判断 1．化学平衡状态的特征 [温馨提示]　(1)在反应达到化学平衡状态时，各组分的浓度及质量分数、体积分数均保持不变，但不一定相等，也不一定符合化学计量数之比。 (2)化学平衡状态是建立在一定条件(浓度、温度、压强等)之上的。当外界条件改变时，化学平衡可能被破坏，也可能不被破坏。 2．化学平衡状态的判断 以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)为研究对象进行分析： 　　讨论及结论 依据　　　 具体体现 结论 根本依据 v正＝v逆 单位时间内消耗了1 mol N2，同时生成了1 mol N2 平衡状态 单位时间内消耗了3 mol H2，同时消耗了2 mol NH3 平衡状态 单位时间内断裂了3 mol H—H键，同时生成了3 mol H—H键 平衡状态 直接依据 各组分的 浓度保持 不变 各物质的物质的量或物质的量分数不再变化 平衡状态 各物质的质量或质量分数不再变化 平衡状态 各气体的体积或体积分数不再变化 平衡状态 总体积、总压强、总物质的量不再变化 平衡状态 [典例示范] [典例] 在一个不传热的固定容积的密闭容器中，可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当m、n、p、q为任意整数时，达到平衡的标志是(　　) ①体系的压强不再改变　②体系的温度不再改变 ③各组分的浓度不再改变　④各组分的质量分数不再改变　⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q　⑥单位时间内m mol A发生断键反应，同时p mol C也发生断键反应 A．③④⑤⑥　　　　　 B．②③④⑥ C．①③④⑤ D．①③④⑥ 解析：B　[判断化学平衡的根本标志是v正＝v逆，⑥中m mol A断键，则同时生成p mol C，而p mol C也发生断键反应，因此对C而言v正＝v逆，⑥正确；而⑤中没有指明反应速率的方向，错误；平衡状态的直接标志是各组分的浓度不再改变，则各组分的质量分数不再改变，③④正确；间接标志是体系的温度不再改变，故②正确。但因(m＋n)与(p＋q)的相对大小不确定，故①无法确定。若m＋n＝p＋q，则压强始终不变化，则①错误。因此选B。] [规律总结]　以下几点不能作为可逆反应达到化学平衡的标志： (1)反应组分中物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 (2)恒温恒容下体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间的改变而改变，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。 (3)全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间的改变而改变，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。 (4)全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 [学以致用] 　在一定温度下，反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是(　　) A．单位时间内生成n mol A2，同时生成n mol AB B．容器内的压强不随时间而变化 C．单位时间内生成2n mol AB，同时生成n mol B2 D．A2、B2、AB的速率之比为1∶1∶2 解析：C　[可逆反应达到平衡的标志是“v正＝v逆”或“各组分的浓度保持不变”。A中，应该是“生成n mol A2的同时生成2n mol AB”才对。B中，该反应前后气体分子数相同，无论达到平衡与否，容器内压强始终为一定值。D中，题中“A2、B2、AB的速率没有说明是正反应速率还是逆反应速率，同向反应速率之比一定等于化学计量数之比，不能说明可逆反应已达平衡状态。”] 1．下列反应体系中，不属于可逆反应的是(　　) A．Cl2溶解于水 B．氨气溶解于水 C．工业合成氨 D．Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3和2NaHCO3eq \o(=====,\s\up17(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O 解析：D　[A项，Cl2溶于水存在反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO：B项，NH3溶于水存在反应：NH3＋H2ONH3·H2O；C项，N2＋3H2eq \o(,\s\up17(高温、高压),\s\do15(催化剂))2NH3；D项，两反应的条件不同，不是可逆反应。故选D。] 2．对于化学反应的限度的叙述，错误的是(　　) A．任何可逆反应都有一定的限度 B．化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等 C．化学反应的限度与时间的长短无关 D．化学反应的限度是不可改变的 解析：D　[任何可逆反应都有一定的限度，当反应达到限度时，即反应达到化学平衡，此时，v正＝v逆，对同一可逆反应，达到化学平衡时，当外界条件不变时，反应的限度不变，与时间长短无关，但当外界条件发生改变引起v正与v逆不相等时，化学平衡被破坏，化学反应的限度也会发生改变。] 3．可逆反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡后，有关化学反应限度的说法正确的是(　　) A．v正＝0　　　　 B．v逆＝0 C．v正＝v逆≠0 D．v正＝v逆＝0 解析：C　[可逆反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，但不为0，答案选C。] 4．将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是(　　) ①使煤充分燃烧，提高煤的利用率　②减少SO2的产生，避免造成“酸雨”　③减少有毒CO的产生，避免污染空气　④减少CO2的产生，避免“温室效应” A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④ 解析：A　[①将煤块粉碎，增大与空气的接触面积，能使煤充分燃烧，提高煤的利用率，正确；②煤中含有S元素，燃烧时能生成SO2，经脱硫处理可减少SO2的产生，避免造成“酸雨”，正确；③在适当过量的空气中燃烧，生成CO2，减少CO的产生，正确：④无论是否脱硫处理，在适当过量的空气中燃烧，生成CO2的量都不变，不能减少CO2的产生，错误。故选A。] 5．(1)将一定量的CH4与水蒸气通入2 L的恒容密闭容器中发生反应，5 min后达到平衡，各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，该反应的化学方程式为______________________________ (物质X要求用相应物质的化学式表示)，0～5 min内用H2表示的反应速率v＝________，平衡时与起始时的压强之比为　_____　。 (2)下列说法能说明该反应已达到平衡状态的是　________　。 A．体系的压强不再发生变化 B．生成1 mol CH4的同时消耗3 mol H2 C．各组分的物质的量浓度不再改变 D．体系的密度不再发生变化 E．c(H2)∶c(X)＝3∶1且不再变化 F．v正(H2O)＝3v逆(H2) (3)能够加快该反应的措施有　____________________　(任写两条)。 解析：(1)由图像可知，H2O、CH4、H2、X各物质的变化量分别为0.2 mol、0.2 mol、0.6 mol、0.2 mol，因变化量之比等于方程式的系数之比，则各物质前的计量数分别为1、1、3、1，再由原子个数守恒可知X为CO，故该反应的化学方程式为CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)；0～5 min内用H2表示的反应速率为：0.6 mol÷2 L÷5 min＝0.06 mol·L－l·min－l；反应前气体的总物质的量为1.4 mol＋1.0 mol＝2.4 mol，达到平衡后气体的总物质的量为：1.2 mol＋0.8 mol＋0.6 mol＋0.2 mol＝2.8 mol，故平衡时与起始时的压强之比为2.8 mol∶2.4 mol＝7∶6。 (2)A.体系的压强不再发生变化说明反应混合物气体的总分子数不再变化，反应处于平衡状态，故A正确；B.生成1 mol CH4的同时消耗3 mol H2均指逆反应，不能说明正逆反应速率相等，故B错误；C.各组分的物质的量浓度不再改变的状态为平衡状态，故C正确；D.因容器的体积恒定，体系的密度并不随反应的进行而发生改变，则体系的密度不变不能说明反应处于平衡状态。故D错误；E.因氢气与X两物质的计量数之比为3∶1，则c(H2)与c(X)的比值是一个定值，始终为3∶1，故E错误：F.由方程式的计量数可知只有当3v正(H2O)＝v逆(H2)时才能说明该可逆反应的正逆反应速率相等，故F错误。 (3)能够加快反应速率的措施一般有使用催化剂、加热或增大压强、增大反应的浓度等。 答案：(1)CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) 0．06 mol·L－1·min－1　7∶6 (2)AC (3)使用催化剂、加热或增大压强、增大反应物浓度等(合理答案均能给分) $