第二章 第3节 第2课时 化学反应的限度-【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（鲁科版）

该高中化学课件聚焦“化学反应的限度”，系统梳理可逆反应、化学平衡状态及特征、平衡移动影响因素等核心知识。通过NO₂与N₂O₄的颜色变化实验导入，衔接化学反应速率，构建“反应快慢→限度”的学习支架，帮助学生形成完整知识脉络。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过温度对平衡影响的实验设计、平衡状态判断的典例分析及速率-时间图表应用，培养学生证据推理和模型建构能力。结合生产实例强调控制反应条件的重要性，渗透科学态度与责任，为教师提供系统教学资源，助力学生深化理解，提升教学效率。

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2．体会从限度方面去认识和调控化学反应的重要性 3．认识化学变化是有条件的，学习运用变量控制方法研究化学反应 4．了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用 ①变化观念与平衡思想 能根据观察和实验获得的现象和数据概括可逆反应发生的条件、特征与规律 ②科学态度与社会责任 能列举事实说明化学对人类文明的伟大贡献，主动关心与环境保护、资源开发等有关的社会热点问题，形成与环境和谐共处，合理利用自然资源的观念 [知识梳理] 一、可逆反应 1．含义：在相同条件下，能同时向　正、反　两个方向进行的反应。 2．表示：用“　　”连接反应物和生成物。 3．特点 二、化学平衡状态 1．含义：在一定条件下　可逆反应　进行到一定程度时，反应物和生成物的　浓度　不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率　相等　，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 2．化学平衡状态的建立(正向建立平衡) 过程 反应物、生成物浓度 正、逆反应速率 反应 开始 反应物浓度　最大　，生成物浓度　最小　 v(正)　最大　，v(逆)为零，v(正)　＞　v(逆) 反应 过程中 反应物浓度逐渐　减小　，生成物浓度逐渐　增大　 v(正)逐渐　减小　， v(逆)逐渐　增大　 反应 平衡 反应物浓度和生成物浓度均　不变　 v(正)　＝　v(逆) 3.图示 4．特征 三、化学平衡移动 1．探究温度对化学平衡的影响 实验原理 2NO2(g)===N2O4(g)　反应放热(红棕色)　　(无色) 实验步骤 实验现象 热水中混合气体颜色较常温下的　深　，冰水中混合气体颜色较常温下的　浅　 实验结论 混合气体受热颜色变　深　，说明NO2浓度　增大　，即平衡向　吸热反应　方向移动；混合气体被冷却颜色变　浅　，说明NO2浓度　减小　，即平衡向　放热反应　方向移动 2.化学平衡移动 已达化学平衡的可逆反应中，当条件改变时，原来的化学平衡被破坏，并在新的条件下建立起新的化学平衡的过程。 3．影响化学平衡的因素 (1)温度：气体条件不变时，升高温度，平衡向　吸热　反应的方向移动；降低温度，平衡向　放热　反应的方向移动。 (2)其他因素：除温度外，　反应物浓度　、　压强　(有气体参加的可逆反应)等外界条件的改变也可以使化学平衡发生移动。 化学平衡状态的判断 1．直接标志 (1)v(正)＝v(逆) ①同一种物质的生成速率等于消耗速率 ②在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于系数之比 ③在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于系数之比 (2)各组分的浓度保持一定 ①各组分的浓度不随时间的改变而改变 ②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变 2．间接标志 (1)恒温恒容反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。 (2)恒温恒压条件下，混合气体的密度不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等且无固体、液体参与或生成的反应)。 (3)对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。 (4)全是气体参加的反应前后系数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。 (5)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。 [典例示范] [典例1] 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系数之比。 (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] 1．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系数之比，不能说明可逆反应已达平衡状态。”] 　　 化学反应速率与化学平衡的关系 1．化学反应速率与化学平衡的比较 化学反应速率 化学平衡 概念 单位时间内反应物或反应产物浓度的变化量 ①条件一定；②可逆反应；③v正＝v逆≠0； ④各物质的浓度一定 本质 物理量 反应状态 研究对象 反应的快慢 反应的限度 研究范围 所有化学反应 可逆反应 特点 单位不同，速率数值不同，用不同物质表示其值可能不同 逆、动、等、定、变 影响因素 浓度、温度、压强、催化剂等 浓度、温度、压强 2.化学平衡的移动 可以用下列图示理解： v(正)＝v(逆)eq \o(――→,\s\up17(改变条件),\s\do15(　)) eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(同等程度地改变→平衡不移动,v′正＝v′逆,\a\vs4\al(不同程度地改变,v′正≠v′逆)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(v′正＜v′逆→,平衡逆向移动,v′正＞v′逆→,平衡正向移动)))) [典例示范] [典例2]　红信石就是三氧化二砷的一种天然矿物，加工以后就是著名的砒霜。砷(As)是第4周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。298 K时，将20 mL 3x mol·L－1Na2AsO3、20 mL 3x mol·L－1I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应；AsOeq \o\al(3－,3)(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsOeq \o\al(3－,4)(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsOeq \o\al(3－,4))与反应时间(t)的关系如图所示。 (1)下列可判断反应达到平衡的是　________　(填标号)。 a．溶液的pH不再变化 b．v(I－)＝2v(AsOeq \o\al(3－,3)) c．c(AsOeq \o\al(3－,4))/c(AsOeq \o\al(3－,3))不再变化 d．c(I－)＝y mol·L－1 (2)tm时，v(正)和v(逆)谁大？ (3)tm时v(逆)和tn时v(逆)谁大？理由是什么？ 解析：(1)pH不再变化，则c(OH－)不变，反应处于化学平衡状态，故a正确；根据各物质的反应速率之比等于化学方程式的系数之比，v(I－)＝2v(AsOeq \o\al(3－,3))始终成立，不能作为平衡状态的判断依据，故b错误；达到平衡时各物质的浓度保持不变，即c(AsOeq \o\al(3－,4))/c(AsOeq \o\al(3－,3))不再变化，反应处于平衡状态，故c正确；达到平衡时c(AsOeq \o\al(3－,4))＝y mol·L－1，c(I－)＝2y mol·L－1，故d错误。(2)tm时平衡向正反应方向移动，v(正)＞v(逆)。(3)由图可知，tm时AsOeq \o\al(3－,4)浓度比tn时小，所以tm时的逆反应速率小于tn时的逆反应速率。 答案：(1)ac　(2)v(正)大于v(逆)　(3)tm时v(逆)小于tn时v(逆)，tm时生成物浓度较低 [学以致用] 2．一定条件下，0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在体积为1 L的密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，下列示意图合理的是(　　) 答案：D　[根据各物质的反应速率之比等于其系数之比。] 1．在一定条件下，向某容器中充入N2和H2合成NH3。以下叙述错误的是(　　) 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 解析：B　[随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，一段时间后，反应达到平衡状态，但此时反应并没有停止，只不过v(正)＝v(逆)≠0，故B项错误。] 2．下列各组反应互为可逆反应的是(　　) ①2NaHCO3eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15(　))Na2CO3＋CO2↑＋H2O与CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3 ②SO2＋H2O===H2SO3与H2SO3===SO2＋H2O ③2SO2＋O2eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3与2SO3eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO2＋O2 ④NH3＋HCl===NH4Cl与NH4Cleq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15(　))NH3↑＋HCl↑ A．①②　　　　　　　 B．②③ C．②③④ D．①②④ 解析：B　[可逆反应必须是在相同条件下同时向两个方向进行的反应。] 3．在恒定温度下NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡，不能判断该反应达到化学平衡的是(　　) A．v正(NH3)＝2v逆(CO2) B．密闭容器中总压强不变 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中氨气的体积分数不变 解析：D　[反应达到平衡状态的标志有两个：一是正、逆反应速率相等；二是各物质的质量、浓度、物质的量分数等均恒定不变；A项正、逆反应速率相等，说明达到平衡状态，B、C两项都体现了混合气体的质量、浓度等恒定不变，即正、逆反应速率相等；D项NH3与CO2都是生成物，按比例生成，故无论平衡与否，氨气体积分数均不变。] 4．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)eq \o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2SO3(g)，反应从正反应开始，下列说法错误的是(　　) A．开始时正反应速率最大 B．v正(SO2)∶v正(O2)＝2∶1时，反应达到平衡状态 C．达到平衡v逆(SO3)最大 D．开始时v逆(SO3)＝0 解析：B　[不管是否平衡，v正(SO2)∶v正(O2)＝2∶1始终成立。] 5．某化学实验小组同学设计如图所示装置，烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2和N2O4混合气体，中间用止水夹K夹紧，烧杯甲中盛放100 mL 6 mol·L－1的盐酸，烧杯乙中盛放100 mL的冷水，两烧杯液体温度相同。现向烧杯甲的溶液中放入25 g NaOH固体，同时向烧杯乙中放入25 g NH4NO3固体，搅拌使之溶解。 (1)写出烧瓶中存在的反应的化学方程式_________ _____________________________________________________。 实验前烧瓶中气体呈　________　色。 (2)请将该实验探究的题目补充完整_______________________ __________________________________________________。 (3)分别向甲、乙烧杯中加NaOH固体和NH4NO3固体后，某同学又用温度计测量两烧杯中液体的温度，发现甲中温度　________　，乙中温度　________　，原因是　________________　。同时发现A瓶中气体颜色变深，B瓶中气体颜色变浅。 (4)由此，该小组同学得出的结论是_______________________ ______________________________________________________。 解析：烧瓶中的NO2和N2O4存在着相互转化反应，2NO2N2O4，NO2红棕色，N2O4无色，烧瓶中气体呈红棕色，从实验操作可看出，该小组同学欲探究温度对化学平衡的影响。NaOH固体溶解且与盐酸发生中和反应均放热，使甲烧杯中溶液温度升高，平衡2NO2N2O4向左移动，气体颜色变深；NH4NO3溶于水吸热，使乙烧杯中溶液温度降低，平衡2NO2N2O4向右移动，B瓶中气体颜色变浅。 答案：(1)2NO2N2O4　红棕 (2)温度对化学平衡的影响 (3)升高　降低　甲中固体NaOH溶解放热，中和盐酸也放热，溶液温度升高，乙中NH4NO3溶解吸热，溶液温度降低 (4)温度升高时，2NO2N2O4向逆反应方向移动，温度降低时，向正反应方向移动，温度能影响化学平衡的移动 $