专题6 第一单元 第2课时 化学反应的限度-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（苏教版）

第2课时　化学反应的限度 [学习目标]　1.了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。 2.初步学会根据反应速率判断化学反应所能达到的限度及化学反应限度的建立。 3.了解控制反应条件在生产和科学研究中的应用。 任务一　化学反应的限度 1.可逆反应示例：Cl2与H2O的反应 化学方程式 Cl2＋H2OHCl＋HClO 溶液中 微粒 三分子 H2O、Cl2、HClO 四离子 H＋、Cl－、ClO－、OH－ 反应特点 反应不能进行到底 2.可逆反应 (1)定义：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化学反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“”，用“”表示。 (2)特点：可逆反应有一定的限度，反应物不能完全转化为生成物。 3.可逆反应实验验证：FeCl3溶液与KI溶液的反应 实验 步骤 实验 现象 溶液颜色由无色变为褐色 溶液分层，下层为浅绿色，上层油状液体呈紫色 溶液变为红色 实验 结论 有I2生成 有Fe2＋和I2生成 下层清液中含有未反应的Fe3＋ 离子 方程式 2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2 反应 特点 I－过量的条件下，反应物Fe3＋不能完全转化为生成物，即该反应具有一定的限度 学生用书⬇第6页 [交流研讨1]　把1 mol N2和3 mol H2充入密闭容器中充分反应，最终可以生成2 mol NH3吗？ 提示：不能；因为该反应为可逆反应，反应不能进行到底，故不能生成2 mol NH3。 [交流研讨2]　反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到反应限度后，再向反应容器中充入含18O的氧气，经过一段时间后，18O原子存在于哪些物质中？ 提示：O2、SO2和SO3。 [交流研讨3]　常温下，在0.1 mol·L－1醋酸水溶液中，大约只有1％的醋酸分子电离成CH3COO－和H＋，绝大多数仍以CH3COOH的形式存在，所以醋酸是一种弱酸。请用电离方程式表示上述过程，并用文字解释其特征。 提示：CH3COOHCH3COO－＋H＋。该过程是一个可逆过程。 可逆反应三特征 1.下列反应不属于可逆反应的是(　　) A.SO2与O2在一定条件下生成SO3，同时SO3又分解为SO2和O2 B.N2与H2在一定条件下生成NH3，同时NH3又分解为N2和H2 C.电解水生成H2和O2，氢气在氧气中燃烧生成H2O D.SO2溶于水生成H2SO3，同时H2SO3又分解为SO2和H2O 答案：C 解析：可逆反应是指在相同条件，相同时刻，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应，则A、B、D中涉及的化学反应都符合定义，而C中涉及的反应不是同条件、同时刻进行的化学反应，则C不属于可逆反应。 2.下列对于化学反应限度的叙述错误的是(　　) A.任何可逆反应都有一定的限度 B.有一定限度的化学反应，都是可逆反应 C.当外界条件不变时，化学反应的限度与时间的长短无关 D.同一可逆反应在不同条件下(如温度、浓度等)，其反应的限度相同 答案：D 解析：任何可逆反应都有一定的限度，反之，有一定限度的化学反应都是可逆反应，对同一可逆反应，当外界条件不变时，反应的限度与时间长短无关。 3.在一定条件下，X、Y在某密闭容器中发生可逆反应2X(g)＋2Y(g)3Z(g)＋2W(g)，X、Y的初始浓度分别为2.5 mol·L－1和2.0 mol·L－1，达限度时，下列各生成物的浓度数据中肯定错误的是(　　) A.c(Z)＝1.5 mol·L－1 B.c(Z)＝2.4 mol·L－1 C.c(W)＝1.6 mol·L－1 D.c(W)＝2.0 mol·L－1 答案：D 解析：假设反应物完全转化为生成物，则容器中c(X)＝0.5 mol·L－1、c(Z)＝3 mol·L－1和c(W)＝2 mol·L－1，可逆反应中，反应物不可能完全转化为生成物，则有0.5 mol·L－1＜c(X)＜2.5 mol·L－1、0 mol·L－1＜c(Z)＜3.0 mol·L－1、0 mol·L－1＜c(W)＜2.0 mol·L－1，D项错误。 1.化学反应的限度是在给定的条件下，可逆反应所能达到或完成的最大程度。化学反应的限度的意义在于决定了反应物在该条件下的最大转化率。 2.确定可逆反应各物质的浓度范围，可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。 学生用书⬇第7页 任务二　化学平衡状态 1.化学平衡状态的建立 (1)建立过程 以可逆反应2SO2(g)＋O2(g)み2SO3(g)为例，一定条件下向反应器中充入SO2和O2： (2)建立过程图像 2.化学平衡状态的含义 在一定条件下，可逆反应进行到一定程度，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应达到化学平衡状态。 3.化学平衡状态的特征 [交流研讨]　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)。 (1)密闭容器中总压强不变，能说明该反应达到平衡状态吗？ 提示：能。反应正向进行则压强增大，总压强不变时，说明反应已达平衡状态。 (2)密闭容器中混合气体的密度不变，能说明反应达到平衡状态吗？ 提示：能。恒容，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。 (3)容器内NH3与CO2分子数之比为2∶1能表明反应达到化学平衡状态吗？ 提示：不能。因为NH3与CO2的分子数之比始终为2∶1。 (4)混合气体的平均相对分子质量不变能证明反应达到平衡吗？ 提示：不能。因为混合气体中NH3与CO2的体积比为2∶1，故混合气体的平均相对分子质量始终不变。 化学平衡状态的判断依据 1.“等速”依据——根据速率关系 同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。 不同物质不同方向的速率：速率之比＝化学计量数之比。 如aA＋bBcC＋dD， ＝ 即： 学生用书⬇第8页 2.“组成不变”依据——根据各组分的量 首先分析物理量是“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”，即随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。 1.某可逆反应的正、逆反应速率随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是(　　) A.t＝0时，反应达到最大的限度 B.t＝t2时，反应逆向进行 C.t＝t3时，反应未处于平衡状态 D.t＝t4时，反应物全部转化为生成物 答案：C 解析：随着可逆反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，当正逆反应速率相等时，反应达到最大限度。根据分析知，t＝t4时，反应达到最大的限度，A错误；t＝t2时，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，B错误；t＝t3时，正反应速率大于逆反应速率，反应未处于平衡状态，C正确；该反应是可逆反应，反应物不能全部转化为生成物，D错误；故选C。 2.在一定温度下，容积不变的密闭容器中发生反应：X(g)＋2Y(g)3Z(g)。下列叙述中，能说明反应达到化学平衡状态的是(　　) A.单位时间内消耗a mol X，同时生成3a mol Z B.混合气体的密度不再变化 C.容器内的压强不再变化 D.混合气体中n(Y)与n(Z)的比值保持不变 答案：D 解析：消耗X，反应正向进行，生成Z，反应正向进行，无法判断化学平衡状态，A项错误；根据质量守恒定律，总质量不变，在恒容容器中，体积不变，则密度始终不变，则密度不能作为判断平衡的标志，B项错误；反应前后气体总物质的量相等，所以无论反应是否达到平衡，容器内气体压强始终不变，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C项错误；混合气体中n(Y)与n(Z)的比值保持不变，说明两者的物质的量既不增加也不减少，据此判断反应已经达到平衡状态，D项正确。 3.在一定温度下，在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：2SO2＋O2み2SO3。一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明反应达到化学平衡状态的是　　　　　　　(填序号)。 ①v正(SO2)＝2v逆(O2) ②v(SO2)＝v(SO3) ③单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3 ④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2 ⑤混合气体的总的物质的量不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦混合气体的密度不再改变 ⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变 答案：①⑤⑥⑧ 解析：①因为v正(SO2)＝2v正(O2)，现有v正(SO2)＝2v逆(O2)，故v正(O2)＝v逆(O2)，为化学平衡状态；②未指明v(SO2)、v(SO3)的方向，则v(SO2)＝v(SO3)不能说明反应达到化学平衡状态；③单位时间内消耗a mol SO2，必然生成a mol SO3，则单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3不能说明反应达到化学平衡状态；④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2，不能说明反应达到化学平衡状态；⑤因为反应前后气体分子数不相等，若气体的总物质的量不再改变，说明正、逆反应速率相等，可以说明反应达到化学平衡状态；⑥因为反应前后气体分子数不相等，如未达到平衡，则压强随时间改变而改变，若压强不变，说明反应达到化学平衡状态；⑦该反应体系的容积不变，反应物及生成物都是气体，故气体的密度一直不变，密度不变不能说明反应达到化学平衡状态；⑧根据M＝，该反应前后气体分子数不相等，故n是个变化的量，故M也是一个变化的量，若混合气体的平均相对分子质量不变，则n不变，反应一定达到化学平衡状态。 不能判断反应达到平衡状态的几种情况 1.反应中各组分的物质的量的变化量之比(或分子个数比)等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比的状态。 2.恒温恒容下Δn＝0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的压强、总物质的量不随时间改变而改变的状态。 3.全是气体参加且Δn＝0(反应前后气体物质的量不变)的反应，体系的平均相对分子质量不随时间的改变而改变的状态。 4.全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变的状态。 1.下列事实能说明氯气与水的反应是可逆反应的是(　　) A.氯水的漂白作用 B.氯水呈黄绿色 C.氯水与NaOH反应 D.氯水与锌反应产生H2 答案：B 解析：可逆反应就是生成物和反应物都有，反应不能进行到底。要证明氯气与水的反应是可逆反应，就是要证明有Cl2、H2O、HCl、HClO同时存在或者证明反应物没有全部反应完全。氯水呈黄绿色说明氯水中有Cl2，可以说明氯气与水的反应是可逆反应。酸性说明氯水中有HCl、HClO，漂白性说明氯水中有HClO，只说明Cl2和H2O反应生成了HCl和HClO，不能说明反应是可逆反应。 2.已知反应：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)，起始时向某密闭容器中通入1 mol NO2、2 mol S18O2，反应达到平衡后，下列有关说法正确的是(　　) A.NO2中不可能含18O B.有1 mol N18O生成 C.S18O2的物质的量不可能为0.8 mol D.SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，说明该反应达到平衡 答案：C 解析：该反应为可逆反应，则通入1 mol NO2、2 mol S18O2，反应达到平衡后，SO2、SO3、NO、NO2均含18O，故A错误；该反应为可逆反应，反应物不可能完全反应，所以通入1 mol NO2、2 mol S18O2，不可能有1 mol N18O生成，NO2、S18O2消耗的物质的量都小于1 mol，所以S18O2的物质的量不可能为0.8 mol，故B错误、C正确；该反应为可逆反应，SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，不能说明该反应达到平衡，故D错误。 3.下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是(　　) A.H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 B.2NO2(g)N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 学生用书⬇第9页 C.CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变 D.N2(g)＋3H2(g)ひ2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1 答案：D 解析：恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变，说明溴单质的浓度不再变化，达到了平衡状态，A不符合题意；2NO2(g)N2O4(g)是前后气体化学计量数变化的反应，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变，达到了平衡状态，B不符合题意；恒温、恒容下，反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值，质量变化，体积不变，所以密度变化，当气体密度保持不变时，达到了平衡状态，C不符合题意；反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1，说明初始通入的H2和N2的物质的量之比也为3∶1，则反应无论进行到什么程度，该比值不变，故当H2和N2的物质的量比为3∶1时不能证明正、逆反应速率相等，不一定是平衡状态，D符合题意。 4.在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O(g)，在催化剂存在的条件下高温加热，发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示： (1)根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为　　　　　　　；反应平衡时c(H2)＝　　　　。 (2)判断该反应达到平衡的依据是　　　　(填序号)。 ①CO消耗速率和CO2消耗速率相等 ②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 ③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化 ④正、逆反应速率都为零 答案：(1)0.003 mol·L－1·min－1　0.03 mol·L－1　(2)①③ 解析：(1)由题图可知10 min时反应达到平衡，所以v(CO)＝v(CO2)＝＝＝0.003 mol·L－1·min－1，反应时转化的浓度之比＝化学方程式中化学计量数之比，所以Δc(H2)＝Δc(CO2)＝0.03 mol·L－1。(2)达到平衡的标志是各物质的物质的量分数保持一定，浓度不变，正、逆反应速率相等且不为零。CO消耗速率是正反应速率，CO2消耗速率是逆反应速率。 学科网（北京）股份有限公司 $