专题6 第1单元 第3课时 化学反应的限度-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第二册教师用书word（苏教版）

本讲义聚焦化学反应的限度这一核心知识点，通过氯气与水反应、FeCl₃溶液与KI溶液反应等实验实例引入可逆反应概念，进而系统梳理化学平衡状态的建立过程与特征，最后结合图像题分析强化应用，构建从具体到抽象再到实践的学习支架。 该资料以实验探究为基础，如FeCl₃与KI反应的实验设计培养学生科学探究与实践能力，通过“题点多维训练”和化学平衡状态判断典例发展科学思维中的证据推理与模型建构。课中助力教师高效授课，课后学生可借助实例分析和训练题回顾知识，弥补理解盲点。

第3课时　化学反应的限度 新知探究(一)——化学反应的限度 1.化学反应的限度 (1)氯气与水的反应 新制氯水中既含有Cl2、H2O、HClO等分子,也含有H+、Cl-、ClO-等离子。说明氯气与水的反应只能进行到一定的限度。用化学方程式表示为Cl2+H2OHCl+HClO。 [微点拨]　氯水中还存在极少量OH-。 (2)FeCl3溶液与KI溶液的反应 (2Fe3++2I-===2Fe2++I2) ①实验探究 实验步骤 实验现象 实验结论 溶液由无色变成黄褐色 有碘单质生成 液体分层,下层呈浅绿色,上层呈紫红色 Fe3+被还原成Fe2+,I-被氧化成I2 溶液呈红色 下层溶液中含有Fe3+ ②反应实质:由实验可知,反应物Fe3+(I-过量条件下)不能完全转化为生成物(Fe2+),即Fe3+与I-发生的反应是有一定限度的。 2.可逆反应 概念 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 特征 反应不能进行到底,或者在一定条件下反应物与生成物同时存在。在书写化学方程式时,可逆反应用符号“ ”表示 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (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。 (×) (2)通过改变反应条件,可逆反应中反应物的转化率可达到100%。 (×) (3)CaO+CO2===CaCO3和CaCO3CaO+CO2↑互为可逆反应。 (×) (4)CO2+H2O===H2CO3与H2CO3===CO2+H2O互为可逆反应。 (√) 2.下列说法中不正确的是 (　　) A.在一定条件下,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.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O和Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,不互为可逆反应 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 解析:选C　A项,对于可逆反应,达到平衡状态时,就是该反应的限度,正确;B项,两个反应的条件不同,不互为可逆反应,正确;C项,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,错误;D项,化学反应的限度可通过改变条件(如温度、压强等)来改变,正确。 3.下列反应不属于可逆反应的是 (　　) A.工业上利用氮气和氢气合成氨气 B.水电解生成氢氧混合气体和氢氧混合气体爆炸生成水 C.密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压力下可以相互转化 D.密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定条件下可以生成三氧化硫,同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气 解析:选B　A项,工业上利用氮气和氢气合成氨气是可逆反应;B项,水电解生成氢氧混合气体和氢氧混合气体爆炸生成水的反应条件不同,不是可逆反应;C项,密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压力下可以相互转化,是可逆反应;D项,密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定条件下可以生成三氧化硫,同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气,属于可逆反应。 4.在5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液中滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴后,再进行下列实验,其中可证明FeCl3溶液和KI溶液的反应是可逆反应的实验是 (　　) A.再滴加AgNO3溶液,观察是否有AgI沉淀产生 B.加入CCl4振荡后,观察下层液体颜色 C.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加AgNO3溶液,观察是否有AgI沉淀产生 D.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察是否出现血红色 解析:选D　FeCl3溶液与KI溶液反应的实质是:2Fe3++2I-===2Fe2++I2,由题意知,Fe3+不足,I-过量。若反应不是可逆反应,反应后的溶液中应无Fe3+;若反应是可逆反应,则反应后的溶液中含Fe3+,所以应滴加KSCN溶液,检验Fe3+是否存在。 新知探究(二)——化学平衡状态 1.化学平衡状态的建立 以2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为例 (1)反应开始时:SO2和O2浓度很大,而SO3的浓度为零,v(正)最大,v(逆)为零。 (2)反应过程中:反应物SO2和O2浓度逐渐减小→v(正)逐渐减小,生成物SO3浓度逐渐增大→v(逆)从零开始逐渐增大。 (3)反应达到平衡时:v(正)=v(逆),反应物和生成物的浓度保持不变。 2.化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 在一定条件下,可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,这种状态称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。 (2)化学平衡状态的特征 　　[典例]　在一定条件下,恒温、恒容密闭容器中进行可逆反应:N2+3H22NH3,试判断下列情况能说明该反应已经达到化学平衡状态的是 (　　) ①单位时间内生成n mol N2同时生成3n mol H2 ②H2的生成速率等于NH3的生成速率 ③一个N≡N键断裂的同时,有三个H—H键形成 ④容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 ⑤反应物浓度等于生成物浓度 ⑥混合气体的总物质的量不变 A.①②④⑤　　　　　　 B.②⑤ C.②③⑥ D.③⑥ [解析]　判断化学平衡状态的标志有v(正)=v(逆),①叙述的都是逆反应,②根据化学计量数之比,转化为同一物质时v(正)≠v(逆),③叙述的是一正一逆两个反应,转化为同一物质时v(正)=v(逆),①、②不能说明,③可以。化学平衡状态时,各组分浓度保持不变,强调各自的浓度不变,而不是反应物浓度等于生成物浓度,也不是各组分浓度之比等于化学计量数之比,④、⑤都不能说明。该反应的反应前后气体物质的量不同,气体总物质的量不变能说明反应达到平衡,⑥可以。 [答案]　D |思维建模|化学平衡状态的标志 　 1.直接标志——“正逆相等”“浓度一定” 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(或消耗速率)、在两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比; ③各组分的浓度不随时间的改变而改变; ④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——“变量不变” ①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有颜色变化的可逆反应,体系中颜色不再改变。同一物质断裂化学键的数目与形成化学键的数目相等。 ③全是气体参加的且反应前后化学计量数改变的可逆反应,平均相对分子质量保持不变。 [题点多维训练] 1.下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是 (　　) A.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),反应体系中相同时间内,生成H—H键的数目与断开H—O键的数目之比为1∶2 B.2NO2(g)2NO(g)+O2(g),混合气体的总物质的量不再改变 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)2NH3(g),反应体系中,v正(N2)=v逆(NH3) 解析:选A　生成H—H键与断开H—O键均为正反应,不能确定平衡状态,A符合题意。 2.甲烷消除NO2的污染原理为CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+2H2O(g)+CO2(g)。在一定温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的CH4和NO2进行上述反应。下列表述能用来判断该反应达到化学平衡状态的是 (　　) A.v正(CH4)=2v逆(NO2) B.容器中混合气体的密度不再变化 C.容器中混合气体的平均摩尔质量不再发生变化 D.单位时间内,消耗1 mol CH4同时生成1 mol CO2 解析:选C　v正(CH4)=2v逆(NO2)不满足化学计量数关系,说明没有达到平衡状态,故A不选;该反应前后都是气体,气体总质量、容器容积为定值,则混合气体的密度始终不变,因此不能根据混合气体的密度判断平衡状态 ,故B不选;该反应为正向是气体体积增大的反应,气体的平均摩尔质量为变量,当容器中混合气体平均摩尔质量不再发生变化时,表明正、逆反应速率相等,达到平衡状态 ,故C选;单位时间内,消耗1 mol CH4同时生成1 mol CO2,表示的都是正反应速率,无法判断是否达到平衡状态,故D不选。 命题热点——化学反应速率和反应限度图像题分析 化学反应速率和化学平衡图像题是化学试题中的一种特殊题型,其特点是图像是题目的主要组成部分,把所要考查的化学知识寓于图中曲线上,具有简明、直观、形象的特点。化学反应速率和化学平衡图像题目分析方法如下: 1.看图像 看面 弄清楚横、纵坐标所表示的含义 看线 弄清楚线的走向和变化趋势 看点 弄清楚曲线上点的含义,特别是曲线上的转折点、交点、最高点、最低点等 看辅助线 作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等) 看量的变化 弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化,还是转化率的变化 2.想规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系,各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系,外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时,外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。 3.做判断 利用有关规律,结合图像,通过对比分析,做出正确判断。 [题点多维训练] 1.如图所示是425 ℃时,在1 L密闭容器中发生化学反应的各物质浓度随时间的变化示意图。 下列叙述错误的是 (　　) A.图①中t0时,三种物质的物质的量相同 B.图①中t0时,反应达到平衡状态 C.图②中的逆反应为H2(g)+I2(g)2HI(g) D.图①②中当c(HI)=3.16 mol·L-1时,反应达到平衡状态 解析:选B　图①中t0时,H2、I2、HI的物质的量相等但未保持不变,没有达到平衡状态,B项错。 2.(2025·泰州期末)在某容积为2 L的密闭容器中,A、B、C、D四种气体物质发生可逆反应,其物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如图所示: 下列说法正确的是 (　　) A.前2 min内,v(A)=0.2 mol·L-1·min-1 B.在2 min时,图像发生改变的原因只可能是增加压强 C.其他条件不变,4 min时体系的压强不再发生变化 D.增加气体D的浓度,A的反应速率随之降低 解析:选C　从前2 min看,A、B、C、D改变的物质的量分别为0.4 mol、0.5 mol、0.6 mol、0.4 mol,且A、B的物质的量减少,应为反应物;C、D的物质的量增加,应为生成物。故反应方程式为4A+5B6C+4D。选项A,前2 min内,v(A)==0.1 mol·L-1·min-1;选项B,从图像看,2~3 min时的图像斜率变大,说明化学反应速率变快,增大压强、升高温度、加入催化剂等均可;选项C,4 min时反应达到平衡状态,体系压强不再改变;选项D,增加生成物D的浓度,A的浓度随之增大,故A的反应速率加快。 3.在容积为5 L的密闭容器中,加入0.2 mol CO和0.2 mol 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),并放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的曲线如图所示。 (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　　　　　　　　　　;反应达到平衡时c(H2)=　　　　　。  (2)判断该反应达到平衡状态的依据是　　　　　(填字母)。  A.单位时间内CO消耗的物质的量和CO2消耗的物质的量相等 B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化 D.正、逆反应速率都为0 解析:(1)由图分析10 min达到平衡,CO2浓度增加0.03 mol·L-1,则CO浓度减少0.03 mol·L-1,所以v(CO)==0.003 mol·L-1·min-1,由于起始时,H2浓度为0,所以达到平衡时c(H2)=0.03 mol·L-1;(2)CO减少的速率是正反应速率,CO2减小速率是逆反应速率,可作为判断化学平衡的依据。 答案:(1)0.003 mol·L-1·min-1　0.03 mol·L-1 (2)AC 学科网（北京）股份有限公司 $