第6章 6 第二节 第2课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

本讲义聚焦化学反应的限度与条件控制核心知识点，先通过可逆反应的定义及特征引入，系统梳理化学平衡状态的建立过程、特征及判断依据，进而理解反应限度，最后延伸至生产生活中化学反应条件的调控，构建从理论到应用的学习支架。 该资料特色在于结合生活实例（如炉火与蜡烛扇风差异）和化工生产（合成氨条件选择），通过例题分析（如SO₂反应平衡判断）培养科学思维中的证据推理，通过问题探究（燃料燃烧效率措施）提升科学探究与实践能力。课中辅助教师突破抽象概念教学，课后习题帮助学生巩固知识，查漏补缺。

第2课时　化学反应的限度　化学反应条件的控制 【学习目标】　1.能从宏观和微观角度认识化学反应的限度，能够判断化学反应是否达到平衡状态。 2．理解化学平衡状态的特征及标志，知道改变条件化学平衡会发生移动。 3．了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。 知识点一　化学反应的限度 1．可逆反应 (1)定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。书写可逆反应的化学方程式时，用“⥫⥬”连接。 (2)特征 2．化学平衡状态 (1)建立过程 (2)含义：在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率 相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。 (3)特征 3．化学反应的限度 (1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大程度，即该反应进行的限度。 (2)化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。 [注意]　转化率是指已被转化的反应物的物质的量与初始的反应物的物质的量之比。 (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状态。 　一定温度下，向恒容容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应2SO2＋O22SO3。 (1)一段时间后，再向容器中充入含 O的氧气， O最终存在于哪些物质中？ (2)下列说法能说明该反应已达到平衡状态的有哪些？说明理由。 ①v正(SO2)＝2v逆(O2) ②单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3 ③SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2 ④混合气体的压强不再改变 ⑤混合气体的密度不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 答案：(1) O可能存在于氧气、二氧化硫和三氧化硫中，因为该反应为可逆反应，含 O的氧气参与反应生成含 O的三氧化硫，同时含 O的三氧化硫又分解生成含 O的二氧化硫和氧气，故最终三种物质中都可能含有 O。 (2)①④⑥。①因为v正(SO2)＝2v正(O2)，现有v正(SO2)＝2v逆(O2)，即v正(O2)＝v逆(O2)，说明该反应达到化学平衡状态；②单位时间内消耗a mol SO2，必然生成a mol SO3，不能说明该反应达到化学平衡状态；③非平衡状态下，SO2、O2和SO3的浓度之比也可能为2∶1∶2，不能说明该反应达到化学平衡状态；④因为反应前后气体分子数不相等，当混合气体的压强不再改变时，说明该反应达到化学平衡状态；⑤容器的容积不变，反应物和生成物都是气体，混合气体的总质量不变，故气体的密度始终不变，所以当混合气体的密度不变时，不能说明该反应达到化学平衡状态；⑥根据M＝，该反应前后气体分子数不相等，故n是变量，M也是变量，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明该反应达到化学平衡状态。 　 化学平衡状态的判断依据 1．下列反应不属于可逆反应的是(　　) A.二氧化硫的催化氧化 B.氯气溶于水 C.工业合成氨 D.水电解生成H2和O2与H2在O2中的燃烧反应 解析：选D。A项，二氧化硫催化氧化生成SO3是可逆反应；B项，氯气与水反应生成HCl和HClO是可逆反应；C项，工业合成氨是可逆反应；D项，水电解生成H2和O2与H2在O2中的燃烧反应，反应条件不同，不是可逆反应。 2．(2025·南宁高一月考)二氧化氮可用作火箭燃料推进剂。在某恒温恒容密闭容器中充入0.1 mol NO2，在一定条件下发生反应2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)，NO2的正、逆反应速率随时间变化的情况如下图所示。下列说法不正确的是(　　) A.t＝0时，c(N2O4)＝0 mol·L-1 B.t1时，容器内气体的总物质的量比起始时大 C.t2时，该条件下反应达到最大限度 D.t3时，容器中存在NO2和N2O4 解析：选B。t＝0时，反应还未开始，容器中没有N2O4，则c(N2O4)＝0 mol·L-1，故A正确；该反应为气体分子数减小的反应，因此在反应过程中，气体的总物质的量逐渐减小，因此t1时，容器内气体的总物质的量比起始时小，故B错误；t2时，该反应达到化学平衡状态，即该条件下反应达到最大限度，故C正确；t3时，该反应已经达到化学平衡状态，由于该反应为可逆反应，因此在容器中存在NO2和N2O4，故D正确。 3．(教材习题改编)在容积不变的密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。下列叙述表示该反应处于化学平衡状态的是(　　) A.N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 B.混合气体的密度不随时间变化 C.当有1 mol N≡N断裂时，有6 mol N—H断裂 D.单位时间内生成2a mol NH3，同时消耗a mol N2 解析：选C。A项，N2、H2、NH3的浓度之比等于化学计量数之比时，不能表示该反应处于化学平衡状态；B项，容器的容积不变，混合气体的总质量不变，无论平衡与否，混合气体的密度均不变，所以混合气体的密度不变不能表示该反应处于化学平衡状态；C项，当有1 mol N≡N断裂时，相当于生成2 mol NH3，即形成6 mol N—H，同时有6 mol N—H断裂，符合v正(NH3)＝v逆(NH3)，能表示该反应处于化学平衡状态；D项，单位时间内生成2a mol NH3，同时消耗a mol N2均表示正反应方向，不能表示该反应处于化学平衡状态。 知识点二　化学反应条件的控制 1．控制化学反应条件的目的 2．化工生产中反应条件的调控 (1)考虑因素：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 　1.生活中有很多现象都存在化学知识，如炉火越扇越旺，但蜡烛的火焰一扇就灭。同样是扇风，结果为什么不同？试解释其中的原因。 答案：“炉火越扇越旺”是因为扇风为燃烧提供了足量的氧气，促进燃烧；“蜡烛的火焰一扇就灭”是因为空气流动带走大量的热量，使蜡烛周围的温度低于蜡烛的着火点。 2．为实现“碳达峰”“碳中和”的目标，提高燃料的燃烧效率与热量的利用率也是重要措施之一。试分析下列调控燃烧反应条件的目的及措施。 (1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉且通入适当过量空气的目的是什么？ (2)煤燃烧时，选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是什么？ (3)煤燃烧后的废气中的热量，采取什么措施可充分利用？ 答案：(1)将煤块粉碎成煤粉的目的是增大煤与空气的接触面积，增大反应速率，使煤燃烧更充分；通入适当过量的空气，可以使煤充分燃烧，生成CO2放出能量，若空气不足，则会造成煤燃烧不完全，生成CO，产生热量少且造成污染。 (2)减少热量损失，提高煤燃烧的效率。 (3)可将煤燃烧后的废气通过热循环装置，供其他方面使用。 1．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是(　　) ①固体燃料粉碎　②液体燃料雾化　③通入足量的空气 A.仅有①③　　　 B．仅有①② C.仅有②③ D．①②③ 解析：选D。①固体燃料粉碎，表面积增大，与空气的接触面积增大，提高了燃烧效率；②液体燃料雾化，增大了液体燃料与空气的接触面积，提高了燃烧效率；③通入足量的空气，增加了氧气的量，燃烧更充分，提高了燃烧效率。 2．(2025·连云港高一统考)化学反应条件的控制具有重要的现实意义。下列反应条件的控制中，不恰当的是(　　) A.利用钠在点燃的条件下与氧气反应，制备过氧化钠 B.为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火 C.为增大KClO3的分解速率而加入MnO2 D.降温增大H2O2的分解速率 解析：选D。钠和氧气在点燃或加热条件下反应生成过氧化钠，所以可以利用钠在点燃的条件下与氧气反应，制备过氧化钠，故A正确；MnO2可以作为催化剂催化KClO3的分解反应，故C正确；降温会减小H2O2的分解速率，故D错误。 3．(教材习题改编)硫酸是一种重要的化工产品，目前的重要生产方法是“接触法”。其中的一步重要反应为2SO2＋O22SO3，已知该反应为放热反应。下列说法正确的是(　　) A.只要选择适宜的条件，SO2和O2就能全部转化为SO3 B.达到平衡后，正、逆反应速率为零 C.由反应可知，2 mol SO2的能量大于2 mol SO3的能量 D.工业上在利用上述反应生产SO3时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题 解析：选D。2SO2＋O22SO3为可逆反应，任何条件下，SO2和O2都不能全部转化为SO3，故A错误；达到平衡后，反应并没有停止，正、逆反应速率相等，但并不为零，故B错误；2SO2＋O22SO3为放热反应，2 mol SO2和1 mol O2的总能量大于2 mol SO3的能量，无法比较2 mol SO2与2 mol SO3的能量大小，故C错误；工业上在利用题述反应生产SO3时，为了提高产率和效率，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题，故D正确。 1．对化学反应限度的叙述错误的是(　　) A.化学反应的限度不可改变 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.任何可逆反应都有一定的限度 解析：选A。当外界条件变化时，化学反应的限度可能发生变化，A错误；化学反应达到限度时，即达到化学平衡状态，正、逆反应速率相等，B正确；化学反应的限度只与反应物的性质、温度、浓度和压强等有关，与反应时间的长短无关，C正确；任何可逆反应都有一定的限度，D正确。 2．(教材习题改编)在一定条件下，某可逆反应的正反应速率、逆反应速率随时间变化的曲线如下图所示。下列有关说法正确的是(　　) A.t1时刻，正反应速率小于逆反应速率 B.t2时刻的正反应速率小于t3时刻的逆反应速率 C.t4时刻，反应处于平衡状态，正、逆反应速率均为0 D.t4时刻，保持其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大 解析：选D。A项，根据题图可知，t1时刻，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，错误；B项，根据题图可知，t2、t3时刻，反应都没有达到平衡，反应正向进行，因此正反应速率大于逆反应速率，错误；C项，化学平衡为动态平衡，t4时刻，反应处于平衡状态，此时正、逆反应速率相等但不为0，错误；D项，t4时刻，保持其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，正确。 3．500 ℃时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入容积为10 L的恒容密闭容器中，反应达到平衡时，NH3的浓度不可能是(　　) A.0.1 mol·L-1 B．0.12 mol·L-1 C.0.05 mol·L-1 D．0.16 mol·L-1 解析：选D。由题意可知，N2和H2发生反应的化学方程式为N2＋3H22NH3，该反应中N2过量，假设2.25 mol H2完全反应，则生成NH3的物质的量为1.5 mol，浓度为0.15 mol·L-1，但该反应是可逆反应，H2不可能完全转化为NH3，因此反应达到平衡时，NH3的浓度小于0.15 mol·L-1，D项符合题意。 4．(2025·长沙高一检测)对于工业合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。下列分析不正确的是　(　　) A.可以通过改变温度、压强控制合成氨的反应限度 B.高压条件比常压条件更有利于合成氨的反应，提高氨的产率 C.500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应，提高氨的产率 D.合成氨工业采用高压，能增大反应物的转化率、缩短达到平衡的时间 解析：选C。可以通过改变温度、压强等外界条件控制合成氨的反应限度，A项正确；增大压强，氨的产率提高，B项正确；合成氨的反应在温度较低时，氨的产率较高，C项错误；增大压强，氨的产率提高，反应物的转化率增大，同时，增大压强，化学反应速率增大，达到平衡的时间缩短，D项正确。 5．某温度时，在容积为2 L的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量浓度随时间的变化曲线如下图所示。 根据图中数据，回答下列问题： (1)该反应的化学方程式为___________________________。 (2)0～2 min内，用B的浓度变化表示的平均反应速率为____________；平衡时，C的物质的量为________。 (3)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是________(填字母)。 a.A、B、C的物质的量之比为3∶1∶3 b.相同时间内消耗3 mol A，同时生成3 mol C　 c.相同时间内消耗3n mol A，同时消耗n mol B d.混合气体的总质量不随时间的变化而变化 e.B的体积分数不再发生变化 (4)在某一时刻采取下列措施一定能使该反应的反应速率减小的是________(填字母)。 a.加入催化剂 b.降低温度 c.容积不变，充入A d.容积不变，从容器中分离出A 解析：(1)根据题图可知，反应物为A，生成物为B和C，反应物A的浓度最终没有减少到0，故该反应为可逆反应，各物质的物质的量浓度的变化量分别为Δc(A)＝(2.4－1.2) mol·L-1＝1.2 mol·L-1，Δc(B)＝0.4 mol·L-1，Δc(C)＝1.2 mol·L-1，所以A、B、C三者的化学计量数之比为1.2∶0.4∶1.2＝3∶1∶3，所以该反应的化学方程式为3A⥫⥬B＋3C。 (2)0～2 min内，用B的浓度变化表示的平均反应速率v(B)＝＝0.2 mol·L-1·min-1；平衡时，C的物质的量n(C)＝Δc(C)·V＝1.2 mol·L-1×2 L＝2.4 mol。　 (3)各成分的量由起始状态控制，当各物质的物质的量之比等于化学计量数之比时，不能说明正、逆反应速率相等，不能说明该反应已达到化学平衡状态，a不符合题意；相同时间内消耗3 mol A，同时生成3 mol C，均表示正反应方向，不能说明该反应已达到化学平衡状态，b不符合题意；消耗3n mol A即生成n mol B，同时消耗n mol B，说明B的正反应速率等于逆反应速率，能说明该反应达到化学平衡状态，c符合题意；A、B、C均为气体，反应前后气体的总质量不变，为定值，所以气体总质量不随时间的变化而变化，不能说明该反应已达到化学平衡状态，d不符合题意；B的体积分数不再发生变化，说明B的浓度不再变化，能说明该反应达到化学平衡状态，e符合题意。 (4)加入催化剂，反应速率可能增大，a不符合题意；降低温度，反应速率减小，b符合题意；容积不变，充入A，反应物浓度增大，反应速率增大，c不符合题意；容积不变，从容器中分离出A，A的浓度减小，反应速率减小，d符合题意。 答案：(1)3A⥫⥬B＋3C　(2)0.2 mol·L-1·min-1　2.4 mol　(3)ce　(4)bd 学科网（北京）股份有限公司 $