第2章 第3节 第2课时 化学反应的限度(学用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（鲁科版）

本讲义聚焦化学反应的限度核心知识点，先通过Fe³⁺与I⁻反应等实验验证可逆反应的存在及特点，进而引出化学平衡的建立过程、特征及判断方法，最后探讨温度、浓度等条件对化学平衡状态改变的影响。 资料以实验探究为核心，通过预测与观察现象对比（如KI与FeCl₃反应中KSCN显色）培养科学思维，结合NO₂温度影响实验及工业合成氨实例提升科学探究与实践能力。课中助力教师实验教学，课后习题与探究活动帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第2课时　化学反应的限度 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状态。 2.体会从限度方面去认识和调控化学反应的重要性。 3.了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。 知识点一　可逆反应 1.认识化学反应存在限度 实验原理 2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2、Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3 实验操作 预测实验现象 向KI溶液中滴加少量FeCl3溶液，溶液呈棕黄色（生成了碘），再滴加KSCN溶液，溶液仍呈棕黄色 观察到的实验现象　 向KI溶液中滴加少量FeCl3溶液，溶液呈棕黄色（生成了碘），再滴加KSCN溶液，溶液呈红色 实验结论 即使KI过量，FeCl3也不可能全部转化成FeCl2，即反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2为可逆反应，存在限度 2.以SO2与O2生成SO3的反应为例体会可逆反应 查阅资料获得信息1 实验发现，一定条件下向一密闭容器中充入SO2与18O2，反应一段时间后，核素18O存在于SO2、O2、SO3中 实验结论 一定条件下，SO2与O2发生化合反应生成SO3的同时，SO3也在发生分解反应生成SO2和O2 查阅资料获得信息2 密闭容器中SO2与O2在一定条件下发生反应，反应过程中SO3的物质的量分数的变化趋势如图所示 实验结论 在SO2与O2的反应中，无论怎样改变反应条件都不能使SO2全部转化成SO3，即反应2SO2＋O22SO3为可逆反应，存在限度 3.可逆反应 （1）概念 在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应。 （2）可逆反应方程式的书写 用“”代替“”。 （3）正反应和逆反应 在反应N2＋3H22NH3中，氮气和氢气生成氨气的反应称为正反应；氨气分解为氮气和氢气的反应称为逆反应。 （4）可逆反应的特点 提醒：（1）任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度。 （2）同一可逆反应在不同条件下，反应的限度不同。 （3）相同条件下，不同的可逆反应，其反应的限度不同。 【探究活动】 1.2H2＋O22H2O和2H2O2H2↑＋O2↑互为可逆反应吗？ 2.在密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，在一定条件下发生反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g），当充分反应后，最终容器中能否得到 2 mol SO3？ 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 2.（2025·江西南昌期中）在一定温度下的恒容密闭容器中发生可逆反应：4NH3＋5O24NO＋6H2O，已知NH3（g）、O2（g）、NO（g）、H2O（g）的初始浓度分别为0.4 mol·L－1、0.8 mol·L－1、0.2 mol·L－1，0.8 mol·L－1，当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能为（　　） A.c＝0.5 mol·L－1 B.c＝1.3 mol·L－1 C.c＋c＝0.6 mol·L－1 D.c＝1.05 mol·L－1 3.向5 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液中滴加5～6滴 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液后，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.滴加AgNO3溶液，观察是否有AgI沉淀产生 B.加入CCl4振荡、静置后，观察下层液体颜色 C.加入CCl4振荡、静置后，取上层清液，滴加AgNO3溶液，观察是否有AgCl沉淀产生 D.加入CCl4振荡、静置后，取上层清液，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变为红色 知识点二　化学平衡 1.化学平衡 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　　　　不再随时间的延长而发生变化，正反应速率与逆反应速率　　　　，这种状态称为　　　　　　　　，简称化学平衡。 2.化学平衡的建立 用图表示如下： 3.化学平衡的特征 4.化学平衡状态的判断 （1）动态标志：v正＝v逆≠0 ①同种物质：同一物质的生成速率等于其消耗速率。 ②不同物质：必须用体现“异向”关系的反应速率（v正与v逆）判断，若不同物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，则反应达到平衡状态。如 aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g），当＝时，反应达到平衡状态。 （2）静态标志：各种“量”不变 ①各物质的质量、物质的量等不变。 ②各物质的百分含量（物质的量分数、质量分数、体积分数等）不变。 ③温度（绝热体系）、压强（反应前后气体体积不相等）或颜色（某组分有颜色）不变。 【探究活动】 　如图是可逆反应X＋3Y2Z在反应过程中的反应速率（v）与时间（t）的关系曲线。 【交流讨论】 1.t1时反应是否达到平衡状态？t2时正、逆反应速率的关系是怎样的？ 2.t2～t3时间段反应是否停止了？各物质的浓度还发生变化吗？ 3.在密闭容器中进行反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g），当SO2、O2、SO3的浓度之比为2∶1∶2时，能否说明该反应达到化学平衡状态？ 1.在容积固定的密闭容器中，进行的可逆反应为 A（s）＋3B（g）3C（g）。下列叙述中不能表明该可逆反应一定达到平衡状态的是（　　） A.B的生成与分解速率相等 B.容器内压强不再发生变化 C.C的浓度不再变化 D.混合气体的密度不再变化 2.H2（g）＋I2（g）2HI（g）已经达到平衡状态的标志是　　　　（填序号）。 ①c（H2）＝c（I2）＝c（HI） ②c（H2）∶c（I2）∶c（HI）＝1∶1∶2 ③c（H2）、c（I2）、c（HI）不再随时间而改变 ④单位时间内生成n mol H2的同时生成2n mol HI ⑤单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol I2 ⑥反应速率v（H2）＝v（I2）＝v（HI） ⑦一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂 ⑧温度和容积一定时，容器内压强不再变化 ⑨温度和容积一定时，混合气体的颜色不再变化 ⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化 ⑪条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化 知识点三　化学平衡状态的改变 1.实验探究化学平衡状态的改变 实验步骤 将封装有二氧化氮（NO2）和四氧化二氮（N2O4）混合气体的装置两端的球形容器分别浸入热水和冷水中 实验装置 实验现象 浸入热水中的容器中的气体混合物颜色变深；浸入冷水中的容器中的气体混合物颜色变浅 实验 分析 在实验过程中，可以观察到浸入冷水中的容器里的气体混合物颜色变浅，这是因为温度降低后原平衡状态被破坏，在新的条件下达到新的平衡状态，导致二氧化氮浓度减小， 四氧化二氮浓度增加； 浸入热水中的容器里的气体混合物颜色变深，这是因为温度升高后原平衡状态被破坏，在新的条件下达到新的平衡状态，导致二氧化氮浓度增加，四氧化二氮浓度减小 实验结论 化学平衡是在一定条件下建立起来的， 同一可逆反应在不同条件下将建立起不同的化学平衡状态 2.化学平衡状态改变的含义 对于一个化学平衡，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，这种化学平衡的变化叫作化学平衡的移动。化学平衡的移动也就是可逆反应进行的限度发生了变化。 3.化学平衡状态改变的实质 化学平衡状态改变的实质是化学平衡的移动：v（正）＝v（逆）→v（正）≠v（逆）→v'（正）＝v'（逆）这样一个变化过程。 化学平衡移动过程可表示为 4.影响化学平衡状态改变的外界因素 （1）影响化学平衡状态改变的因素主要有温度、反应物的浓度、压强等。 （2）由于化学反应中的固体和纯液体的物质的量的改变都不能改变反应速率，催化剂能同等程度地改变可逆反应的正、逆反应速率，因此，改变化学平衡体系中固体或纯液体的物质的量及催化剂使用与否，都不影响化学平衡的移动。 5.研究化学平衡改变的意义 化学平衡及其移动方面的研究，对化工生产来说具有十分重要的意义。例如，工业上利用化学反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）将SO2转化为SO3，可以采用使用过量空气的方法，增大O2的浓度，使化学平衡向右移动，增大SO2的转化率，提高生产效益。再如，工业上利用化学反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）合成氨，由于通常情况下N2和H2的转化率很低，故生产中常给化学反应施加高压，既提高了反应速率，又使化学平衡向右移动，增大N2和H2的转化率，提高生产效益。 【探究活动】 1.由NO2转化为N2O4的反应探究能否得出温度变化对化学平衡移动的影响规律？ 2.某一可逆反应，一定条件下达到了平衡，①若化学反应速率改变，平衡一定发生移动吗？②若平衡发生移动，化学反应速率一定改变吗？ 1.引起化学平衡移动的根本原因是（　　） A.浓度的改变 B.压强的改变 C.使用了催化剂 D.正、逆反应速率的改变程度不同 2.在已处于化学平衡状态的体系中，如果下列量发生变化，其中一定能表明平衡移动的是（　　） A.反应混合物的浓度 B.反应物的转化率 C.正、逆反应速率 D.反应混合物的压强 能力培养　化学反应速率图像分析（分析与推测） 　对于反应2SiHCl3（g）SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g），采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。 （1）哪条曲线代表的是323 K时SiHCl3的转化率？ （2）要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有　　　　。 （3）a、b处反应速率大小：va　　　　vb。 【规律方法】 “三步法”解决有关化学反应速率的图像问题 第一步：看 看图像：（1）看面，弄清横、纵轴的含义；（2）看线，弄清线的走向；（3）看点，弄清曲线上点的含义；（4）看量的变化，弄清是浓度变化、物质的量变化还是转化量的变化 第二步：想 想规律：联想外界条件对化学反应速率的影响规律 第三步：判 判正误：根据上述分析最终作出正确的判断 【迁移应用】 1.某温度时，在容积为3 L的恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线如图所示，由图中数据分析，下列结论错误的是（　　） A.该反应的化学方程式为2Z＋Y3X B.反应开始至2 min末，X的化学反应速率为 0.2 mol·L－1·min－1 C.该反应是由正、逆反应同时开始的，最终建立化学平衡 D.若增加或减少X的物质的量，反应速率一定会发生明显变化 2.其他外界条件相同，不同pH条件下，用浓度传感器测得反应2A＋B3D中产物D的浓度随时间变化的关系如图。则下列有关说法正确的是（　　） A.pH＝8.8时，升高温度，反应速率不变 B.保持外界条件不变，反应一段时间后，pH越小，D的浓度越大 C.为了实验取样，可以采用调节pH的方法迅速停止反应 D.减小压强，反应速率一定降低 1.下列反应中，不属于可逆反应的是（　　） A.2NO2N2O4与N2O42NO2 B.H2＋I22HI与2HIH2＋I2 C.CO2＋H2OH2CO3与H2CO3CO2↑＋H2O D.CaO＋CO2CaCO3与CaCO3CaO＋CO2↑ 2.恒容密闭容器中进行反应：A（g）＋B（g）C（g）＋D（g），判断该反应是否达到平衡的依据为（　　） A.压强不随时间改变 B.气体的密度不随时间改变 C.c（A）不随时间改变 D.单位时间里生成C（g）和D（g）的物质的量相等 3.（2025·北京期中）将0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1的Fe2溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列实验{已知K3遇到Fe2＋能产生蓝色沉淀，可用于Fe2＋的检验}。下列实验能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2”的是（　　） 实验编号 实验操作 实验现象 ① 滴入KSCN溶液 溶液变红色 ② 滴入AgNO3溶液 有黄色沉淀生成 ③ 滴入K3溶液 有蓝色沉淀生成 ④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色 A.①和② B.②和④ C.③和④ D.① 4.氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的化学方程式为N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）。该反应为放热反应且每生成2 mol NH3，放出92.4 kJ的热量。 （1）当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如图所示。图中表示反应处于化学平衡状态的时间段（t1时刻后）为　　　　　　。 （2）在一定温度下，向一个容积为1 L的容器中通入2 mol氮气和8 mol氢气及固体催化剂，使之反应。已知平衡时容器内气体的压强为起始时的80％。反应达到平衡时，放出的热量为　　　　（填字母）。 A.小于92.4 kJ B.等于92.4 kJ C.大于92.4 kJ D.可能大于或小于或等于92.4 kJ （3）下列能证明反应已达化学平衡的标志为　　　（填字母）。 A.压强不变B.体系的温度不变 C.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2 D.v正（N2）＝v正（H2） 提示：完成课后作业　第2章　第3节　第2课时 阶段重点练（四） 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　化学反应的限度 知识点一 探究活动 1.提示：不互为可逆反应，因为条件不同。 2.提示：不能。因为可逆反应不能进行彻底。 对点训练 1.C　C中涉及的反应不是相同条件下同时向正、逆两个方向进行的化学反应，则C不属于可逆反应。 2.D　假设反应正向进行到底，则NH3（g）、O2（g）、NO（g）、H2O（g）的浓度分别为0 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.6 mol·L－1，1.4 mol·L－1，假设反应逆向进行到底，则NH3（g）、O2（g）、NO（g）、H2O（g）的浓度分别为0.6 mol·L－1、1.05 mol·L－1、0 mol·L－1，0.5 mol·L－1，而可逆反应，不能进行到底，则极值不可取。氨气浓度在0 mol·L－1～0.6 mol·L－1，A正确；水的浓度在1.4 mol·L－1～0.5 mol·L－1，B正确；根据氮元素守恒可知，c＋c＝0.6 mol·L－1，C正确；氧气的最大浓度为1.05 mol·L－1，但是由于是可逆反应，则这个数值不能取到，D错误。 3.D　因反应中I－过量，滴加AgNO3溶液，有AgI沉淀产生，A项不符合题意；下层液体呈紫红色，只能说明Fe3＋与I－反应生成了Fe2＋和I2，不能说明该反应为可逆反应，B项不符合题意；Cl－未参与反应，C项不符合题意；向上层清液中滴加KSCN溶液，溶液显红色，证明有Fe3＋存在，因反应中I－过量，故可以证明该反应为可逆反应，D项符合题意。 知识点二 1.浓度　相等　化学平衡状态　2.最大　0　减小　增大　＝　3.可逆　＝　动态　不变 探究活动 1.提示：t1时，反应未达到平衡状态，正反应速率大于逆反应速率；t2时，反应已经达到平衡状态，此时 v（正）＝v（逆）。 2.提示：t2～t3时反应已经处于平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，正、逆反应仍在进行，各物质的浓度不再随时间的变化而变化。 3.提示：不能。因为不能说明各组分的浓度一定不变，也不能说明该反应的正、逆反应速率相等。 对点训练 1.B　B的生成与分解速率相等，说明正、逆反应速率相等，达到平衡状态，A不选；反应为气体分子数不变的反应，压强不是变量，故容器内压强不再发生变化不能说明达到平衡状态，B选；C的浓度不再变化，说明达到平衡状态，C不选；容器容积始终不变，气体质量是变量，则混合气体的密度不变，说明反应已达平衡，D不选。 2.③④⑦⑨ 解析：③c（H2）、c（I2）、c（HI）不变时，反应达到化学平衡状态；④单位时间内生成n mol H2（逆向进行）的同时生成2n mol HI（正向进行），反应达到化学平衡状态；⑦一个H—H键断裂（正向进行）的同时有两个H—I键断裂（逆向进行），反应达到化学平衡状态；⑨混合气体的颜色不再变化，说明c（I2）、c（H2）、c（HI）均不再变化，反应达到化学平衡状态。 知识点三 探究活动 1.提示：能，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，降低温度，平衡向放热反应方向移动。 2.提示：①不一定，如反应前后气体体积不变的反应，增大压强或使用催化剂，速率发生变化，但平衡不移动。②一定，化学平衡移动的根本原因就是外界条件改变，使v（正）≠v（逆）才发生移动的。 对点训练 1.D　其他条件一定时，浓度和压强的改变可以使正、逆反应速率发生改变，但它们使化学平衡发生移动是通过改变正、逆反应速率来实现的，因此化学平衡移动的根本原因是正、逆反应速率的改变程度不同。使用催化剂可以改变反应速率，但它对正、逆反应速率的影响是相同的，即催化剂不能使化学平衡发生移动。 2.B　如果反应前后气体物质的量不变，减小容器容积增大压强，反应体系的各物质的浓度变大，但平衡不移动，A、D错误；反应物的转化率发生变化，说明化学平衡发生移动，B正确；若正、逆反应速率变化量相等，则平衡不移动，C错误。 能力培养 （1）提示：Ⅰ曲线达到平衡所用时间短，因此Ⅰ曲线代表温度高，反应速率快。故Ⅱ曲线代表323 K时的曲线。 （2）提示：适当升高温度、增大压强、增大反应物的浓度、改进催化剂等。 （3）提示：va＞vb。 迁移应用 1.B　从题图中横、纵轴的含义及曲线的变化趋势可确定X、Y、Z相互转化的物质的量之比，即可写出该反应的化学方程式：2Z＋Y3X，A项正确；根据化学反应速率的计算公式，可求出反应开始至2 min末，X的化学反应速率v（X）＝≈0.067 mol·L－1·min－1，B项错误；根据题图中曲线均不通过原点，可判断出该反应是由正、逆反应同时开始的，C项正确；X为气体，改变其物质的量，必然会导致其浓度的改变，因此化学反应速率也会随之改变，D项正确。 2.C　pH＝8.8时，升高温度，反应速率一定增大，A项错误；保持外界条件不变，反应一段时间后，pH＝7.5 和pH＝8.2时，D的浓度有可能相同，B项错误；当pH＝8.8时，c（D）基本不变，反应速率接近于0，说明反应停止，C项正确；没有气体参加的反应，减小压强对反应速率几乎没有影响，D项错误。 【随堂演练】 1.D　CaO和CO2反应生成CaCO3与CaCO3分解生成CaO和CO2，在不同条件下进行，所以不属于可逆反应。 2.C　由于反应物和生成物均为气态，且反应前后气体的物质的量不变，容器的容积不变，故气体的压强和密度在反应过程中始终保持不变，A、B项错误；C（g）、D（g）均为生成物，反应的任何时刻，生成的C（g）、D（g）的物质的量总是相等的，D项错误；当c（A）不变时，说明单位时间内生成的A与消耗的A物质的量相等，即反应处于平衡状态，C项正确。 3.D　①向溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红，则说明溶液中有Fe3＋，能说明溶液中存在化学平衡；②向溶液中滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成，溶液中I－过量，无论是否存在可逆反应，都会有黄色沉淀生成，不能说明反应存在平衡；③无论反应是否存在平衡，溶液中均存在Fe2＋，滴入K3溶液均有蓝色沉淀生成，不能说明反应存在平衡；④无论反应是否存在平衡，溶液中均有I2，滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色，不能证明存在平衡。 4.（1）t2～t3、t4～t5　（2）B　（3）AB 解析：（1）v正＝v逆时，表明反应处于化学平衡状态，故 t2～t3、t4～t5段符合。（2）平衡时气体的压强为起始时的80％，则气体的物质的量也为起始时的80％，则减少量为20％，因此，反应后气体的总物质的量减少（2 mol＋8 mol）×20％＝2 mol。 N2（g）　＋　3H2（g）　　2NH3（g） 1 3 2 Δn＝2 1 mol 3 mol 2 mol 2 mol 因此反应中生成2 mol NH3，则反应放出的热量为92.4 kJ。（3）因该反应是气体分子数减少且正反应放热的反应，故压强、温度不变能证明反应达到化学平衡，A、B正确；反应达平衡时，N2、H2、NH3的浓度不再变化，与分子数之比无关，C错误；v正（N2）、v正（H2）同方向，v正（N2）＝v逆（H2）才能说明反应达到平衡状态，D错误。 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $