2.课时跟踪检测练 19.第六章 化学反应的限度 化 学反应条件的控制-【满分思维】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

本高中化学讲义聚焦化学反应的限度与条件控制核心知识点，系统梳理可逆反应特点、化学平衡状态判断依据（如浓度、速率、压强等变量不变）及化学反应条件（温度、压强、催化剂）的控制原理，构建从基础概念到工业应用的递进式学习支架。 该资料通过题组分层设计（基础过关、综合应用、迁移创新），结合合成氨、硫酸工业等实例，培养学生科学思维（证据推理、模型建构）与科学探究能力（如Fe³⁺与I⁻反应平衡验证实验）。课中辅助教师突破重难点，课后助力学生通过实例分析查漏补缺，强化知识应用与责任意识。

十二　化学反应的限度　化学反应条件的控制 (30分钟　40分) 题组过关·夯基础 题组一:可逆反应与化学反应限度 1.(2分)500 ℃时,将2 mol N2和2.25 mol H2充入体积为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。由题干信息可知,N2和H2发生反应生成NH3,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,因此达到平衡时,NH3的浓度小于0.15 mol·L-1,D符合题意。 2.(2分)下列说法正确的是 (　　) A.H2(g)+I2(g)2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正、逆反应速率不变 B.C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g),气体的总物质的量不再改变不能说明反应已达平衡状态 C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g)2C(?)已达平衡,则A、C不能同时是气体 D.1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出的热量为Q1;在相同温度和压强下,当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收的热量为Q2,则Q2等于Q1 【解析】选D。H2(g)+I2(g)2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,压强增大,则正、逆反应速率均增大,A错误;C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),气体的总物质的量会随着反应进行而变化,当其不再改变时说明反应已达平衡状态,B错误;反应2A(?)+B(g)2C(?)的两边,气体的化学计量数之和不可能相等,故不管A、C是什么状态,若压强不再随时间变化,均能说明反应已达平衡状态,C错误。 3.(2分)A和B在溶液中进行如下的可逆反应:A(g)+B(g)AB(g),反应开始时溶液中只有A和B,反应过程中A、B、AB的物质的量浓度随时间变化的曲线图正确的是 (　　) 【解析】选D。因为反应开始时溶液中只有A和B,所以该反应的反应物是A和B,随着反应的进行,它们的浓度逐渐减小,AB是生成物,随着反应的进行,它的浓度逐渐增大,当到某一时刻时,它们同时达到平衡,浓度不再变化,A、B选项错误;C选项反应物与生成物没有同时达到平衡,不符合题意。 题组二:化学平衡状态的判断 4.(2分)对于反应N2+3H22NH3,下列有关说法不正确的是 (　　) A.在容器中充入1 mol N2和3 mol H2,一定条件下充分反应,转移电子的物质的量为6 mol B.在恒容容器内,反应达到平衡后,通入Ar,压强增大,但v正和v逆都不变 C.断裂6 mol N—H键的同时,断裂3 mol H—H键,说明该反应达到平衡状态 D.绝热条件下当体系温度不变时,说明该反应达到平衡状态 【解析】选A。氮气与氢气生成氨气的反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,则在容器中充入1 mol氮气和3 mol氢气,一定条件下充分反应,转移电子的物质的量小于6 mol,故A错误;在恒容容器内,反应达到平衡后,通入氩气,容器内气体压强增大,但反应体系中各物质的浓度不变,所以正、逆反应速率都不变,故B正确;断裂6 mol N—H键的同时,断裂3 mol H—H键说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故C正确;合成氨反应为放热反应,绝热条件下当体系温度不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故D正确。 5.(4分)将0.2 mol·L-1的KI溶液和0.05 mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,取混合液分别完成下列实验,能说明下列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[Fe(CN)6]溶液 有蓝色沉淀生成 ④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色 A.①　　　　　 B.②和④ C.③和④ D.①和③ 【解析】选A。将0.2 mol·L-1的KI溶液和0.05 mol·L-1 的Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,I-过量,若不是可逆反应,Fe3+全部转化为Fe2+,则溶液中无Fe3+,故只需要证明溶液中含Fe3+,即能证明此反应为可逆反应,存在化学平衡。①向溶液中滴入KSCN溶液,溶液变红,则说明溶液中有Fe3+,即能说明反应存在平衡,故①正确;②向溶液中滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成,溶液中I-过量,无论反应是否存在平衡,都会有黄色沉淀生成,所以不能说明反应存在平衡,故②错误;③无论反应是否存在平衡,溶液中均存在Fe2+,滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有蓝色沉淀生成,故③错误;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,不能说明反应存在平衡,故④错误。 题组三:化学反应条件的控制 6.(4分)工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400~500 ℃和常压下的催化氧化:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下述相关说法错误的是 (　　) A.反应温度选择400~500 ℃是从该反应催化剂的催化活性、反应速率、反应限度等角度综合考虑的结果 B.因为在常压下该反应的速率和SO2的转化率已经很高了,所以选择常压条件主要是从生产成本角度考虑 C.为提高反应速率,应适当提高O2的浓度 D.使用催化剂是为了加快反应速率,提高SO3的平衡产率 【解析】选D。化工生产中生产条件的选择主要从反应速率、原料的转化率和催化剂活性等方面考虑,A正确;在二氧化硫的催化氧化反应中,常压下二氧化硫的转化率已经很高,增大压强会增加成本,B正确;适当增大氧气的浓度,可以提高反应速率,C正确;使用催化剂能加快化学反应的速率,缩短反应的时间,提高生产效率,但不能提高SO3的平衡产率,D错误。 【补偿训练】工业上合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在实际生产中为提高合成氨的反应速率,下列说法正确的是 (　　) A.温度越高,反应速率越大,因此采取的温度越高越好 B.压强越大,反应速率越大,因此采取的压强越大越好 C.催化剂能增大反应速率,因此可选用适当的催化剂 D.可向容器中加入一定量的水蒸气,使氨气溶解以增大反应速率 【解析】选C。温度高反应速率大,但温度过高催化剂有可能会失活,因此实际生产中的温度不是越高越好,A错误;压强大反应速率大,但压强过高会增加设备的成本,因此实际生产中的压强不是越大越好,B错误;可选用适当的催化剂增大反应速率,C正确;加入水蒸气会降低反应体系的温度,并不能增大反应速率,D错误。 综合应用·拓思维 7.(2分)已知SO2和O2反应生成4 mol SO3时放出的热量为Q kJ,那么2 mol SO2和1 mol O2在一有催化剂的密闭容器中发生反应时,放出的热量为 (　　) A.大于Q kJ B.等于Q kJ C.小于0.5Q kJ D.无法确定 【解析】选C。由于SO2和O2反应生成4 mol SO3时放出的热量为Q kJ,所以生成1 mol SO3时放出的热量为Q kJ,假定2 mol SO2和1 mol O2完全反应生成SO3,根据化学方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知,能生成2 mol SO3,放出的热量为2×Q kJ=0.5Q kJ。由于该反应是可逆反应,2 mol SO2和1 mol O2不能完全反应,所以放出的热量小于0.5Q kJ。 8.(2分)在体积都为2 L的恒容容器中,200 ℃和T ℃时,发生如下反应A(g)2B(s)+C(g),A的物质的量浓度(单位:mol·L-1)随时间变化的有关实验数据见表格: 项目 温度 /℃ 时间/min 0 2 4 6 8 10 容器1 200 0.80 0.55 0.35 0.20 0.15 0.15 容器2 T 1.00 0.65 0.35 0.18 0.18 0.18 下列有关该反应的描述错误的是 (　　) A.在200 ℃时,6 min内用A表示的化学反应速率为0.1 mol·L-1·min-1 B.从表中可以看出T>200 C.T ℃下,6 min时反应刚好达到平衡状态 D.向容器1中通入氦气,容器中压强增大,反应速率不变 【解析】选C。根据表格中的数据可知,6 min内用A表示的化学反应速率为 =0.1 mol·L-1·min-1,故A正确;根据表格数据,T ℃时反应速率快,所以T>200,故B正确;根据表格数据,T ℃下,可能6 min前反应就达到平衡状态,故C错误;向容器1中通入氦气,反应物的浓度不变,反应速率不变,故D正确。 9.(4分)一定条件下,对于可逆反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、 0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1,则下列判断正确的是 (　　) A.c1∶c2=3∶1 B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3 C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1 【解析】选D。X、Y的平衡浓度之比为1∶3,转化浓度之比亦为1∶3,故c1∶c2= 1∶3,X、Y的转化率相等,A、C错误;平衡时Y生成表示逆反应速率,Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)为3∶2,B错误;由可逆反应的特点可知0<c1< 0.14 mol·L-1,D正确。 10.(8分)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)=____________________。(5分)  (2)判断该反应达到平衡的依据是__________________(填序号)。(3分)  ①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等 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 【解析】(1)由图可知10 min时反应达到平衡,所以v(CO)=== 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(CO)=0.03 mol·L-1。 (2)反应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。故③符合题意,②、④不符合题意;CO减少的化学反应速率是正反应速率,CO2减少的化学反应速率是逆反应速率,CO和CO2的方程式化学计量数相同,故①符合题意。 答案:(1)0.003 mol·L-1·min-1　0.03 mol·L-1　(2)①③ 迁移创新·提素能 11.(8分)地球表面离地面20~50 km的高空有一臭氧层,它是地球的保护屏障。当太阳辐射通过臭氧层时,被吸收了约90%的紫外线,或者说把这些紫外线辐射的能量转变为热量,使地面生命免受伤害。 这其中的奥妙就在于臭氧层里存在以下动态平衡:3O2(g)2O3(g)。已知O3是一种蓝色气体。 (1)分析:上述反应有何特点?(4分) 提示:该反应为可逆反应,反应物和生成物均为气体,且反应前后气体体积不相等。 (2)思考:在一定条件下发生上述反应,哪些物理量不发生改变能说明反应达到平衡状态?(4分) 提示:从压强角度,该反应前后气体的物质的量改变,在恒温恒容条件下,若反应体系压强不再改变,说明该反应达到平衡状态;从相对分子质量角度,气体总质量不变,但气体总物质的量变化,所以当气体的平均摩尔质量不变,说明反应达到平衡状态;从物质颜色角度,O3为蓝色,O2为无色,所以当混合气体颜色不发生改变,则说明反应达到平衡状态。只要满足“变量不变”就能说明反应达到平衡状态。 - 8 - 学科网（北京）股份有限公司 $