6.2 第2课时　化学反应的限度　化学反应条件的控制 学案 （含答案）2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修2

第2课时　化学反应的限度　化学反应条件的控制
【课程目标】　 1.进一步了解可逆反应及其特点。
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改变。
3．了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。
夯基提能·一遍过
知识点一　化学反应的限度
【知识衔接】　可逆反应
(1)概念：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。
(2)特点——两同、一不能：①同一条件；②正、逆反应同时进行；③反应不能进行到底。
【师说·助学1】　
向2 mL 0.01 mol·L-1 KI溶液中逐滴加入1 mL 0.01 mol·L-1 FeCl3溶液，然后加入0.1 mol·L-1 KSCN 溶液，观察现象，说明什么问题？
2Fe3+＋2I－ 2Fe2+＋I2
1．化学平衡状态的建立过程
在一定条件下，向反应容器中加入SO2和O2发生反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。
【师说·助学2】　请在下列坐标中画出时间 速率变化图像，并在每条曲线上标出v正、v逆。
2．化学平衡状态
(1)概念
如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率__________，反应物的浓度与生成物的浓度都________，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。
(2)特征
3．化学反应的限度
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____________，即该反应进行的限度。
理解：反应物的转化率最大；反应条件不同，限度不同。　　
即学即练
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．S16O2与18O2在高温条件下发生反应2SO2＋O2 2SO3，达到化学平衡后，混合物中含18O的微粒(　　)
A．仅有SO3 B．仅有SO2、SO3
C．有SO2、SO3、O2 D．仅有O2、SO3
3．[2024·山东肥城高一期中]可逆反应3H2＋N22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示，下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是(　　)
A．v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
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
(1)促进有利的化学反应：提高反应速率，提高反应物的转化率，即原料的利用率。
(2)抑制副反应：通过降低反应的速率和限度，控制副反应的发生。
2．化工生产中反应条件的调控
(1)需考虑的因素：控制反应条件的________和____________。
(2)实例——合成氨生产条件的选择
3．提高煤的燃烧效率
(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是增大其与空气中O2的接触面积，煤粉燃烧更充分，反应速率快；通入过量的空气可以使煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；若空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。
(2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。
(3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量，可采取的措施是将燃烧后的废气通过热交换装置，供其他方面使用。
即学即练
1．化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下列说法错误的是(　　)
A．能够节约原料和能源
B．能够提高产品的产量
C．能够提高经济效益
D．能够提高化学反应速率
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。试回答下列问题：
(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉的目的是________________________________。
(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________________________________。
(3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量，采取的措施是__________________________________。
3．如图所示为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用分析正确的是________(填序号)。
(1)步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
(2)步骤②中“加压”可以加快反应速率
(3)步骤②采用的压强是2×107 Pa，因为在该压强下铁触媒的活性最大
(4)步骤③，选择高效催化剂是合成氨反应的重要条件
(5)目前，步骤③一般选择控制反应温度为700 ℃左右
(6)步骤④⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本
素养落实重拓展　
题型 化学平衡状态的判定
例 一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。下列哪些情况能说明正反应速率和逆反应速率相等，反应达到了平衡状态。
①生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2
②v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2
③2v正(H2)＝3v正(NH3)
④1个N≡N断裂的同时，有6个N—H断裂
⑤H2的百分含量保持不变
⑥NH3的体积分数保持不变
状元随笔　判定化学平衡状态的依据
(1)直接依据——正、逆反应速率相等
①同种物质：v正＝v逆。
②不同种物质：。
(2)间接依据——“变量”不变即平衡，“恒量”不能作判据。
【变式演练】
恒温恒容条件下，发生化学反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，下列选项中不能作为达到化学平衡状态的标志的是(　　)
A．混合气体颜色不再变化
B．单位时间内形成n mol H—H的同时断裂2n mol H—I
C．若该反应在隔热密闭体积恒定的容器中进行反应，体系的温度不再变化
D．2v正(H2)＝v逆(HI)
第2课时　化学反应的限度　化学反应条件的控制
夯基提能·一遍过
知识点一
[师说·助学1]　提示：加入 KSCN 溶液后，溶液变为红色，说明反应后溶液中存在Fe3+；在I－过量的情况下，Fe3+仍然没完全反应，说明某些化学反应不能进行到底，存在一定的限度。
1．减小　v正减小　增大　v逆增大　v正＞v逆　v正＝v逆
[师说·助学2]　提示：
2．(1)相等　不再改变　(2)可逆反应　相等　不再改变
3．最大程度
即学即练
1．解析：可逆反应指在同一条件下，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。电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气点燃生成水，两者反应条件不同，不是可逆反应。
答案：C
2．解析：可逆反应一定是同一条件下能向两个方向同时进行的反应，且不能进行到底，同一时间内发生且反应物和生成物共存于同一体系，所以SO2、SO3、O2都含18O。
答案：C
3．解析：无论该反应是否达到平衡状态都有3v正(N2)＝v正(H2)，而v正(N2)＝v正(H2)不能说明正、逆反应速率相等，则不能说明反应达到平衡状态，A错误；反应达到平衡状态时，v正(N2)∶v逆(NH3)＝1∶2，B错误；反应达到平衡状态时，v正(H2)∶v逆(NH3)＝3∶2，即2v正(H2)＝3v逆(NH3)，C正确；反应达到平衡状态时，v正(N2)∶v逆(H2)＝1∶3，即3v正(N2)＝v逆(H2)，D错误。
答案：C
知识点二
2．(1)成本　实际可能性　(2)小　高　大　高　加快
即学即练
1．解析：提高化学反应的限度能够节约原料和能源、提高产品的产量、提高经济效益，但是和化学反应速率的快慢无关，故选D。
答案：D
2．答案：(1)增大其与空气中O2的接触面积，提高反应速率，使煤粉燃烧更充分
(2)防止热量散失
(3)将燃烧后的废气通过热交换装置，供其他方面使用
3．答案：(1)(2)(4)(6)
素养落实·重拓展
例　答案：④⑤⑥
变式演练
解析：碘蒸气有颜色，其余均为无色气体，因此当混合气体颜色不再变化时，说明反应达到平衡，故A不符合题意；形成H—H，反应向逆反应方向进行，断裂H—I，反应也是向逆反应方向进行，因此单位时间内形成n mol H—H的同时断裂2n mol H—I，不能说明反应达到平衡，故B符合题意；该反应为放热反应，如果容器隔热密闭，随着反应进行，容器内气体温度升高，当体系温度不再改变，说明反应达到平衡，故C不符合题意；利用不同物质的反应速率表示反应达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，因此2v正(H2)＝v逆(HI)，能够说明反应达到平衡，故D不符合题意。
答案：B