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第二節 化學反應的速率與限度
第2課時 化學反應的限度 化學反應
條件的控制
學習任務一 化學反應的限度
學習任務二 化學反應條件的控制
學習任務一 化學反應的限度
【新知自主預習】
1.可逆反應特征
（1）可逆反應在一定條件下不能進行到底,只能進行到一定程度,反
應有一定限度,即達到______________,
此時各物質的量都大于零。
（2）在可逆反應的化學方程式中,用“ ”代替“ ”。
化學平衡狀態
2.化學平衡的建立
（1）在一定條件下，將某可逆反應的反應物裝入密閉容器中，反應
中正、逆反應速率隨時間的變化情況如下：
最大
為零
最大
為零
減小
增大
減小
增大
不再改變
（2）當反應進行到一定程度時，正反應速率與逆反應速率______，
反應物和生成物的濃度都不再______，達到一種表面靜止的狀態，
即______________，
相等
改變
化學平衡狀態
如圖所示：
3.化學反應的限度
（1）化學平衡狀態是可逆反應在一定條件下所能達到的或完成的
__________，即該反應進行的限度。
（2）化學反應的限度決定了反應物在該條件下轉化為生成物的
_______轉化率。
最大程度
最大
【情境問題思考】
煉制 生鐵所需焦炭的實際用量，遠高
于按照化學方程式計算所需的量，且從高爐
中出來的氣體中含有沒被利用的 氣體，煉
鐵工程師設法增加高爐的高度，高爐尾氣中
的比例竟然沒有改變，這成了煉鐵技術的
科學懸念。直到19世紀下半葉，人們才認識
到還原 的反應實質，這一謎底才得以揭開。
問題一： 煉鐵工程師設法增加高爐的高度，高爐尾氣中 的比例竟
然沒有改變，其原因是什么？
提示：高爐煉鐵時發生反應：、 和
，后兩個反應是可逆反應，
反應進行到一定程度時達到反應的最大限度，只增加高爐的高度，
不改變其他反應條件，高爐尾氣中 的比例不會改變。
問題二： 恒容條件下進行反應
，試寫出四個能反映該反
應達到平衡狀態的依據。
提示：或 的濃度保持不變；②混合氣體的密度保持不變；
或保持不變； 的質量不變等。
【核心知識講解】
1.化學平衡狀態的特征
2.化學平衡狀態的判斷方法
（1）判斷方法
可逆反應達到平衡狀態時主要有以下兩個特征:
；②混合物中各組分的百分含量不變（除百分含量外,其
他在反應過程中變化的量,達到平衡后均不再發生變化也可,即“變化
量達不變”）。
（2）應用示例
對于反應 ，判斷下列條件下是否達
到化學平衡狀態。
條件 是否平衡 正、逆反應速率的關 系 在單位時間內消耗了 ，同時 生成，則 平衡
在單位時間內消耗了 ，同時 消耗了，則 平衡
， 不一定等于 不一定平衡
條件 是否平衡 正、逆反應速率的關 系 在單位時間內生成了 ，同時 消耗了，不一定等于 不一定平衡
變化量 達不變 的關系 混合物體系 中各成分的 含量 各物質的物質的量或各物質的物質 的量分數一定 平衡
各物質的質量或各物質的質量分數 一定 平衡
各氣體的體積或體積分數一定 平衡
總體積、總壓強、總物質的量一定 不一定平衡
續表
條件 是否平衡 變化量 達不變 的關系 壓強 時，總壓強一定 （其他條件一定） 平衡
時，總壓強一定 （其他條件一定） 不一定平衡
混合氣體的 平均相對分 子質量 一定，且 平衡
一定，且 不一定平衡
續表
條件 是否平衡 變化量 達不變 的關系 溫度 任何化學反應都伴隨著能量的變 化，當體系溫度一定時 （其他條件一定） 平衡
體系的密度 密度一定 不一定平衡
其他 如體系顏色不再變化等 平衡
續表
【知識遷移應用】
例1 [2024·四川成都石室中學期末] 某溫度下，在一固定容積的容器
中進行反應： ，下列情況表示一
定達化學平衡狀態的是( )
A.氣體密度不再隨時間而改變 B.體系總壓強不再隨時間而改變
C.和的生成速率相同 D.和的濃度比為
√
[解析] 該反應前后氣體質量不變，容積不變，密度始終不變，故不
能判斷是否達到平衡狀態，A錯誤；
恒容條件，反應前后氣體化學計量數之和相等，體系總壓強始終不變，
故反應不一定達到平衡狀態，B錯誤；
和 的生成速率相同，說明正、逆反應速率相等，該
反應達到平衡狀態，C正確；
和的濃度比為 時，正、逆反應速率不一定相等，該反應
不一定達到平衡狀態，D錯誤。
例2 [2024·江蘇連云港新海中學月考] 氨是一種重要的化工原料，可
用于制備硝酸等。工業合成氨
的反應為 。下列有關說法不正
確的是( )
A.絕熱條件下當體系溫度不變時，說明該反應達到平衡狀態
B.在恒容容器內，反應達平衡后，通入，壓強增大，但和 都
不變
C.斷裂的同時，形成 ，說明該反應達到平衡
狀態
D.當混合氣體的平均摩爾質量不變時，說明該反應達到平衡狀態
√
[解析] 該反應為放熱反應，絕熱條件下隨著反應進行，體系溫度不
斷變化，體系溫度不變，說明反應已達到平衡，A正確；
恒容容器中，反應達到平衡后，通入 ，體系壓強增大，但是反應物
和生成物的濃度都不變，正逆反應速率都不變，B正確；
斷裂 的同時形成 ，都是逆反應方向發生的變
化，不能說明正逆反應速率相等，不能判斷該反應是否達到平衡狀
態，C錯誤；
平均摩爾質量等于氣體總質量除以氣體總物質的量，氣體總質量不
變，氣體總物質的量增大，平均摩爾質量減小，當混合氣體的平均
摩爾質量不變，則說明該反應達到平衡狀態，D正確。
［方法技巧］ 判斷可逆反應是否達到化學平衡狀態的思維模板
（1）分析可逆反應及反應體系的特點
（2）抓住“動態”和“靜態”標志判斷是否達到平衡狀態
學習任務二 化學反應條件的控制
【新知自主預習】
1.控制化學反應條件的意義
提高反應速率
降低反應速率
2.化工生產中反應條件的控制
在化工生產中，為了提高反應進行的程度而調控反應條件時，需要
考慮控制反應條件的成本和實際可能性。
【情境問題思考】
燃料的燃燒是將化學能轉化為熱能的一種重要
方式，因此，提高燃料的燃燒效率，降低對環境的
污染是重要的研究課題。
問題一： 燃料的狀態與燃料燃燒的速率有何關系？與燃料的充分燃
燒有何關系？
提示：燃料的狀態影響燃料與空氣的接觸面積，從而影響燃料燃燒
的速率。氣體燃料與空氣接觸最好，反應速率最快，最有利于燃料
的充分燃燒；固體燃料與空氣接觸有限，反應速率最慢，最不利于
燃料的充分燃燒。
問題二： 空氣用量對燃料的充分燃燒有什么影響？原因是什么？
提示：空氣不足，燃料燃燒不完全，使燃料產生的熱量減少，浪費
資源，且產生大量 等污染物；空氣過量，燃料能充分
燃燒，但過量空氣會帶走部分熱量，造成浪費，故應該控制通入空
氣的量。
問題三： 為提高燃料的燃燒效率，應如何調控燃燒反應的條件？
提示：①盡可能使燃料充分燃燒，提高能量的轉化率，關鍵是燃料
與空氣（或氧氣）要盡可能充分地接觸，且空氣要適當過量；②盡
可能充分地利用燃料燃燒所釋放出的熱能，提高熱能的利用率。
【核心知識講解】
1.化學反應條件的控制
2.合成氨工業中生產條件的控制
【知識遷移應用】
例3 如圖所示為工業合成氨的流程圖。下列有關生產條件的調控作
用分析正確的是______________________
（填序號）。
（1）（2）（3）（5）
（1）步驟①中“凈化”可以防止催化劑中毒
（2）步驟②中“加壓”可以加快反應速率
（3）步驟③，選擇高效催化劑是合成氨反應的重要條件
（4）目前步驟③一般選擇控制反應溫度為 左右
（5）步驟④⑤有利于提高原料的利用率，能節約生產成本
1.[2024·陜西商洛洛南中學期中]一定條件下，在某密閉容器中充入
和，反應達到平衡時， 存在于( )
A.只存在于 中
B.只存在于和 中
C.只存在于和 中
D.、和 中都有可能存在
[解析] 該反應為可逆反應，正反應和逆反應同時進行，和
反應生成，同時分解生成和，故、和 中都有
可能存在 。
√
2.[2024·江蘇淮安淮安區期中]在化工生產中要調控反應速率和反應
進行的程度，下列關于合成氨反應
（放熱反應）的說法正確的是( )
A.提高 的濃度能降低反應速率
B.使用催化劑并不能加快反應速率
C.增大壓強有利于提高生成 的速率
D.和在適當條件下可以完全轉化為
√
[解析] 提高 的濃度能加快反應速率，A錯誤；
使用合適催化劑能加快反應速率，B錯誤；
增大壓強，相當于縮小容器的容積，反應混合氣體的濃度增大，反
應速率增大，C正確；
由于該反應是可逆反應，和在適當條件下也不可能完全轉化為
，D錯誤。
3.[2024·湖北武漢名校聯考]在一定條件下，某可
逆反應的正反應速率和逆反應速率隨時間變化的
曲線如圖所示。下列有關說法正確的是( )
A.該反應從逆反應方向開始
B.、、 時刻，正反應速率均大于逆反應速率
C. 時刻，達到反應進行的最大限度
D. 時刻，反應處于平衡狀態，反應停止
√
[解析] 由圖可知，開始時最大，而 等于0，說明該反應從正反
應方向開始，A錯誤；
由圖可知，、、 時刻，表示正反應速率的曲線始終在逆反應速
率的曲線上方，則有，B正確；
時刻，，說明反應沒有達到最大限度，C錯誤；
時刻，，反應達到平衡狀態，但
，反應沒有停止，D錯誤。
4.[2024·江西宜春期末]在一定溫度下的恒容密閉容器中發生反應：
。當下列物理量不再發生變化時，不能
表明該反應已達到平衡狀態的是( )
A.混合氣體的壓強
B.混合氣體的密度
C.生成的同時產生
D.物質D的質量分數
√
[解析] 該反應過程中氣體總物質的量不變，容器內壓強始終不變，
無法根據壓強判斷反應是否已達到平衡狀態，A錯誤；
反應過程中氣體總質量不斷變化，氣體體積不變，因此混合氣體的密
度始終變化，當混合氣體密度不變時，反應達到平衡狀態，B正確；
生成 的同時產生 說明正逆反應速率相等，反應已達到
平衡狀態，C正確；
反應過程中的質量不斷變化，當 的質量分數不變時，
反應已達到平衡狀態，D正確。
5.某溫度時，在 恒容密閉容器中，三種氣態物
質、、的物質的量隨時間 的變化曲線
如圖所示，由圖中數據分析可得：
（1）該反應的化學方程式為____________。
[解析] 由題圖可知，、 是反應物，達平衡時物質的量分別減少
、，是生成物，達平衡時物質的量增加 ，則
方程式中、、的化學計量數之比是 ，即該反應的化學方程
式為 。
（2）反應開始至，用 表示的平均反應速率為______________
__________。
[解析] 根據題圖可知時，的濃度減少 ，
根據 計算反應開始至，用 表示的平均反應速率為
。
（3）在恒溫恒容的密閉容器里，通入和 ，發生
反應 ，下列情況下，該反應達到最大限度的是
________（填序號）。
①A、B、C的物質的量濃度均保持不變
② 的值保持不變
③
④ 的物質的量分數保持不變
①②④
1.[2024·山東濟南期中]下列關于可逆反應
的敘述正確的是( )
A.化學反應速率關系是
B.達到化學平衡時，
C.達到化學平衡時，若增加容器容積，則正反應速率減小，逆反應
速率增大
D.若單位時間內生成的同時消耗 ，則反應達到平
衡狀態
√
[解析] 化學反應速率之比等于對應物質的化學計量數之比，則有
，A錯誤；
達到化學平衡時物質的正逆反應速率相等，結合化學反應速率之比
等于其化學計量數之比，則有 ，B正確；
增大容積相當于減小壓強，正逆反應速率都減小，C錯誤；
單位時間內生成 的同時消耗 ，反應方向相同，不
能判斷是否達到平衡狀態，D錯誤。
2.[2024·江西贛州期末]可逆反應 在恒容密閉容器中
反應，下列敘述表示反應達到化學平衡狀態的是( )
①單位時間內消耗的同時生成
②混合氣體的顏色不再改變
③混合氣體的密度不再改變
④混合氣體的平均相對分子質量不再改變
A.①②④ B.②③ C.②④ D.③④
√
[解析] 單位時間內消耗是正反應，同時生成 也是
正反應，反應方向相同，不一定達到平衡，①錯誤；
一氧化氮和氧氣為無色氣體，二氧化氮為紅棕色氣體，故混合氣體的
顏色不再變化可作為判斷是否達到化學平衡狀態的依據，②正確；
，總質量不變，體積不變，故混合氣體的密度不再改變不能作
為判斷是否達到平衡狀態的依據，③錯誤；
，總質量不變，總物質的量會變，故混合氣體的平均相對分子
質量不再變化可作為判斷是否達到化學平衡狀態的依據，④正確。
3.[2024·浙江紹興期中]某溫度下，在 恒容密閉容器中投入一定量
的和，發生反應：， 時
生成C的物質的量為 （反應進程如圖所示）。下列說法中正
確的是( )
A.時，B的轉化率為
B.內，D的平均反應速率為
C.化學計量數之比，且
D.圖中兩曲線相交時，A的消耗速率等于A的生成速
率
√
[解析] 時，B的物質的量濃度變化為
，則B的轉化率為
，A正確；
D為固體，通常不用固體物質的量濃度變化表示反應速率，B錯誤；
時生成C的物質的量濃度變化為 ，二者的化
學計量數之比等于其物質的量濃度變化之比，則有
，故 ，C錯誤；
圖中兩曲線相交之后，A、B的濃度仍繼續減小，此時反應繼續正向
進行，則A的消耗速率大于A的生成速率，D錯誤。
4.某溫度下,將與的混合氣體充入容積為 的密閉
容器中,在催化劑的作用下發生反應: 。
經過后,反應達到平衡,此時轉移 電子。
（1）_____ 。
0.15
[解析] 某溫度下,將與的混合氣體充入容積為 的
密閉容器中,經過 后,反應達到平衡,依據化學方程式可知轉移
電子消耗的物質的量為,此時轉移電子,則消耗
的物質的量為 ,列三段式：
以甲醇表示的反應速率 。
（2）下列不能說明該反應已達到平衡狀態的是___。
的質量不變
.混合氣體的平均相對分子質量不再改變
.
.混合氣體的密度不再發生改變
[解析] 的質量不變,物質的量不變,說明反應達到平衡狀態, 不
符合題意;
反應前后氣體質量不變,反應前后氣體的物質的量發生變化, 當混合氣
體的平均相對分子質量不再改變,說明反應達到平衡狀態, 不符合題意;
反應速率之比等于化學計量數之比,當滿足 時,說明
正逆反應速率相等,反應達到平衡狀態,但時反應未
達到平衡狀態, 符合題意;
反應前后氣體質量不變,容器容積不變,混合氣體的密度始終不變,不能
說明反應達到平衡狀態, 符合題意。

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