1、第 3 节 化学反应的速率和限度第 2 课时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答案 D2下列对可逆反应的认识正确的是( )ASO 2Br 2 2H2O=H2SO42HBr 与 2HBrH 2SO4(浓)= =Br2SO 22H 2O 互为可逆反应B既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应C在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应D电解水生成氢气和氧气与氢气和氧气点燃生成水的反应是可逆反应答案 C解析 正确
2、理解可逆反应定义中的“同一条件下”、“同时”、 “正、逆两个方向”等关键字眼。3对于化学反应的限度的叙述，错误的是( )A任何可逆反应都有一定的限度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化学反应的限度是不可改变的答案 D解析 任何可逆反应都有一定的限度，当反 应达到限度时，此时 v 正 v 逆 ，对同一可逆反应，当外界条件不变时，反应的限度不 变，与 时间长短无关，但当外界条件发生改变时，化学反应的限度也会发生改变。4在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应 X2(g)Y 2(g)?2XY(g)已达到平衡的是( )A容器内的总压强不随时间变化B容器中气体的平
3、均相对分子质量不随时间变化CXY 气体的物质的量分数不变DX 2 和 Y2 的消耗速率相等答案 C解析 该反应的特点：一是可逆反应；二是反应前后气体体积相等。根据气体压强之比等于气体物质的量之比推断，该反应在整个反 应过程中总压强是不变的， A 项不能说明该反应已经达到平衡；同理推断，容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间变化而变化， B 项不能说明该反应已经达到平衡；X 2 和 Y2 的化学计量数相等，其消耗速率始 终 相等。5将 NO2 装入带有活塞的密闭容器中，当反应 2NO2(g)?N2O4(g)达到平衡后，改变某个条件，下列叙述正确的是( )A升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热
4、反应B慢慢压缩气体体积，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅C慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍D恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅答案 C解析 升高温度，气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，A 错误；首先假设平衡不移动，压缩体积，气体颜色加深，但平衡向正反应方向移动，使混合气体的颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的 颜色深， B 错误；同理 C 项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，则压强变为原来的两倍，但平衡向正反应方向移动 ，使压强在原平衡两倍的基础上减小，正确；体积不变，反应物及生成物
5、浓度不变，所以正、逆反应速率均不变，平衡不移 动，颜色无变化，D 错误。40 分钟课时作业经典基础题一、可逆反应的特点及其判断1反应 2SO2 O2?2SO3 达到平衡后，再向反应容器中充入含氧的同位素 O 的氧气，经过一18段时间后， O 原子存在于( )18AO 2 BSO 2CO 2 和 SO2 DO 2、SO 2 和 SO3答案 D解析 可逆反应在相同条件下，可以同 时向两个反应方向进行，反 应体系中各物质同时存在，由于三种物质均含有氧元素，故 O 原子可能存在于三种物质中。182下列反应中可判断为可逆反应的是( )A氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，氯化氢受热分解生成氢气和氯气B氮气与氢气
6、在高温、高压、催化剂作用下可以生成氨气，同时氨气又分解为氮气和氢气C单质溴可以置换出碘，氯气又可以置换出溴D氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸在光照条件下可分解为盐酸和氧气答案 B二、化学平衡状态的特征3一定温度下，可逆反应 A(g)3B(g)?2C(g)未达到平衡的是( )AC 的生成速率与 C 的分解速率相等B单位时间生成 n mol A 同时消耗 4n mol BCA、B 、C 的浓度不再变化DC 的百分含量达到最大值答案 B解析 化学平衡的标志是正反应速率与逆反应速率相等。 C 的生成速率是正反应速率，C 的分解速率是逆反应速率，A 项达到平衡；A、 B、C 各物质的浓度不变化，是平
7、衡状态的宏观表现， C 项达到平衡；逆反应生成 n mol A，同 时生成 3n mol B，对于正反应却消耗了 4n mol B，说明 v 正 v逆 ，反应向正反应方向进行，B 项未达到平衡；C 的百分含量达到最大值，说明反应达到限度，即D 项达到平衡。4在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的 NO2 和 SO2，发生反应：NO2SO 2?NOSO 3(g)，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是( )ASO 2 和 SO3 的物质的量一定相等BNO 2 和 SO3 的物质的量一定相等C反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时 NO2 和 SO2 的总物质的量DSO 2、NO 2、NO、SO
8、 3 的物质的量一定相等答案 C解析 题中没有给出各物质的投料情况， NO2、SO2 和 SO3 的量之 间没有必然的关系，可能相等，也可能不等，A、B 、D 项错；该反应反应前后气体分子数不变，故反 应混合物的总物质的量一定等于反应开始时 NO2 和 SO2 的总物质的量，C 项正确。5在密闭容器中进行反应：X 2(g)Y 2(g)?2Z(g)，已知 X2、 Y2、Z 的起始浓度分别为 0.1 molL1 、0.3 molL1 、0.2 molL1 ，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )AZ 为 0.3 molL1 BY 2 为 0.4 molL1CX 2 为 0.2
9、molL1 DZ 为 0.4 molL1答案 A三、化学平衡状态的判断6一定条件下，可逆反应 2A(g)?B(g)3C(g)，在下列四种状态中，处于平衡状态的是( )正反应速率 逆反应速率Av A2 molL 1 min1 v B2 molL 1 min1Bv A2 molL 1 min1 vC2 molL 1 min1Cv A1 molL 1 min1 vB2 molL 1 min1Dv A1 molL 1 min1 vC1.5 molL 1 min1答案 D解析 将逆反应速率根据化学方程式统一折算成 A 表达的速率来表示 A 的生成速率，正反应速率表示 A 的消耗速率，二者相等， 则说明达
10、到了平衡状态。7在一定温度下，反应 A2(g)B 2(g)?2AB(g)达到化学平衡的标志是( )A容器内 A2、B 2、AB 三种气体的浓度相等B单位时间内有 x mol A2 生成，同时就有 x mol B2 生成C单位时间内有 x mol A2 被消耗，同时就有 2x mol AB 生成D单位时间内有 x mol B2 发生反应，同时就有 2x mol AB 被分解答案 D解析 选项 A，达到化学平衡的标志是反应体系中各物质的浓度不再变化，而不是浓度的具体值为多少，达到平衡时各物质的浓 度大小不仅与反应限度有关，还与起始加入的物质的浓度有关；选项 B 所指的均是逆反应，选项 C 所指的均
11、是正反应，都不能体现出正、逆反应速率相等，因此是错误的。8在一定温度下的定容密闭容器中，当物质的下列物理量不再变化时，表明反应：A(g)B(g) ?C(g) D(g)已达平衡的是( )A混合气体的压强 B混合气体的密度CB 的物质的量浓度 D气体的总物质的量答案 C解析 根据化学方程式的特点：各物质均为气态且反应前后气体的计量数之和相等，故在反应过程中气体的物质的量不变，压强 也不变；由质量守恒， 该反应 在恒容容器中进行，体系的密度不变，故 A、B、D 三项 中的物理量均不能作为平衡状态的判据。四、化学反应条件的控制9下列措施，能使煤炭燃烧更充分，提高热能利用率的是( )A多加煤以使炉火更旺
12、B把煤炭做成大煤球C把煤中掺和一些黄泥做成蜂窝煤D把煤粉碎，在煤粉燃烧器中燃烧答案 D解析 A 项中只会增加煤的用量，不会使煤炭燃烧充分，也不能提高热能的利用率；B、C 项无论从煤的粉碎程度，还是空气用量上都比不上 D 项。10天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH42O 2 CO22H 2O，C 3H85O 2 3CO24H 2O。现有一套以天然气为燃料的灶具， 点 燃 点 燃 今改为燃烧液化石油气，应采取的正确措施是( )A减少空气进入量或增大石油气进入量B增大空气进入量或减少石油气进入量C减少空气进入量或减少石油气进入量D增大空气进入量或增大石油气进入量答案 B解析 从燃烧的化
13、学方程式知，燃 烧单位体积的天然气比液化石油气耗 O2 少。因此，原来烧天然气的灶具今若改烧液化石油气，必 须增大空气进入量或减少石油气进入量。能力提升题11某温度时，在一个 2 L 的密闭容器中，X、Y、Z 三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：(1)该反应的化学方程式为_。(2)从开始至 2 min，Z 的平均反应速率为_；平衡时，Y 的转化率为_；平衡时，X 的浓度为_。(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容器内压强不再发生变化B容器内气体原子总数不再发生变化CX 的体积分数不再发生变化D相同时间内消耗 2n mol
14、的 Z 的同时消耗 n mol 的 YE相同时间内消耗 n mol 的 Y 的同时消耗 3n mol 的 X答案 (1)3XY ?2Z (2)0.05 molL 1 min1 10% 0.35 molL 1(3)ACD解析 (1)n(X)0.3 mol，n(Y)0.1 mol，n(Z)0.2 mol ，所以 3XY?2Z。(2)v(Z) 0.05 molL 1 min1 ，0.2 mol2 min2 L(Y) 100%10%，0.1 mol1.0 molc(X) 0.35 molL 1 。0.7 mol2 L12在一定温度下，发生如下反应：N 2(g)3H 2(g)?2NH3(g)，起始时，充
15、入的 N2 和 H2 的物质的量分别是 3.0 mol 和 6.0 mol，平衡时生成 NH3 的物质的量是 2.4 mol。已知容器的容积为 5.0 L，试求：(1)H2 的转化率是_。(2)平衡时混合气体中 N2 的体积分数是_。答案 (1)60% (2)27.3%解析N2 3H2 ? 2NH3起始 3.0 mol 6.0 mol 0转化 1.2 mol 3.6 mol 2.4 mol平衡 1.8 mol 2.4 mol 2.4 mol(1)H2 的转化率 100%60%。3.6 mol6.0 mol(2)N2 的体积分数 100%27.3%。1.8 mol1.8 2.4 2.4 mol1
16、3已知：工业上合成氨：N 23H 2?2NH3 的反应为可逆反应；铁触媒是合成氨反应的催化剂，能同等程度的加快合成氨的正、逆反应速率，但不能改变合成氨反应的限度；在一定条件下进行的合成氨反应的速率随反应时间变化的曲线如图所示。(1)上述合成氨反应进行到什么时刻达到反应限度？(2)t3 时，向反应混合物中加入了铁触媒，请你在图中画出 t3 后的速率随反应时间变化的曲线图。答案 (1)反应进行到 t2 时刻达到反应限度。(2)14某温度下，将 2 mol CO 与 5 mol H2 的混合气体充入容积为 2 L 的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)2H 2(g)?CH3OH(g)。经
17、过 5 min 后，反应达到平衡，此时转移电子 6 mol。(1)v(CH3OH)_ molL 1 min1 。(2)在其他条件不变的情况下，再增加 2 mol CO 与 5 mol H2，达到新平衡时，CO 的转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)下列不能说明该反应已达到平衡状态的是_。aCH 3OH 的质量不变b混合气体的平均相对分子质量不再改变cv 逆 (CO)2v 正 (H2)d混合气体的密度不再发生改变(4)在一定压强下，容积为 V L 的容器充入 a mol CO 与 2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则 p1_p2(填
18、“大于”、“小于”或“等于”)，该反应的正反应为_(填“放热”或“吸热”)反应。(5)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_。a及时分离出 CH3OH 气体b适当升高温度c增大 H2 的浓度d选择高效催化剂答案 (1)0.15 (2) 增大 (3)cd (4) 小于 放热 (5)c解析 (1)某温度下，将 2 mol CO 与 5 mol H2 的混合气体充入容积为 2 L 的密闭容器中，经过 5 min 后，反 应达到平衡，依据化学方程式可知转移电子 4 mol 消耗 CO 物质的量为 1 mol，则此时转移电子 6 mol，消耗 CO 物质的量 1 mol1.5 mol，6
19、 mol4 molCO(g)2H 2(g)?CH3OH(g)起始量/(mol) 2 5 0变化量/(mol) 1.5 3 1.5平衡量/(mol) 0.5 2 1.5甲醇表示的反应速率 v(CH3OH) 0.15 mol L 1 min1 。1.5 mol2 L5 min(2)在其他条件不变的情况下，再增加 2 mol CO 与 5 mol H2，相当于增大 压强，CO(g)2H 2(g)?CH3OH(g)，反应是气体体积减小的反应，平衡正向进行，一氧化碳的转化率增大。(3)CH3OH 的质 量不变，物质的量不变， 说明反应达到平衡状 态，a 不符合；反应前后气体质量不变，反应前后气体物质的量
20、变化，当混合气体的平均相对分子 质量不再改变，说明反应达到平衡状态， b 不符合；反应速率之比等于化学方程式 计量数之比，当满足 2v 逆 (CO)v 正 (H2)时，说明氢气的正、逆反应速率相同，反应达到平衡状态，但 v 逆 (CO)2v 正 (H2)不能说明反应达到平衡状态， c 符合；反 应 前后气体质量不 变，容器体积不变，混合气体的密度始终不发生改变，不能 说明反应达到平衡状态，d 符合。(4)相同温度下，同一容器中，增大 压强，平衡向正反应方向移动，则 CO 的转化率增大，根据 图像知，p 1 小于 p2；温度升高 CO 转 化率减小， 说明升温平衡逆向进行，逆反应为吸热反应，正反
21、应为放热反应。(5)及时分离出 CH3OH，减少生成物浓度，平衡正向 进行，但反应速率减小，a 错误；升高温度，平衡逆向移动，b 错误；增大 H2 的浓度，化学反应速率加快，平衡正向移动， c 正确；选择高效催化剂，化学反应速率加快，平衡不移动，d 错误。15硫碘循环分解水制氢主要涉及下列反应： SO 22H 2OI 2=H2SO42HI 2HI ?H2I 2(g) 2H 2SO4=2SO2O 22H 2O(1)分析上述反应，下列判断正确的是_(填字母序号，下同) 。A反应易在常温下进行B反应中 SO2 氧化性比 HI 强C循环过程需补充 H2OD循环过程产生 1 mol O2 的同时产生 1
22、 mol H2(2)在一定条件、体积不变的密闭容器中，能说明反应达到化学平衡状态的是_。A混合气体的颜色不再变化B混合气体的密度不再改变C反应混合物中各组分物质的浓度相等DH 2、HI 、I 2 三种物质的反应速率之比为 121E容器中气体压强不变(3)一定温度下，向 1 L 密闭容器中加入 1 mol HI(g)，发生反应，H 2 物质的量随时间的变化如图所示。02 min 内的平均反应速率 v(HI)_。下列关于化学反应速率的说法正确的是_。A对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显B化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量的减小或生成物物质的量的增加来表示C在一定条件下
23、，可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率不再改变D增大反应物的浓度、降低反应的温度都能增大反应速率A 点的逆反应速率 v 逆 (H2)_(填“大于”、“小于 ”或“等于”)B 点的正反应速率 v正 (H2)。答案 (1)C (2)A (3) 0.1 molL 1 min1 C 小于解析 (1)中生成 2 mol H2SO4 需消耗 4 mol 水，而 中分解 2 mol H2SO4 生成 2 mol 水，所以循环过程中需补充水。(3)v(HI) 0.1 molL 1 min1 。0.1 mol 21 L2 min由于 B 点浓度大于 A 点浓度，所以 B 点 H2 正反应速率大于 A 点 H2 的逆反应速率。
