第2課時(shí)　化學(xué)反應(yīng)的限度　化學(xué)反應(yīng)條件的控制 [核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]　1.了解可逆反應(yīng)及特點(diǎn)。2.理解化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及標(biāo)志，知道改變條件化學(xué)平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)。3.了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的作用。 一、化學(xué)反應(yīng)限度 1.可逆反應(yīng) (1)定義 在同一條件下正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向均能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)，不用“===”，用“”。 (2) 2.化學(xué)平衡狀態(tài)的建立 (1)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程 (2)用速率變化圖像表示化學(xué)平衡狀態(tài)的建立 3.化學(xué)平衡狀態(tài) (1)化學(xué)平衡狀態(tài)的概念 如果外界條件(溫度、濃度、壓強(qiáng)等)不發(fā)生改變，當(dāng)可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)，稱為“化學(xué)平衡狀態(tài)”，簡稱化學(xué)平衡。 (2)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征 4.化學(xué)反應(yīng)的限度 (1)化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在一定條件下所能達(dá)到或完成的最大程度，即該反應(yīng)進(jìn)行的限度。 (2)對化學(xué)反應(yīng)限度的理解 ①化學(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在一定條件下的最大轉(zhuǎn)化率。 ②同一可逆反應(yīng)，不同條件下，化學(xué)反應(yīng)的限度不同，即改變條件可以在一定程度上改變一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的限度。 (1)SO2溶于水時(shí)，完全與水反應(yīng)生成H2SO3(　　) (2)通過改變反應(yīng)條件，可逆反應(yīng)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%(　　) (3)相同條件下，不同化學(xué)反應(yīng)的限度可能不同(　　) (4)一定條件，可以通過延長化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間來改變反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率(　　) (5)化學(xué)反應(yīng)在一定條件下建立平衡狀態(tài)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)將會(huì)停止(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)× 1.將2 mol SO2和1 mol O2充入容器，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2＋O2eq \o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3，一段時(shí)間后，再向容器中充入含氧同位素eq \o\al(18, 8)O的氧氣，則最終eq \o\al(18, 8)O存在于哪些物質(zhì)中？為什么？ 提示　eq \o\al(18, 8)O可能存在于氧氣、二氧化硫和三氧化硫中，因?yàn)榉磻?yīng)為可逆反應(yīng)，當(dāng)含eq \o\al(18, 8)O的氧氣參與反應(yīng)生成含eq \o\al(18, 8)O的三氧化硫，同時(shí)含eq \o\al(18, 8)O的三氧化硫又分解生成二氧化硫和氧氣，故最終三種物質(zhì)中都可能含有eq \o\al(18, 8)O。 2.(2018·河南信陽期末)可逆反應(yīng)2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在恒容密閉容器中進(jìn)行： ①單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)，生成2n mol NO2 ②單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)，生成2n mol NO ③用NO2、NO和O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1 ④混合氣體的顏色不再改變 ⑤混合氣體的密度不再改變 ⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變 ⑦混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變 可說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________。 答案　①④⑥⑦ 解析　單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2必同時(shí)消耗2n mol NO2，而生成2n mol NO2必同時(shí)消耗n mol O2，①能說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，②不能說明。③中無論反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比都等于相應(yīng)物質(zhì)的系數(shù)之比。④有色氣體的顏色不再改變，則表示體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不再變化，說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。⑤體積固定，氣體的質(zhì)量反應(yīng)前后不變，無論是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，氣體的密度始終不變。⑥反應(yīng)前后氣體的體積不相等，壓強(qiáng)不變，意味著各物質(zhì)的含量不再變化，說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。⑦由于反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時(shí)，說明氣體中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。 3.在容積一定的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)， (1)混合氣體的總的物質(zhì)的量不再改變 (2)混合氣體的壓強(qiáng)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(zhì)量不再改變 其中不能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。 答案　(1)(2)(3)(4) 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù) (1)直接判斷依據(jù) eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(①v正?A?＝v逆?A?＞0,②各物質(zhì)濃度保持不變))?達(dá)到平衡狀態(tài) (2)間接判斷依據(jù) 以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)為例 1.反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)eq \o(,\s\up7(高溫))CO2(g)＋H2(g)，達(dá)到平衡后，再向反應(yīng)容器中充入含18O的一氧化碳，經(jīng)過一段時(shí)間后，18O存在于(　　) A.CO B.H2O C.CO2　CO D.CO　H2O　CO2 答案　D 解析　含18O的一氧化碳正向和H2O生成含18O的二氧化碳，同時(shí)含18O的二氧化碳又逆向和H2反應(yīng)生成了一氧化碳和水，故最終CO、H2O和CO2中都含有了18O。 2.下列關(guān)于化學(xué)平衡的說法中，不正確的是(　　) A.當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率都為零 B.當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率一定相等 C.當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后，改變某些條件可以使平衡破壞 D.當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，盡管正、逆反應(yīng)都還在進(jìn)行，但各物質(zhì)的濃度保持不變 答案　A 解析　可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v正＝v逆≠0，化學(xué)平衡應(yīng)為動(dòng)態(tài)平衡。 3.在一定溫度下的恒容容器中，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(s)C(g)＋D(g)，下列描述中能表明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　) ①混合氣體的壓強(qiáng)不變 ②混合氣體的密度不變 ③C(g)的物質(zhì)的量濃度不變 ④容器內(nèi)A、C、D三種氣體的濃度之比為2∶1∶1 ⑤單位時(shí)間內(nèi)生成n mol C，同時(shí)生成n mol D ⑥單位時(shí)間內(nèi)生成n mol D，同時(shí)生成2n mol A A.①②⑤ B.②③⑤ C.②③⑥ D.①③⑥ 答案　C 解析　此反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，恒容條件下在達(dá)到平衡狀態(tài)前后體系的壓強(qiáng)始終不變，①不能作為平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志；容積固定，因?yàn)榇朔磻?yīng)有固體參與，氣體密度不變說明氣體總質(zhì)量不變，說明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，②可作為平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志；C(g)的濃度不變說明生成C(g)和消耗C(g)的量相等，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，③能作為平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志；非平衡狀態(tài)下，三種氣體的濃度之比也可為2∶1∶1，④不能作為平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志；單位時(shí)間內(nèi)生成n mol C和n mol D均表示正反應(yīng)速率，⑤不能作為平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志；單位時(shí)間內(nèi)生成n mol D，即消耗2n mol A，同時(shí)生成2n mol A，表明此時(shí)v正(A)＝v逆(A)，⑥能作為平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志。 4.(2018·濟(jì)南校級期末)合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)eq \o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))，673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示。 下列敘述中正確的是(　　) A.c點(diǎn)處正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 B.a點(diǎn)的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)的大 C.d點(diǎn)(t1時(shí)刻)和e點(diǎn)(t2時(shí)刻)處n(N2)不同 D.在t2時(shí)刻，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率 答案　B 解析　c點(diǎn)反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量仍在變化，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，所以正、逆反應(yīng)速率不相等，A錯(cuò)誤；從a點(diǎn)到b點(diǎn)，氫氣的物質(zhì)的量在逐漸減小，即其物質(zhì)的量濃度在逐漸減小，所以正反應(yīng)的反應(yīng)速率在逐漸減小，即a點(diǎn)的正反應(yīng)速率比b點(diǎn)的大，B正確；d點(diǎn)和e點(diǎn)都處于平衡狀態(tài)，n(N2)不變，即d點(diǎn)和e點(diǎn)處n(N2)相等，C錯(cuò)誤；在t2時(shí)刻，該反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，所以正、逆反應(yīng)速率相等，D錯(cuò)誤。 二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制 1.下列措施可以提高燃料燃燒效率的是________(填序號)。 ①提高燃料的著火點(diǎn)?、诮档腿剂系闹瘘c(diǎn) ③將固體燃料粉碎　④將液體燃料霧化處理 ⑤將煤進(jìn)行氣化處理?、尥ㄈ脒m當(dāng)過量的空氣 答案?、邰堍茛?解析　理論上，提高燃料燃燒效率的常用方法是增大燃料與空氣的接觸面積，并通入適當(dāng)過量的空氣。對于①和②，由于燃料的著火點(diǎn)是其固有的性質(zhì)，不可改變，故這兩項(xiàng)措施不可行。③、④、⑤所采取的措施均是為了增大燃料與空氣的接觸面積。 2.下圖所示為工業(yè)合成氨的流程圖。下列有關(guān)生產(chǎn)條件的調(diào)控作用分析正確的是________(填序號)。 (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(yīng)速率 (3)步驟②采用的壓強(qiáng)是2×107 Pa，因?yàn)樵谠搲簭?qiáng)下鐵觸媒的活性最大 (4)步驟③，選擇高效催化劑是合成氨反應(yīng)的重要條件 (5)目前，步驟③一般選擇控制反應(yīng)溫度為700 ℃左右 (6)步驟④⑤有利于提高原料的利用率，能節(jié)約生產(chǎn)成本 答案　(1)(2)(4)(6) 1.將煤塊粉碎、經(jīng)脫硫處理、在適當(dāng)過量的空氣中燃燒，這樣處理的目的是(　　) ①使煤充分燃燒，提高煤的利用率?、跍p少SO2的產(chǎn)生，避免造成“酸雨”?、蹨p少有毒的CO產(chǎn)生，避免污染空氣 ④減少CO2的產(chǎn)生，避免“溫室效應(yīng)” A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④ 答案　A 解析　煤塊粉碎是為了提高煤的利用率；脫硫是為了減少SO2的產(chǎn)生；過量空氣是為了減少CO的產(chǎn)生。 2.在下列事實(shí)中，判斷什么因素影響了化學(xué)反應(yīng)的速率。 (1)集氣瓶中有H2和Cl2的混合氣體，在瓶外點(diǎn)燃鎂條時(shí)發(fā)生爆炸：____________________。 (2)黃鐵礦煅燒時(shí)需粉碎成細(xì)小的礦粒：____________________________________________。 (3)KI晶體和HgCl2晶體混合后無明顯現(xiàn)象，若一起投入水中，很快生成紅色的HgI2：________________________________________________________________________。 (4)熔化的KClO3放出氣泡很慢，撒入少量MnO2很快產(chǎn)生氣體：__________________________ ______________________________________________。 (5)同濃度、同體積的鹽酸中放入同樣大小的鋅粒和鎂塊，產(chǎn)生氣體有快有慢：_____________ ___________________________________________________________。 (6)同樣大小的石灰石分別在0.1 mol·L－1的鹽酸和1 mol·L－1的鹽酸中反應(yīng)速率不同：________________________________________________________________________。 (7)夏天的食品易霉變，冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象：_______________________________________ _________________________。 (8)葡萄糖在空氣中燃燒時(shí)需要較高的溫度，可是在人體內(nèi)正常體溫(37 ℃)下，就可以被氧化，這是因?yàn)椋篲____________________________________________________________________。 答案　(1)光　(2)反應(yīng)物的表面積 (3)水作溶劑，增大了反應(yīng)物的接觸面積 (4)催化劑　 (5)反應(yīng)物本身的性質(zhì) (6)反應(yīng)物的濃度　(7)反應(yīng)溫度 (8)人體內(nèi)的生物酶起催化作用 解析　影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素除了濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑以外，光、電磁波、超聲波、反應(yīng)物顆粒的大小、溶劑的性質(zhì)等也會(huì)對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。 課時(shí)對點(diǎn)練 A組　基礎(chǔ)對點(diǎn)練 題組一　可逆反應(yīng)的特點(diǎn) 1.(2018·淮陰高一檢測)下列各組反應(yīng)中，屬于可逆反應(yīng)的一組是(　　) A.2H2Oeq \o(=====,\s\up7(通電))2H2↑＋O2↑，2H2＋O2eq \o(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))2H2O B.NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3，NH4HCO3eq \o(=====,\s\up7(△))NH3↑＋CO2↑＋H2O C.H2＋I(xiàn)2eq \o(=====,\s\up7(△))2HI,2HIeq \o(=====,\s\up7(△))H2＋I(xiàn)2 D.2Ag＋Br2eq \o(=====,\s\up7(CuO))2AgBr,2AgBreq \o(=====,\s\up7(光照))2Ag＋Br2 答案　C 解析　可逆反應(yīng)必須是在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)，A、B、D三項(xiàng)中反應(yīng)條件不同，都不是可逆反應(yīng)，只有C滿足條件，故選C。 2.2 mol H2和3 mol I2蒸氣在持續(xù)加熱的條件下進(jìn)行：I2(g)＋H2(g)eq \o(,\s\up7(△))2HI(g)，充分反應(yīng)后HI的物質(zhì)的量可能是(　　) A.4 mol B.小于4 mol C.6 mol D.大于6 mol 答案　B 解析　I2蒸氣過量，2 mol H2若完全反應(yīng)，可轉(zhuǎn)化為4 mol HI，由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，H2的轉(zhuǎn)化率小于100%，故反應(yīng)后HI的物質(zhì)的量小于4 mol。 題組二　化學(xué)平衡狀態(tài)和限度 3.下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)限度的說法不正確的是(　　) A.任何可逆反應(yīng)的進(jìn)程都有一定限度 B.提高反應(yīng)的限度可以提高反應(yīng)物的利用率 C.化學(xué)平衡狀態(tài)是指一定條件下進(jìn)行的可逆反應(yīng)達(dá)到的最大限度 D.化學(xué)反應(yīng)達(dá)到最大限度時(shí)，可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率為零 答案　D 解析　在一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到最大限度時(shí)，反應(yīng)就達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等，但不為零，是動(dòng)態(tài)平衡，故選D項(xiàng)。 4.向一密閉容器中放入1 mol X，進(jìn)行可逆反應(yīng)2X(g)3Y(g)，反應(yīng)過程中的反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系曲線如圖所示，下列敘述正確的是(　　) A.t1時(shí)，只有正反應(yīng) B.t2～t3時(shí)，反應(yīng)不再發(fā)生 C.t2時(shí)，容器內(nèi)有1.5 mol Y D.t2～t3時(shí)，X、Y的物質(zhì)的量均沒有發(fā)生變化 答案　D 解析　t1時(shí)，v正＞v逆＞0，正、逆反應(yīng)都在發(fā)生，A項(xiàng)錯(cuò)誤；t2～t3時(shí)，v正＝v逆＞0，反應(yīng)并未停止，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，1 mol X不能完全反應(yīng)，所以當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)Y的物質(zhì)的量小于1.5 mol，C項(xiàng)錯(cuò)誤；t2～t3時(shí)為化學(xué)平衡狀態(tài)，X、Y的物質(zhì)的量均不發(fā)生變化，D項(xiàng)正確。 5.下列對于可逆反應(yīng)2M(g)＋N(g)2P(g)達(dá)到平衡時(shí)的說法正確的是(　　) A.M、N全部變成了P B.反應(yīng)已經(jīng)停止 C.反應(yīng)混合物中各組分的濃度不再改變 D.反應(yīng)混合物中c(M)∶c(N)∶c(P)一定等于2∶1∶2 答案　C 解析　可逆反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達(dá)不到100%，即M、N不可能全部變成P，A項(xiàng)錯(cuò)誤；平衡時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等，但不為0，即反應(yīng)沒有停止，B項(xiàng)錯(cuò)誤；平衡時(shí)反應(yīng)混合物中各組分的濃度不再改變，C項(xiàng)正確；平衡時(shí)反應(yīng)混合物中c(M)∶c(N)∶c(P)不一定等于2∶1∶2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 題組三　化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷 6.(2019·杭州市學(xué)軍中學(xué)檢測)一定條件下的可逆反應(yīng)2NO2(紅棕色)2NO(無色)＋O2(無色)，在恒壓密閉容器中充入NO2，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是(　　) A.反應(yīng)停止了 B.NO的正反應(yīng)速率與O2的逆反應(yīng)速率相等 C.c(NO)∶c(O2)＝2∶1 D.氣體的顏色不再變化 答案　D 解析　A項(xiàng)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，但反應(yīng)并沒有停止，故錯(cuò)誤；B項(xiàng)，NO的正反應(yīng)速率與O2的逆反應(yīng)速率之比為2∶1時(shí)才能確定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；C項(xiàng)，c(NO)∶c(O2)始終是2∶1，不能作為判斷是否達(dá)到平衡的依據(jù)，故錯(cuò)誤；D項(xiàng)，混合氣體的顏色不再改變，說明NO2氣體的濃度不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確。 7.(2019·哈爾濱高一月考)在一定條件下，使一定量的A和B氣體混合發(fā)生反應(yīng)2A(g)＋3B(g)4C(g)。下列描述中，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　) A.各物質(zhì)的濃度之比c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶3∶4 B.混合氣體中各物質(zhì)的濃度相等 C.單位時(shí)間內(nèi)，消耗a mol A物質(zhì)的同時(shí)消耗2a mol C物質(zhì) D.混合氣體的體積是反應(yīng)開始前的eq \f(4,5) 答案　C 解析　化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，各組分濃度保持不變，不是濃度相等；用不同物質(zhì)的反應(yīng)速率表示達(dá)到平衡，要求反應(yīng)方向是一正一逆，且反應(yīng)速率之比為化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 題組四　化學(xué)反應(yīng)條件的控制 8.通過控制或改變反應(yīng)條件可以加快、減緩甚至阻止反應(yīng)的進(jìn)行，使化學(xué)反應(yīng)有利于人類的生存和提高生活質(zhì)量。下列各圖所示的措施中，能加快化學(xué)反應(yīng)速率的是(　　) 答案　C 9.工業(yè)上合成氨反應(yīng)為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在實(shí)際生產(chǎn)中為提高合成氨的反應(yīng)速率，下列說法正確的是(　　) A.溫度越高，反應(yīng)速率越快，因此采取的溫度越高越好 B.壓強(qiáng)越高，反應(yīng)速率越快，因此采取的壓強(qiáng)越高越好 C.催化劑能加快反應(yīng)速率，因此可選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?D.可向容器中加入一定量的水蒸氣，使氨氣溶解以提高反應(yīng)速率 答案　C 解析　A項(xiàng)，溫度高反應(yīng)速率快，但溫度過高會(huì)消耗更多的燃料，因此實(shí)際生產(chǎn)中的溫度不是越高越好，故錯(cuò)誤；B項(xiàng)，壓強(qiáng)大反應(yīng)速率快，但壓強(qiáng)過高會(huì)增加設(shè)備的成本，因此實(shí)際生產(chǎn)中的壓強(qiáng)不是越高越好，故錯(cuò)誤；C項(xiàng)，可選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┨岣叻磻?yīng)速率，故正確；D項(xiàng)，加入水蒸氣會(huì)降低反應(yīng)體系的溫度，且氨氣溶于水并不能提高反應(yīng)速率，故錯(cuò)誤。 10.某溫度下，在2 L密閉容器中X、Y、Z三種物質(zhì)(均為氣態(tài))間進(jìn)行反應(yīng)，其物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖。據(jù)圖回答： (1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為_______________________________________________。 (2)反應(yīng)起始至t min(設(shè)t＝5)，X的平均反應(yīng)速率是________________。 (3)在t min時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到了____________狀態(tài)，下列可判斷反應(yīng)已達(dá)到該狀態(tài)的是________(填字母，下同)。 A.X、Y、Z的反應(yīng)速率相等 B.X、Y的反應(yīng)速率比為2∶3 C.混合氣體的密度不變 D.生成1 mol Z的同時(shí)生成2 mol X (4)一定能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大的措施有________。 A.其他條件不變，及時(shí)分離出產(chǎn)物 B.適當(dāng)降低溫度 C.其他條件不變，增大X的濃度 D.保持溫度不變，將容器體積壓縮為1 L 答案　(1)2X3Y＋Z　(2)0.08 mol·L－1·min－1 (3)化學(xué)平衡　D　(4)CD 解析　(1)由圖像可以看出X為反應(yīng)物，Y和Z為生成物，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到t＝5 min時(shí)，Δn(X)＝0.8 mol，Δn(Y)＝1.2 mol，Δn(Z)＝0.4 mol，化學(xué)反應(yīng)中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化值與化學(xué)計(jì)量數(shù)呈正比，故Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝2∶3∶1，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為2X3Y＋Z。 (2)v(X)＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(0.8 mol,2 L×5 min)＝0.08 mol·L－1·min－1。 (3)在t min時(shí)，反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。A項(xiàng)，X、Y、Z的化學(xué)計(jì)量數(shù)不相等，則X、Y、Z的反應(yīng)速率也不會(huì)相等，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，無論平衡與否，X、Y的反應(yīng)速率之比都為2∶3，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，據(jù)ρ＝eq \f(m,V)，由于反應(yīng)的體積不變，氣體的總質(zhì)量不變，則混合氣體的密度不變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，當(dāng)生成1 mol Z的同時(shí)生成2 mol X，說明正、逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，正確。 (4)減小產(chǎn)物濃度，降低溫度，會(huì)使反應(yīng)速率減小，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；增大反應(yīng)物濃度，會(huì)使反應(yīng)速率增大，故C、D項(xiàng)正確。 B組　綜合強(qiáng)化練 1.在下列說法中，可以說明恒溫恒容密閉容器中的反應(yīng)：P(g)＋Q(g)R(g)＋S(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　) A.反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化 B.P和S的生成速率相等 C.容器內(nèi)P、Q、R、S的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1∶1∶1 D.反應(yīng)容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間變化 答案　B 解析　反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不變，容器的壓強(qiáng)始終不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比得v逆(P)＝v逆(S)，根據(jù)題意知，v逆(P)＝v正(S)，則有v逆(S)＝v正(S)，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B項(xiàng)正確；反應(yīng)容器內(nèi)P、Q、R、S的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1∶1∶1，但不一定不再改變，所以反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不變，氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.一定溫度下，在某恒容的密閉容器中，建立化學(xué)平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。下列敘述中不能說明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(　　) A.體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化 B.v正(CO)＝v逆(H2O) C.生成n mol CO的同時(shí)生成n mol H2 D.1 mol H—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2 mol H—O鍵 答案　C 解析　A項(xiàng)，由于該反應(yīng)前后氣體體積改變，當(dāng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化時(shí)，說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；B項(xiàng)，CO的正反應(yīng)速率等于其逆反應(yīng)速率，說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；C項(xiàng)，生成CO、H2均表示反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，沒有表示出正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系，不能說明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)；D項(xiàng)，H—H鍵斷裂和H—O鍵斷裂是兩個(gè)相反的反應(yīng)方向，1 mol H—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2 mol H—O鍵，即消耗1 mol H2的同時(shí)消耗了1 mol H2O，可知H2的消耗量等于其生成量，說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。 3.(2019·武漢高一期末)一定溫度下，在一容積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下能作為該反應(yīng)達(dá)到平衡標(biāo)志的是(　　) A.X的分解速率與Y的消耗速率相等 B.X、Y與Z的物質(zhì)的量之比為2∶1∶1 C.混合氣體的密度不再變化 D.單位時(shí)間內(nèi)生成1 mol Y的同時(shí)分解2 mol X 答案　C 解析　A項(xiàng)，X的分解速率是Y生成速率的2倍，因此Y的生成速率不等于Y的消耗速率，因此沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；B項(xiàng)，平衡時(shí)各物質(zhì)濃度不再發(fā)生變化，但物質(zhì)之間的濃度不一定相等或滿足某種關(guān)系，故錯(cuò)誤；C項(xiàng)，容積不變，當(dāng)密度不變時(shí)說明混合氣體的質(zhì)量不變，又因?yàn)樵摲磻?yīng)有固體生成，故各物質(zhì)的量不再變化，因此達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；D項(xiàng)，生成Y和消耗X屬于同一方向，因此不能作為達(dá)到平衡的標(biāo)志，故錯(cuò)誤。 4.一定溫度下，在恒容的密閉容器中，能表示反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志有(　　) ①容器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化 ②H2的生成速率與NH3的消耗速率之比為3∶2 ③混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變 ④容器內(nèi)混合氣體的密度不變 ⑤NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化 ⑥密閉容器中n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)＝1∶3∶2 A.①④⑥ B.②③⑤ C.①③⑤ D.②④⑥ 答案　C 解析　該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量變小的反應(yīng)，壓強(qiáng)不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡，①正確；H2的生成速率和NH3的消耗速率都表示v逆，②錯(cuò)誤；反應(yīng)中混合氣體的總質(zhì)量不變，若平均相對分子質(zhì)量不變，說明氣體物質(zhì)的量不變，反應(yīng)已達(dá)平衡，③正確；恒容容器中混合氣體的總質(zhì)量和體積均無變化，故氣體密度始終不變，④錯(cuò)誤；物質(zhì)的量濃度不變，說明已達(dá)平衡，⑤正確；容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，與是否達(dá)到平衡無關(guān)，⑥錯(cuò)誤。 5.在容積可變的密閉容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)接近于(　　) A.5% B.10% C.15% D.20% 答案　C 解析　達(dá)到平衡時(shí)，H2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為8 mol×25%＝2 mol。在一定條件下，N2與H2發(fā)生反應(yīng)： 　　　　　　　　　　N2＋3H2eq \o(,\s\up7(一定條件))2NH3 起始物質(zhì)的量/mol 2 8 0 轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol eq \f(2,3) 2 eq \f(4,3) 平衡物質(zhì)的量/mol eq \f(4,3) 6 eq \f(4,3) 同溫同壓下，氣體的體積比等于其物質(zhì)的量之比，故平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為eq \f(\f(4,3) mol,\f(4,3) mol＋6 mol＋\f(4,3) mol)×100%≈15%。 6.(2019·貴州貴陽高一期末)在一定溫度下，某容器內(nèi)的某一反應(yīng)中，X、Y的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線如圖所示，下列表述正確的是(　　) A.t1時(shí)，Y的濃度是X的濃度的2倍 B.反應(yīng)的化學(xué)方程式為2X3Y C.t2時(shí)，反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài) D.t3時(shí)，X、Y的量不再變化，化學(xué)反應(yīng)停止了，正、逆反應(yīng)速率為零 答案　A 解析　A項(xiàng)，由圖像知，反應(yīng)中Y的物質(zhì)的量減少，X的物質(zhì)的量增多，則Y為反應(yīng)物，X為產(chǎn)物，方程式為3Y2X，t1時(shí)X的物質(zhì)的量為3 mol，Y的物質(zhì)的量為6 mol，因此Y的濃度是X的2倍，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在t2時(shí)，X和Y的物質(zhì)的量相等，但反應(yīng)未達(dá)到平衡，故正、逆反應(yīng)速率不相等，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；在t3時(shí)，X和Y的物質(zhì)的量不再隨時(shí)間的變化而變化，反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等，但不為零，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 7.在2 L密閉容器中，800 ℃時(shí)，反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)體系中，n(NO)隨時(shí)間的變化如下表所示。 (1)上圖中，A點(diǎn)處v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 (2)圖中表示NO2變化的曲線是________。用O2表示從0～2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v＝________________。 (3)下列能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填字母，下同)。 a.v(NO2)＝2v(O2) b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變 c.v逆(NO)＝2v正(O2) d.容器內(nèi)的密度保持不變 (4)下列能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大的是________。 a.及時(shí)分離出NO2氣體 b.適當(dāng)升高溫度 c.增大O2的濃度 d.選擇高效的催化劑 答案　(1)大于　(2)b　1.5×10－3 mol·L－1·s－1　(3)bc　(4)bcd 解析　(1)圖中表明A點(diǎn)的反應(yīng)時(shí)間小于1 s，表中表明在0～1 s內(nèi)n(NO)呈減小狀態(tài)，則反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)在向右進(jìn)行，v(正)＞v(逆)。 (2)上述反應(yīng)向右進(jìn)行，則c(NO)由逐漸減小到保持不變。表中表明，上述反應(yīng)從開始到平衡，n(NO)減小0.020 mol－0.007 mol＝0.013 mol，則n(NO2)增加0.013 mol。上述反應(yīng)容器的容積為2 L，則平衡時(shí)c(NO2)為0.006 5 mol·L－1，則表示NO2變化的曲線是b。表中表明，在0～2 s內(nèi)n(NO)減小0.020 mol－0.008 mol＝0.012 mol，則n(O2)減小0.006 mol，容器容積為2 L，則c(O2)減小0.003 mol·L－1，反應(yīng)時(shí)間為2 s，根據(jù)v＝eq \f(Δc,Δt)計(jì)算得v(O2)＝1.5×10－3 mol·L－1·s－1。 (3)化學(xué)平衡狀態(tài)中正、逆反應(yīng)速率相等，v正(NO2)＝2v逆(O2)體現(xiàn)了上述反應(yīng)中正、逆反應(yīng)速率相等，v(NO2)＝2v(O2)則不可以。上述反應(yīng)，在達(dá)到平衡之前氣體總物質(zhì)的量不守恒，則在恒溫、恒容下氣體總壓強(qiáng)不守恒；在達(dá)到平衡之后氣體總物質(zhì)的量守恒，則在恒溫、恒容下氣體總壓強(qiáng)守恒?？傊?，上述反應(yīng)的容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，說明反應(yīng)已經(jīng)到達(dá)平衡。上述反應(yīng)，在達(dá)到平衡前后氣體質(zhì)量守恒，由于容器容積不變，則容器內(nèi)的密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡。 (4)其他條件一定，升高溫度或增大反應(yīng)物的濃度或使用催化劑，都能使化學(xué)反應(yīng)速率增大；反之，可使化學(xué)反應(yīng)速率減小。 8.甲、乙兩個(gè)研究小組決定用實(shí)驗(yàn)探究的方法證明化學(xué)反應(yīng)具有一定的限度，在一定條件下會(huì)達(dá)到“平衡狀態(tài)”。 (Ⅰ)甲組：取5 mL 0.1 mol·L－1的KI溶液于試管中，滴加0.1 mol·L－1的FeCl3溶液2 mL，發(fā)生如下反應(yīng)：2I－＋2Fe3＋===2Fe2＋＋I(xiàn)2。為了證明該反應(yīng)具有一定的限度，他們設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：①取少量反應(yīng)液，滴加AgNO3溶液，發(fā)現(xiàn)有少量的黃色沉淀(AgI)生成，證明反應(yīng)物沒有反應(yīng)完全；②再取少量反應(yīng)液，加入少量CCl4，振蕩，發(fā)現(xiàn)CCl4層顯淺紫色，證明萃取到了I2，即有I2生成。結(jié)合①②的結(jié)論，他們得出結(jié)論：該反應(yīng)具有一定的可逆性，在一定條件下會(huì)達(dá)到反應(yīng)限度。 (1)指導(dǎo)老師指出上述實(shí)驗(yàn)中①不合理，你認(rèn)為原因是__________________________________ ______________________________，改進(jìn)的方法是_____________________________________ ___________________________。 (2)有人認(rèn)為步驟②適合檢驗(yàn)生成I2較多的情況，還有一種簡單的方法可以靈敏地檢驗(yàn)是否生成了I2，這種方法是__________________________________________________________。 (Ⅱ)乙組：取4 mL 1 mol·L－1的CaCl2溶液于試管中，發(fā)現(xiàn)滴入1 mol·L－1的Na2SO4溶液6 mL后已經(jīng)觀察不到有白色沉淀產(chǎn)生了，發(fā)生的反應(yīng)是Na2SO4＋CaCl2===CaSO4↓＋2NaCl。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)上述反應(yīng)具有可逆性和反應(yīng)限度，簡要列出實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論： ________________________________________________________________________。 答案?、?(1)該反應(yīng)中KI相對過量，故不能直接檢驗(yàn)是否存在I－　取少量反應(yīng)液，滴加KSCN，若出現(xiàn)紅色，則證明還有Fe3＋未完全反應(yīng) (2)取少量反應(yīng)液，滴加淀粉溶液，若溶液變藍(lán)色，說明生成了I2 Ⅱ.取上層清液少許置于試管中，滴加1 mol·L－1的Na2CO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說明反應(yīng)有一定的可逆性和反應(yīng)限度 解析　甲組實(shí)驗(yàn)①不合理，因?yàn)樗拥腎－是過量的，不能檢驗(yàn)I－存在證明反應(yīng)的可逆性，只能證明少量反應(yīng)物Fe3＋是否剩余及是否生成了I2來證明，因此，用KSCN溶液、淀粉溶液(或CCl4萃取)等合理方法。乙組從反應(yīng)物的量的角度考慮，Na2SO4溶液相對過量，若反應(yīng)無可逆性，則Ca2＋沉淀完全，若反應(yīng)有一定可逆性和反應(yīng)限度，則Ca2＋沒有完全沉淀，故可用Na2CO3來證明Ca2＋即可。 類型判斷依據(jù)平衡狀態(tài)混合物體系中各成分的含量①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定平衡②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了m mol A同時(shí)生成m mol A，即v正＝v逆平衡②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了n mol B同時(shí)生成p mol C，則v正不一定等于v逆不一定③在單位時(shí)間內(nèi)生成n mol B，同時(shí)消耗q mol D，因二者變化均表示v逆，所以v正不一定等于v逆不一定溫度體系溫度一定(其他不變)平衡顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色一定平衡時(shí)間/s012345n(NO) /mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007

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高中化學(xué)人教版 (2019)必修 第二冊電子課本

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版本： 人教版 (2019)

年級： 必修 第二冊

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