第5講化學反應的速率與限度-2019必修第二冊

第5講化學反應的速率與限度第5講化學反應的速率與限度通過化學反應速率的概念及其影響因素的學習，學會“變量控制”的科學方法，增強證據(jù)推理的意識。結(jié)合實例體會可逆反應存在限度，理解化學平衡狀態(tài)的特征，發(fā)展“變化觀念與平衡思想”的學科核心素養(yǎng)。發(fā)展認識化學反應的基本角度，能從化學反應限度和快慢的角度解釋生產(chǎn)、生活中簡單的化學現(xiàn)象。體會從限度和快慢兩個方面去認識和調(diào)控化學反應的重要性，認識控制反應條件在生產(chǎn)和科學研究中的作用。4．能從微觀角度理解濃度和壓強對速率的影響，發(fā)展宏觀辨識與微觀探析的化學學科核心素養(yǎng)。本節(jié)包含三個問題：化學反應的速率、限度和調(diào)控。前兩個問題是化學基本原理，后一個問題是原理的應用。三個問題密切相關(guān)，但依據(jù)課程標準要求和學生知識基礎的不同，內(nèi)容深淺不一，呈現(xiàn)方式各異?；瘜W反應的速率，重點是影響化學反應速率的因素，化學反應的限度，只限于介紹化學平衡狀態(tài)，化學反應條件的控制，重在相關(guān)意識的形成。重點是化學反應速率的概念及其影響因素、化學反應的限度。難點為返學反應的限度。內(nèi)容較多，由老師在課上結(jié)合“情景導入”文檔中的內(nèi)容為學生介紹即可。知識點一：化學反應速率一、化學反應速率及其表示方法 （一）化學反應速率表達方式1、概念：化學反應速率是用來衡量化學反應過程進行快慢程度的物理量。2、表示方法：通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少/生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。3、計算：表達式為ν＝eq\f(Δc,Δt)或ν=eq\f(Δn,V·Δt)Δc為濃度的變化量，以mol·L－1為單位；Δt為時間，一般以s或min為單位。4、常用單位mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。（二）速率比與化學計量數(shù)的關(guān)系在一個體積為2L的密閉容器中發(fā)生反應2SO2＋O2?2SO3，經(jīng)過5s后，測得SO3的物質(zhì)的量為0.8mol。填寫下表：有關(guān)反應的物質(zhì)SO2O2SO3物質(zhì)的量濃度變化0.4mol·L－10.2mol·L－10.4mol·L－1化學反應速率0.08mol·L－1·s－10.04mol·L－1·s－10.08mol·L－1·s－1化學反應速率之比2∶1∶2（三）化學反應速率的理解與大小比較1、對化學反應速率的理解2、化學反應速率大小的比較方法(1)歸一法：若單位不統(tǒng)一，則要換算成相同的單位；若為不同物質(zhì)表示的反應速率，則要換算成同一物質(zhì)來表示反應速率；再比較數(shù)值的大小。(2)比值法：比較化學反應速率與化學計量數(shù)的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比較eq\f(vA,a)與eq\f(vB,b)，若eq\f(vA,a)＞eq\f(vB,b)，則說明用A表示的化學反應速率大于用B表示的化學反應速率。二、影響化學反應速率的因素（一）方法引導——變量控制方法探究化學反應速率的影響因素，關(guān)鍵是控制好變量。其大致步驟如下：（二）實驗探究——外界條件對化學反應速率的影響1、溫度對化學反應速率影響的探究實驗操作實驗現(xiàn)象①產(chǎn)生氣泡速率最慢②產(chǎn)生氣泡速率較快③產(chǎn)生氣泡速率最快實驗結(jié)論對于反應2H2O22H2O＋O2↑來說，溫度升高，H2O2的分解速率加快2、催化劑對化學反應速率影響的探究實驗操作實驗現(xiàn)象①有少量氣泡出現(xiàn)②能產(chǎn)生大量氣泡③能產(chǎn)生大量氣泡實驗結(jié)論MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快3、濃度對化學反應速率影響的探究實驗操作實驗現(xiàn)象裝有12%H2O2溶液的試管中先產(chǎn)生氣泡實驗結(jié)論增大反應物濃度能使H2O2分解速率加快4、探究固體反應物表面積對化學反應速率的影響實驗操作實驗現(xiàn)象加碳酸鈣粉末的試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡較快，加塊狀碳酸鈣的試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡較慢實驗結(jié)論其他條件相同時，固體反應物表面積越大，反應速率加快（三）化學反應速率的影響因素1、主要因素：反應物本身的性質(zhì)2、外界條件：①其它條件不變時，升高溫度，反應速率加快（適用于所有化學反應，不管吸熱還是放熱）②其它條件不變時，加入正催化劑，反應速率加快正催化劑能加快化學反應速率，負催化劑能減慢化學反應速率，若無特殊說明，都指正催化劑③其它條件不變時，增大反應物的濃度，反應速率加快A.不適用于固體和純液體B.只與濃度有關(guān)，而與物質(zhì)的總量無關(guān)④對于有氣體參加的反應，其它條件不變時，增大壓強，化學反應速率加快A.只適用于有氣體參加的反應B.壓強是通過改變濃度來影響速率的⑤對于有固體參加的反應，增大接觸面積（如研細和混勻），反應速率加快⑥對于某些反應，光照能加快反應速率⑦放射線輻射、超聲波、電弧、強磁場等例1．下列說法正確的是（）A.化學反應速率是對可逆反應而言的，非可逆反應不談化學反應速率B.在可逆反應中，正反應的化學反應速率是正值，逆反應的化學反應速率是負值C.同一化學反應中，化學反應速率可用反應物濃度的改變表示，也可用生成物濃度的改變表示，其值可能相同，也可能不同D.化學反應速率的單位通常是g·L－1·s－1，也可以是kg·L－1·s－1【答案】C【解析】由化學反應速率的概念“單位時間內(nèi)反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量”，可以看出它適合于所有的化學反應，并非專指可逆反應，A項不正確；單位時間是正值，反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量也是正值，故其比值也必為正值，B項不正確；由化學反應速率的計算公式ν＝eq\f(Δc,Δt)可以看出，其單位中不可能出現(xiàn)g、kg等質(zhì)量單位，D項不正確。例2．已知某條件下，合成氨反應的數(shù)據(jù)如下表。N2＋3H22NH3當用氨氣濃度的增加來表示該反應的速率時，下列說法中錯誤的是N2H2NH3起始濃度/mol?L-12s末濃度/mol?L-1?s-14s末濃度//mol?L-1?s-1A.2s末氨氣的反應速率為0.4mol·L－1·s－1B.前2s時間內(nèi)氨氣的平均反應速率為0.4mol·L－1·s－1C.前4s時間內(nèi)氨氣的平均反應速率為0.3mol·L－1·s－1D.2～4s時間內(nèi)氨氣的平均反應速率為0.2mol·L－1·s－1【答案】C【解析】化學反應速率是平均反應速率，而不是瞬時速率，A錯誤；前2s時間內(nèi)氨氣的平均反應速率為eq\f(1.0－0.2mol·L－1,2s)＝0.4mol·L－1·s－1，B正確；前4s時間內(nèi)氨氣的平均反應速率為eq\f(1.4－0.2mol·L－1,4s)＝0.3mol·L－1·s－1，C正確；2～4s時間內(nèi)氨氣的平均反應速率為eq\f(1.4－1.0mol·L－1,2s)＝0.2mol·L－1·s－1，D正確。例3．已知4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，若反應速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，則正確的關(guān)系式為（）A.4v(NH3)＝5v(O2) B.5v(O2)＝6v(H2O)C.2v(NH3)＝3v(H2O) D.4v(O2)＝5v(NO)【答案】D【解析】在同一化學反應里，各物質(zhì)的反應速率之比等于各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比。A選項應為5v(NH3)＝4v(O2)；B選項應為6v(O2)＝5v(H2O)；C選項應為3v(NH3)＝2v(H2O)。例4．用鋅粒與2mol·L－1的稀硫酸混合制備氫氣時，若向其中分別再加入少量等體積的下列物質(zhì)：①KCl溶液、②4mol·L－1鹽酸、③CuCl2溶液、④4mol·L－1CH3COONa溶液，則加入后反應生成氫氣速率的大小順序是（）A.③＞④＞① B.①＞②＞④C.②＞①＞④ D.④＞③＞②【答案】C【解析】①加入等體積KCl溶液，導致溶液體積變大，氫離子的濃度減??；②加入等體積4mol·L－1鹽酸，氫離子的濃度不變；③加入等體積CuCl2溶液，與鋅發(fā)生置換生成銅，銅與鋅的稀硫酸構(gòu)成原電池加快化學反應的速率；④加入等體積4mol·L－1CH3COONa溶液，氫離子與醋酸根離子反應生成醋酸，導致溶液中氫離子的濃度比①還小，根據(jù)影響反應速率的因素可知，氫離子的濃度越大反應速率越快，則加入后反應生成氫氣速率的大小順序是③＞②＞①＞④。例5．用鋅粒與2mol·L－1的稀硫酸混合制備氫氣時，若向其中分別再加入少量某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題：（1）上述實驗中發(fā)生反應的化學方程式有___________________________________。（2）硫酸銅溶液可以加快氫氣的生成速率的原因是。（3）要加快上述氣體的產(chǎn)生速率，還可采取的措施的是。（4）為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了如下一系列的實驗。將表中所給的混合溶液分別加入6個盛有過量Zn粒的反應瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間。ABCDEF4mol·L－1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL0V6H2O/mLV7V8V9V10100①請完成此實驗設計，其中V1＝___，V6＝___，V9＝_____。②該同學最后得出的結(jié)論為：當加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的速率會大大提高，但當加入的CuSO4溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降。請分析生成氫氣速率下降的主要原因：?！敬鸢浮浚?）CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。（2）CuSO4與Zn反應產(chǎn)生的Cu和Zn以及稀硫酸形成原電池，加快了氫氣產(chǎn)生的速率（3）升高反應溫度、適當增大硫酸的濃度、增加鋅的比表面積等(答兩種即可)（4）①V1＝30V6＝10V9②當加入過量的CuSO4溶液后，生成的單質(zhì)Cu會沉積在Zn的表面，減小了Zn與稀H2SO4的接觸面積【解析】（1）在稀硫酸中加入硫酸銅后發(fā)生了兩個反應：CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。（2）由于Zn與CuSO4反應生成的Cu和Zn以及稀硫酸構(gòu)成了原電池，大大加快了生成H2的反應速率。（3）要加快生成H2的反應速率，還可以采取如下措施：升高反應溫度、適當增大硫酸的濃度、增加鋅的比表面積等。（4）①因為要研究CuSO4的量對反應速率的影響，所以應保持硫酸的濃度在各組實驗中相同，則硫酸溶液的體積均取30mL，即V1＝30，根據(jù)F中增加的水與硫酸銅溶液的體積之和為20mL，可以求得V6＝10，V7＝20，V8＝19.5，V9＝17.5，V10＝15。②因析出的銅的量較多，會覆蓋在鋅的表面，使得鋅與稀硫酸接觸面積大大減小，故反應速率反而減慢了。（）【答案】A【解析】決定化學反應速率的主要因素是參加反應的物質(zhì)本身的性質(zhì)。溫度、壓強、催化劑、濃度、接觸面積等是影響化學反應速率的外因，不是主要因素。練習2.下列關(guān)于化學反應速率的說法，不正確的是（）C.在同一化學反應中，用反應物或生成物表示的化學反應速率的數(shù)值相等D.化學反應速率常用單位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1【答案】C【解析】在同一化學反應中用不同物質(zhì)表示的化學反應的速率數(shù)值，還與方程式的計量系數(shù)有關(guān)。練習N2＋3H22NH3，其濃度數(shù)據(jù)如下：

N2H2NH3起始濃度/mol·L－102s末濃度/mol·L－1當用氨氣濃度的增加來表示該化學反應的速率時，其速率為（）A.0.2mol·L－1·s－1 B.0.4mol·L－1·s－1C.0.6mol·L－1·s－1 D.0.8mol·L－1·s－1【答案】B【解析】v(NH3)＝eq\f(0.8mol·L－1,2s)＝0.4mol·L－1·s－1，B項正確。練習4.一定溫度下，反應N2(g)＋O2(g)===2NO(g)在密閉容器中進行，下列措施不能改變化學反應速率的是（） B.恒容，充入N2C.恒容，充入He D.恒壓，充入He【答案】C【解析】練習5.把下列四種X溶液分別加入四個盛有10mL2mol·L－1鹽酸的燒杯中，均加水稀釋到50mL，此時，X和鹽酸緩慢地進行反應，其中反應最快的是（）A.10℃20mL3mol·L－1的X溶液B.20℃30mL2mol·L－1的X溶液C.20℃10mL4mol·L－1的X溶液D.10℃10mL2mol·L－1的X溶液【答案】B【解析】在化學反應中，當其他條件不變時，濃度越大，反應速率越快；溫度越高，反應速率越快。本題中要綜合考慮濃度和溫度的影響。先比較濃度的大小，這里的濃度應該是混合以后的濃度，由于混合后各燒杯中鹽酸的濃度相等，因此只要比較X的濃度即可，X濃度越大，反應速率越快。因為反應后溶液的體積均為50mL，所以X的物質(zhì)的量越大，濃度就越大。通過觀察可知，混合后A、B選項中X的濃度相等，且比C、D兩項的大，但B中溫度更高，因此B的反應速率最大。練習5.CaCO3與稀鹽酸反應(放熱反應)生成CO2的量與反應時間的關(guān)系如圖所示。下列結(jié)論不正確的是（）A.反應開始4min內(nèi)溫度對反應速率的影響比濃度大B.一段時間后，反應速率減小的原因是c(H＋)減小C.反應在2～4min內(nèi)平均反應速率最大D.反應在2～4min內(nèi)生成CO2的平均反應速率為v(CO2)＝0.06mol·L－1·s－1【答案】D【解析】隨著反應的進行，c(H＋)減小，而前4min內(nèi)反應速率變大，根據(jù)反應是放熱反應，可推出前4min內(nèi)溫度對反應速率的影響比濃度大，A、B項正確；在2～4min內(nèi)n(CO2)的變化量最大(或曲線的斜率最大)，可判斷出平均反應速率最大，C項正確；由題意及圖像可知，該題不知道容器體積，故不能計算出反應速率。練習6.在帶有活塞的密閉容器中發(fā)生如下反應：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改變下列條件化學反應速率如何改變(填“變大”“變小”或“不變”)，闡述理由。(1)增加鐵片的質(zhì)量(不考慮表面積的變化)_____，理由。(2)保持容器的體積不變，增加水蒸氣的通入量_____，理由。(3)保持容器內(nèi)壓強不變，充入一定量的氬氣_____，理由。(4)保持容器的容積不變，充入一定量的氬氣_____，理由_____________________________?！敬鸢浮?1)不變純固體的濃度視為常數(shù)，改變用量不影響化學反應速率(2)變大增大反應物濃度加快化學反應速率(3)變小保持壓強不變，充入氬氣，容器體積增大，水蒸氣的濃度變小，因而化學反應速率變小(4)不變?nèi)萜鞯娜莘e不變，充入氬氣，反應物和生成物的濃度均不改變，因而化學反應速率不變【解析】略1、化學反應速率的理解2、壓強對反應速率的影響有氣體參加的反應，改變壓強對反應速率的影響實質(zhì)是改變體積，使反應物的濃度改變。(1)壓縮體積或充入氣態(tài)反應物，使壓強增大，都能加快化學反應速率。(2)充入非反應氣體對化學反應速率的影響①恒容時：充入非反應氣體→壓強增大，但各物質(zhì)濃度不變→反應速率不變。②恒壓時：充入非反應氣體→壓強不變→體積增大→各物質(zhì)濃度減小→反應速率減慢。知識點二：化學反應的限度一、化學反應的限度（一）可逆反應1、定義：同一條件下，正向和逆向同時進行的反應2、特點：A.二同：同一條件；正、逆反應同時進行B.可逆的相對性：有些反應在同一條件下逆反應傾向很小，視為“不可逆”C.不可能進行完全3、表示方法：可逆符號“”（二）化學平衡狀態(tài)1、平衡狀態(tài)如何建立A.反應開始時：V(正)最大，V(逆)=0B.反應過程中：C反應物↓V（正)↓；C生成物↑V(逆)↑C.達到平衡狀態(tài)：v(正)=v(逆)。此時反應物和生成物的濃度不再改變，達到“化學平衡狀態(tài)”，簡稱“化學平衡”。2、化學平衡的特征:“逆”、“等”、“動”、“定”、“變”A.“逆”：化學平衡只存在于可逆反應中B.“等”：平衡時V（正)=V(逆)≠0C.“動”：化學平衡是一個動態(tài)平衡D.“定”：平衡時反應物和生成物的濃度、質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)保持不變E.“變”：改變外界條件時，若V(正)≠V(逆)，則平衡會發(fā)生移動，（即舊的平衡被破壞，并在新的條件下建立新的平衡。）3、化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)對于反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)A.V(逆)(正)=V(逆)(逆)（同一物質(zhì)V(逆)(正)、V(逆)（逆）數(shù)值相等，不同物質(zhì)V（正）、V（逆）之比等于方程式中系數(shù)之比）B.各組分的C、n、m、V%、n%、m%不變（即組分含量恒定）C.有色氣體參與反應：體系顏色不變D.恒容，m+n≠p+q,壓強、M恒定則達到平衡E.對同種物質(zhì)而言，斷鍵的物質(zhì)的量=成鍵的物質(zhì)的量（三）化學反應的限度1、化學平衡狀態(tài)是可逆反應在一定條件下所能達到或完成的最大程度，即該反應進行的限度。2、對化學反應限度的理解①化學反應的限度決定了反應物在一定條件下的最大轉(zhuǎn)化率。②同一可逆反應，不同條件下，化學反應的限度不同，即改變條件可以在一定程度上改變一個化學反應的限度。影響化學反應限度的因素1、決定因素：化學反應的限度首先決定于反應物的化學性質(zhì)。不同的可逆反應在給定條件下的化學反應限度不同，反應物的最大轉(zhuǎn)化率不同。2、外界因素：化學反應的限度受溫度、濃度、壓強等條件的影響。改變其中的一個條件，可以在一定程度上改變一個化學反應的限度。要注意的是，壓強只影響有氣體物質(zhì)參與或生成的可逆反應的限度。二、化學反應條件的控制加快大高高小程度速度加快大高高小程度速度例1.一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生反應：2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)。當SO2、O2、SO3的濃度不再變化時，下列說法正確的是（）2和O2全部轉(zhuǎn)化為SO3B.正、逆反應速率相等且等于零2、O2、SO3的濃度一定相等【答案】C【解析】A項該反應是可逆反應，無論二者以何比例混合，反應達到平衡時，SO2、O2不能完全轉(zhuǎn)化為生成物SO3，錯誤；B項，可逆反應達到平衡時，反應仍然在進行，正、逆反應速率相等且不等于零，錯誤；C項，當SO2、O2、SO3的濃度不再改變時，任何物質(zhì)的消耗速率等于生成速率，說明反應已達到化學平衡狀態(tài)，正確；當SO2、O2、SO3的濃度不再改變時，SO2、O2、SO3的濃度可能相等，也可能不相等，與加入物質(zhì)的多少、反應條件有關(guān)，錯誤。例2.下列反應不屬于可逆反應的是（）2和O2與H2在O2中的燃燒反應【答案】D【解析】二氧化硫的催化氧化生成SO3是可逆反應，故A正確；氯氣溶于水，氯氣與水反應生成HCl和HClO，是可逆反應，故B正確；工業(yè)合成氨是可逆反應，故C正確；水電解生成H2和O2與H2在O2中的燃燒反應，反應條件不同，不是可逆反應，故D錯誤。例3.將0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液等體積混合后，取混合液分別完成下列實驗，能說明下列溶液中存在化學平衡“2Fe3＋＋2I－?2Fe2＋＋I2”的是（）實驗編號實驗操作實驗現(xiàn)象①滴入KSCN溶液溶液變紅色②滴入AgNO3溶液有黃色沉淀生成③滴入K3[Fe(CN)6]溶液有藍色沉淀生成④滴入淀粉溶液溶液變藍色A.①B.②和④C.③和滴入K3[Fe(CN)6]溶液④D.①和③【答案】A【解析】將0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等體積混合后，I－過量，若不是可逆反應，F(xiàn)e3＋全部轉(zhuǎn)化為Fe2＋，則溶液中無Fe3＋，故只需要證明溶液中含F(xiàn)e3＋，則即能證明此反應為可逆反應，能建立化學平衡。①向溶液中滴入KSCN溶液，溶液變紅，則說明溶液中有Fe3＋，即能說明反應存在平衡，故①正確；②向溶液中滴入AgNO3溶液有黃色沉淀生成，溶液中I－過量，無論是否存在平衡，都會有黃色沉淀生成，所以不能說明反應存在平衡，故②錯誤；③無論反應存不存在平衡，溶液中均存在Fe2＋，滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有藍色沉淀生成，故③錯誤；④無論反應存不存在平衡，溶液中均有I2，滴入淀粉溶液后溶液均變藍色，不能證明存在平衡，故④錯誤。例4.一定條件下的可逆反應2NO2(紅棕色)?2NO(無色)＋O2(無色)，在恒壓密閉容器中充入NO2，達到化學平衡狀態(tài)的標志是（）2的逆反應速率相等C.c(NO)∶c(O2)＝2∶1【答案】D【解析】A項，反應達到平衡時，正、逆反應速率相等，但反應并沒有停止，故錯誤；B項，NO的正反應速率與O2的逆反應速率之比為2∶1時才能確定反應達到平衡狀態(tài)，故錯誤；C項，c(NO)∶c(O2)始終是2∶1，不能作為判斷是否達到平衡的依據(jù)，故錯誤；D項，混合氣體的顏色不再改變，說明NO2氣體的濃度不變，則反應達到平衡狀態(tài)，故正確。例5.在容積可變的密閉容器中，2molN2和8molH2在一定條件下發(fā)生反應，達到平衡時，H2的轉(zhuǎn)化率為25%，則平衡時氮氣的體積分數(shù)接近于（）A.5%B.10%C.15%D.20%【答案】D【解析】達到平衡時，H2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為8mol×25%＝2mol。在一定條件下，N2與H2發(fā)生反應：N2＋3H22NH3起始物質(zhì)的量/mol280轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol2/324/3平衡物質(zhì)的量/mol4/364/3同溫同壓下，氣體的體積比等于其物質(zhì)的量之比，故平衡時氮氣的體積分數(shù)為43例6.某溫度下，在2L密閉容器中X、Y、Z三種物質(zhì)(均為氣態(tài))間進行反應，其物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖。據(jù)圖回答：(1)該反應的化學方程式可表示為____________。(2)反應起始至tmin(設t＝5)，X的平均反應速率是___________________。(3)在tmin時，該反應達到了_________狀態(tài)，下列可判斷反應已達到該狀態(tài)的是____(填字母，下同)。A.X、Y、Z的反應速率相等B.X、Y的反應速率比為2∶3D.生成1molZ的同時生成2molX(4)一定能使該反應的反應速率增大的措施有____。A.其他條件不變，及時分離出產(chǎn)物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1L【答案】（1）2X?3Y＋Z（2）0.08mol·L－1·min－1（3）化學平衡D（4）CD【解析】（1）由圖像可以看出X為反應物，Y和Z為生成物，當反應達到tmin時，Δn(X)＝0.8mol，Δn(Y)＝1.2mol，Δn(Z)＝0.4mol，化學反應中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化值與化學計量數(shù)呈正比，故Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝2∶3∶1，所以反應的化學方程式為2X?3Y＋Z。（2）v(X)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.8mol,2L×5min)＝0.08mol·L－1·min－1。（3）在tmin時，反應中各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再變化，反應達到化學平衡狀態(tài)。A項，X、Y、Z的化學計量數(shù)不相等，則X、Y、Z的反應速率也不會相等，錯誤；B項，用不同物質(zhì)表示的化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，無論平衡與否，X、Y的反應速率之比都為2∶3，錯誤；C項，據(jù)ρ＝，由于反應體系的體積不變，氣體的總質(zhì)量不變，則混合氣體的密度不變，錯誤；D項，當生成1molZ的同時生成2molX，說明正、逆反應速率相等，達到平衡狀態(tài)，正確。（4）減小產(chǎn)物濃度，降低溫度，會使反應速率減小，故A、B項錯誤；增大反應物濃度，會使反應速率增大，故C、D項正確。練習1．500℃時，將2molN2和2.25molH2充入體積為10L的恒容密閉容器中，反應達到平衡時，NH3的濃度不可能是（）A.0.1mol·L－1 B.0.12mol·L－1C.0.05mol·L－1 D.0.16mol·L－1【答案】D【解析】由題干信息可知，N2和H2發(fā)生反應生成NH3，反應方程式N2＋3H22NH3，該反應中N2過量，假設2.25molH2完全反應，則生成NH3的物質(zhì)的量為1.5mol，濃度為0.15mol·L－1，但該反應是可逆反應，H2不可能完全轉(zhuǎn)化為NH3，因此達到平衡時，NH3的濃度小于0.15mol·L－1，D選項符合題意。練習2．已知反應：NO2(g)＋SO2(g)?SO3(g)＋NO(g)，起始時向某密閉容器中通入1molNO2、2molS18O2，反應達到平衡后，下列有關(guān)說法正確的是（）2中不可能含18OB.有1molN18O生成18O2的物質(zhì)的量不可能為0.8mol2、SO3、NO、NO2均含18O時，說明該反應達到平衡【答案】C【解析】該反應為可逆反應，則通入1molNO2、2molS18O2，反應達到平衡后，SO2、SO3、NO、NO2均含18O，故A錯誤；該反應為可逆反應，反應物不可能完全消耗，所以通入1molNO2、2molS18O2，不可能有1molN18O生成，故B錯誤；該反應為可逆反應，反應物不可能完全消耗，所以通入1molNO2、2molS18O2，則NO2、S18O2消耗都小于1mol，所以S18O2的物質(zhì)的量不可能為0.8mol，故C正確；該反應為可逆反應，SO2、SO3、NO、NO2均含18O時，不能說明該反應達到平衡，故D錯誤。練習3．煤焦與水蒸氣的反應C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)(是吸熱反應)是煤氣化過程中的主要反應之一。若該反應在恒溫、恒容的密閉體系中進行，僅通過以下數(shù)據(jù)可以判斷t時刻反應是否達到平衡狀態(tài)的是（）①t時刻及其前后H2O(g)、CO(g)、H2(g)的濃度；②t時刻，H2O(g)、CO(g)、H2(g)的濃度；③t時刻，消耗H2O(g)的速率與生成CO(g)的速率；④t時刻，生成CO(g)的速率與消耗H2(g)的速率。A.①③B.①④C.②③D.②④【答案】B【解析】t時刻及其前后各種氣體的濃度不變時，該反應正、逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故①可以判斷t時刻反應是否達到平衡狀態(tài)；t時刻，各種氣體的濃度只是一個數(shù)值，無法判斷平衡狀態(tài)，故②無法判斷；無論反應是否達到平衡狀態(tài)都存在消耗H2O(g)的速率與生成CO(g)的速率相等，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故③無法判斷；t時刻生成CO(g)的速率是正反應，消耗H2(g)的速率是逆反應，v(正)＝v(逆)可以判斷平衡狀態(tài)，故④可以判斷t時刻反應是否達到平衡狀態(tài)。練習4．在一定溫度下的恒容容器中，發(fā)生反應：2A(g)＋B(s)?C(g)＋D(g)，下列描述中能表明反應已達到平衡狀態(tài)的是（）①混合氣體的壓強不變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∶1⑤單位時間內(nèi)生成nmolC，同時生成nmolD⑥單位時間內(nèi)生成nmolD，同時生成2nmolAA.①②⑤ B.②③⑤C.②③⑥ D.①③⑥【答案】C【解析】此反應為反應前后氣體體積相等的反應，恒容條件下在達到平衡狀態(tài)前后體系的壓強始終不變，①不能作為平衡狀態(tài)的判斷標志；容積固定，因為此反應有固體參與，氣體密度不變說明氣體總質(zhì)量不變，說明此反應達到平衡狀態(tài)，②可作為平衡狀態(tài)的判斷標志；C(g)的濃度不變說明生成C(g)和消耗C(g)的量相等，說明反應達到平衡狀態(tài)，③能作為平衡狀態(tài)的判斷標志；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)的判斷標志；單位時間內(nèi)生成nmolC和nmolD均表示正反應速率，⑤不能作為平衡狀態(tài)的判斷標志；單位時間內(nèi)生成nmolD，即消耗2nmolA，同時生成2nmolA，表明此時v正(A)＝v逆(A)，⑥能作為平衡狀態(tài)的判斷標志。練習5．一定溫度下，某恒容的密閉容器中建立化學平衡：C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g)。下列敘述中不能說明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是（）正(CO)＝v逆(H2O)C.生成nmolCO的同時生成nmolH2D.1molH—H鍵斷裂的同時斷裂2molH—O鍵【答案】C【解析】A項，由于該反應前后氣體體積改變，當體系的壓強不再發(fā)生變化時，說明反應已達到化學平衡狀態(tài)；B項，CO的正反應速率等于其逆反應速率，說明反應已達到化學平衡狀態(tài)；C項，生成CO、H2均表示反應向正反應方向進行，沒有表示出正、逆反應速率的關(guān)系，不能說明反應已達化學平衡狀態(tài)；H—H鍵斷裂和H—O鍵斷裂是兩個相反的反應方向，1molH—H鍵斷裂的同時斷裂2molH—O鍵，即消耗1molH2的同時消耗了1molH2O，可知H2的消耗量等于其生成量，說明反應已達到化學平衡狀態(tài)。練習6．據(jù)報道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇(CH3CH2OH)已成為現(xiàn)實：2CO2(g)＋6H2(g)?CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)。下列敘述錯誤的是（）A.使用Cu—Zn—Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率B.升高溫度，則CH3CH2OH的產(chǎn)率一定增大2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率3CH2OH和H2O，可提高CO2和H2的利用率【答案】B【解析】因催化劑能提高化學反應速率，加快反應進行，則在一定時間內(nèi)提高了生產(chǎn)效率，故A正確；升高溫度是為了獲得較快的反應速率，不能說明反應是向哪個方向移動