6.2.2化學(xué)反應(yīng)的限度高一化學(xué)課堂高效講義（人教版2019）

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率與限度第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度課程標(biāo)準(zhǔn)解讀核心素養(yǎng)解讀認(rèn)識(shí)化學(xué)變化是有條件的,學(xué)習(xí)運(yùn)用變量控制方法研究化學(xué)反應(yīng),了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用【科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任】能從物質(zhì)變化、能量變化等角度利用和調(diào)控化學(xué)反應(yīng),體會(huì)化學(xué)學(xué)科對(duì)社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)。一、可逆反應(yīng)1．定義：在相同條件下同時(shí)向正、逆兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)。2．表示方法：書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)，用“”代替“=”，如氫氣和氮?dú)夥磻?yīng)的化學(xué)方程式：N2＋3H22NH3。3．特點(diǎn)二、化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)是按照化學(xué)方程式中的計(jì)量關(guān)系進(jìn)行的，我們正是據(jù)此進(jìn)行有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算。你是否考慮過這樣一個(gè)問題：化學(xué)反應(yīng)在實(shí)際進(jìn)行時(shí)（如化學(xué)實(shí)驗(yàn)化工生產(chǎn)等），反應(yīng)物是否會(huì)按照化學(xué)方程式中的計(jì)量關(guān)系完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物呢？如果能在什么條件下，如果不能，原因是什么呢？我們知道SO2與H2O的反應(yīng)中，由于生成的H2SO3不穩(wěn)定，會(huì)部分分解為SO2和H2O。該反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，不能進(jìn)行到底。另外我們學(xué)習(xí)過H2與N2合成NH3的反應(yīng)也是可逆反應(yīng),同樣不能進(jìn)行到底。1．化學(xué)平衡的概念：在一定條件下的可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)物和生成物濃度不再隨時(shí)間的延長(zhǎng)而發(fā)生改變，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡。2．化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程在下列坐標(biāo)系中畫出化學(xué)平衡建立過程中化學(xué)反應(yīng)速率的變化圖像?；瘜W(xué)平衡特征化學(xué)平衡的特征可以概括為逆、等、動(dòng)、定、變，即：①逆：研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)。②動(dòng)：化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)仍在進(jìn)行，反應(yīng)并未停止。③等：正逆反應(yīng)速率相等，即v正＝v逆≠0。④定：當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量難度、質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)為一定值。⑤變：若外界條件改變，平衡可能發(fā)生改變，并在新條件下建立新的平衡狀態(tài)。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)到完成的最大程度，即該反應(yīng)進(jìn)行的限度。(2)對(duì)化學(xué)反應(yīng)限度理解。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。轉(zhuǎn)化率=eq\f(該反應(yīng)物參加反應(yīng)的物質(zhì)的量,反應(yīng)物的初始量)×100%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。5.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)(1)直接依據(jù)——根據(jù)速率關(guān)系①同一物質(zhì)：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。②不同物質(zhì)：速率之比＝化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率，如aA＋bB??cC＋dD，eq\f(v正(A),v逆(B))＝eq\f(a,b)。(2)間接依據(jù)——根據(jù)各組分的量首先分析該量是“變量”還是“恒量”，如為“恒量”，即隨反應(yīng)的進(jìn)行永遠(yuǎn)不變，則不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)；如為“變量”，即該量隨反應(yīng)進(jìn)行而改變，當(dāng)其“不變”時(shí)，則為平衡狀態(tài)。以mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)為例：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mmolA同時(shí)生成mmolA，即v正＝v逆平衡②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了nmolB同時(shí)生成pmolC，則v正不一定等于v逆不一定③在單位時(shí)間內(nèi)生成nmolB，同時(shí)消耗qmolD，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)的顏色一定平衡三、化學(xué)反應(yīng)條件的控制在生產(chǎn)和生活中人們希望促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)（提高反應(yīng)速率，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率及原料的利用率），抑制有害的化學(xué)反應(yīng)（降低反應(yīng)速率，控制反應(yīng)速率的發(fā)生，減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生），這就需要進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)條件的控制。在化工生產(chǎn)中，為了提高反應(yīng)進(jìn)行的程度而調(diào)控反應(yīng)條件時(shí)，需要考慮反應(yīng)條件的成本和實(shí)際可行性。例如合氨的生產(chǎn)在溫度較低時(shí)，氨的產(chǎn)率較高；壓強(qiáng)越大，氨的產(chǎn)率安的產(chǎn)率越高。但溫度較低時(shí)，反應(yīng)速率小，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到化學(xué)平衡，生產(chǎn)成本高，工業(yè)上通常選擇在400~500℃下進(jìn)行。而壓強(qiáng)越大，對(duì)動(dòng)力生產(chǎn)設(shè)備的要求也越高，合成氨廠隨著生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備條件的不同，采用的壓強(qiáng)通常為10MPa到30MPa。1．化學(xué)平衡的移動(dòng)：化學(xué)平衡是在一定條件下建立起來的，當(dāng)條件改變時(shí)，原來的化學(xué)平衡將被破壞，并在新的條件下建立起新的化學(xué)平衡。2．化學(xué)平衡狀態(tài)的改變實(shí)驗(yàn)探究溫度改變對(duì)化學(xué)平衡的影響實(shí)驗(yàn)原理2NO2(g)N2O4(g)反應(yīng)放熱(紅棕色)(無色)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將裝有二氧化氮和四氧化二氮混合氣體的圓底燒瓶分別浸入冰水和熱水中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象浸到冰水中時(shí)混合物顏色變淺，浸到熱水中時(shí)混合物顏色變深解釋與結(jié)論①受熱顏色變深，說明NO2濃度增大，即升高溫度原平衡被破壞，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)重新建立新平衡；②冷卻顏色變淺，說明NO2濃度減小即降低溫度平衡被破壞，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)重新建立新平衡3.影響化學(xué)平衡的因素(1)溫度：其他條件不變時(shí)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向放熱反應(yīng)的方向移動(dòng)。(2)其他因素：除溫度外，濃度、壓強(qiáng)(有氣體參加的可逆反應(yīng))等外界條件的改變也可以使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。突破點(diǎn)|化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)有兩個(gè)主要特征：一是同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等，二是混合物中各組分的百分含量保持不變。1．速率特征(1)速率特征指“等”，即v(正)＝v(逆)≠0。①同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。②不同物質(zhì)：速率之比等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率。(2)實(shí)例分析：如反應(yīng)：2SO2＋O22SO3①單位時(shí)間消耗2molSO2，同時(shí)消耗2molSO3；②SO2的消耗速率等于O2的生成速率的2倍；③SO2的消耗速率等于SO2的生成速率，都能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。2．含量特征(1)含量特征指“定”，即反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變。(2)若物理量由變量變成了不變量，則表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；若物理量為“不變量”，則不能作為平衡標(biāo)志。①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)不變。③溫度、壓強(qiáng)(化學(xué)反應(yīng)方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。【歸納小結(jié)】判斷化學(xué)平衡狀態(tài)要注意的問題(1)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷“三關(guān)注”①關(guān)注反應(yīng)條件，是恒溫恒容、恒溫恒壓，還是絕熱恒容容器；②關(guān)注反應(yīng)特點(diǎn)，是等體積反應(yīng)，還是非等體積反應(yīng)；③關(guān)注特殊情況，是否有固體參加或生成，或固體的分解反應(yīng)。(2)不能作為“標(biāo)志”的四種情況①反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。②恒溫恒容下的體積不變的反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)或總物質(zhì)的量不再隨時(shí)間而變化，如2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)。③全是氣體參加的體積不變的反應(yīng)，體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再隨時(shí)間而變化，如2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)。④全是氣體參加的反應(yīng)，恒容條件下體系的密度保持不變。1．（2023下·黑龍江·高一統(tǒng)考學(xué)業(yè)考試）工業(yè)制硫酸中的一步重要反應(yīng)是：，當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是A．SO2的質(zhì)量保持不變 B．正、逆反應(yīng)速率均為零C．SO3的濃度不再發(fā)生變化 D．正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等【答案】B【詳解】A．隨著化學(xué)反應(yīng)的不斷進(jìn)行，反應(yīng)為的質(zhì)量不斷減少，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，SO2的質(zhì)量會(huì)保持不變，A正確；B．可逆反應(yīng)為動(dòng)態(tài)平衡，正逆反應(yīng)速率相等但不為零，B錯(cuò)誤；C．隨著化學(xué)反應(yīng)的不斷進(jìn)行，生成物的濃度不斷增加，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，SO3的濃度不會(huì)再發(fā)生變化，C正確；D．可逆反應(yīng)為動(dòng)態(tài)平衡，正逆反應(yīng)速率相等，D正確；故答案選B。2．（2023下·新疆伊犁·高一校聯(lián)考期末）對(duì)于以下反應(yīng)：A(s)＋3B(g)?2C(g)＋D(g)，在一定溫度、壓強(qiáng)下，在一體積可變的容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí)就可確定反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是A．A的濃度不再改變B．容器的體積不再發(fā)生變化C．B、C、D的分子個(gè)數(shù)之比為3∶2∶1D．B的消耗速率和D的消耗速率之比為3∶1【答案】D【分析】在一定條件下，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、物質(zhì)的量、物質(zhì)的百分含量都不變，注意該反應(yīng)中，A為固體，反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等，不能從壓強(qiáng)的角度判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)?！驹斀狻緼．A為固體，濃度視為常數(shù)，不管是否達(dá)到平衡，A濃度均不變，故A不符合題意；B．A為固體，反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等，無論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，氣體體積不變，所以不能根據(jù)容器體積判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故B不符合題意；C．B、C、D的分子個(gè)數(shù)之比取決于起始物質(zhì)的配料比以及轉(zhuǎn)化的程度，不能用以判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故C不符合題意；D．B的消耗速率和D的消耗速率之比為3∶1，說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故D符合題意。答案選D。3．（2022下·山東青島·高一校考期末）反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)一定條件下，將NO2與SO2以體積比1:2置于一定體積密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是A．SO2和SO3濃度相等B．SO2和NO的體積比保持不變C．每消耗1molSO3的同時(shí)生成1molNO2D．容器中混合氣體的密度保持不變【答案】B【詳解】A．SO2和SO3濃度相等，濃度不一定不再改變，反應(yīng)不一定平衡，故不選A；B．SO2是反應(yīng)物、NO是生成物，反應(yīng)過程中SO2和NO的體積比是變量，SO2和NO的體積比保持不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故選B；C．每消耗1molSO3的同時(shí)生成1molNO2，不能判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，反應(yīng)不一定平衡，故不選C；D．反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變、容器體積不變，所以氣體密度是恒量，容器中混合氣體的密度保持不變，反應(yīng)不一定平衡，故不選D；選B。4．（2023下·云南麗江·高一校聯(lián)考期中）一定溫度下，向恒容的密閉容器中充入一定量的A和B兩個(gè)氣體發(fā)生反應(yīng)，生成氣體C，測(cè)得各組分濃度隨時(shí)間變化如圖所示。下列能說法正確的是A．時(shí)用C表示的化學(xué)反應(yīng)速率為B．提高反應(yīng)時(shí)的溫度，可以實(shí)現(xiàn)B完全轉(zhuǎn)化成CC．容器中B的物質(zhì)的量不再改變，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D．，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)【答案】C【分析】結(jié)合圖像，A、B為反應(yīng)物，C為生成物，根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，A、B、C的系數(shù)之比為（）：（）：0.4=0.2:0.6:0.4=1:3:2，則方程式為A（g）+3B（g）2C（g），據(jù)此解答?！驹斀狻緼．時(shí)用C表示的化學(xué)反應(yīng)速率為，故A錯(cuò)誤；B．該反應(yīng)存在一定的限度，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，故B錯(cuò)誤；C．物質(zhì)的濃度不再改變，反應(yīng)達(dá)到平衡，則容器中B的物質(zhì)的量不再改變，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；D．反應(yīng)的方程式為A（g）+3C（g）2C（g），根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系，，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；故答案為：C。5．（2023下·安徽·高一校聯(lián)考期中）與制備甲醇的化學(xué)反應(yīng)方程式為3H2+CO2=CH3OH+H2O，在容積為2L的恒溫密閉容器中，充入1mol和3mol，能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是A．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變 B．?dāng)嚅_3molHH鍵的同時(shí)斷開2molC=O鍵C．容器內(nèi)氣體密度保持不變 D．的濃度保持不變【答案】AD【詳解】A．在恒溫恒容條件下，該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量減少、壓強(qiáng)減小，當(dāng)壓強(qiáng)保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)正確；B．只要反應(yīng)正向進(jìn)行，斷開3molH—H鍵的同時(shí)就會(huì)斷開2molC=O鍵，并不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．容器內(nèi)體積不變，氣體總質(zhì)量守恒，氣體密度始終保持不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．CO的濃度保持不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確。答案選AD。1．（2023下·海南海口·高一?？谑虚L(zhǎng)流中學(xué)校考階段練習(xí)）在一定溫度時(shí)，2SO2+O22SO3達(dá)到平衡后，則A．三氧化硫的分子數(shù)等于二氧化硫和氧氣分子數(shù)之和B．二氧化硫和氧氣不再反應(yīng)C．混合物中三氧化硫的物質(zhì)的量不變D．三氧化硫不再分解【答案】C【詳解】A．三氧化硫的分子數(shù)等于二氧化硫和氧氣分子數(shù)之和不能說明正逆反應(yīng)速率相等，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故A錯(cuò)誤；B．可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，但不等于零，二氧化硫和氧氣仍然在反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；C．混合物中三氧化硫的物質(zhì)的量不變，說明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡，故C正確；D．可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，但不等于零，三氧化硫仍然在分解，故D錯(cuò)誤；故選C。2．（2024上·四川瀘州·高二四川省敘永第一中學(xué)校校考期末）一定條件下，反應(yīng)：2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(g)在容積不變的密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是A．單位時(shí)間內(nèi)生成nmolB，同時(shí)消耗3nmolCB．容器內(nèi)A和C的濃度相等C．混合氣體的密度不隨時(shí)間變化D．單位時(shí)間內(nèi)生成2nmolA，同時(shí)生成nmolD【答案】D【詳解】A．生成B，消耗C都反映的是逆反應(yīng)方向，故A不符合題意；B．容器內(nèi)A和C的濃度相等不能說明達(dá)到平衡，故B不符合題意；C．反應(yīng)體系中各物質(zhì)都是氣體氣體的質(zhì)量不變，體積不變，所以密度始終不隨時(shí)間的變化而變化，故C不符合題意；D．單位時(shí)間內(nèi)生成2nmolA等效于消耗nmolD，同時(shí)生成nmolD，正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)平衡狀態(tài)，故D符合題意。答案選D。3．（2023下·四川綿陽(yáng)·高一綿陽(yáng)南山中學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)校校考階段練習(xí)）某溫度時(shí)，在一個(gè)2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，下列說法正確的是A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2X(g)＋Y(g)3Z(g)B．0~2min內(nèi)，v(x)=0.15mol·L·minC．2min時(shí)該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)D．增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大【答案】C【詳解】A．根據(jù)圖示，X、Y物質(zhì)的量減少，X、Y是反應(yīng)物，Z物質(zhì)的量增多，Z是生成物，X、Y、Z的物質(zhì)的量變化量分別為0.3mol、0.1mol、0.2mol，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X(g)＋Y(g)2Z(g)，故A錯(cuò)誤；B．0~2min內(nèi)，X的物質(zhì)的量變化0.3mol,v(X)=mol·L·min，故B錯(cuò)誤；C．2min后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再改變，2min時(shí)該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故C正確；D．若通入無關(guān)氣體，增大壓強(qiáng)，濃度不變，反應(yīng)速率不變，故D錯(cuò)誤；選C。4．（2023下·廣西河池·高一校聯(lián)考階段練習(xí)）某溫度時(shí)，在一個(gè)2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。下列敘述能說明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化B．容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生變化C．相同時(shí)間內(nèi)生成2nmol的Z的同時(shí)消耗nmol的YD．正逆反應(yīng)速率相等且等于0【答案】A【分析】根據(jù)圖像，X、Y物質(zhì)的量減少，Z物質(zhì)的量增多，X、Y是反應(yīng)物，Z是生成物，X、Y、Z的變化量分別是0.3mol、0.1mol、0.2mol，則反應(yīng)方程式為?！驹斀狻緼．反應(yīng)前后氣體系數(shù)和不同，壓強(qiáng)是變量，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化，反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故選A；B．反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變、容器體積不變，密度是恒量，容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生變化，反應(yīng)不一定平衡，故不選B；C．相同時(shí)間內(nèi)生成2nmol的Z的同時(shí)消耗nmol的Y，不能判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，反應(yīng)不一定平衡，故不選C；D．反應(yīng)達(dá)到平衡，正逆反應(yīng)速率相等但不等于0，故不選D；選A。二、解答題5．（2023下·甘肅臨夏·高一統(tǒng)考期末）甲醇()既是重要的化工原料，也是性能優(yōu)良的能源，利用生產(chǎn)甲醇是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要途徑之一。在體積為2L的恒容密閉容器中，充入1.0mol和3.0mol，一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得和的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。(1)t=3min時(shí)，M點(diǎn)正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率(填“>”“<”或“=”，下同)，t=15min時(shí)，正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率。(2)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，消耗的物質(zhì)的量為mol，的轉(zhuǎn)化率為，的體積分?jǐn)?shù)為。(3)下列事實(shí)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填字母)。A． B．體系壓強(qiáng)不再變化C．容器內(nèi)氣體的密度不再變化 D．容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化(4)若其他條件不變，反應(yīng)開始充入2mol氦氣，反應(yīng)達(dá)到最大限度所需時(shí)間t10min(填“>”“<”或“=”)?！敬鸢浮?1)>=(2)0.7575%30%(3)BD(4)=【詳解】（1）從圖中可知，3min時(shí)，M點(diǎn)CH3OH的物質(zhì)的量呈增大的趨勢(shì)，CO2物質(zhì)的量呈減小的趨勢(shì)，說明此時(shí)反應(yīng)仍正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率>逆反應(yīng)速率。15min時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，正逆反應(yīng)速率相等。（2）CO2初始物質(zhì)的量為1mol，平衡時(shí)物質(zhì)的量為0.25mol，消耗CO2的物質(zhì)的量為0.75mol。反應(yīng)從開始到平衡消耗CO20.75mol，則根據(jù)方程式可知消耗H22.25mol，氫氣的轉(zhuǎn)化率為2.25mol÷3mol=75%。平衡時(shí)有CH3OH0.75mol，CO20.25mol，H20.75mol，H2O0.75mol，則CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為0.75mol÷(0.25mol+0.75mol+0.75mol+0.75mol)=30%。（3）A．v正(CO2)=v逆(CH3OH)=0，說明反應(yīng)已經(jīng)停止，未達(dá)到平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B．該反應(yīng)不是等體積反應(yīng)且在恒容密閉容器中進(jìn)行，隨著反應(yīng)進(jìn)行，容器內(nèi)壓強(qiáng)不斷變化，壓強(qiáng)不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡，B正確；C．該反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行且反應(yīng)物和生成物都是氣體，無論是否達(dá)到平衡，氣體的密度始終不變，C錯(cuò)誤；D．該反應(yīng)不是等體積反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不斷變化，混合氣體平均摩爾質(zhì)量不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡，D正確；故答案選BD。（4）其他條件不變，反應(yīng)開始時(shí)充入2mol氦氣，反應(yīng)物和生成物的濃度均不變，且氦氣不參與反應(yīng)，故反應(yīng)速率不變，化學(xué)平衡不移動(dòng)，反應(yīng)達(dá)到最大限度所需時(shí)間t=10min。一、單選題1．（2023下·江蘇連云港·高一統(tǒng)考期中）化學(xué)反應(yīng)條件的控制具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。如下反應(yīng)條件的控制中，不恰當(dāng)?shù)氖茿．利用鈉在點(diǎn)燃的條件下與氧氣反應(yīng)，制備過氧化鈉B．為防止火災(zāi)，在面粉廠、加油站等場(chǎng)所要嚴(yán)禁煙火C．為加快的分解速率而加入D．降溫加快的分解速率【答案】D【詳解】A．鈉和氧氣在點(diǎn)燃或加熱條件下反應(yīng)生成過氧化鈉，可以利用鈉在點(diǎn)燃的條件下與氧氣反應(yīng)，制備過氧化鈉，故A正確；B．為防止火災(zāi)，在面粉廠、加油站等場(chǎng)所要嚴(yán)禁煙火，故B正確；C．可以作為催化劑催化的分解反應(yīng)，故C正確；D．降溫會(huì)減慢的分解速率，故D錯(cuò)誤；故選D。2．（2023下·河南開封·高一校聯(lián)考期末）一定條件下的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)，和的物質(zhì)的量濃度變化如圖，下列說法正確的是A．0~時(shí)間段的平均速率B．平衡時(shí)：C．時(shí)間段內(nèi)，生成HI的物質(zhì)的量為0.8molD．時(shí)刻時(shí)，的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率【答案】D【詳解】A．速率之比等于計(jì)量系數(shù)之比，，則平均速率，故A錯(cuò)誤；B．時(shí)刻濃度不再變化，說明達(dá)到平衡，題目中未知，所以平衡時(shí)不一定有，故B錯(cuò)誤；C．時(shí)間段內(nèi)，HI的物質(zhì)的量濃度增加了0.8mol/L，體積未知，無法求算HI的物質(zhì)的量，故C錯(cuò)誤；D．時(shí)刻時(shí)，未達(dá)到平衡，根據(jù)圖中信息得到該反應(yīng)是正向建立平衡，則的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，故D正確。綜上所述，答案為D。3．（2021下·天津·高一統(tǒng)考期中）工業(yè)合成氨的反應(yīng)：，是正向放熱的可逆反應(yīng)，該反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A．使用催化劑是為了增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率B．在上述條件下，可以實(shí)現(xiàn)100%轉(zhuǎn)化C．提高反應(yīng)溫度，可以加快反應(yīng)速率D．通過調(diào)控反應(yīng)條件，可以提高反應(yīng)進(jìn)行的程度【答案】B【詳解】A．催化劑可以加快反應(yīng)速率，縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，A正確；B．合成氨的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)不能進(jìn)行徹底，因此N2不可能100%轉(zhuǎn)化，B錯(cuò)誤；C．溫度升高，可以使單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)增大，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率加快，C正確；D．通過調(diào)控反應(yīng)條件，可以使化學(xué)平衡正向移動(dòng)，提高反應(yīng)進(jìn)行的程度，D正確；故選B。4．（2023下·廣東東莞·高一東莞實(shí)驗(yàn)中學(xué)校考期中）一定溫度下在2L密閉容器中進(jìn)行著某一反應(yīng)，X氣體、Y氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖，下列敘述正確的是A．反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Y=XB．t1min時(shí)，物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率為60%C．t2min時(shí)，反應(yīng)物的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率D．t3min時(shí)，反應(yīng)停止【答案】C【詳解】A．由圖可知，物質(zhì)的量減小的Y為反應(yīng)的反應(yīng)物，物質(zhì)的量增大的X為生成物，Y和X的物質(zhì)的量之比為(10—3)mol：(5.5—2)mol=2：1，t3min時(shí)，X、Y的物質(zhì)的量不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2YX，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，t1min時(shí)，物質(zhì)Y的物質(zhì)的量為6mol，則Y的轉(zhuǎn)化率為×100%=40%，故B錯(cuò)誤；C．由圖可知，t2min時(shí)，X、Y的物質(zhì)的量相等，但反應(yīng)未達(dá)到平衡，是平衡的形成過程，所以反應(yīng)物的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，故C正確；D．由圖可知，t3min時(shí)，X、Y的物質(zhì)的量不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡，正逆反應(yīng)速率相等，但反應(yīng)沒有停止，故D錯(cuò)誤；故選C。5．（2023下·山東青島·高一山東省青島第五十八中學(xué)?？计谀┫蚪^熱恒容密閉容器中通入和，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖如下圖，下列結(jié)論中正確的個(gè)數(shù)為①反應(yīng)在c點(diǎn)到達(dá)平衡②濃度：a點(diǎn)小于c點(diǎn)③反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量④，段的消耗量小于段的消耗量⑤混合物顏色不再變化，說明反應(yīng)達(dá)到平衡⑥體系壓強(qiáng)不再變化，說明反應(yīng)達(dá)到平衡⑦逆反應(yīng)速率圖像在此時(shí)間段內(nèi)和上圖趨勢(shì)相同⑧混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化，說明反應(yīng)達(dá)到平衡A．3個(gè) B．4個(gè) C．5個(gè) D．6個(gè)【答案】B【詳解】①當(dāng)正反應(yīng)速率不變時(shí)，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，由圖可知，c點(diǎn)正反應(yīng)速率開始減少，所以c點(diǎn)不是平衡點(diǎn)，故①錯(cuò)誤；②反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度逐漸降低，所以SO2濃度a點(diǎn)大于b點(diǎn)，故②錯(cuò)誤；③從a到c正反應(yīng)速率增大，之后正反應(yīng)速率減小，說明反應(yīng)剛開始時(shí)溫度升高、對(duì)正反應(yīng)速率的影響大于濃度減小對(duì)正反應(yīng)速率的影響，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，故③正確；④時(shí)，v△t=△c,根據(jù)圖像可知，ab段反應(yīng)物濃度變化△c小于bc段，則ab段參加反應(yīng)的物質(zhì)的量小于bc段，由于反應(yīng)初始物質(zhì)的量相等，所以SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段，故④正確；⑤混合物顏色不再變化，說明二氧化氮濃度不再變化，可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故⑤正確；⑥在絕熱條件下，溫度改變，則該反應(yīng)壓強(qiáng)也發(fā)生改變，故體系壓強(qiáng)不再變化，能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故⑥正確；⑦該時(shí)間段內(nèi)，在達(dá)到平衡之前，生成物濃度一直在變大，逆反應(yīng)速率應(yīng)該一直變大，故⑦錯(cuò)誤；⑧該反應(yīng)前后氣體的系數(shù)和相等，混合氣體的總物質(zhì)的量不變，恒容容器內(nèi)混合氣體的總質(zhì)量不變，則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量一直不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故⑧錯(cuò)誤；故③④⑤⑥正確；故選：B。6．（2023下·四川遂寧·高一射洪中學(xué)?？茧A段練習(xí)）在恒溫恒容的條件下，加入等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生A(g)+B(g)2C(g)+D(s)反應(yīng)，下列說法能作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是①單位時(shí)間內(nèi)消耗amolA，同時(shí)生成2amolC②混合氣體的密度不再變化③A、B的轉(zhuǎn)化率相等時(shí)④混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化⑤A、B、C的分子數(shù)之比為1∶1∶2A．② B．②③ C．①③⑤ D．②④【答案】A【分析】A(g)+B(g)2C(g)+D(s)為氣體體積不變的可逆反應(yīng)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度、百分含量等變量不再變化，以此進(jìn)行判斷?！驹斀狻竣賳挝粫r(shí)間內(nèi)消耗amolA，同時(shí)生成2amolC，表示的都是正反應(yīng)速率，無法判斷平衡狀態(tài)，①不合題意；②D為固態(tài)，混合氣體的密度為變量，當(dāng)混合氣體的密度不再變化時(shí)，表明達(dá)到平衡狀態(tài)，②符合題意；③由題干已知A、B的起始量相等，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，A、B的轉(zhuǎn)化量相等，即A、B的轉(zhuǎn)化率一直相等，則A、B的轉(zhuǎn)化率相等時(shí)不一定為平衡狀態(tài)，③不合題意；④該反應(yīng)前后氣體體積不變，則壓強(qiáng)始終不變，不能根據(jù)混合氣體的總壓強(qiáng)判斷平衡狀態(tài)，④不合題意；⑤平衡的特征之一是各物質(zhì)的分子數(shù)保持不變，而不是相等或成比例，故A、B、C的分子數(shù)之比為1∶1∶2，不能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，⑤不合題意；綜上分析只有②符合題意，故答案為A。7．（2023下·四川南充·高一四川省南充高級(jí)中學(xué)校考階段練習(xí)）一定條件下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體發(fā)生可逆反應(yīng)。反應(yīng)過程中測(cè)得各氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說法正確的是A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為X+3Y2ZB．用Y表示0～2min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率為0.05mol·L1·min1C．第2min末，X的轉(zhuǎn)化率為70%D．2min后該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)【答案】D【詳解】A．由題干圖像信息可知，0~2min內(nèi)X減少了0.3mol、Y減少了0.1mol，Z增加了0.2mol，且2min后各物質(zhì)均不再改變，根據(jù)物質(zhì)的變化量之比等于化學(xué)計(jì)量系數(shù)比可知，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X+Y2Z，A錯(cuò)誤；B．用Y表示0～2min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率為==0.025mol·L1·min1，B錯(cuò)誤；C．由題干圖像信息可知，0~2min內(nèi)X減少了0.3mol，第2min末，X的轉(zhuǎn)化率為=30%，C錯(cuò)誤；D．由題干圖像信息可知，2min后各物質(zhì)均不再改變，故2min后該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D正確；故答案為：D。8．（2022上·重慶黔江·高二重慶市黔江中學(xué)校?？计谥校┮欢囟认?，在恒容容器中，反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是A．單位時(shí)間內(nèi)每消耗0.25molO2，同時(shí)生成0.3molH2OB．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變C．單位時(shí)間內(nèi)斷裂12molH?O鍵的同時(shí)生成12molN?H鍵D．混合氣體的密度不發(fā)生變化【答案】B【詳解】A．消耗氧氣和生成H2O都是指正反應(yīng)方向速率，不能說明達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等，混合氣體的物質(zhì)的量是一變量，混合氣體的總質(zhì)量不變，則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量是一變量，當(dāng)其不再改變，說明達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故B正確；C．?dāng)嗔袶?O鍵和生成N?H鍵，都是指逆反應(yīng)方向速率，不能說明達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；D．化學(xué)反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒，質(zhì)量不變化，并且體系體積恒定，可以知道密度始終是不變化的，所以密度不變的狀態(tài)反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；故選：B。9．（2020上·甘肅蘭州·高一蘭州一中?？计谥校┝蛩崾且环N重要的化工產(chǎn)品，目前的重要生產(chǎn)方法是“接觸法”，反應(yīng)原理為：2SO2+O22SO3，已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。則下列說法正確的是A．只要選擇適宜的條件，SO2和O2就能全部轉(zhuǎn)化為SO3B．達(dá)到平衡后，反應(yīng)就停止了，故此時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等且均為零C．由反應(yīng)可知，2molSO2的能量大于2molSO3的能量D．工業(yè)在利用上述反應(yīng)生產(chǎn)三氧化硫時(shí)，要同時(shí)考慮反應(yīng)所能達(dá)到的限度和化學(xué)反應(yīng)速率兩方面的問題【答案】D【詳解】A．因?yàn)闉?/p>