高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率和限度 第二課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)的限度和化學(xué)反應(yīng)條件的控制學(xué)案 新人教版必修2-新人教版高一必修2化學(xué)學(xué)案

第二課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的限度和化學(xué)反應(yīng)條件的控制學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1.了解可逆反應(yīng)。2．理解化學(xué)平衡狀態(tài)。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。1.變化觀念與平衡思想：化學(xué)反應(yīng)有一定限度，是可以調(diào)控的。2．證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過分析推理認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡的特征。一、化學(xué)反應(yīng)的限度1．可逆反應(yīng)(1)定義：在同一條件下正反應(yīng)和逆反應(yīng)均能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。(2)特點(diǎn)①正向反應(yīng)和逆向反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。②一定條件下，反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物，即反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到100%。(3)表示：書寫可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)不用“=”而用“”。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)圖示3．化學(xué)平衡狀態(tài)的特征4．化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)達(dá)到的一種特殊狀態(tài)，是在給定條件下所能達(dá)到的最大程度，任何可逆反應(yīng)在給定條件下的進(jìn)行程度都有一定的限度。二、化學(xué)反應(yīng)條件的控制1．化學(xué)反應(yīng)條件的控制(1)目的eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(促進(jìn)有利反應(yīng)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率,加快反應(yīng)速率)),控制有害反應(yīng)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(減慢反應(yīng)速率,減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生,控制副反應(yīng)的發(fā)生))))(2)基本措施①改變化學(xué)反應(yīng)速率：改變反應(yīng)體系的溫度、物質(zhì)的濃度、氣體的壓強(qiáng)、固體的表面積以及催化劑的合理使用等。②改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的限度：改變可逆反應(yīng)體系的溫度、物質(zhì)的濃度、氣體的壓強(qiáng)等。2．實(shí)例——燃料的燃燒(1)燃料燃燒的條件①燃料與空氣或氧氣接觸，且空氣要適當(dāng)過量。②溫度達(dá)到燃料的著火點(diǎn)。(2)提高燃燒效率的措施①盡可能使燃料充分燃燒，提高能量的轉(zhuǎn)化率。②盡可能地充分利用燃料燃燒所釋放出的熱能，提高熱能的利用率。1．正誤判斷(1)任何可逆反應(yīng)都有一定的限度()(2)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到限度時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等()(3)化學(xué)反應(yīng)的限度與時(shí)間的長(zhǎng)短無關(guān)()(4)化學(xué)反應(yīng)的限度是不可改變的()[答案](1)√(2)√(3)√(4)×2．下列各組兩個(gè)反應(yīng)互為可逆反應(yīng)的是()①2H2＋O2eq\o(=,\s\up15(點(diǎn)燃))2H2O與2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))2H2↑＋O2↑②H2SO4(濃)＋2HBr=2H2O＋Br2＋SO2↑與Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4③2NO2N2O4與N2O42NO2④2SO2＋O2eq\o(=,\s\up15(催化劑))2SO3與SO3eq\o(,\s\up15(催化劑))2SO2＋O2A．①② B．②③C．③④ D．①④[解析]①、②兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)條件不同。[答案]C3．設(shè)v(正)和v(逆)分別表示可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率。在一定溫度下可逆反應(yīng)N2＋3H2eq\o(,\s\up15(高溫、高壓),\s\do15(催化劑))2NH3達(dá)到平衡時(shí)()A．v(逆)>v(正)B．v(逆)<v(正)C．v(逆)>v(正)，正逆反應(yīng)停止D．v(逆)＝v(正)，正逆反應(yīng)仍進(jìn)行[解析]當(dāng)v正＝v逆≠0時(shí)，可逆反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。[答案]D4．(1)炭在火爐中燃燒得很旺時(shí)，在往爐膛底內(nèi)的熱炭上噴灑少量水的瞬間，爐子內(nèi)的火會(huì)更旺這是因?yàn)開______________________________________________________________________________。(2)如果欲使?fàn)t內(nèi)炭更充分燃燒，下列措施可行的是________。A．向爐內(nèi)吹空氣 B．把塊狀炭碾碎C．使用H2O作催化劑 D．提高爐膛內(nèi)的溫度[解析]往爐膛底內(nèi)的熱炭上噴灑少量水，即在高溫下熾熱的炭與H2O反應(yīng)：C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up15(高溫))CO(g)＋H2(g)，這樣炭經(jīng)反應(yīng)變成氣體燃料，燃燒時(shí)與空氣接觸充分，燃燒充分且快，所以爐火更旺。使用催化劑或提高爐內(nèi)溫度只能更快地完成燃燒過程，并不能為炭燃燒的更充分提供條件。[答案](1)炭與水反應(yīng)生成CO和H2，燃燒更快，火焰更旺(2)AB

知識(shí)點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)的限度1.可逆反應(yīng)的特點(diǎn)2．化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷【典例1】可逆反應(yīng)：2NO22NO＋O2在體積固定的密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO2②單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)⑦混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦C．①③④⑤ D．全部[思路啟迪]分析平衡狀態(tài)標(biāo)志的相關(guān)題目時(shí)，首先要明確利用“變量”與“不變量”來判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的思維方法，其次關(guān)注在利用eq\x\to(M)、ρ、n(總)、p(總)判斷時(shí)，注意反應(yīng)特點(diǎn)和容器的體積變化問題。[解析]①中單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)必消耗2nmolNO2，知v正＝v逆，所以①能說明達(dá)到平衡狀態(tài)；②所描述的都是指正反應(yīng)方向的速率，無法判斷；③無論達(dá)到平衡與否，物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；④有色氣體的顏色不變能夠說明達(dá)到了化學(xué)平衡；因容器體積固定，密度是一個(gè)常數(shù)，所以⑤不能說明；該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)，容器的體積又固定，所以⑥⑦均能說明達(dá)到平衡。[答案]A[針對(duì)訓(xùn)練1]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nmolCO的同時(shí)生成nmolH2D．1molH—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2molH—O鍵[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)到化學(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，1molH—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2molH—O鍵，即消耗1molH2的同時(shí)消耗了1molH2O，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)。[答案]C知識(shí)點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)條件的控制1.化學(xué)反應(yīng)條件的控制2．提高煤燃燒效率相關(guān)因素【典例2】下列措施可以提高燃料燃燒效率的是()①提高燃料的著火點(diǎn)②降低燃料的著火點(diǎn)③將固體燃料粉碎④將液體燃料霧化⑤將煤氣化處理⑥通入大量的空氣A．①③④⑤ B．②③⑤⑥C．③④⑤ D．③④⑥[思路啟迪]分析此題目時(shí)，首先要明確燃料充分燃燒的相關(guān)條件及措施，再整合題干信息得出正確答案。[解析]著火點(diǎn)是物質(zhì)的固有的性質(zhì)，不會(huì)因外部條件改變而改變，且與燃燒效率無關(guān)，所以①②錯(cuò)。③④⑤能增大與O2的接觸面積，正確?？諝膺m當(dāng)過量可以提高燃料的燃燒率，但必須適當(dāng)過量，若過量很多，過多的空氣會(huì)把熱量帶走而使熱量利用率降低，⑥錯(cuò)。[答案]C[針對(duì)訓(xùn)練2]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②減少SO2的產(chǎn)生，避免造成“酸雨”③減少有毒CO的產(chǎn)生，避免污染空氣④減少CO2的產(chǎn)生，避免“溫室效應(yīng)”A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④[解析]①將煤塊粉碎，增大與空氣的接觸面積，能使煤充分燃燒，提高煤的利用率，正確；②煤中含有S元素，燃燒時(shí)能生成SO2，經(jīng)脫硫處理可減少SO2的產(chǎn)生，避免造成“酸雨”，正確；③在適當(dāng)過量的空氣中燃燒，生成CO2，減少CO的產(chǎn)生，正確；④無論是否脫硫處理，在適當(dāng)過量的空氣中燃燒，生成CO2的量都不變，不能減少CO2的產(chǎn)生，錯(cuò)誤。[答案]A1．下列說法中不正確的是()A．當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度B．當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，這個(gè)反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等C．可以通過控制反應(yīng)條件，使2molSO2與1molO2反應(yīng)生成2molSO3D．化學(xué)反應(yīng)的限度可以通過改變條件來改變[解析]對(duì)于可逆反應(yīng)，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率最大，A、B正確；2SO2＋O22SO3是可逆反應(yīng)，無論怎樣控制條件，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到100%，即2molSO2與1molO2反應(yīng)不會(huì)生成2molSO3，C錯(cuò)；化學(xué)反應(yīng)的限度可通過改變條件，如溫度、壓強(qiáng)等來改變，D正確。[答案]C2．反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡后，再向反應(yīng)容器中充入含氧的同位素eq\o\al(18,8)O的氧氣，經(jīng)過一段時(shí)間后，eq\o\al(18,8)O原子存在于()A．O2 B．SO2C．O2和SO2 D．O2、SO2和SO3[解析]可逆反應(yīng)在相同條件下，可以向兩個(gè)反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)體系中各物質(zhì)同時(shí)存在，由于三種物質(zhì)均含有氧元素，故eq\o\al(18,8)O原子可能存在于三種物質(zhì)中。[答案]D3．對(duì)于可逆反應(yīng)M＋NQ達(dá)到平衡時(shí)，下列說法正確的是()A．M、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等B．M、N全部變成了QC．反應(yīng)物和生成物的濃度都保持不變D．反應(yīng)已經(jīng)停止[解析]平衡時(shí)反應(yīng)物、生成物的濃度之比應(yīng)從兩個(gè)方面考慮：一是反應(yīng)物的起始濃度，二是化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)。如2molM與1molN反應(yīng)，無論怎樣反應(yīng)，M與N的濃度永遠(yuǎn)不相等，所以“M、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等”這種說法是錯(cuò)誤的，A錯(cuò)誤；此反應(yīng)是可逆反應(yīng)，B錯(cuò)誤；反應(yīng)物和生成物的濃度都保持不變，可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，但未停止，C正確，D錯(cuò)誤。[答案]C4．相同溫度和壓強(qiáng)下，在容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()A．c(H2)保持不變B．c(H2)＝c(I2)C．2v正(HI)＝v逆(I2)D．拆開2molH—I共價(jià)鍵，同時(shí)生成1molH—H共價(jià)鍵[解析]在一定條件下的可逆反應(yīng)中，如果正、逆反應(yīng)速率相等，各組分的百分含量保持不變，則達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。A項(xiàng)，c(H2)保持不變，符合要求；B項(xiàng)，c(H2)＝c(I2)，不一定是保持不變，不符合要求；C項(xiàng)，應(yīng)為v正(HI)＝2v逆(I2)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，拆開2molH—I共價(jià)鍵是正反應(yīng)，同時(shí)生成1molH—H共價(jià)鍵，也是正反應(yīng)，錯(cuò)誤。[答案]A5．在某一容積為5L的密閉容器內(nèi)，加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O，在催化劑條件下高溫加熱，發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反應(yīng)中CO2的濃度隨時(shí)間變化情況如圖所示：(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，反應(yīng)開始至達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，CO2的平均反應(yīng)速率為________，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，c(H2)＝________。(2)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是________(填序號(hào))。①CO減少的反應(yīng)速率和CO2減少的反應(yīng)速率相等②CO、H2O、CO2、H2的濃度相等③CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化[解析](1)v(CO2)＝eq\f(0.03mol/L,10min)＝0.003mol/(L·min)，c(H2)＝c(CO2)＝0.03mol/L。(2)CO的減少速率和CO2的減少速率相等時(shí)，說明v(正)＝v(逆)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；反應(yīng)物與生成物的濃度不再發(fā)生變化時(shí)，表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。反應(yīng)物與生成物的濃度相等，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。[答案](1)0.003mol/(L·min)0.03mol/L(2)①③課后作業(yè)(十二)[基礎(chǔ)鞏固]一、可逆反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)限度1．下列各組反應(yīng)互為可逆反應(yīng)的是()①2NaHCO3eq\o(=,\s\up15(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O與CO2＋H2O＋Na2CO3=2NaHCO3②SO2＋H2O=H2SO3與H2SO3=SO2＋H2O③N2＋3H2eq\o(=,\s\up15(高溫、高壓),\s\do15(催化劑))2NH3與2NH3eq\o(=,\s\up15(高溫、高壓),\s\do15(催化劑))3H2＋N2④NH3＋HCl=NH4Cl與NH4Cleq\o(=,\s\up15(△))NH3↑＋HCl↑A．①②B．②③C．③④D．①④[解析]①、④中兩反應(yīng)的條件不相同，不互為可逆反應(yīng)。[答案]B2．一定條件下，在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2SO2＋O22SO3。當(dāng)SO2、O2、SO3的濃度不再改變時(shí)，下列說法正確的是()A．SO2、O2完全轉(zhuǎn)化為SO3B．正、逆反應(yīng)速率相等且等于零C．反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D．SO2、O2、SO3的濃度一定相等[解析]對(duì)于反應(yīng)：2SO2＋O22SO3，當(dāng)SO2、O2、SO3的濃度不再改變時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，這時(shí)反應(yīng)仍然在進(jìn)行，在單位時(shí)間內(nèi)任一物質(zhì)的消耗速率與產(chǎn)生速率相等，物質(zhì)的濃度不變。[答案]C3．向一密閉容器中放入1molX，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1.5molYD．t2～t3時(shí)，X、Y的物質(zhì)的量均沒有發(fā)生變化[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)，1molX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1.5mol，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。[答案]D4．在一定溫度下，向密閉容器中充入一定量的NO2和SO2，發(fā)生反應(yīng)：NO2＋SO2NO＋SO3(g)，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列敘述正確的是()A.SO2和SO3的物質(zhì)的量一定相等B．NO2和SO3的物質(zhì)的量一定相等C．反應(yīng)混合物的總物質(zhì)的量一定等于反應(yīng)開始時(shí)NO2和SO2的總物質(zhì)的量D．SO2、NO2、NO、SO3的物質(zhì)的量一定相等[解析]題中沒有給出各物質(zhì)的投料情況，NO2、SO2和SO3的量之間沒有必然的關(guān)系，可能相等，也可能不等，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)；該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，故反應(yīng)混合物的總物質(zhì)的量一定等于反應(yīng)開始時(shí)NO2和SO2的總物質(zhì)的量，C項(xiàng)正確。[答案]C二、化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志5．在一定溫度下的恒容密閉容器中，能說明反應(yīng)X2(g)＋Y2(g)2XY(g)已達(dá)到平衡的是()A．容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化B．容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化C．XY氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變D．X2和Y2的消耗速率相等[解析]該反應(yīng)的特點(diǎn)：一是可逆反應(yīng)；二是反應(yīng)前后氣體體積相等。根據(jù)氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比推斷，該反應(yīng)在整個(gè)反應(yīng)過程中總壓強(qiáng)是不變的，A不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡；同理推斷，容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量始終不隨時(shí)間變化而變化，B不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡；X2和Y2的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等且均為反應(yīng)物，其消耗速率始終相等。[答案]C6．在一定條件下，可逆反應(yīng)2AB＋3C在四種狀態(tài)中處于平衡狀態(tài)的是()選項(xiàng)正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率AvA＝2mol·L－1·min－1vB＝2mol·L－1·min－1BvA＝2mol·L－1·min－1vC＝2mol·L－1·min－1CvA＝1mol·L－1·min－1vB＝2mol·L－1·min－1DvA＝1mol·L－1·min－1vC＝1.5mol·L－1·min－1[解析]正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。通過化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)進(jìn)行變換比較，A項(xiàng)，vA＝2mol·L－1·min－1，vB＝1mol·L－1·min－1；B項(xiàng)，vA＝2mol·L－1·min－1，vC＝3mol·L－1·min－1；C項(xiàng)，vA＝1mol·L－1·min－1，vB＝0.5mol·L－1·min－1。[答案]D7．可以充分說明可逆反應(yīng)P(g)＋Q(g)R(g)＋S(g)在恒溫條件下達(dá)到平衡狀態(tài)的事實(shí)是()A．反應(yīng)器內(nèi)的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化B．反應(yīng)器內(nèi)P、Q、R、S四種氣體共存C．生成P的速率與生成S的速率相等D．生成1molP必有1molQ生成[解析]對(duì)于該反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，無論是否達(dá)平衡，壓強(qiáng)一直保持不變，而且生成1molP必有1molQ生成，并保持P、Q、R、S四種氣體共存。[答案]C8．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∶4B．混合氣體中各物質(zhì)的濃度相等C．單位時(shí)間內(nèi)，消耗amolA物質(zhì)的同時(shí)消耗2amolC物質(zhì)D．混合氣體的體積是反應(yīng)開始前的eq\f(4,5)[解析]各物質(zhì)的濃度之比c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶3∶4，無法判斷各組分的濃度是否繼續(xù)變化，則無法判斷平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；混合氣體中各物質(zhì)的濃度相等，無法判斷各組分的濃度是否還發(fā)生變化，則無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；單位時(shí)間內(nèi)若消耗了amolA物質(zhì)，同時(shí)也消耗了2amolC物質(zhì)，表示的是正逆反應(yīng)速率，且滿足計(jì)量數(shù)關(guān)系，說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；混合氣體的體積是反應(yīng)開始前的eq\f(4,5)，無法判斷各組分的百分含量是否變化，則無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。故選C。[答案]C三、化學(xué)反應(yīng)條件的控制9．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?)A．為防止鐵生銹，在其表面涂一層防銹油漆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KClO3的分解速率而加入MnO2D．降溫加快H2O2的分解速率[解析]A項(xiàng)，防止鐵生銹，可在其表面涂一層防銹油漆，阻止鐵與潮濕的空氣接觸；B項(xiàng)，面粉廠、加油站周圍的空氣中飄浮著可燃性的氣體或粉塵，遇明火可能會(huì)發(fā)生爆炸，所以面粉廠、加油站均要嚴(yán)禁煙火；C項(xiàng)，加入MnO2，對(duì)KClO3的分解起催化作用，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率；D項(xiàng)，降溫會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率減小，減慢H2O2的分解速率。[答案]D[能力提升]10．一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)，以下不能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()A．混合氣體的密度不再變化B．反應(yīng)容器中Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變C．X的分解速率與Y的消耗速率相等D．單位時(shí)間內(nèi)生成1molY的同時(shí)生成2molX[解析]因Z為固體，若未達(dá)到平衡，混合氣體的密度會(huì)發(fā)生變化，A項(xiàng)可作平衡標(biāo)志；B項(xiàng)量不變就可以說明平衡；C項(xiàng)中X的分解速率與Y的消耗速率之比等于2∶1時(shí)才達(dá)到平衡；D項(xiàng)中正、逆反應(yīng)速率相等說明達(dá)到平衡狀態(tài)。[答案]C11．在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2SO2＋O2eq\o(,\s\up15(催化劑),\s\do15(△))2SO3(g)，已知反應(yīng)過程中某一時(shí)刻SO2、O2和SO3濃度分別為0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，可能存在的數(shù)據(jù)是()A．SO2為0.4mol·L－1、O2為0.2mol·L－1B．SO2為0.25mol·L－1C．SO3為0.4mol·L－1D．SO2、SO3均為0.15mol·L－1[解析]假設(shè)SO2、O2完全轉(zhuǎn)化為SO3，則c(SO2)＝c(O2)＝0，c(SO3)＝0.4mol·L－1；假設(shè)SO3完全轉(zhuǎn)化為SO2和O2，則c(SO2)＝0.4mol·L－1，c(O2)＝0.2mol·L－1，c(SO3)＝0，而可逆反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)不能進(jìn)行到底，故A、C錯(cuò)誤，B正確；又因?yàn)榉磻?yīng)物SO2和生成物SO3不可能同時(shí)減小，故D錯(cuò)誤。[答案]B12．將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是()①2v(NH3)＝v(CO2)②密閉容器中總壓強(qiáng)不變③密閉容器中混合氣體的密度不變④密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變⑤密閉容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變A．①②⑤B．②③C．③④⑤D．①④[解析]①不能表示正、逆反應(yīng)速率相等；②反應(yīng)正向進(jìn)行則壓強(qiáng)增大，總壓強(qiáng)不變時(shí)，說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)；③恒容條件下，混合氣體的密度ρ＝eq\f(m氣,V)，反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)，m(氣)增大，V(容器)不變，氣體的密度增大，因此密度不變，說明m(氣)不變，反應(yīng)達(dá)到平衡；④反應(yīng)物是固體，NH3的體積分?jǐn)?shù)始終為2/3；⑤反應(yīng)物是固體，容器內(nèi)的氣體是NH3和CO2，且二者的物質(zhì)的量始終以2∶1生成，則eq\x\to(M)＝eq\f(2amol×17g·mol－1＋amol×44g·mol－1,2a＋amol)＝26g·mol－1。[答案]B13．一定溫度下，某容積為2L的密閉容器內(nèi)，某一反應(yīng)中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線如圖所示：(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________。(2)在圖上所示的三個(gè)時(shí)刻中，________(填“t1”“t2”或“t3”)時(shí)刻處于平衡狀態(tài)，此時(shí)v正________v逆(填“>”“<”或“＝”)；0～t2時(shí)間段內(nèi)v(N)＝________。(3)已知M、N均為氣體，若反應(yīng)容器的容積不變，則“壓強(qiáng)不再改變”________(填“能”或“不能”)作為該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。(4)已知M、N均為氣體，則下列措施能增大反應(yīng)速率的是________(選填字母)。A．升高溫度 B．降低壓強(qiáng)C．減小N的濃度 D．將反應(yīng)容器體積縮小[解析](1)由圖知，N不斷減少，M不斷增加，N是反應(yīng)物，M是生成物，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到t3時(shí)，各種物質(zhì)都存在，物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。在相同的時(shí)間內(nèi)，N減少6mol，M增加3mol，二者的物質(zhì)的量的比是6∶3＝2∶1，故反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NM。(2)t3時(shí)刻處于平衡狀態(tài)，此時(shí)v正＝v逆。0～t2時(shí)間段內(nèi)，v(N)＝(8－4)mol÷2L÷t2＝2/t2mol·L－1·min－1。(3)已知M、N均為氣體，若反應(yīng)容器的容積不變，由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng)，則“壓強(qiáng)不再改變”能作為該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。(4)A項(xiàng)，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快；B項(xiàng)，降低壓強(qiáng)，物質(zhì)的濃度減小，反應(yīng)速率減慢；C項(xiàng)，減小N的濃度，反應(yīng)速率減慢；D項(xiàng)，將反應(yīng)容器體積縮小，物質(zhì)的濃度增大，反應(yīng)速率加快。[答案](1)2NM(2)t3＝2/t2mol·L－1·min－1(3)能(4)AD14．已知可逆反應(yīng)：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。(1)若反應(yīng)在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行，在其他條件不變的情況下，下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率無影響的是________(填字母，下同)A．保持體積不變，增加CO的物質(zhì)的量B．將容器的體積縮小一半C．保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積增大D．保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大(2)若反應(yīng)在一容積恒定的密閉容器內(nèi)進(jìn)行，能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________。①容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化②v正(H2O)＝v逆(H2)③容器內(nèi)氣體的密度不隨時(shí)間而變化④容器內(nèi)氣體總質(zhì)量不隨時(shí)間而變化⑤消耗nmolH2的同時(shí)消耗nmolCOA．①②③ B．①②③④C．② D．①④⑤[解析](1)A項(xiàng)，增加CO的物質(zhì)的量，由于體積不變，會(huì)使c(CO)增大，則速率加快；B項(xiàng)，容器體積縮小一半，各氣體的濃度都增大，則速率加快；C項(xiàng)，N2不參與反應(yīng)，充入N2使容器的體積增大，從而使參與反應(yīng)的各組分的濃度變小，速率變慢；D項(xiàng)，充入N2，體系壓強(qiáng)雖增大，但由于體積不變，則參與反應(yīng)的各組分的濃度不變，對(duì)速率無影響。(2)由于C是固體，只要反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，氣體的質(zhì)量、密度、相對(duì)分子質(zhì)量就是不斷變化的，它們不變時(shí)說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，故①③④正確；用不同物質(zhì)的反應(yīng)速率表示化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)必須一正一逆且速率數(shù)值之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故②正確；任何時(shí)刻，消耗nmolH2的同時(shí)都消耗nmolCO，⑤錯(cuò)誤。[答案](1)D(2)B15．NO2與SO2混合可發(fā)生放熱反應(yīng)：NO2＋SO2SO3＋NO。在100℃下將1molNO2與1molSO2的混合氣體置于絕熱(不與外界進(jìn)行熱交換)恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)。(1)SO2的正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖所示，則下列說法正確的是________(填序號(hào)，下同)。A．反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)B．反應(yīng)物濃度：a點(diǎn)小于b點(diǎn)C．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量D．當(dāng)Δt1＝Δt2時(shí)，SO2的消耗量：ab段大于bc段(2)判斷此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是________。A．體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化B．混合氣體的密度不變C．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變D．各組分的物質(zhì)的量濃度不再改變E．體系的溫度不再發(fā)生變化F．v(NO2)正＝v(NO)逆[解析](1)反應(yīng)在達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)速率應(yīng)保持不變，故A錯(cuò)誤；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度越來越小，所以反應(yīng)物濃度：a點(diǎn)大于b點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)圖可知，該反應(yīng)在絕熱條件下進(jìn)行，反應(yīng)速率受溫度和濃度的因素影響，反應(yīng)速率先增大后減小，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，先由于溫度升高使反應(yīng)速率增大，后濃度下降，反應(yīng)速率下降，所以反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，故C正確；根據(jù)圖可知