1、第二节第二节 化学反应的速率与限度化学反应的速率与限度 第第 2 2 课时课时 化学反应的限度化学反应的限度 化学反应条件的控制化学反应条件的控制 基础过关基础过关 1下面关于化学反应的限度的叙述中，正确的是( ) A化学反应的限度都相同 B可以通过改变温度控制化学反应的限度 C可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度 D当一个化学反应在一定条件下达到限度时，反应即停止 2在一定温度下，某反应 ABC 体系中，n(B)随反应时间(t)的变化如下表： t/min 0 1 2 3 4 5 n(B)/mol 0.080 0.036 0.028 0.020 0.020 0.020 该反应处于平衡状
2、态的时间区域为( ) A12 min B13 min C23 min D35 min 3下列说法正确的是( ) A密闭容器中充入 1 mol N2和 3 mol H2可生成 2 mol NH3 B一定条件下，可逆反应达到平衡状态，该反应就达到了这一条件下的最大限度 C对于任何反应增大压强，化学反应速率均增大 D化学平衡是一种动态平衡，条件改变，原平衡状态不会被破坏 4天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为：CH42O2= 点燃 CO22H2O，C3H8 5O2= 点燃 3CO24H2O，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改用液化石油气，应采用的 正确措施是( ) A减少空气进入量，增大石油
3、气进入量 B增大空气进入量，减少石油气进入量 C减少空气进入量，减少石油气进入量 D增大空气进入量，增大石油气进入量 5中国锅炉燃烧采用沸腾炉的逐渐增多，采用沸腾炉的好处在于( ) 增大煤炭燃烧时的燃烧热并形成清洁能源 减少炉中杂质气体(如 SO2等)的形成 提高煤炭的热效率并减少 CO 的排放 使燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率 A B C D 6如图是可逆反应：X23Y22Z2在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下 列叙述正确的是( ) At2t3时，各物质的浓度不再发生变化 Bt2时，反应未达到限度 Ct2t3时，反应已停止进行 Dt1时，反应只向正反应方向进行 7下列
4、说法不正确的是( ) A当平衡体系中各物质的浓度相等时，化学反应一定达到平衡状态 B对某一可逆反应，当正、逆反应速率相等时，各组分的浓度一定保持不变 C甲、乙两个容积相同、温度恒定且密闭容器中，分别充入 2 mol NH3、1 mol N2和 3 mol H2，平衡时，甲和乙的压强是相同的 D化学平衡建立前，v(正)v(逆)，达到化学平衡后 v(正)v(逆) 8 硫酸是一种重要的化工产品， 硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。 目前硫酸的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化反应 2SO2O22SO3的说法不 正确的是( ) A该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可
5、能全部转化为三氧化硫 B达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为 0 C一定条件下，向某密闭容器中加入 2 mol SO2和 1 mol O2，则从反应开始到达平衡的过 程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等 D在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方 面的问题 9工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：2CO22CO；Fe2O3 3CO2Fe3CO2。该炼铁工艺中，焦炭的实际用量远远高于按照化学方程式计算所需要 的量。其主要原因是( ) ACO 过量 BCO 与铁矿石接触不充分 C炼铁高炉的高度不
6、够 D反应都有一定限度 10在某一容积为 5 L 的密闭容器内，加入 0.2 mol 的 CO 和 0.2 mol 的 H2O(g)，在催化剂 存在的条件下高温加热，发生反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，反应放出热 量。反应中 CO2的浓度随时间变化的情况如图所示。 (1)根据图中数据，从反应开始至达到平衡时，CO 的化学反应速率为_； 反应平衡时 c(H2)_。 (2)判断该反应达到平衡的依据是_(填标号)。 ACO 减少的化学反应速率和 CO2减少的化学反应速率相等 BCO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 CCO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化 D正、逆反应速
7、率都为零 11在 2 L 容器中有 3 种物质进行反应，X、Y、Z 的物质的量随时间的变化曲线如图。反 应在 t 时刻达到平衡，如图所示： (1)该反应的化学方程式是_。 (2)反应起始至 t，Y 的平均反应速率是_。 (3)关于该反应的说法正确的是_(填标号)。 A到达 t 时刻该反应已停止 B在 t 时刻之前 X 的消耗速率大于它的生成速率 C在 t 时刻正反应速率等于逆反应速率 D在 t 时刻达到平衡是因为此时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等 能力提升能力提升 12 在一密闭容器中进行反应： 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。 已知反应过程中某一时刻 SO2、 O2、SO3的
8、浓度分别为 0.2 mol L 1、0.1 mol L1、0.2 mol L1。当反应达到平衡时，可能存 在的数据是( ) ASO2为 0.4 mol，O2为 0.2 mol BSO2为 0.25 mol CSO2、SO3均为 0.15 mol DSO3为 0.4 mol 13常温下，将 a mol N2与 b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生反 应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)。 (1)若反应进行到某时刻 t 时，nt(N2)13 mol，nt(NH3)6 mol，则 a 的值为_。 (2)反应达平衡时，混合气体的体积为 716.8 L(标准状况下)，其中 N
9、H3的体积分数为 25%， 计算平衡时 NH3的物质的量为_。 (3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比为_(写最简整数比，下同)。 (4)原气体中 ab_。 (5)达到平衡时混合气体中，n(N2)n(H2)n(NH3)_。 14t1时，将 2 mol SO2和 1 mol O2通入体积为 2 L 的恒温恒容密闭容器中，发生反应： 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)， 2 min 时反应达到化学平衡， 此时测得反应物 O2还剩余 0.8 mol， 请填写下列空白： (1)从反应开始到达化学平衡，生成 SO3的平均反应速率为_；平衡时 SO2转化 率为_。 (2)下列叙述能证明该反应已
10、达到化学平衡状态的是_(填标号)。 A容器内压强不再发生变化 BSO2的体积分数不再发生变化 C容器内气体原子总数不再发生变化 D相同时间内消耗 2n mol SO2的同时消耗 n mol O2 E相同时间内消耗 2n mol SO2的同时生成 n mol O2 (3)t2时，若将物质的量之比 n(SO2)n(O2)11 的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容 器中，反应达到平衡时，混合气体体积减少了 20%。SO2的转化率为_。 15在 2 L 密闭容器内，800 时反应 2NO(g)O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的 变化如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/m
11、ol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)上述反应_(填“是”或“不是”)可逆反应，在第 5 s 时，NO 的转化率为 _。 (2)如图中表示 NO2变化曲线的是_。用 O2表示从 02 s 内该反应的平均速率 v _。 (3)能说明该反应已达到平衡状态的是_。 av(NO2)2v(O2) B容器内压强保持不变 cv逆(NO)2v正(O2) D容器内密度保持不变 参考答案 基础过关基础过关 1 【答案】B 【解析】化学反应不同，限度不同，A 错误；可以改变外界条件(如温度)控制化学反应的限 度，B 正确；化学反应的限度与反应时间无关，C 错误；当化学反
12、应在一定条件下达到限度 时，正、逆反应速率相等，反应并未停止，D 错误。 2 【答案】D 【解析】当 n(B)不再随时间发生变化时，即达到平衡状态，D 正确。 3 【答案】B 【解析】 N2与 H2生成 NH3的反应为可逆反应， 1 mol N2与 3 mol H2不能完全反应生成 2 mol NH3，A 项不正确；压强是影响化学反应速率的一个因素，但并不适合于所有的反应，必须 有气体参与的反应才适合，C 不正确；化学平衡是一种动态平衡，该平衡是建立在一定条件 下的平衡，如果条件改变，平衡将发生移动，D 项不正确。 4 【答案】B 【解析】结合天然气和液化石油气燃烧的化学方程式可知，等物质的量
13、的两燃料燃烧时，后 者需要空气较多，故应增大空气进入量或减少石油气进入量，B 正确。 5 【答案】B 【解析】燃烧炉只是促使燃料燃烧充分，提高燃料的利用率并减少 CO 的排放，并不能增大 煤炭燃烧时的燃烧热，也无法减少 SO2气体的形成。 6 【答案】A 【解析】t2t3时正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，各物质的浓度不再发生变化， A 正确；t2时正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，即反应达到限度，B 错误；t2t3 时正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，但反应速率不为 0，反应没有停止，C 错误； t1时正反应速率大于逆反应速率，反应向正反应方向进行的同时也向逆反应方向进行，只是
14、向正反应方向进行的程度大，D 错误。 7 【答案】A 【解析】达到化学平衡状态时各组分浓度保持不变，但不一定相等，A 错误；可逆反应正、 逆反应速率相等时，达到平衡状态，各组分浓度保持不变，B 正确；两容器中是加入不同物 质建立的等效平衡，达到平衡状态时，两容器中压强相等，C 正确；化学平衡建立前正、逆 反应速率不等，但达到平衡状态时正、逆反应速率相等，D 正确。 8 【答案】B 【解析】对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为产物，反应只能进行到 一定限度。在达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，最终正、逆 反应速率相等，即达到平衡，此时反应物和生成物的浓度都
15、不再随时间的变化而变化，但反 应并没有停止，正、逆反应都依然进行着。 9 【答案】D 【解析】反应都是可逆反应，都有一定的限度，因此反应中的碳和反应中的 CO 不 能完全转化，致使焦炭的实际用量远远高于按照化学方程式计算所需要的量。 10 【答案】(1)0.003 mol L 1 min1 0.03 mol L1 (2)AC 【解析】 (1)由图可知第 10 min 时反应达到平衡， 即 v(CO)v(CO2)cCO2 t 0.03 mol L 1 10 min 0.003 mol L 1 min1，反应时转化的浓度之比化学方程式的化学计量数之比，即 c(H 2) c(CO2)0.03 mol
16、 L 1。 (2)达到平衡状态的标志是各物质的百分含量保持一定，浓度不变，正、逆反应速率相等且 不为 0。 11 【答案】(1)2X3YZ (2)0.6 t mol L 1 min1 (3)BC 【解析】(1)由图像知，从 0t，n(X)减小，n(Y)增加，n(Z)增加，可以确定 X 为反应物，Y、 Z 为生成物，从 0t，n(X)n(Y)n(Z)0.81.20.4231。故该反应的化学方 程式为 2X3YZ。 (3)化学平衡是一种动态平衡，故 A 错；在 t 时刻之前，可逆反应尚未达到化学平衡，此时 v 正(X)v逆(X)，故 B 对；在 t 时刻，可逆反应已达化学平衡，此时正、逆反应速率相
17、等，故 C 对；在 t 时刻达到平衡是因为此时反应混合物中各组分的浓度不再变化，故 D 错。 能力提升能力提升 12 【答案】B 【解析】由于 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)为可逆反应，只有 SO3完全转化为 SO2和 O2时， 才能得到 A 项数据， 但反应不能完全进行， A 错误； 反应逆向进行可能得到 SO2为 0.25 mol， B 正确；根据硫原子守恒，SO2、SO3物质的量之和应为 0.4 mol，C 错误；SO2和 O2完全转 化为 SO3时才能得到 0.4 mol SO3，但该反应不可能进行到底，D 错误。 13 【答案】(1)16 (2)8 mol (3)54 (4)
18、23 (5)332 【解析】 (1)反应进行到某时刻 t 时生成 6 mol NH3， 消耗 3 mol N2和 9 mol H2， 则 a313， 解得 a16。 (2)平衡时 716.8 L(标准状况下)气体的物质的量为 32 mol，则 n(NH3)32 mol 25%8 mol。 (3)根据三段式法有： N2(g)3H2(g)2NH3(g) 起始/mol 16 b 转化/mol 4 12 8 平衡/mol 12 b12 8 则 12(b12)832，解得 b24； 原混合气体物质的量ab162440，平衡时混合气体为 32 mol，即 n始n平54。 (4)原混合气体中 ab16242
19、3。 (5)平衡时 N2、H2、NH3分别为 12 mol、12 mol 和 8 mol，即 n(N2)n(H2)n(NH3)33 2。 14 【答案】(1)0.1 mol L 1 min1 20% (2)ABE (3)80% 【解析】(1) 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) 起始浓度/(mol L 1) 1 0.5 转化浓度/(mol L 1) 0.2 0.1 0.2 平衡浓度/(mol L 1 ) 0.8 0.4 0.2 v(SO3)0.2 mol L 1 2 min 0.1 mol L 1 min1 平衡时 SO2转化率0.2 mol L 1 1 mol L 1 100%20%。
20、(2)反应前后体积不同，即压强不再发生变化达到平衡，A 正确；SO2的体积分数不再改变， 达到平衡状态，B 正确；反应中遵循原子守恒，不能由此判断是否平衡，C 错误；反应同向 进行，不能由此判断是否平衡，D 错误；消耗 2n mol SO2的同时生成 n mol O2，即符合正逆 反应速率相等，达到平衡状态，E 正确。 (3)设 SO2、O2的物质的量均为 1 mol，反应过程中总物质的量减小了 2 mol 20%0.4 mol， 由 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，可知当总的物质的量减小 0.4 mol 时，SO2反应了 0.8 mol， 其转化率为 80%。 15 【答案】(1)是
21、 65% (2)b 1.5 10 3mol L1 s1 (3)bc 【解析】(1)由表格中数据可知反应进行至 3 s 时，NO 的物质的量保持不变，可说明该反应 为可逆反应。反应至 5 s 时，消耗 n(NO)0.020 mol0.007 mol0.013 mol，即 NO 的转化 率0.013 mol 0.020 mol 100%65%。 (2)随着反应不断进行， c(NO2)逐渐增大， 达到平衡时消耗 0.013 mol NO，即 c(NO2)最大值为 0.013 mol 2 L0.006 5 mol L 1，即曲线 b 可表示 NO 2浓度变 化。02 s 内反应中消耗 0.020 mol0.008 mol0.012 mol NO，则消耗 0.006 mol O2，v(O2) 0.006 mol 2 L 2 s 1.5 10 3mol L1 s1。(3)未指明反应进行的方向，无法判断是否达到平衡，a 错误；反应前后体积不同，当压强保持不变时，达到平衡状态，b 正确；NO 和 O2的速率符 合化学计量数关系且方向不同，达到平衡状态，c 正确；容器内密度始终保持不变，不能判 断是否达到平衡状态，d 错误。
