第六章 第2节化学反应的速率与限度
第2课时化学反应的限度、化学反应条件的控制
（解析版）
基础达标
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．常温下，在2 L密闭容器中加入一定量的MoS2、H2、Na2CO3发生反应：MoS2(s)＋4H2(g)＋2Na2CO3(s)??Mo(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s)。能说明该反应达到平衡状态的是( B )
A．2v正(H2)＝v逆(CO)
B．容器内气体的密度不变
C．消耗4 mol H2同时生成2 mol CO
D．CO与H2O的物质的量浓度的比值不变
解析：达到化学平衡时，应有v正(H2)＝2v逆(CO)，故A错误；恒容容器内气体的密度不变，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，故B正确；消耗4 mol H2一定同时生成2 mol CO，不一定平衡，故C错误；从反应开始投料，CO与H2O的物质的量浓度的比值一直不变，故D错误。
2．生活中家庭常用的燃料气体有三种：天然气、水煤气和液化石油气。
天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4＋2O2CO2＋2H2O，C3H8＋5O23CO2＋4H2O，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改为烧液化石油气，应采用的正确措施是( B )
A．减少空气进入量，增大石油气进入量
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
解析：从化学方程式可知，单位体积的甲烷比液化石油气燃烧消耗O2少，若改烧液化石油气，必须增大进空气量或减少进石油气量。
3．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( C )
①提高燃料的着火点 ②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化处理 ⑤将煤进行气化处理 ⑥通入适当过量的空气
A．①③④⑤ B．②③⑤⑥
C．③④⑤⑥ D．①②③④
解析：着火点是固有性质，不能改变，①②错误；③④⑤⑥都可以使燃料与氧气充分接触，正确。
4．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的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1，0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是( B )
A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1
B．SO2为0.25 mol·L－1
C．SO3为0.4 mol·L－1
D．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1
5．CO和H2在一定条件下可以合成乙醇：2CO(g)＋4H2(g)??CH3CH2OH(g)＋H2O(g)，下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是( D )
A．CO全部转化为乙醇
B．正反应和逆反应的化学反应速率均为零
C．CO和H2以1∶2的物质的量之比反应生成乙醇
D．反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
解析：可逆反应的最大限度即达到化学平衡状态，对于可逆反应，反应不能进行到底，A错；化学平衡为动态平衡，正、逆反应速率相等且不为零，B错；CO和H2以1∶2的物质的量之比反应，不能说明正、逆反应速率相等，C错。
6．一定条件下，体积为10 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)??Z(g)正反应为放热反应，经60 s达到平衡，生成0.3 mol Z。下列说法正确的是( C )
A．以X浓度变化表示的反应速率为0.01 mol·L－1·s－1
B．反应经过60 s时一定能达到化学平衡
C．反应放出的热量可用于提高反应速率
D．反应达到平衡时，n(X)∶n(Y)＝1∶1
二、非选择题
7．Ⅰ.在一定条件下，向V L密闭容器中充入a mol SO2和b mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。
(1)当反应进行到v正与v逆相等时，此时可逆反应达到最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、浓度、质量分数、体积分数及总压强都保持不变。
Ⅱ.NO2与SO2混合可发生放热反应；NO2＋SO2??SO3＋NO。在100 ℃下将1 mol NO2与1 mol SO2的混合气体置于绝热(不与外界进行热交换)恒容密闭容器中发生上述反应。
(2)SO2的正反应速率随时间变化的趋势如图所示，则下列说法正确的是C(填字母，下同)。
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．当Δt1＝Δt2时，SO2的平均反应速率：ab段小于bc段
D．当Δt1＝Δt2时，SO2的消耗量：ab段大于bc段
(3)判断此反应达到平衡状态的标志是ADEF。A.体系的压强不再发生变化
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．各组分的物质的量浓度不再改变
E．体系的温度不再发生变化
F．v正(NO2)＝v逆(NO)
解析：Ⅰ.(1)可逆反应发生时，当v正＝v逆，反应达到最大限度，即达到平衡状态，此时各组分的物质的量、浓度、质量分数及总压强都保持不变。
Ⅱ.(2)反应达到平衡状态时，反应速率应保持不变，A项错误；随着反应的进行，反应物浓度越来越小，所以反应物浓度：a点大于b点，B项错误；由图可知，Δt1＝Δt2时，ab段的平均反应速率小于bc段，SO2的消耗量：ab段小于bc段，C项正确，D项错误。(3)该反应为气体体积不变的放热反应，在绝热的条件下进行，则体系的温度是不断升高的，直至平衡状态。根据上面的分析可知，反应过程中温度升高，体积不变，则体系压强增大，当体系的压强不再发生变化，则说明反应已经处于平衡状态，A项正确；该反应中混合气体的体积不变，质量不变，所以混合气体的密度不随反应的进行而改变，故不能作为达到平衡状态的标志，B项错误；反应前后混合气体的质量和物质的量都不变，所以混合气体的平均相对分子质量不随反应的进行而改变，故不能作为达到平衡状态的标志，C项错误；各组分的物质的量浓度不再改变，则反应处于平衡状态，D项正确；根据上面的分析可知，当体系的温度不再发生变化，则反应处于平衡状态，E项正确；v正(NO2)＝v逆(NO)，则反应处于平衡状态，F项正确。
能力提升
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．氨基甲酸铵是白色斜方晶状晶体或晶状粉末，主要用作磷化铝中间体，也用于医药。将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)??2NH3(g)＋CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是( C )
A．2v(NH3)＝v(CO2)
B．密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
解析：v正(NH3)＝2v逆(CO2)证明反应达到平衡状态，A项错误；该反应为有固体参与的非等体积反应，且容器体积不变，所以压强、密度不变均可作判断化学反应是否达到平衡状态的标志，该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2的体积分数始终为定值(NH3为，CO2为)，B、D项错误，C项正确。
2．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)??2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是( CD )
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率相等
D．c1的取值范围为0解析：平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A不正确、C正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知03．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，在673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是( AD )
A．点a的正反应速率比点b的大
B．点c处反应达到平衡
C．点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D．点e处反应达到平衡
解析：由图可知，a点时n(H2)比b点大，即反应物浓度大，所以a点的正反应速率大于b点，A项正确，虽然c点时n(H2)＝n(NH3)，但二者的物质的量仍在随时间发生变化，故c点并没达到平衡，B项错误；由于在t1、t2时，n(H2)、n(NH3)不再随时间发生变化，表明反应已达到平衡，故d、e两点处n(N2)相等，C项错误，D项正确。
二、非选择题
5．Ⅰ.一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.079 mol·L－1·s－1。
(2)该反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)??2Z(g)。
Ⅱ.在恒温恒容的密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：
①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比。
(3)一定能证明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是①③④(填序号，下同)。
(4)一定能证明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是⑤。
解析：Ⅰ.(1)从反应开始到10 s时，Z的物质的量增加了1.58 mol，则用Z表示的反应速率为＝0.079 mol·L－1·s－1。(2)根据图像可知X和Y的物质的量减小，是反应物，平衡时变化量分别是1.20 mol－0.41 mol＝0.79 mol、1.00 mol－0.21 mol＝0.79 mol；Z的物质的量增加了1.58 mol，Z是生成物。根据物质的量的变化量之比等于相应的化学计量数之比，可知该反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)??2Z(g)。Ⅱ.混合气体的密度是混合气体的总质量与容器容积的比值，混合气体的平均相对分子质量是混合气体的总质量与总物质的量的比值，混合气体颜色的深浅与有色气体的浓度有关系。在任何时刻各反应物或生成物的反应速率之比都等于化学计量数之比。(3)反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是反应前后气体分子数减小的可逆反应，因此混合气体的压强、混合气体的总物质的量和混合气体的平均相对分子质量不变均可以说明反应达到平衡状态。(4)反应I2(g)＋H2(g)2HI(g)是反应前后气体体积不变的可逆反应，由于碘蒸气是有色气体，则混合气体的颜色不变可以说明反应达到平衡状态。
6．一氧化氮(NO)是生物体内一种作用广泛而性质独特的信号分子，它不仅对动物的神经系统、循环系统、消化系统等有着重要的调节作用，而且也参与植物生长发育的许多过程，如种子萌发、细胞凋亡等。
一氧化氮遇到氧气易被氧化为二氧化氮。在2 L密闭容器中，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)图中表示O2变化的曲线是d。表示NO2变化的曲线是b。
用NO2表示0～2 s内该反应的平均速率v＝0.003 mol·L－1·s－1。
(2)能说明该反应已经达到平衡状态的是a、d。
a．容器内压强保持不变
b．v(NO)＝2v(O2)
c．容器内的密度保持不变
d．v逆(NO2)＝2v正(O2)
(3)能使该反应的反应速率增大的是a、c、d。
a．适当升高温度
b．及时分离出NO2气体
c．增大O2的浓度
d．选择高效的催化剂
解析：(1)图中c、d表示的曲线浓度降低，是反应物，根据表中数据可知起始时NO浓度是0.020 mol÷2 L＝0.010 mol·L－1，所以c表示NO，则表示O2变化的曲线是d，表示NO2变化的曲线是b。用NO2表示0～2 s内该反应的平均速率v＝＝0.003 mol·L－1·s－1。(2)在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0)，反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。正反应体积减小，则容器内压强保持不变时说明反应达到平衡状态，a正确；v(NO)＝2v(O2)中没有指明反应速率的方向，则不一定达到平衡状态，b错误；密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中气体质量和容积始终是不变的，因此容器内的密度始终保持不变，不能说明达到平衡状态，c错误；反应速率之比等于相应的化学计量数之比，则v逆(NO2)＝2v正(O2)＝v正(NO2)表示正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，d正确。(3)适当升高温度一定加快反应速率，a正确；及时分离出NO2气体浓度降低，反应速率降低，b错误；增大O2的浓度一定加快反应速率，c正确；选择高效的催化剂一定加快反应速率，d正确。第六章 第2节化学反应的速率与限度
第2课时化学反应的限度、化学反应条件的控制
（原卷版）
基础达标
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．常温下，在2 L密闭容器中加入一定量的MoS2、H2、Na2CO3发生反应：MoS2(s)＋4H2(g)＋2Na2CO3(s)??Mo(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s)。能说明该反应达到平衡状态的是( )
A．2v正(H2)＝v逆(CO)
B．容器内气体的密度不变
C．消耗4 mol H2同时生成2 mol CO
D．CO与H2O的物质的量浓度的比值不变
2．生活中家庭常用的燃料气体有三种：天然气、水煤气和液化石油气。
天然气和液化石油气燃烧的主要化学方程式依次为CH4＋2O2CO2＋2H2O，C3H8＋5O23CO2＋4H2O，现有一套以天然气为燃料的灶具，今改为烧液化石油气，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
3．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( )
①提高燃料的着火点 ②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化处理 ⑤将煤进行气化处理 ⑥通入适当过量的空气
A．①③④⑤ B．②③⑤⑥
C．③④⑤⑥ D．①②③④
4．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的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1，0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )
A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1
B．SO2为0.25 mol·L－1
C．SO3为0.4 mol·L－1
D．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1
5．CO和H2在一定条件下可以合成乙醇：2CO(g)＋4H2(g)??CH3CH2OH(g)＋H2O(g)，下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是( )
A．CO全部转化为乙醇
B．正反应和逆反应的化学反应速率均为零
C．CO和H2以1∶2的物质的量之比反应生成乙醇
D．反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
6．一定条件下，体积为10 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)??Z(g)正反应为放热反应，经60 s达到平衡，生成0.3 mol Z。下列说法正确的是( )
A．以X浓度变化表示的反应速率为0.01 mol·L－1·s－1
B．反应经过60 s时一定能达到化学平衡
C．反应放出的热量可用于提高反应速率
D．反应达到平衡时，n(X)∶n(Y)＝1∶1
二、非选择题
7．Ⅰ.在一定条件下，向V L密闭容器中充入a mol SO2和b mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。
(1)当反应进行到v正与v逆 时，此时可逆反应达到最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、浓度、质量分数、体积分数及总压强都 。
Ⅱ.NO2与SO2混合可发生放热反应；NO2＋SO2??SO3＋NO。在100 ℃下将1 mol NO2与1 mol SO2的混合气体置于绝热(不与外界进行热交换)恒容密闭容器中发生上述反应。
(2)SO2的正反应速率随时间变化的趋势如图所示，则下列说法正确的是 (填字母，下同)。
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．当Δt1＝Δt2时，SO2的平均反应速率：ab段小于bc段
D．当Δt1＝Δt2时，SO2的消耗量：ab段大于bc段
(3)判断此反应达到平衡状态的标志是 。A.体系的压强不再发生变化
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．各组分的物质的量浓度不再改变
E．体系的温度不再发生变化
F．v正(NO2)＝v逆(NO)
能力提升
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．氨基甲酸铵是白色斜方晶状晶体或晶状粉末，主要用作磷化铝中间体，也用于医药。将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)??2NH3(g)＋CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是( )
A．2v(NH3)＝v(CO2)
B．密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)＝2∶1
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
2．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)??2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是( )
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率相等
D．c1的取值范围为03．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，在673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．点a的正反应速率比点b的大
B．点c处反应达到平衡
C．点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D．点e处反应达到平衡
二、非选择题
5．Ⅰ.一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为 。
(2)该反应的化学方程式为 。
Ⅱ.在恒温恒容的密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时：
①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比。
(3)一定能证明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是 (填序号，下同)。
(4)一定能证明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是 。
6．一氧化氮(NO)是生物体内一种作用广泛而性质独特的信号分子，它不仅对动物的神经系统、循环系统、消化系统等有着重要的调节作用，而且也参与植物生长发育的许多过程，如种子萌发、细胞凋亡等。
一氧化氮遇到氧气易被氧化为二氧化氮。在2 L密闭容器中，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)图中表示O2变化的曲线是 。表示NO2变化的曲线是 。
用NO2表示0～2 s内该反应的平均速率v＝ 。
(2)能说明该反应已经达到平衡状态的是 。
a．容器内压强保持不变
b．v(NO)＝2v(O2)
c．容器内的密度保持不变
d．v逆(NO2)＝2v正(O2)
(3)能使该反应的反应速率增大的是 。
a．适当升高温度
b．及时分离出NO2气体
c．增大O2的浓度
d．选择高效的催化剂
