2017_2018学年高中化学第二章化学反应的方向、限度与速率（课件教案学案试题）（打包22套）鲁科版选修4

第二单元 化学反应的方向、限度与速率
一　化学平衡状态的特征及其判断方法
在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。
“一定条件”“可逆反应”是前提，“相等”是实质，“保持不变”是标志。
1．化学平衡状态具有的“五大特征”
(1)逆：指化学平衡状态只适用于可逆反应，同一可逆反应，在同一条件下，无论反应从正反应方向开始还是从逆反应方向开始，或同时从正、逆反应方向开始，以一定的配比投入反应物或生成物，则可以达到相同的平衡状态。
(2)动：指动态平衡，即化学反应处于平衡状态时，正、逆反应并未停止，仍在进行，只是正、逆反应速率相等。
(3)等：指“v正＝v逆≠0”。即某一物质在单位时间内消耗的物质的量浓度和生成的物质的量浓度相等，也可以用不同物质的化学反应速率表示该反应的正、逆反应速率相等。
(4)定：指参加反应的各组分的含量保持不变，即各组分的浓度、质量分数、体积分数(有气体参加的可逆反应)、反应物的转化率等均保持不变。
(5)变：指平衡移动。可逆反应的平衡状态是相对的、暂时的，当外界某一条件改变时，原平衡被破坏，化学平衡向着减弱这种改变的方向移动，在新的条件下达到新的平衡状态。
典例1　一定温度下，向某容积恒定的密闭容器中充入1molN2、3molH2，经充分反应后达到如下平衡：N2＋3H22NH3，下列有关说法中正确的是(　　)
A．达平衡后再加入一定量的N2，体系内各物质含量不变
B．N2、H2、NH3的浓度一定相等
C．反应没有达到平衡时，NH3会不断地分解，达到平衡时则不会再分解
D．平衡时，N2、H2物质的量之比为1∶3
2．化学平衡状态判断的“四大依据”
(1)对于普通可逆反应，以2SO2＋O22SO3为例：
若各组分的物质的量、浓度不发生变化，则反应已达到平衡状态。若用反应速率关系表示化学平衡状态，式中既要有正反应速率，又要有逆反应速率，且两者之比等于化学系数之比，就达到化学平衡状态。
(2)对于有有色气体存在的反应体系，如2NO2(g) N2O4(g)等，若体系的颜色不再发生改变，则反应已达平衡状态。
(3)对于有气体存在且反应前后气体的物质的量发生改变的反应，如N2＋3H22NH3，若反应体系的压强不再发生变化、平均相对分子质量不再变化，则说明反应已达平衡状态。
对有气体存在且反应前后气体物质的量不发生改变的反应，反应过程中的任何时刻，体系的压强、气体的总物质的量、平均相对分子质量都不变，故压强、气体的总物质的量、平均相对分子质量不变均不能说明反应已达平衡状态。
(4)从微观的角度分析，如反应N2＋3H22NH3，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态。
①断裂1molN≡N键的同时生成1molN≡N键。
②断裂1molN≡N键的同时生成3molH—H键。
③断裂1molN≡N键的同时断裂6molN—H键。
④生成1molN≡N键的同时生成6molN—H键。
[特别提示]　(1)从反应速率的角度来判断反应是否达到平衡时，速率必须是一正一逆(不能同是v正或v逆)，且反应速率之比等于化学系数之比。
(2)在可逆反应过程中，能发生变化的物理量(如各组分的浓度、反应物的转化率、混合气体密度、颜色、平均摩尔质量等)，若保持不变，说明可逆反应达到了平衡状态。
典例2　在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g)??C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是(　　)
①混合气体的压强　②混合气体的密度　③B的物质的量浓度　④混合气体的总物质的量　⑤混合气体的平均相对分子质量　⑥v(C)与v(D)的比值　⑦混合气体的总质量　⑧混合气体的总体积　⑨C、D的分子数之比为1∶1
A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①③④⑤
C．①②③④⑤⑦ D．①③④⑤⑧⑨
二　关于化学平衡移动及其移动方向的分析与判断
1．化学平衡移动的分析判断方法
应用上述规律分析问题时应注意：
(1)不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同，只有v正>v逆时，才使平衡向正反应方向移动。
(2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同，当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物转化率才提高。当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动，会使另一种反应物的转化率提高。
2．化学平衡移动原理(移动方向的判断方法)
外界条件对化学平衡的影响可概括为勒·夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
(1)对原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是升高温度时，平衡向吸热反应方向移动；增加反应物，平衡向反应物减少的方向移动；增大压强，平衡向压强减小的方向移动。
(2)移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能完全抵消外界条件的变化，达到新平衡时此物理量更靠近改变的方向。如增大反应物A的浓度，平衡正移，但达到新平衡时，A的浓度仍比原平衡时大；同理，若改变温度、压强等，其变化也相似。
3．实例分析(正移指右移，逆移指左移)
反应实例
条件变化与平衡移动方向
达到新平衡时转化率变化情况
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
ΔH<0
增大O2浓度，平衡正移
SO2的转化率增大，O2的转化率减小
增大SO3浓度，平衡逆移
从逆反应角度看，SO3的转化率减小
升高温度，平衡逆移
SO2、O2的转化率都减小
增大压强，平衡正移
SO2、O2的转化率都增大
2NO2(g) N2O4(g)
体积不变时，充入NO2，平衡正移
NO2的转化率增大
体积不变时，充入N2O4，平衡逆移
从逆反应角度看，N2O4的转化率减小
2HI(g) H2(g)＋I2(g)
增大H2的浓度，平衡逆移
从逆反应角度看，H2的转化率减小，I2的转化率增大
增大HI的浓度，平衡正移
HI的转化率不变
增大压强，平衡不移动
转化率不变
典例3　一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡后改变下述条件，SO3(g)平衡浓度不改变的是(　　)
A．保持温度和容器体积不变，充入1molSO3(g)
B．保持温度和容器内压强不变，充入1molSO3(g)
C．保持温度和容器内压强不变，充入1molO2(g)
D．保持温度和容器内压强不变，充入1molAr(g)
典例4　COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温　②恒容通入惰性气体　③增加CO浓度　④减压　⑤加催化剂　⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是(　　)
A．①②④B．①④⑥C．②③⑤D．③⑤⑥
三　解读化学平衡常数学习的“三个”基本要求
化学平衡常数是在一定温度下，可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。常用符号K表示。
1．正确书写化学平衡常数的数学表达式
对于反应：mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)
K＝
(1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式，但非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。
(2)同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则就没有意义。
2．正确理解化学平衡常数的意义
(1)化学平衡常数可表示反应进行的程度。K越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。K>105时，可以认为该反应已经进行完全。
(2)K的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。温度一定时，浓度的变化、压强的变化、固体颗粒大小(接触面积)的变化、催化剂的使用等均不改变化学平衡常数。
3．熟练掌握化学平衡常数的应用
(1)判断可逆反应的状态：任意状态的浓度幂之积的比值，称为浓度商，用Q表示，若其与K比较，当
(2)判断反应的热效应，若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；反之，K值减小，则正反应为放热反应。
(3)用于计算平衡浓度、物质的量分数、转化率等。
典例5　已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数如下表所示：
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
下列有关叙述不正确的是(　　)
A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
B．上述反应的正反应是放热反应
C．如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1mol，5min后温度升高到830℃，此时测得CO2为0.4mol时，该反应达到平衡状态
D．某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：＝，判断此时的温度是1000℃
典例6　高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
请回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K＝____________________________________________，
ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。
(2)在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝____________，CO的平衡转化率＝________。
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是
____________(填字母)。
A．减少Fe的量 B．增加Fe2O3的量
C．移出部分CO2 D．提高反应温度
E．减小容器的容积 F．加入合适的催化剂
四　化学平衡计算模式与公式
化学平衡的计算一般涉及各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量、气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强、平衡常数等。其计算方法、模式如下：
1．计算模式
化学平衡计算的最基本的方法模式是“三段式法”。具体步骤是在化学方程式下写出有关物质起始时的物质的量、发生转化的物质的量、平衡时的物质的量(也可以是物质的量浓度或同温同压下气体的体积)，再根据题意列式求解。
　　　　　mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
n(起始)(mol) ab00
n(转化)(mol) mxnxpxqx
n(平衡)(mol) a－mxb－nxpxqx
起始、转化、平衡是化学平衡计算的“三步曲”。
2．计算公式
(1)v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q(未达到平衡时，用于确定化学方程式中未知的系数)。
(2)K＝＝
(Q>K，v正v逆)。
(3)c(A)平＝＝。
(4)α(A)＝×100%＝×100%。
(5)φ(A)＝×100%。
(6)平衡时与起始时的压强比＝＝(同T、V时)，混合气体的密度比＝(同T、p时)，＝(同质量的气体时)等。
(7)混合气体的密度(混)＝＝(g·L－1)(T、V不变时，不变)。
(8)平衡时混合气体的平均摩尔质量
＝＝(g·mol－1)。
典例7　已知可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q(g)　ΔH>0，请回答下列问题：
(1)某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。
(2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2mol·L－1，a＝________。
(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝bmol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。
典例8　在2L的密闭容器中，放入0.4molA和0.6molB，在一定温度下，压强为p，加入催化剂(体积忽略)，发生反应：2A(g)＋3B(g)xC(g)＋2D(g)，保持温度不变，在amin后反应达到平衡状态，容器中c(D)＝0.1mol·L－1，容器内压强变为0.9p，则：
(1)物质B的转化率是________。
(2)化学反应速率v(C)是________________。
(3)x为________。
五　全面解读外界条件对化学反应速率的影响规律
影响化学反应速率的因素包括内因和外因。内因是指反应物本身的性质；外因包括浓度、温度、压强、催化剂、反应物颗粒大小等。这些外界条件对化学反应速率影响的规律和原理如下：
1．浓度
(1)浓度增大，单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变)，有效碰撞的几率增加，化学反应速率增大。
(2)浓度改变，可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为常数，它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化，但固体颗粒的大小会导致接触面积的变化，故影响化学反应速率。
2．压强
改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况：
(1)恒温时：
增大压强体积缩小浓度增大反应速率增大。
(2)恒容时：
①充入气体反应物反应物浓度增大总压增大反应速率增大。
②充入“稀有气体”总压增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。
(3)恒压时：
充入“稀有气体”体积增大各物质浓度减小反应速率减小。
3．温度
(1)温度升高，活化分子百分数提高，分子间的碰撞频率提高，化学反应速率增大。
(2)温度升高，吸热反应和放热反应的速率都增大。实验测得，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。
4．催化剂
(1)催化剂对反应过程的影响通常可用图表示(加入催化剂，B点降低)。催化剂能改变反应路径、降低活化能、增大活化分子百分数、加快反应速率，但不影响反应的ΔH。
(2)催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才达到最大。
(3)对于可逆反应，催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。
[特别提示]　在分析多个因素(如浓度、温度、反应物颗粒大小、催化剂、压强等)对反应速率的影响规律时，逐一改变一个因素而保证其他因素相同，通过实验分析得出该因素影响反应速率的结论，这种方法叫控制变量法。
典例9　某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素，所用HNO3浓度为1.00mol·L－1、2.00mol·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298K、308K。
请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
实验编号
T/K
大理石规格
HNO3浓度/mol·L－1
实验目的
①
298
粗颗粒
2.00
(Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响
(Ⅱ)实验①和________探究温度对该反应速率的影响(Ⅲ)实验①和________探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响
②
③
粗颗粒
④
典例10　等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生气体体积V的数据，根据数据绘制得到下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
组别
c(HCl)/mol·L－1
温度/℃
状态
1
2.0
25
块状
2
2.5
30
块状
3
2.5
50
块状
4
2.5
50
粉末状
A.4－3－2－1 B．1－2－3－4
C．3－4－2－1 D．1－2－4－3
六　化学反应速率和化学平衡图像题目类型及其分析方法
化学反应速率和化学平衡图像题是化学试题中的一种特殊题型，其特点是图像是题目的主要组成部分，把所要考查的化学知识寓于图中曲线上，具有简明、直观、形象的特点。化学反应速率和化学平衡图像题目类型及其分析方法如下：
1．主要题型
(1)分析条件对化学反应速率及平衡的影响。
(2)由反应判断图像的正误。
(3)由图像判断反应特征(确定反应中各物质的化学计量数、判断热效应或气体物质化学计量数间的关系)。
(4)由反应和图像判断图像或曲线的物理意义。
(5)由图像判断指定意义的化学反应。
(6)由反应和图像判断符合图像变化的外界条件等。
化学反应速率和化学平衡图像，若按其图像特点、纵坐标与横坐标表示的意义可分为
①浓度—时间图：此类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。如A＋B??AB反应情况如图1所示，解该类图像题要注意各物质曲线出现折点(达到平衡)的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学系数关系。
图1　　　　　　　图2
②速率—时间图：如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图2所示的情况，解释原因：AB段(v渐增)，因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐高，导致反应速率增大；BC段(v渐小)，主要原因是随反应的进行，溶液中c(H＋)逐渐减小，导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。
③含量—时间—温度(压强)图：常见形式有如下几种。(C%指生成物的质量分数；B%指某反应物的质量分数)
④恒压(温)线：该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下所示：
⑤百分含量—温度图
对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)　ΔH<0，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正>v逆；M点为平衡点，M点后为平衡受温度的影响情况。
2．分析方法
分析解答化学反应速率和化学平衡图像题目的方法技巧可概括为
9字步骤：看图像，想规律，作判断；
8字技巧：定一议二，先拐先平。
(1)看图像
一看“面”(即看清横坐标和纵坐标)；二看“线”(即看线的走向、变化的趋势)；三看“点”(即起点、终点、转折点、拐点、交叉点)；四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)；五看定量图像中有关量的多少。
(2)想规律
即联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
(3)作判断
依题意仔细分析，作出正确判断。特别值得注意的是
①图像中有三个量时，应确定一个量不变，再讨论另两个量的关系，即“定一议二”。
②曲线中先出现拐点的，该曲线在所示条件下先出现平衡，该曲线所示的温度较高或压强较大或使用了催化剂，即“先拐先平”。
③如果曲线反映达到平衡的时间不同但平衡状态相同，则可能是加入催化剂或对气体体积不变的反应改变压强使其速率发生变化但平衡不移动，或是几种等效平衡的曲线。
④化学反应速率在平衡图像中往往隐含出现，曲线斜率大的表示反应速率快，相应的条件可能是温度较高或压强较大或使用了催化剂。
典例11　反应：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝550kJ·mol－1，它由两步组成：
Ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g)　ΔH＝177kJ·mol－1；
Ⅱ.SO3(g)分解。
L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图，表示L一定时，Ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。
(1)X代表的物理量是________。
(2)判断L1、L2的大小关系，并简述理由：___________________________________
________________________________________________________________________。
七　运用“化归思想”理解等效平衡原理
1．用“化归思想”理解不同条件下等效平衡原理
(1)恒温恒容条件
①恒温恒容时，对一般可逆反应，不同的投料方式如果根据化学方程式中化学系数之比换算到同一边时，反应物(或生成物)中同一组分的物质的量完全相同，即互为等效平衡。
②恒温恒容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，不同的投料方式如果根据化学方程式中化学系数的比例换算到同一边时，只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量的比例相同，即互为等效平衡。
(2)恒温恒压条件
在恒温恒压时，可逆反应以不同的投料方式进行反应，如果根据化学方程式中化学系数比换算到同一边时，只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量的比例相同，即互为等效平衡。此时计算的关键是换算到一边后只需比例相同即可。
条件
等效条件
结果
恒温恒容：反应前后气体分子数不等的可逆反应
投料换算成相同物质表示的物质的量相同
两次平衡时各组分百分含量、n、c均相同
恒温恒容：反应前后等气体分子数的可逆反应
投料换算成相同物质表示的物质的量等比例
两次平衡时各组分百分含量相同，n、c同比例变化
恒温恒压：所有可逆反应
投料换算成相同物质表示的物质的量等比例
两次平衡时各组分百分含量相同，n、c同比例变化
2.利用“一边倒法”判断等效平衡
判断等效平衡四步曲：第一步，“看”：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应前后等气体分子数的可逆反应和反应前后不等气体分子数的可逆反应；第二步，“挖”：挖掘题目条件，区分恒温恒容和恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；第三步，“倒”：采用一边倒法，将起始物质转化成一边的物质；第四步，“联”：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。
3．“中间态”法构建等效平衡
(1)构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
(2)构建恒温恒压平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
典例12　已知：t℃时，2H(g)＋Y(g) 2I(g)　ΔH＝－196.6kJ·mol－1，此温度下，在一压强恒定的密闭容器中，加入4molH和2molY反应，达到平衡后，Y剩余0.2mol。若在上面的平衡体系中，再加入1mol气态的I物质，t℃时达到新的平衡，此时H物质的物质的量n(H)为(　　)
A．0.8mol B．0.6mol
C．0.5mol D．0.2mol
答案精析
典例1　D
典例2　B　[要理解化学平衡状态的特点“等、动、定”的含义，在判断化学平衡状态时还要注意反应前后气体体积是否相等。题给反应是一个反应前后气体体积不相等的反应，因此在定容容器中，若①混合气体的压强、③B的物质的量浓度、④混合气体的总物质的量、⑤混合气体的平均相对分子质量不再变化，均能证明该反应达到化学平衡状态。而②中ρ＝始终不变化，⑥中没指明反应进行的方向，⑦m(g)始终不变化，⑧在定容容器中，混合气体的总体积不能作为判断依据，⑨反应未达到平衡时，C、D气体的分子数之比也为1∶1。]
典例3　B
典例4　B　[该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动；恒压通入惰性气体，相当于减压；恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响；增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。]
典例5　C　[平衡常数的表达式中，分子中的物质是生成物，分母中的物质是反应物，A项正确；由表中数据可知该反应的平衡常数随着温度的升高而降低，故该反应的正反应是放热反应，B项正确；利用化学反应方程式确定各种物质的物质的量，代入平衡常数表达式可知该反应没有达到平衡，C项不正确；将所给关系式进行变化，可知该条件下平衡常数为0.6，D项正确。]
典例6　(1)　<　(2)6.0×10－3mol·L－1·min－1　60%　(3)C
解析　(1)Fe2O3、Fe均为固体，其浓度看作常数，不计入平衡常数表达式中。温度升高，K值减小，说明平衡向左移动，逆反应是吸热反应。
(2)起始时＝1(3)要提高CO的平衡转化率，应使平衡向右移动。A、B、E、F项平衡均不移动，减少CO2的浓度使平衡向右移动，升高温度使平衡向左移动，只有C项符合题意。
典例7　(1)25%　(2)6　(3)41.4%
典例8　(1)50%　(2)mol·L－1·min－1　(3)2
解析　　　　2A(g)＋　3B(g) 　xC(g)＋　2D(g)
起始/mol0.40.600
转化/mol0.20.30.1x0.2
平衡/mol0.20.30.1x0.2
α(B)＝×100%＝50%。
同温同体积下气体的压强之比等于气体的物质的量之比：(0.6＋0.4)∶(0.2＋0.3＋0.1x＋0.2)＝1∶0.9，解得x＝2，v(C)＝0.2mol/(2L×amin)＝mol·L－1·min－1。
典例9　②298　粗颗粒　1.00　③308　2.00
④298　细颗粒　2.00　(Ⅱ)③　(Ⅲ)④
解析　考查影响反应速率的因素的实验设计。实验①和②探究HNO3浓度对反应速率的影响，故大理石规格和反应温度应相同，而HNO3浓度不同；同理，①和③应选择不同的温度、①和④应选择不同的规格，而另外2个条件相同。
典例10　A　[化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积大小有关，实验1的盐酸的浓度最小，反应的温度最低，所以化学反应速率最小；物质状态相同时由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高，所以反应速率实验3的大于实验2的；而实验4和实验3盐酸的浓度相同，反应的温度也相同，但物质的状态不相同，所以实验4的反应速率大于实验3的。]
典例11　(1)压强　(2)L1解析　根据盖斯定律得2SO3(g)===2SO2(g)＋O2(g)的ΔH＝550kJ·mol－1－2×177kJ·mol－1＝196kJ·mol－1，故升高温度，平衡正向移动，SO3的平衡转化率增大；增大压强，平衡逆向移动，SO3的转化率减小，故X代表的物理量为压强，曲线L1对应的温度比L2低。
典例12　C　[本题考查恒温恒压条件下等效平衡原理。根据反应式知，“4molH和2molY反应达到平衡后，Y剩余0.2mol”，即Y转化了1.8mol，根据化学计量数之比，H必转化了3.6mol，即H的转化率等于Y的转化率＝×100%＝90%。
　　　　　2H(g)＋Y(g) 2I(g)
起始(Ⅰ) 4mol 2mol 0
起始(Ⅱ) 4mol 2mol 1mol
起始(Ⅲ) 5mol 2.5mol 0
该可逆反应在恒温、恒压条件下反应，按起始(Ⅱ)与起始(Ⅲ)投料能达到同一平衡状态，而起始(Ⅰ)与起始(Ⅲ)达到的平衡状态为等效平衡，即平衡时H的转化率相等，故达到新平衡时剩余H的物质的量为n(H)＝5mol×(1－90%)＝0.5mol。
第一节 化学反应的方问
【教学目标】
1.了解熵变的概念，知道化学反应存在熵变。
2.了解熵变与反应方向的关系，能利用熵变判断反应方向。
3.在分析问题中能够体会到研究的乐趣，学会如何看待事物的多面性，并最终了解热力学理论研究的重要意义。
【教学过程】
环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
1、上节课我们学习了焓变对化学反应的影响即——焓判据。但对于有些反应如氯化铵和氢氧化钙反应，吸热但能自发进行，由此可知，焓变并不是化学反应方向的唯一影响因素。
2、下面我们来看NH4NO3(s) 、NaOH(s)、 NaC1(s)这三种物质溶于水的过程，它们都能自发的溶解在水中，其中的能量是如何变化的？固体溶解过程中的共同特点是？
学生聆听
学生回答：氯化铵溶于水吸热；氢氧化钠溶于水放热；氯化钠溶于水能量几乎无变化。
共同特点：离子由有序变为无序。
回顾旧知识，引入新课
过渡
通过以上分析，知道上述三个过程的自发不是由能量决定的，那是什么因素决定它们的溶解能自发进行？
学生讨论回答：体系的混乱度
切入主题
出示课件
用一体机展示几组图片：
学生观看图片
从直观上了解有序到无序的变化过程，获得直观认识
板书
决定化学反应能否自发进行的另一因素：体系的混乱度。
一、熵——描述体系的混乱度的物理量。
符号：S
单位：J·mol-1·K-1
意义：K值越大，体系的混乱度越大
思考：从熵的单位分析熵值的大小与哪些因素有关？
理清本节课知识脉络，使学生易掌握
小结
1.同一物质在不同状态时熵值大小：S(g)＞S(l)＞S(s)
2.与温度有关： S(高温)＞S(低温)
3.与物质的量有关：
4.S(混合物)＞S(纯净物)

学生思考，并讨论总结出熵变化的规律
从规律的总结过程，提高学生的思维能力，并易于学生理解掌握
过渡
如果把混乱度放到化学反应中，反应前后混乱度一定有差别，那怎么用化学语言来表示？
学生回答：
熵变
引入熵变
板书
熵变
ΔS= S(反应产物)－S(反应物)
熵判据(△S)：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理。是在用来判断化学反应方向时就称为熵判据。
学生聆听
从定义的角度奠定熵变对化学反应方向的影响的理解
巩固提升
根据上面对熵变的定义和理解：
【思考】如何判断一个反应的熵变？即是熵增还是熵减？
学生总结化学反应熵变化的规律：
反应前后气体物质的量增加的反应通常为熵增加反应。
练习
试根据熵的定义判断下列过程中体系的熵变大于零还是小于零
(1)水蒸气冷凝成水
(2)CaCO3(S)=CaO(S)+CO2(g)
(3)气体在催化剂上吸附
(4)碳水化合物在生物体内分解
学生回答：
△S<0
△S>0
△S<0
△S>0
通过练习使学生了解熵增有利于向自发方向进行
思考
在一定温度和压强下，化学反应一定不能向着熵减少的方向自发进行吗？
例如：2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)
ΔS=-39.4J·mol-1·K-1
学生回答：
不一定，有些熵减少的反应也可能自发进行的。
提高学生辩证思维能力。
结论
熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是唯一因素。
熵增加有利于反应的自发进行。
学生理解
课堂小结
一、熵——描述体系的混乱度的物理量。
符号 单位 意义
二、熵变
ΔS= S(反应产物)－S(反应物)
三、 熵判据(△S)
熵变增加往往有利于反应自发进行，
熵变减少往往不自发，但也可能自发
四、熵变化规律
1.同一物质在不同状态时熵值大小：S(g)＞S(l)＞S(s)
2.与温度有关： S(高温)＞S(低温)
3.与物质的量有关
4.S(混合物)＞S(纯净物)
5.反应前后气体物质的量增加的反应通常为熵增加反应。
学生合上课本复述本节课的知识框架
学生养成反复琢磨，提高知识概括的能力。
当堂检测
1. 25℃和1.01×105Pa时,反应2N2O5(g)＝4NO2(g)+O2(g) △H=+56.76 kJ/mol,自发进行的原因是( )
A.是吸热反应 B.是放热反应
C.是熵减少的反应 D.熵增大效应大于能量效应
2.下列关于冰融化为水的过程判断正确的 是( )
A. △H >0, △S<0
B. △H <0, △S>0
C. △H >0, △S>0
D. △H <0, △S<0
3.下列反应中熵增加的是（ ）
A.NaCl晶体溶解于水 B.氢气在氧气中燃烧
C.碳酸氢铵分解 D.水蒸气冷凝为水
下列关于熵变的叙述中，正确的是（ ） A. 熵变为正值的反应一定是自发的 B. 熵变为负值的反应一定是自发的 C. 自发反应的熵变可能是正的，也可能是负的
5.在如下图所示图1中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开(如图2所示)，两种气体分子立即都分布在两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法中不正确的是(　　)
A．此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向的变化 过程，即熵增大的过程
B．此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出
C．此过程从有序到无序，混乱度增大
D．此过程是自发可逆的
学生回答
并解释原因

1.D
2.C
3.A、C
4.C
5.D

训练学生学以致用的能力
检测题
1. 下列说法中正确的是（）
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.伴随着能量变化的物质变化都是化学变化
C.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
D.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量
2.ΔH－TΔS作为化学反应方向的判据，它适用的条件是（ ）
A.温度、压强一定　B.压强一定　C.温度、体积一定　　D.体系中物质的状态一定
3.下列反应都是吸热反应，在高温下不能自发进行的是（ ）
A.CO(g)＝C(s)+ O2(g) B.2CuO(s)＝Cu2O+O2(g)
C.MgCO3(s)＝MgO(s)+CO2(g) D.SnO2(s)+C(s)＝Sn(s)+CO2(g)
4.对于反应：４Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)＝4Fe(OH)3(s)
ΔH＝－444.3 kJ?mol –1 ΔS＝－280.1 J?mol –1?K –1在常温、常压下反应能自发进行。对反应的方向起决定性作用的是（ ）
A.熵变　　　　　　B.温度　　　　C.压强　　　　　　　D.焓变
5.如图所示，在图１中A、B两容器里分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开，两种气体分子立即都占有了两个容器。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是（ ）
A.此过程是从混乱度小的向混乱度大的变化过程，即熵增大的过程
B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出
C.此过程从有序到无序，混乱度增大
D.此过程是自发可逆的
6.向平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体［Ba(OH)2?8H2O］和氯化铵晶体，塞紧瓶塞。在木板上滴少量水，如图所示。一会儿，就会发现瓶内固态物质变成液体，瓶壁变冷，小木板上因少量水冻结而被烧瓶粘住，这时打开瓶塞，出来的气体有氨味。这是自发地发生了反应：
Ba(OH)2?8H2O (s)+2NH4Cl(s)＝BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)
下列结论中正确的是（ ）
A.自发反应一定是放热反应　　　　B. 自发反应一定是吸热反应
C.有的吸热反应也能自发进行　　　D.吸热反应不能自发进行
参考答案
1. 【答案】AC
【解析】物质发生化学反应都伴随着能量的变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，物质发生物理变化、核变化也伴有能量变化。在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓(x)与反应物的总焓(y)之间的关系为x>y，化学反应为放热反应；x2. 【答案】A
【解析】ΔH－TΔS只能用于温度、压强一定的条件下的化学反应的判断，不能用于其他条件下的反应判断。
3. 【答案】A
【解析】A反应既是吸热反应，又是熵减小的反应，所以温度越高，ΔH－TΔS的值越大，不能自发进行。B、C、D的反应是吸热反应，但都是熵增加反应，温度越高。ΔH－TΔS的值越小，可能自发进行。
4. 【答案】D
【解析】ΔH－TΔS<0时反应可自发进行，由于常温、常压下，TΔS是较小的确定的值，由ΔH－TΔS≥0时，
T≤反应才可能逆转，故焓变对反应方向起决定性作用。
5. 【答案】D
【解析】两种互不作用的理想气体的等压混合，是一个不伴随能量变化的过程，但是一个熵增加的过程，即ΔH=0，ΔS>0，故ΔH－TΔS<0，所以在任何温度下都是自发的过程。
6. 【答案】C
【解析】本反应的ΔH>0，ΔS>0，故在一定温度下可自发进行。
课件23张PPT。第3节 化学反应的速率 第1课时　化学反应速率
1．反应：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在10 L 密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的平均速率(X)可表示为(　　)
A.(NH3)＝0.010 mol·L－1·s－1
B.(O2)＝0.001 0 mol·L－1·s－1
C.(NO)＝0.001 0 mol·L－1·s－1
D.(H2O)＝0.045 mol·L－1·s－1
2．把0.6 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L的容器中，使它们发生如下反应：3X(g)＋Y(g)nI(g)＋2W(g)，5 min 末生成0.2 mol W，若测得以I的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·L－1·min－1，则化学反应方程式中的n值为(　　)
A．4 B．3 C．2 D．1
3．反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol·L－1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L－1·s－1，则这段时间为(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．0.1 s B．2.5 s C．10 s D．5 s
4．一定温度下，向一个容积为2 L的真空密闭容器中(事先装入催化剂)通入1 mol N2和3 mol H2，发生下列反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，3 min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，在此时间内v(H2)是(　　)
A．0.2 mol·L－1·min－1 B．0.6 mol·L－1·min－1
C．0.1 mol·L－1·min－1 D．0.3 mol·L－1·min－1
5．化合物Bilirubin在一定波长的光的照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如下图所示，计算反应4～8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是(　　)
A．2.5 μmol·L－1·min－1和2.0 μmol·L－1
B．2.5 μmol·L－1·min－1和2.5 μmol·L－1
C．3.0 μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1
D．5.0 μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1
练方法技巧
6．一定温度下在密闭容器内进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随反应时
间变化的曲线如右图。下列叙述中正确的是(　　)

A．反应的化学方程式为5Y??X
B．t1时，Y的浓度是X浓度的1.5倍
C．t2时，正、逆反应速率相等
D．t3时，逆反应速率大于正反应速率
题号
1
2
3
4
5
6
答案
7.反应A(g)＋3B(g)??2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率，分别为
①vA＝0.015 mol·L－1·s－1 ②vB＝0.06 mol·L－1·s－1 ③vC＝0.04 mol·L－1·s－1
④vD＝2.7 mol·L－1·min－1
该反应的快慢顺序为______________________(填序号)。
练综合拓展
8．某温度时在2 L容器中X、Y、Z三种气态物质的变化曲线如图所示：
由图中数据分析该反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
反应开始至2 min末Z的平均反应速率为
________________________________________________________________________。
9．在25℃时，向100 mL含氯化氢14.6 g的盐酸溶液里放入5.6 g 纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化)，反应开始至2 min 末收集到氢气1.12 L(标况)，在此之后，又经过4 min 铁粉全部溶解。则：
(1)在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是多少？
(2)在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是多少？
(3)前2 min与后4 min相比，反应速率哪个较快？为什么？试解释原因。
10．下表所列数据是某高温下金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时，在金属表面生成氧化薄膜的实验记录，a和b均为与温度有关的常数。
反应时间t/h
1
4
9
16
25
MgO层厚y/nm
0.05a
0.20a
0.45a
0.80a
1.25a
NiO层厚y′/nm
b
2b
3b
4b
5b
(1)金属在高温下的氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生成速率来表示，其理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)金属氧化膜的膜厚y跟时间t所呈现的关系是：MgO氧化膜的膜厚y属于________型，NiO氧化膜的膜厚y′则属于________型。(填“直线”或“抛物线”或“双曲线”或“对数”等类型)
(3)Mg与Ni相比较，金属________具有更好的耐氧化腐蚀性，其理由是
________________________________________________________________________
______________________________。
答案解析
1．C　[本题要求把10 L密闭容器内半分钟(30 s)水蒸气物质的量增加0.45 mol换算成各物质每秒浓度的变化，将结果与各选项比较。
(H2O)＝＝0.001 5 mol·L－1·s－1
(NH3)＝×
　＝0.001 0 mol·L－1·s－1
(O2)＝×＝0.001 25 mol·L－1·s－1
(NO)＝×＝0.001 0 mol·L－1·s－1。]
2．D　[v(I)＝0.01 mol·L－1·min－1，Δt＝5 min，V＝2 L，
则n(I)＝0.01 mol·L－1·min－1×2 L×5 min＝0.1 mol，n(W)＝0.2 mol，故n(I)∶n(W)＝n∶2，n＝1。]
3．D　[根据题意知，SO2的浓度增加0.4 mol·L－1，则O2的浓度减小0.2 mol·L－1，v(O2)＝，则Δt＝＝＝5 s。]
4．C　[反应3 min后压强是起始的0.9倍，则物质的量为原来的0.9倍，即3.6 mol，减少了0.4 mol，则生成NH3 0.4 mol，从而计算出v(NH3)＝，v(H2)＝v(NH3)＝0.1 mol·L－1·min－1。]
5．B　[据图可知，4 min时化合物Bilirubin的浓度为20 μmol·L－1，8 min时其浓度为10 μmol·L－1，因此4～8 min间的平均反应速率为＝2.5 μmol·L－1·min－1。进一步分析图象可知0～4 min间的平均分解速率为＝5.0 μmol·L－1·min－1，由以上分析数据大致可确定平均分解速率基本呈等比递减规律变化，因此可估算8～12 min间的平均分解速率为1.25 μmol·L－1·min－1,12～16 min间的平均分解速率为0.625 μmol·L－1·min－1，因此16 min时反应物的浓度大致应为10 μmol·L－1－1.25 μmol·L－1·min－1×4 min－0.625 μmol·L－1·min－1×4 min＝2.5 μmol·L－1，故B项正确。]
6．B　[从图象可以看出，t2时刻X、Y两物质的物质的量相等，而不是反应速率相等，故C不正确；t3时，反应达到平衡状态，所以正反应速率等于逆反应速率，故D不正确；反应开始时Y物质为10 mol，X物质为2 mol，达到平衡时Y减少了7 mol，X增多了3 mol，因此反应方程式应该是7Y??3X，故A不正确。]
7．④>③＝②>①
解析　在比较速率大小时，首先要注意单位是否一致，若不一致必须先换算成一致，vD＝2.7 mol·L－1·min－1＝0.045 mol·L－1·s－1。
其次，根据所学知识，比较后做出判断：
解法一　不同条件下的同一反应，反应速率与对应物质的化学计量数之比的值越大，速率越快。
①＝0.015　②＝0.02
③＝0.02　④＝0.022 5
故反应进行的快慢顺序为：④>③＝②>①。
解法二　将不同物质表示的速率换算成为用同一物质表示的速率，再比较速率值的大小。若以物质A为标准，将其它物质表示的反应速率换算为用A物质表示的速率。则有：
①vA＝0.015 mol·L－1·s－1
②由＝　vA＝0.02 mol·L－1·s－1
③由＝　vA＝0.02 mol·L－1·s－1
④由＝　vA＝0.022 5 mol·L－1·s－1
故反应进行的快慢顺序为：④>③＝②>①。
方法点击　1.同一化学反应速率用参与反应的不同物质的浓度变化来表示时，其数值之比等于化学方程式中的化学计量数之比。例如反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)，＝＝＝。
2．同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小。
(1)换算成同一物质表示，再比较数值大小。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。即比较与，若>，则A的反应速率比B大。
3．比较化学反应速率时要注意：
(1)仅限于同一化学反应的各种速率(不同条件或不同时间段)之间进行比较；
(2)比较时要注意反应速率的单位要统一。
8．X＋3Y??2Z
0．05 mol·L－1·min－1
解析　反应开始，X、Y的物质的量均为1.0 mol，Z为0，反应进行至2 min时X为0.9 mol、Y为0.7 mol、Z为0.2 mol，且各物质的物质的量不再改变。相同时间内X、Y、Z物质的量的变化之比为1∶3∶2，故化学方程式为X＋3Y??2Z。Z的平均反应速率为(Z)＝＝＝0.05 mol·L－1·min－1。
9．(1)0.25 mol·L－1·min－1　(2)0.25 mol·L－1·min－1
(3)前2 min　同一反应里，v(HCl)＝2v(FeCl2)，统一用HCl表达的反应速率：v(HCl)前＝2v(FeCl2)前＝2×0.25 mol·L－1·min－1＝0.5 mol·L－1·min－1，v(HCl)后＝0.25 mol·L－1·min－1，故前2 min反应速率较快　随着反应的进行，反应物浓度不断减小，导致反应速率减慢
解析　n(HCl)＝＝0.4 mol
n(Fe)＝＝0.1 mol
n(H2)＝＝0.05 mol
反应方程式：Fe＋2HCl===FeCl2　　＋　　H2↑
2 min内 0.1 mol 0.05 mol 0.05 mol
则v(FeCl2)＝0.25 mol·L－1·min－1
后4 min内：
v(FeCl2)＝
＝0.125 mol·L－1·min－1
则v(HCl)＝2v(FeCl2)＝0.25 mol·L－1·min－1
即前2 min的反应速率快。
10．(1)化学反应的快慢既可以用反应物的消耗速率表示，又可以用生成物的生成速率表示，所以金属的腐蚀速率可以用其氧化物的生成速率来表示
(2)直线　抛物线
(3)Ni　据(2)可知y′随时间t的增加比y随时间t的增加缓慢，故Ni的耐腐蚀性比Mg好
第3节 化学反应速率
第1课时　化学反应速率
[课标要求]
1．了解化学反应速率的概念及表达式。
2．同一个化学反应中，由一种反应物的反应速率可推知其他物质的反应速率。
3．掌握化学反应速率的计算方法。
1．化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。计算公式v＝，常用单位：mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。
2．表示一个化学反应的反应速率时要指明具体的物质，不能用固体或纯液体表示，化学反应速率不是瞬时速率，是平均速率。
3．同一反应中，用不同物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，等于各物质的物质的量变化量之比。如对于aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。
1．表示方法
(1)用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示该物质的化学反应速率。
(2)计算公式：v＝，常用单位为mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1。
2．意义：用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。
3．特点
(1)同一反应选用不同物质浓度的改变量表示反应速率，数值可能不同，但表示的意义
相同。
(2)各物质表示的反应速率之比等于该反应方程式中的各物质的系数之比。即对aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。
(3)对任意一个化学反应aA＋bB===dD＋eE，化学反应速率为v＝·＝·＝·＝·。
[特别提醒]
(1)定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种物质来表示。
(2)由公式v＝计算得到的速率是某物质在某一段时间内的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率，但在速率－时间图像中经常会出现瞬时速率。
(3)对于有固体或纯液体参与的反应，由于在一定条件下，固体或纯液体的浓度可视为常数，其在化学反应中浓度不改变，因此在表示化学反应速率时，不能用固体或纯液体物质来表示。
1．下列有关化学反应速率的说法中正确的是(　　)
A．对任何化学反应来说，化学反应速率越大，反应现象就越明显
B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示
C．若某化学反应的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就是指在单位时间内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol·L－1
D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度
解析：选D　不是所有化学反应都有明显的现象；固体和纯液体一般不用来表示化学反应速率；C项，说明单位时间内某种反应物或生成物的浓度变化为0.5 mol·L－1，不同的反应物或生成物由于系数不同，所表示的反应速率可能不同。
2．某一反应物的浓度是 1.0 mol·L－1，经过20 s后，它的浓度变成了0.2 mol·L－1。在这20 s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为(　　)
A．0.04　　　　　　　　　 B．0.04 mol·L－1·s－1
C．0.08 mol·L－1·s－1 D．0.04 mol·L－1
解析：选B　由反应速率计算公式可进行计算：v＝＝＝0.04 mol·L－1·s－1。A项无单位，D项为物质的量浓度的单位。
3．对于反应A2(g)＋3B2(g)===2C(g)来说，下列化学反应速率表示反应进行最快的是(　　)
A．v(B2)＝0.8 mol·L－1·s－1
B．v(A2)＝0.4 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.6 mol·L－1·s－1
D．v(B2)＝0.42 mol·L－1·s－1
解析：选B　若以物质A2为标准，将其他物质表示的反应速率换算为用物质A2表示的反应速率，则有：A项，v(A2)＝＝＝0.267 mol·L－1·s－1；C项，v(A2)＝＝＝0.3 mol·L－1·s－1；D项，v(A2)＝＝＝0.14 mol·L－1·s－1。综上所述，B项表示反应进行最快。
1．测定原理
由于物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其物质的量或浓度存在函数关系，因此人们常用物理方法测定反应物或生成物浓度的变化来确定化学反应速率。
2．测定方法
(1)量气法：对于有气体生成的反应，可测量气体产物在温度、压强一定时的体积变化。
(2)比色法：由于物质对特定波长的光的吸收性能不同，因此可通过吸光度来测定参与反应的某一物质的浓度。
(3)电导法：根据离子导电能力的差异，通过电导率的变化测定反应物中离子浓度的变化，进而计算化学反应速率。
1．判断正误。
对于反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，用下列方法来测定反应速率是否
正确
(1)测定收集一定体积的CO2时所用的时间(　　)
(2)测定一段时间内溶液中c(H＋)的变化(　　)
(3)测定一定质量的CaCO3完全溶解所需时间(　　)
(4)测定一定时间内产生CO2气体的体积(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)√　(4)√
2．用大理石(杂质不与稀盐酸反应)与稀盐酸反应制CO2，实验过程记录如右图所示，下列有关说法正确的是(　　)
A．OE段表示的反应速率最快
B．EF段表示的反应速率最快，收集的CO2最多
C．FG段表示的收集的CO2最多
D．OG段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增大
解析：选B　CaCO3与稀盐酸反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，图像的横坐标是时间，纵坐标是生成二氧化碳的体积，用单位时间内放出CO2的体积来表示其反应速率，表现在图像上就是曲线的斜率，斜率越大，反应速率越大，放出的CO2越多。由图可以看出，EF段反应速率最快，收集的CO2最多；整个反应过程中，反应速率先小(OE段)后大(EF段)再小(FG段)，而不是逐渐增大，所以只有B项正确。
1．化学反应速率的计算方法
(1)定义式法
利用公式v(A)＝计算化学反应速率。
(2)关系式法
利用化学反应速率之比＝物质的量浓度变化量之比＝系数之比。
(3)“三段式”法
①求解化学反应速率计算题的一般步骤：
a．写出有关反应的化学方程式。
b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
c．根据已知条件列方程计算。
例如　　　　　　　　　mA　＋　nB??　pC
起始浓度/(mol·L－1)　a　　　　b　　　c
转化浓度/(mol·L－1)　x　　　　　　　
某时刻浓度/(mol·L－1) a－x　 　b－　 c＋
v(B)＝＝
②计算中注意以下量的关系：
a．对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)
b．对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)
c．转化率＝×100%
2．化学反应速率快慢的比较方法——比值法
(1)转化为同一单位表示，其转化公式为1 mol·L－1·s－1＝60 mol·L－1·min－1。
(2)比较化学反应速率与系数的比值。
如反应aA＋bB===cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与，若>，则A表示的反应速率比B表示的大。
1．将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)??2C(g)。若2 s末测得C的浓度为 0.6 mol·L－1，现有下列几种说法：
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1
③2 s末，物质A的转化率为70%
④2 s末，物质B的浓度为0.7 mol·L－1
其中正确的是(　　)
A．①③　　　　　　　　　　 B．①④
C．②③ D．③④
解析：选B　由三段式表示：
2A(g)＋B(g)??2C(g)
开始物质的量浓度(mol·L－1) 2 1 0
转化物质的量浓度(mol·L－1) 0.6 0.3 0.6
2 s末物质的量浓度(mol·L－1) 1.4 0.7 0.6
所以v(A)＝＝0.3 mol·L－1·s－1
v(B)＝v(A)＝0.15 mol·L－1·s－1
A的转化率为×100%＝30%，
2 s末时c(B)＝0.7 mol·L－1。
2．在2A(g)＋B(g)??3C(g)＋5D(g)反应中，表示该反应速率最快的是(　　)
A．v(A)＝2 mol·L－1·min－1
B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1
D．v(D)＝1 mol·L－1·s－1
解析：选B　v(A)＝1 mol·L－1·min－1＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝0.2 mol·L－1·s－1，数值大者反应速率快，故速率B>C>D>A。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是(　　)
A．用HCl和CaCl2的单位时间内浓度变化表示的反应速率数据不同，但所表示的意义相同
B．不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率，但可用水来表示
C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D．用CaCl2浓度的减少表示其反应速率
解析：选A　同一反应中用不同物质浓度变化来表示反应速率时，其数值不一定相同，故应标明是用哪种物质表示的反应速率，但这些数值表示的意义是相同的，均表示该化学反应的快慢，故A正确。因为CaCO3是固体，H2O为纯液体，不能用来表示反应速率，故B、C错误。反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加，故D错误。
2．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中正确的是(　　)
A．v(W)＝3v(Z)　　　　　　 B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
解析：选C　反应速率关系式为v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)＝3∶2∶4∶3，可知C正确。
3．对于可逆反应A(g)＋3B(s)??2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是(　　)
A．v(A)＝0.5 mol·L－1·min－1
B．v(B)＝1.2 mol·L－1·s－1
C．v(D)＝0.4 mol·L－1·min－1
D．v(C)＝0.1 mol·L－1·s－1
解析：选D　可以通过将不同物质的反应速率换算为同一物质的反应速率进行比较，B项中的B物质是固体，不能表示反应速率；C项中对应的v(A)＝0.2 mol·L－1·min－1；D项中对应的v(A)＝0.05 mol·L－1·s－1＝3 mol·L－1·min－1。
4．某温度下，反应2N2O5??4NO2＋O2开始时，c(N2O5)＝0.040 8 mol·L－1。1 min后，c(N2O5)＝0.030 mol·L－1。则该反应的反应速率为(　　)
A．v(N2O5)＝1.8×10－4 mol·L－1·s－1
B．v(N2O5)＝1.8×10－2 mol·L－1·s－1
C．v(NO2)＝1.8×10－4 mol·L－1·s－1
D．v(O2)＝1.8×10－4 mol·L－1·s－1
解析：选A　v(N2O5)＝＝＝1.8×10－4 mol·L－1·s－1。根据同一反应中，用各物质表示的反应速率的数值之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，则v(NO2)＝2v(N2O5)＝3.6×10－4mol·L－1·s－1，v(O2)＝v(N2O5)＝9×10－5 mol·L－1·s－1。
5.根据右图填空：
(1)反应物是________；生成物是________。
(2)在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为___________、______________、____________________。
(3)该反应的化学方程式是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：已知在反应过程中反应物的浓度减小，生成物的浓度增大，故A、B为反应物，C为生成物，由速率计算公式得：
v(A)＝[(8－2)÷2] mol·L－1·min－1
＝3 mol·L－1·min－1，
v(B)＝[(8－4)÷2] mol·L－1·min－1
＝2 mol·L－1·min－1，
v(C)＝(6÷2) mol·L－1·min－1
＝3 mol·L－1·min－1，
则三种物质的系数之比为3∶2∶3，又因最终各物质浓度不变且均不为零，故为可逆反应，其方程式为3A＋2B??3C。
答案：(1)A、B　C
(2)3 mol·L－1·min－1　2 mol·L－1·min－1
3 mol·L－1·min－1
(3)3A＋2B??3C
6．一定温度下，某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，请回答下列问题：
(1)该反应的反应物是__________。
(2)0～10 s时，平均反应速率v(Z)＝__________。
(3)0～10 s时，平均反应速率v(X)__________(填“>”“<”或“＝”)v(Y)。
(4)该反应的化学方程式为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由图像信息可知，反应过程中X、Y的物质的量不断减少，故X、Y为反应物。
(2)v(Z)＝＝＝0.079 mol·L－1·s－1。
(3)0～10 s时，Δc(X)＝Δc(Y)，故v(X)＝v(Y)。
(4)由图中信息可知Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝1∶1∶2，即三者在化学方程式中的系数之比为1∶1∶2，反应物、生成物共存，故为可逆反应。
答案：(1)X、Y　(2)0.079 mol·L－1·s－1　(3)＝
(4)X＋Y??2Z
1．下列说法正确的是(　　)
A．化学反应速率适用于可逆反应，不适用于非可逆反应
B．在可逆反应中，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率是负值
C．在同一化学反应中，化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示，也可以用生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同
D．化学反应速率的单位可以是g·(L·s)－1，也可以是kg·(L·s)－1，甚至可以是t·(L·s)－1等
解析：选C　化学反应速率适用于所有的化学反应，并非专指可逆反应，所以A项不正确；单位时间是正值，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加也是正值，则化学反应速率也必为正值，所以B项不正确；由化学反应速率的概念及反应速率与系数的关系可知C项正确；由化学反应速率的概念公式可以看出v的单位中不会出现“kg”、“g”、“t”等质量单位，D项不正确。
2．甲、乙两容器都在进行A→B的反应，甲容器内每分钟减少了4 mol A，乙容器内每分钟减少了2 mol A，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率要(　　)
A．快　　　　　　　　　　　 B．慢
C．相等 D．无法判断
解析：选D　化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。本题中未明确指出容器的容积，故无法判断。
3．一定温度下，向一个容积为2 L的装有催化剂的真空密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2,3 min末测得容器内压强是起始压强的，则0～3 min内，用H2的浓度变化来表示该反应的平均反应速率v(H2)是(　　)
A．0.2 mol·L－1·min－1　 B．0.6 mol·L－1·min－1
C．0.1 mol·L－1·min－1 D．0.3 mol·L－1·min－1
解析：选C　设0～3 min内，转化的N2的物质的量为x mol，用三段式法分析如下：
　　　　　N2(g) ＋ 3H2(g) ?? 2NH3(g)
初始/mol 1 3 0
转化/mol x 3x 2x
平衡/mol 1－x 3－3x 2x
由＝可得，x＝0.2，则v(H2)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，故选C项。
4．在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g)===pZ(g)＋qQ(g)，2 s内X表示的平均反应速率为 mol·L－1·s－1，则2 s内，物质Q增大的物质的量为(　　)
A. mol　　　　　　 B. mol
C. mol D. mol
解析：选A　根据化学方程式可知，v(X)∶v(Q)＝m∶q，故v(Q)＝ mol·L－1·s－1，故Δn(Q)＝ mol·L－1·s－1×2 s×2 L＝ mol。
5．反应2SO2＋O2??2SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol·L－1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L－1·min－1，则这段时间为(　　)
A．5 s　　　　　　　　　　 B．10 s
C．300 s D．600 s
解析：选C　该段时间内SO3的浓度增加了0.4 mol·L－1，根据化学方程式，在相同时间内O2的浓度减少了0.2 mol·L－1，所以由公式v＝可知Δt＝＝＝5 min＝300 s。
6．在mA＋nB===pC的反应中，m、n、p为各物质的系数，现测得C每分钟增加a mol·L－1，B每分钟减少1.5a mol·L－1，A每分钟减少0.5a mol·L－1，则m∶n∶p为(　　)
A．2∶3∶2 B．2∶2∶3
C．1∶3∶2 D．3∶1∶3
解析：选C　对于同一时间内的某个化学反应，用不同物质表示的反应速率，其数值之比等于其系数之比，因此m∶n∶p＝vA∶vB∶vC＝0.5a∶1.5a∶a＝1∶3∶2。
7．将三份相同的氮气、氢气的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中进行合成氨反应。一段时间内，甲容器中反应的速率v(H2)＝3 mol·L－1·min－1，乙容器中反应的速率v(N2)＝2 mol·L－1·min－1，丙容器中反应的速率v(NH3)＝1 mol·L－1·min－1。则这段时间内三个容器中合成氨的反应速率大小关系是(　　)
A．甲>乙>丙 B．甲＝乙＝丙
C．乙>甲>丙 D．甲>丙>乙
解析：选C　由合成氨反应的方程式N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)可知，乙容器中反应的速率v(H2)＝3v(N2)＝3×2 mol·L－1·min－1＝6 mol·L－1·min－1，丙容器中反应的速率v(H2)＝v(NH3)＝×1 mol·L－1·min－1＝1.5 mol·L－1·min－1。故三个容器中合成氨的反应速率大小关系为乙>甲>丙。
8．反应4A(s)＋3B(g)??2C(g)＋D(g)，经2 min B的浓度减小0.6 mol·L－1。对此反应速率的正确表示是(　　)
A．用A表示的反应速率是0.8 mol·L－1·s－1
B．用B、C、D表示的反应速率之比是3∶2∶1
C．在2 min末，v(B)＝0.3 mol·L－1·min－1
D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值相同
解析：选B　A为固体，一般不用固体表示反应速率，因为固体的浓度一般视为常数；经2 min B的浓度减小0.6 mol·L－1，则2 min内的平均反应速率v(B)＝0.3 mol·L－1·min－1，而不是2 min末时的反应速率；根据反应速率之比等于系数之比可知B正确，D错误。
9．25 ℃时，向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸中放入5.6 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化)，反应开始至2 min 末，共收集到1.12 L(标准状况)氢气，然后又经过4 min，铁粉完全溶解。
(1)前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)后4 min内用HCl表示的平均反应速率是_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是_____________________________
________________________________________________________________________。　　　　　　　　
解析：由题目信息“又经过4 min，铁粉完全溶解”可知，盐酸是足量的，n(Fe)＝＝0.1 mol，n(H2)＝＝0.05 mol。(1)由反应方程式Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑可知，前2 min内消耗的铁、消耗的HCl及生成的FeCl2的物质的量分别为0.05 mol、0.1 mol、0.05 mol，故v(FeCl2)＝＝0.25 mol·L－1·min－1。(2)后4 min内消耗的HCl的量通过消耗的铁的量来求，消耗的Fe为0.1 mol－0.05 mol＝0.05 mol，故消耗的HCl为0.1 mol，则v(HCl)＝＝0.25 mol·L－1·min－1。(3)同一个反应在不同的时间段内若均用HCl来表示化学反应速率，则前2 min内v(HCl)＝2v(FeCl2)＝0.5 mol·L－1·min－1，可见前2 min反应速率较快。
答案：(1)0.25 mol·L－1·min－1
(2)0.25 mol·L－1·min－1
(3)前2 min
10．可逆反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)，取a mol A和b mol B置于V L容器中，1 min后，测得容器内A的浓度为x mol·L－1。
(1)此时C的浓度为________mol·L－1。
(2)D的物质的量为________mol。
(3)这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为________。
(4)B的转化率为________。
解析：　　　　a A(g)＋ b B(g) ?? cC　 ＋　 dD
起始(mol) a b 0 0
转化(mol) a－xV　　 　
1 min后(mol) xV
(1)C的浓度为 mol·L－1＝mol·L－1
(3)v(A)＝＝ mol·L－1·min－1
(4)α(B)＝×100%＝×100%
答案：(1)－　(2)d－
(3)mol·L－1·min－1　(4)×100%
1．合成氨反应N2＋3H2??2NH3，某段时间内的平均反应速率分别用v(N2)、v(H2)、v(NH3)表示[单位均为mol·L－1·s－1]下列关系正确的是(　　)
A．v(N2)＝v(H2)＝v(NH3)　　B．v(N2)＝3v(H2)
C．v(NH3)＝v(H2) D．v(H2)＝3v(N2)
解析：选D　根据化学反应速率之比等于系数之比，可得v(N2)＝v(H2)＝v(NH3)。
2．反应aX(g)＋bY(g)??cZ(g)＋dW(g)在一定体积的密闭容器中反应5 min达到平衡，该过程中X的浓度减少n mol·L－1，Y的浓度减少 mol·L－1，Z的浓度增加 mol·L－1。若增大体系压强，W的百分含量不发生变化，则化学方程式中各物质的系数之比a∶b∶c∶d应为(　　)
A．3∶1∶2∶1 B．1∶3∶2∶2
C．1∶3∶1∶2 D．3∶1∶2∶2
解析：选D　增大体系压强时，W的百分含量不发生变化，说明a＋b＝c＋d。由Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)＝n∶∶＝3∶1∶2可知，a∶b∶c∶d＝3∶1∶2∶2。
3．有两位同学在条件相同的情况下，测定可逆反应：A2＋3B2??C2的反应速率。甲测得：v(A2)＝0.5 mol·L－1·min－1，乙测得：v(B2)＝1.5 mol·L－1·min－1，则这两位同学的测定(　　)
A．都正确 B．都错误
C．甲正确、乙错误 D．都正确或都错误
解析：选D　尽管给出的甲、乙反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，但不能确定甲、乙两同学的测量是否正确，故测量结果要么都正确，要么都错误。
4．某温度下，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2在密闭容器中反应生成气体Z，经过t min后，测得物质的浓度分别为c(X2)＝0.4 mol·L－1，c(Y2)＝0.8 mol·L－1，c(Z2)＝0.4 mol·L－1，则该反应的化学方程式可表示为(　　)
A．X2＋2Y2===2XY2 B．2X2＋Y2===2X2Y
C．3X2＋Y2===2X3Y D．X2＋3Y2===2XY3
解析：选C　Δc(X2)＝0.6 mol·L－1，Δc(Y2)＝0.2 mol·L－1，Δc(Z)＝0.4 mol·L－1；所以Δc(X2)∶Δc(Y2)∶Δc(Z)＝3∶1∶2，故反应方程式为3X2＋Y2===2Z，据质量守恒定律知Z
为X3Y。
5．在一定条件下，将A2和B2气体通入1 L密闭容器中，反应按下式进行：mA2＋nB2??2C,2 s内反应速率如下：v(A2)＝0.5 mol·L－1·s－1，v(B2)＝1.5 mol·L－1·s－1，v(C)＝1 mol·L－1·s－1，则m和n的值分别为(　　)
A．2、3 B．3、2
C．3、1 D．1、3
解析：选D　m∶n∶2＝v(A2)∶v(B2)∶v(C)＝0.5 mol·L－1·s－1∶1.5 mol·L－1·s－1∶1 mol·L－1·s－1＝1∶3∶2，故m和n的值分别为1、3。
6．已知可逆反应mA＋nB??xC(A、B、C均为气体)在t s内的平均反应速率为v(A)＝a mol·L－1·s－1，v(B)＝b mol·L－1·s－1，v(C)＝c mol·L－1·s－1，则x为(　　)
①　　　　②　　　　③　　　　④
A．①② B．②③
C．③④ D．②④
解析：选B　由m∶n∶x＝a∶b∶c，得x＝或。
7.一定温度下，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。下列描述正确的是(　　)
A．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·
L－1·s－1
B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1
C．反应开始到10 s时，Y的转化率为39.5%
D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)??2Z(g)
解析：选D　A项，v(Z)＝1.58 mol/(2 L·10 s)＝0.079 mol·L－1·s－1，错误；B项，反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了(1.0 mol－0.41 mol)/2 L＝0.395 mol·L－1，错误；C项，Y的转化率(1.00 mol－0.21 mol)/1 mol×100%＝79.0%，错误；D项，根据题给图像知，随反应进行X、Y的物质的量逐渐减小，Z的物质的量逐渐增大，则X、Y是反应物，Z是生成物，10 s后X、Y、Z的物质的量不变，则反应是可逆反应，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝(1.20－0.41)mol∶(1.00－0.21)mol∶1.58 mol＝1∶1∶2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，反应化学方程式为X(g)＋Y(g)??2Z(g)，正确。
8．一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是(　　)
A．该反应的化学方程式为3B＋4C??3A＋D
B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)
C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1
D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等
解析：选C　A中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中系数之比，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝(1.2－0)mol∶(1.0－0.4)mol∶(1.0－0.2)mol∶(0.4－0)mol＝6∶3∶4∶2，所以化学方程式为3B＋4C??6A＋2D，A错误；不论在什么时刻，用各物质表示的速率之比等于其系数之比，B、D错误。
9．如图所示为800 ℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况。试回答下列问题：
(1)该反应的反应物是________。
(2)该反应的化学方程式为________________________________。
(3)若t＝2，A物质的平均反应速率为________________________。
解析：(1)由题图可知，随着反应的进行，A的浓度减小，而B、C的浓度增大，说明A是反应物，B、C是生成物。(2)A的浓度变化量Δc(A)＝1.2 mol·L－1，B的浓度变化量Δc(B)＝0.4 mol·L－1，C的浓度变化量Δc(C)＝1.2 mol·L－1。A、B、C三种物质的浓度变化量之比为3∶1∶3，最终各物质的浓度不变且均不为零，故该反应为可逆反应，则该反应的化学方程式为3A??B＋3C。(3)v(A)＝＝0.6 mol·L－1·min－1。
答案：(1)A　(2)3A??B＋3C
(3)0.6 mol·L－1·min－1
10．为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇，某实验人员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，测定的部分实验数据如下：
t/s
0
500 s
1 000 s
c(H2)(mol·L－1)
5.00
3.52
2.48
c(CO)(mol·L－1)
2.50
(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是__________________。
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是______________；1 000 s时H2的转化率是__________。
(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是________ mol·L－1。
解析：(1)在500 s内，v(H2)＝
＝2.96×10－3 mol·L－1·s－1。
(2)在1 000 s时反应了的H2的浓度是Δc(H2)＝5.00 mol·L－1－2.48 mol·L－1＝2.52 mol·
L－1，则反应了的CO的浓度是Δc(CO)＝Δc(H2)＝1.26 mol·L－1，用CO表示化学反应速率为v(CO)＝＝1.26×10－3 mol·L－1·s－1，H2的转化率为×100%＝50.4%。
(3)在500 s时反应了的H2的浓度为c(H2)＝1.48 mol·L－1，则生成的CH3OH的浓度为c(CH3OH)＝c(H2)＝0.74 mol·L－1。
答案：(1)2.96×10－3 mol·L－1·s－1
(2)1.26×10－3 mol·L－1·s－1　50.4%　(3)0.74
课件29张PPT。第2课时　外界条件对化学反应速率的影响
1．设C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ΔH＝Q1 kJ·mol－1)反应速率为v1，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ΔH＝－Q2 kJ·mol－1)反应速率为v2，对于上述两个反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为(　　)
A．同时增大 B．同时减小
C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大
2．下列措施一定能使化学反应速率增大的是(　　)
A．增大反应物的量 B．增大压强
C．升高温度 D．使用催化剂
3．已知：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中，反应速率最快的是(　　)
组号
反应温度/℃
Na2S2O3
H2SO4
H2O
体积/ mL
浓度/ mol·L－1
体积/ mL
浓度/ mol·L－1
体积/ mL
A
10
5
0.2
5
0.1
10
B
10
5
0.1
5
0.1
10
C
30
5
0.1
5
0.1
10
D
30
5
0.2
5
0.2
10
4.对于反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，能增大正反应速率的措施是(　　)
A．通入大量O2 B．增大容器容积 C．移去部分SO3 D．降低体系温度
5．把稀硫酸倒在亚硫酸钠粉末上，能使反应的最初速率加快的是(　　)
①增大亚硫酸钠粉末的量　②硫酸浓度增大一倍，用量减少到原来的1/2　③硫酸浓度不变，用量增大一倍　④使反应在较高温度进行
A．①② B．②④ C．①③ D．②③
练方法技巧
6．在一定条件下，可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0，达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是(　　)
A．加催化剂，v正、v逆都发生变化且变化的倍数相等
B．加压，v正、v逆都增大，且v正增大倍数大于v逆增大倍数
C．降温，v正、v逆都减小，且v正减小倍数小于v逆减小倍数
D．加入氩气，v正、v逆都增大，且v正增大倍数大于v逆增大倍数
7．NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地起反应，生成N2和CO2。对此反应的下列叙述中正确的是(　　)
A．使用催化剂能加快反应的速率
B．使一种反应物过量能提高反应的速率
C．改变压强对反应速率没有影响
D．降低温度能加快反应速率
8．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(　　)
A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高
D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高
9．设C＋CO22CO，正反应是吸热反应，反应速率为v1。N2＋3H22NH3，正反应是放热反应，反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为(　　)
A．同时增大 B．同时减小 C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
练综合拓展
10．用如下图所示装置进行下列实验。
(1)在检查装置气密性后，向试管a中加入10 mL 6 mol·L－1硝酸和1 g Cu片，立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口。请写出在试管a中有可能发生的所有反应的化学方程式
________________________________________________________________________
________________。
实验过程中反应开始时速率缓慢，随后逐渐加快，这是由于
________________________________________________________________________，
当反应进行一段时间后速率又逐渐减慢，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)欲较快地制得NO，可采取的措施是(　　)
A．加热 B．使用铜粉 C．稀释HNO3 D．改用浓HNO3
11．现欲用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，请回答：
(1)实验过程如图所示，分析判断OE、EF、FG三段中，__________段化学反应速率最快，__________段收集的二氧化碳最多。
(2)为了降低上述化学反应的反应速率，欲向溶液中加入下列物质，你认为可行的是(　　)
A．蒸馏水 B．NaCl固体 C．NaCl溶液 D．浓盐酸
(3)除了上述方法外，你认为还可以采取哪些措施来降低化学反应速率？
12．“碘钟”实验中，3I－＋S2O===I＋2SO的反应速率可以用I与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如下表：
实验编号
①
②
③
④
⑤
[I－]/mol·L－1
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
[S2O]/mol·L－1
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
回答下列问题：
该实验的目的是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)显色时间t1＝________。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为__________(填字母)。
A．<22.0 s 　B．22.0～44.0 s
C．>44.0 s 　D．数据不足，无法判断
(4)通过分析比较上表数据，得到的结论是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
13．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是________；
(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有
________________________________________________________________________
_______________________________________________________________(答两种)；
(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。
实验
混合溶液　　　
A
B
C
D
E
F
4 mol·L－1H2SO4/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
①请完成此实验设计，其中：V1＝________，V6＝________，V9＝________。
②反应一段时间后，实验A中的金属呈________色，实验E中的金属呈________色；
③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案解析
1．A　[温度对化学反应速率的影响适合任何反应，故A正确。]
2．C
3．D　[对于化学反应速率影响程度最大的是催化剂，其次为温度，然后才是浓度和压强，故此类问题首先按次序找出影响程度较大的选项，同等情况下，再看浓度或压强的相对大小。C、D中反应速率大于A、B，而D选项中[H2SO4]大于C项中[H2SO4]，故答案为D。]
4．A　[增大容器容积、移去部分SO3，即减少浓度，而减少物质的浓度、降低温度均减小反应速率，B、C、D错误，A中增加O2的浓度，反应速率加快，A正确。]
5．B　[该题考查的是影响化学反应速率的外界因素，要熟悉温度、浓度、压强、催化剂、表面积等对化学反应速率的影响。本题中：①中，固体物质和液体物质(不是溶液)的浓度是不变的，所以增加亚硫酸钠粉末并不改变其浓度，对反应速率无影响；②中，由于硫酸浓度增大一倍，所以反应的初始速率加快，至于硫酸用量的多少，只影响参加反应的物质的量的多少，而不影响反应速率，故②正确；③中硫酸的浓度没变，故对反应速率无影响；④中反应在较高温度下进行，反应速率加快。]
6．D　[由方程式可知，该反应为气体体积减小的放热反应，使用催化剂只能同等倍数改变v正、v逆，平衡不移动；增大压强平衡右移；降温v正、v逆均减小，但v正减小倍数小于v逆减小倍数，平衡右移；若体积不变，充入氩气，与该反应无关，平衡不移动，若压强不变，充入氩气，v正、v逆都减小，则答案为D。]
7．A　[本题中B不正确，因为一种反应物过量并不一定是反应物浓度增加。一种反应物过量只能使另一种反应物转化率提高，不涉及反应的速率问题；C也不正确，对气体来说，改变压强必然影响速率；D也不正确，降低温度只能降低反应速率。
点拨　解决此类问题有三个要求：
(1)先清楚外界条件是如何影响化学反应速率的；
(2)个性分析：每种情况的特殊点在哪里；
影响因素(如何影响)→影响因素(如何影响)→结论。]
8．B　[若增大氧气的浓度正反应速率突然变大，逆反应速率渐渐变大，A选项不正确；加入催化剂正逆反应速率同等倍数的增大，但平衡不移动，B正确；观察图Ⅲ，达到平衡时二氧化硫的转化率不相等，故甲、乙两条曲线不可能是由催化剂引起的，C选项不正确；增大压强反应速率加快，达到平衡的时间缩短，二氧化硫的转化率增大，D选项不正确。]
9．A　[升高温度，化学反应速率加快。对于一个化学反应，无论正反应是吸热反应还是放热反应，升高温度，反应速率都增大，故选A。]
10．(1)3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O、2NO＋O2===2NO2
(2)反应放热，使温度升高，故反应速率加快　反应一段时间后HNO3浓度降低，故反应速率又逐渐减慢
(3)AB
解析　本题主要是从实验室气体制备的角度来考查影响化学反应速率的因素。解答本题的关键是要知道外界因素是如何影响化学反应速率的。
11．(1)EF　EF　(2)AC　(3)降低反应温度、增大石灰石的块度
解析　(1)由图象可知，曲线的斜率越大，说明单位时间内生成的气体越多，速率越大，因此EF段斜率最大，即化学反应速率最大。在OE、EF、FG三段中，EF对应的二氧化碳体积最大。
(2)降低该反应的速率可采取：减小盐酸的浓度、降温、增大碳酸钙颗粒的大小(即减小碳酸钙的表面积)等措施。
12．(1)研究反应物I－与S2O的浓度对反应速率的影响　(2)29.3 s　(3)A
(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)
解析　由①和②知：
[I－]由0.040 mol·L－1―→0.080 mol·L－1，t由88.0 s―→44.0 s
由①和⑤知，
[I－]由0.040 mol·L－1―→0.120 mol·L－1，t由88.0 s―→ s＝29.3 s
温度越高，化合反应速率越快，而由20℃～40℃，显色时间t2应该比22.0 s短，所以选A。
13．(1)CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑　(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu－Zn微电池，加快了氢气产生的速率　(3)Ag2SO4
(4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(答两种即可)　(5)①30　10　17.5　②灰黑　暗红　③当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积
解析　(1)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(2)由于Zn与反应生成的Cu及硫酸铜溶液组成了Cu－Zn微电池，大大加快了生成氢气的反应速率。(3)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4符合题意。(4)要加快生成氢气的反应速率，还可以采取如下措施：升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。(5)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得各组实验中加入水的体积分别为V7＝20 mL，V8＝19.5 mL，V9＝17.5 mL，V10＝15 mL。当溶液中析出少量的铜时，因不能形成铜的晶体，故铜显示的颜色是灰黑色，E中析出较多的铜，则显示出了铜晶体的颜色：暗红色。由于析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸的接触面积大大减小，故反应速率反而会减慢了。
第3节 化学反应速率
第2课时 影响化学反应速率的因素
[课标要求]
1．理解浓度、温度、压强、催化剂对化学反应速率的影响。
2．理解活化能的含义及其对化学反应速率的影响。
3．了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
,
1．反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。
2．其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率增大；减小反应物的浓度，反应速率减小。
3．其他条件不变时，升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。
4．对于有气体参加的化学反应，增大压强(减小容器的体积)，反应速率增大；减小压强(增大容器的体积)，反应速率减小。
5．使用合适的催化剂，能加快化学反应的速率。
1．浓度对化学反应速率的影响
(1)一般规律
对于很多反应来说，其他条件不变，增大反应物的浓度可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度可以减小化学反应速率。
(2)定量关系
①反应速率方程
a．意义：反应速率方程可定量地表示化学反应速率与参与反应的反应物浓度的关系。
b．实例：对于反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2其反应速率方程为v＝kc(H2O2)c(HI)，其表示该反应的反应速率与反应物H2O2、HI的浓度成正比。
②反应速率常数(k)
含义
表示单位浓度下的化学反应速率
单位
不同反应速率方程中k的单位不同
意义
通常反应速率常数k越大，反应进行得越快
影响
因素
与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面积等因素的影响
③一个反应的化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系，是由实验测定的，不能根据化学方程式直接写出。
2．压强对化学反应速率的影响
(1)一般规律
对于气体反应在温度、体积一定的条件下，压强与浓度成正比，因此，压强越大，反应速率越大，压强越小，反应速率越小。
(2)对于不涉及气体物质的反应，压强的改变对化学反应速率几乎没有影响。
[特别提醒]
(1)对于固体或纯液体物质，一般情况下其浓度可视为常数，因此改变固体或纯液体物质的用量对化学反应速率无影响。
(2)改变溶液的用量时，由于浓度不变，因此对化学反应速率无影响。
(3)压强的改变如果对气体物质的浓度没有影响，则反应速率不发生变化。
1．下列关于反应速率与参与反应物质的浓度的关系式v＝k·ca(A)·cb(B)的叙述中，正确的是(　　)
A．对于所有的化学反应，k是数值和单位都不变的常数
B．a、b是化学方程式中A和B的系数
C．对于某个特定的化学反应，k与所有外界条件都无关
D．v＝k·ca(A)·cb(B)需要通过实验来确定，不能随意根据化学方程式直接写出
解析：选D　在反应速率与参与反应物质的浓度的关系式中，k是反应速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面积等因素的影响。通常，反应速率常数越大，反应进行得越快。对于很多反应，这种关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定关系。由此可见，A、B、C项均错误。
2．常温下，分别将四块形状相同，质量为9 g的铁块同时投入下列四种溶液中，产生气体速率最快的是(　　)
A．200 mL 2 mol·L－1HCl溶液
B．500 mL 2 mol·L－1H2SO4溶液
C．100 mL 3 mol·L－1HCl溶液
D．500 mL 18.4 mol·L－1H2SO4溶液
解析：选B　在其他条件不变时，反应速率的大小与参加反应的物质的浓度有关。铁和稀硫酸或稀盐酸反应，其实质就是和氢离子反应，故氢离子的浓度大小决定反应速率的大小，但注意D选项是浓H2SO4，会使铁钝化。综上所述，正确答案为B项。
3．反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变能够使反应速率增大的是(　　)
A．增加C的量
B．将容器的容积缩小一半
C．保持容器容积不变，充入Ar使体系压强增大
D．保持压强不变，充入Ar使容器容积增大
解析：选B　C为固体反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响；容器的容积缩小一半相当于压强增大一倍，浓度增大，反应速率增大；保持容器容积不变，充入Ar，体系的总压强增大，但反应混合物浓度并未改变，反应速率不变；充入Ar使容器的容积增大，总压强不变，但反应混合物的浓度变小，反应速率减小。
1．一般规律
当其他条件不变时，升高温度、化学反应速率增大，降低温度，化学反应速率减小。
2．经验规律
(1)范托夫近似规律：对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率增加到原来的2～4倍。利用此经验规律可以对一些反应的化学反应速率做粗略估计。
(2)阿伦尼乌斯经验公式k＝Ae－，式中k为反应速率常数，Ea为活化能，由该式可知，当Ea＞0时，升高温度，反应速率常数增大，化学反应速率随之增大。
3．活化能
(1)活化分子
能发生化学反应的分子，是普通分子吸收能量后形成的。
(2)活化能
普通反应物分子形成活化分子所吸收的能量。
(3)实例
如图是基元反应H2＋Cl===HCl＋H的活化能示意图。
活化能Ea是活化分子的能量与反应物分子的能量之差。
4．活化能对反应速率的影响
(1)活化能越高，反应越难进行，反应速率越小。
(2)升高温度，可以提高反应物分子的能量，增大反应物分子形成活化分子的比例，反应速率加快。
5．温度影响反应速率的理论解释
在其他条件不变时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子―→活化分子百分数增加―→化学反应速率增大。因此，升高温度可以增大化学反应速率。
1．Fe与稀H2SO4反应制氢气，下列措施能使生成氢气的速率一定加快的是(　　)
A．增加铁的量　　　　　　　　 B．增大硫酸的浓度
C．加热 D．增大压强
解析：选C　A项，增加铁的用量，固体的浓度不变，反应速率不变，错误；B项，在常温下铁与浓硫酸发生钝化，不能生成氢气，错误；C项，加热，温度升高，反应速率一定增大，正确；D项，反应在溶液中进行，增大压强，反应速率基本不变，错误。
2．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　)
实
验
反应温
度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
解析：选D　多个外界条件不同时，要对比找出其他相同条件，然后比较。影响化学反应速率的因素很多，本题从浓度和温度两个因素考查，结合选项知混合液体都为20 mL，根据浓度越大、温度越高，反应速率越快，可以推知D选项正确。
1．催化剂的概念
催化剂是能加快化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。
2．催化剂的催化原理
(1)由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变，反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应，又包括使催化剂再生成的反应。
(2)催化剂是通过参与反应改变反应历程，降低反应的活化能来提高化学反应速率。
(3)催化剂的催化原理可表示为
使用催化剂―→改变反应的历程―→降低反应的活化能(如上图)―→使更多的反应物分子成为活化分子―→增加单位体积内的活化分子百分数―→加快化学反应速率。
3．特点
催化剂对化学反应速率的影响是通过改变化学反应速率常数来实现的，且与其他因素相比，影响程度较大。
(1)选择性：只对某一反应或某类反应起催化作用。不同的反应有不同的催化剂，且催化剂具有一定的活化温度，催化剂不同，活化温度不同。
(2)高效性：可以大幅度降低反应的活化能，从而有效地提高化学反应速率。
4．其他因素对化学反应速率的影响
如光辐射、放射线辐射、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、增大反应物接触面积等，均会对化学反应速率产生影响。
1．2SO2＋O22SO3是工业上制造硫酸的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是(　　)
A．增加O2的浓度能加快反应速率
B．降低体系温度能加快反应速率
C．使用催化剂不影响反应速率
D．一定条件下达到反应限度时SO2全部转化为SO3
解析：选A　降低体系温度能减慢反应速率；使用催化剂能加快反应速率；一定条件下达到反应限度时，因为是可逆反应，SO2不可能全部转化为SO3。
2．已知某可逆反应在密闭容器中进行：A(g)＋2B(g)??3C(g)＋D(s)　ΔH<0，如图中曲线b代表一定条件下该反应的进程。若使曲线b变为曲线a，可采取的措施是(　　)
①增大A的浓度　②缩小容器的容积　③增大B的浓度　④升高温度　⑤加入合适的催化剂
A．①　　　　　　　　　　　 B．②④
C．②⑤ D．②③
解析：选C　观察图中的曲线a、b，主要看两处：①转折点的先后。转折点对应的横坐标代表达到化学平衡状态所需的时间，题图中曲线a比曲线b先转折，说明曲线a表示的化学反应速率比曲线b表示的化学反应速率大，达到化学平衡所需的时间较短。②水平线的高低。图中曲线b和曲线a的水平线相重合，说明A的转化率不变。所以使曲线b变为曲线a，采取的措施只能是使化学反应速率增大，而不能使化学平衡发生移动。因D呈固态，故该反应是化学方程式中气态物质系数不变的反应，所以加入催化剂或增大压强都只能使化学反应速率增大，而不会使化学平衡发生移动。
3．实验室用锌和稀H2SO4反应制H2。若按如下表格实验顺序，改变反应条件，回答
问题。
实验
编号
T/K
锌的
规格
H2SO4溶液的浓度
①
298
锌粒
0.1 mol·L－1H2SO4溶液
②
298
锌粒
4 mol·L－1H2SO4溶液
③
298
锌粉
0.1 mol·L－1H2SO4溶液
④
298
锌粒
0.1 mol·L－1H2SO4与少量CuSO4混合液
⑤
298
锌粒
0.1 mol·L－1H2SO4与少量Na2SO4混合液
(1)比较反应速率大小：
v①____v②、v①____v③、v④____v①、v⑤____v①
(2)其中实验________是从化学能量转化角度分析反应速率不同于另外几个实验。
答案：(1)<　<　>　＝　(2)④
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．常温下，反应A＋B===AB，按以下情况进行：
①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol
②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol
③0.1 mol·L－1的A、B溶液各10 mL
④0.5 mol·L－1的A、B溶液各50 mL
四者反应速率大小关系是(　　)
A．②>①>④>③　　　　　 B．④>③>②>①
C．①>②>④>③ D．①>②>③>④
解析：选A　①中c(A)＝c(B)＝＝0.5 mol·L－1，
②中c(A)＝c(B)＝＝1 mol·L－1，
③中c(A)＝c(B)＝＝0.05 mol·L－1
④中c(A)＝c(B)＝＝0.25 mol·L－1
在其他条件一定的情况下，浓度越大，反应速率越大，所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③。
2．设C(s)＋CO2(g)??2CO(g)　ΔH>0，反应速率为v1，N2＋3H2??2NH3　ΔH<0，反应速率为v2，对上述反应，当升高温度时，v1和v2的变化情况为(　　)
A．同时增大 B．同时减小
C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大
解析：选A　对于大多数反应，升高温度，化学反应速率加快。
3．反应N2(g)＋O2(g)??2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施能使该反应的反应速率加快的是(　　)
①缩小体积使压强增大
②压强不变充入He使体积增大
③体积不变充入He使压强增大
④体积不变充入NO使压强增大
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：选D　①增大了物质的浓度，反应速率加快；②反应体系中物质的浓度减小，反应速率减小；③反应体系中物质的浓度不变，反应速率不变；④增大了物质的浓度，反应速率加快。
4．用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取CO2气体。下列措施对改变该反应的反应速率几乎没有影响的是(　　)
①改用等浓度的硝酸与碳酸钙反应
②增大反应体系的压强或减小反应体系的压强
③改用相同质量粉末状碳酸钙代替块状碳酸钙
④改用含有相同H＋浓度的稀硫酸
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：选A　因硝酸与盐酸的浓度相同，故对反应速率无影响。压强是通过改变气体的浓度来改变反应速率的，而该反应为固体碳酸钙与液体盐酸的反应，反应物中没有气体，故改变压强对该反应的反应速率几乎没有影响；粉末碳酸钙的表面积较大，反应速率增大；尽管强调了稀硫酸与原盐酸中的H＋浓度相同，但稀硫酸与碳酸钙反应生成的CaSO4微溶，覆盖在碳酸钙表面，从而使碳酸钙与H＋的接触面积减小，导致反应速率减小。
5．在一定条件下，二氧化硫与氧气发生反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)。
试回答下列问题：
(1)降低温度，化学反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)600 ℃时，在一容积为2 L的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，在反应进行至10 min和20 min时，分别改变影响反应的一个条件，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如上图所示，前10 min正反应速率变化趋势是逐渐________(填“增大”“减小”或“不变”)；前15 min内用SO3表示平均反应速率为_____________________________________。
(3)图中反应进程，表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是________。
(4)根据图中判断，10 min时改变的反应条件可能是________；20 min时改变的反应条件可能是________。
a．加入催化剂 b．缩小容器容积
c．降低温度 d．增加O2的物质的量
解析：(1)降低温度，化学反应速率减小。(2)前10 min随着反应的不断进行，反应物SO2和O2的浓度不断减小，正反应速率变化趋势是减小，前15 min内用SO3表示的平均反应速率为≈1.33×10－3 mol·L－1·min－1。(3)反应过程中SO2、O2、SO3物质的量不随时间变化的时间段，即15～20 min和25～30 min反应处于平衡状态。(4)10 min到15 min三条曲线的斜率突然增大，说明反应速率突然增大，其原因可能是加入催化剂或缩小容器容积。反应进行至20 min时，O2的物质的量突然增大，平衡发生移动，SO2、SO3的物质的量随之发生变化。
答案：(1)减小
(2)减小　1.33×10－3 mol·L－1·min－1
(3)15～20 min,25～30 min　 (4)ab　d
1．下列说法正确的是(　　)
A．决定反应速率的因素只有催化剂
B．食物放在冰箱中会减慢食物变质的速率
C．锌与稀硫酸反应时，加入少量水能加快产生氢气的速率
D．2 mol SO2与1 mol O2混合一定能生成2 mol SO3
解析：选B　决定反应速率的主要因素是反应物本身的性质，影响反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂等，A项错误；降低温度，反应速率减小，B项正确；加水稀释，H＋浓度减小，反应速率减小，C项错误；SO2和O2生成SO3是可逆反应，不可能进行到底，D项错误。
2.把镁条投入盛有盐酸的敞口容器里，产生氢气的速率变化如图所示。下列影响反应速率的因素有(　　)
①盐酸的浓度　②镁条的表面积
③溶液的温度　④Cl－的浓度
A．①④　　　　　　　　　 B．③④
C．①②③ D．②③④
解析：选C　镁条和盐酸反应产生H2的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，是镁与H＋间的置换反应，与Cl－无关。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触面积不断增大，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，反应速率也会加快；随着反应的进行，c(H＋)不断减小，反应速率会逐渐减慢。
3．试分析下列可逆反应2A(g)＋B(g)??2C(g)的反应速率随压强变化的曲线图，正确的是(　　)
解析：选C　增大压强，正、逆反应的反应速率均增大，选项A、B、D错误。
4．向四个容积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，反应开始时，按正反应速率由大到小排列顺序正确的是(　　)
甲　500 ℃，10 mol SO2和5 mol O2的反应
乙　500 ℃，用V2O3做催化剂，10 mol SO2和5 mol O2的反应
丙　450 ℃，8 mol SO2和5 mol O2的反应
丁　500 ℃，8 mol SO2和5 mol O2的反应
A．甲>乙>丙>丁 B．乙>甲>丙>丁
C．乙>甲>丁>丙 D．丁>丙>乙>甲
解析：选C　比较同一个化学反应在不同条件下的反应速率大小时，催化剂、温度对反应的影响程度较大，温度相同时，反应物的浓度越大，反应速率就越大。
5．某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．反应过程a有催化剂参与
B．该反应为吸热反应，热效应等于ΔH
C．使用催化剂，可改变该反应的活化能
D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E1＋E2
解析：选C　由题图可知，a是没有催化剂参与的反应过程，b是有催化剂参与的变化过程，反应物的能量高于生成物的能量，所以反应放热，C项正确。
6．反应A＋B===C的反应速率方程为v＝kc(A)·c(B)，v为反应速率，k为反应速率常数。当c(A)＝c(B)＝1 mol·L－1时，反应速率在数值上等于其反应速率常数。下列说法正确的是(　　)
A．只增大c(A)时，v增大 B．只增大c(C)时，v增大
C．只升高温度时，k不变 D．只升高温度时，k减小
解析：选A　只增大c(A)或c(B)时，v增大，k不变；只增大c(C)时，v、k都不变；只升高温度时，k增大，v增大。
7.如图为反应2SO2＋O2??2SO3的速率v(SO2)变化的图像，则横坐标可能是(　　)
A．反应时间
B．温度
C．压强
D．SO2的浓度
解析：选A　v(SO2)随着压强、温度以及反应物浓度的增大而增大，B、C、D都不符合，随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减小，A项正确。
8．在容积不变的密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响如图所示，下列分析正确的是(　　)
A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对化学反应速率的影响
B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对化学反应速率的影响
C．图Ⅲ表示的是催化剂对化学平衡的影响，且甲的催化效率比乙的高
D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高
解析：选B　若增大O2的浓度，正反应速率突然变大，逆反应速率瞬间不变，随后逐渐变大，故A项错误；加入催化剂，正、逆反应速率同等程度增大，v′(正)＝v′(逆)，化学平衡不移动，SO2的转化率不变，故B项正确、C项错误；乙达到化学平衡时所用时间短，则其反应速率较快，乙的压强比甲的高，但增大压强平衡右移，SO2的转化率增大，故D项错误。
9．在一个容积可变的密闭容器中发生反应：
3Fe(s)＋4H2O(g)===Fe3O4(s)＋4H2(g)。回答下列问题：
(1)增加Fe的量，正反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
(2)将容器的容积缩小一半，正反应速率________，逆反应速率________。
(3)保持容器的容积不变，充入N2使体系压强增大，正反应速率________，逆反应速率________。
(4)保持压强不变，充入N2使容器的容积增大，正反应速率________，逆反应速率________。
解析：(1)Fe为固体，因此增加Fe的量，反应速率不变。(2)将容器的容积缩小一半，体系中各气态物质的浓度均增大，正反应速率和逆反应速率都增大。(3)保持容器的容积不变，充入N2使体系压强增大，体系中各物质的浓度不变，正反应速率和逆反应速率均不变。(4)保持压强不变，充入N2使容器的容积增大，体系中各气态物质的浓度均减小，正反应速率和逆反应速率均减小。
答案：(1)不变　(2)增大　增大
(3)不变　不变　(4)减小　减小
10．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
①
10 mL 2% H2O2溶液
无
②
10 mL 5% H2O2溶液
无
③
10 mL 5% H2O2溶液
1 mL 0.1 mol·L－1
FeCl3溶液
④
10 mL 5% H2O2溶
液＋少量HCl溶液
1 mL 0.1 mol·L－1
FeCl3溶液
⑤
10 mL 5% H2O2溶
液＋少量NaOH溶液
1 mL 0.1 mol·L－1
FeCl3溶液
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是______________________________________。
(2)实验①和②的目的是___________________________________________________。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论，资料显示，通常条件下H2O2较稳定，不易分解，为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是___________________________。
(3)实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图所示：
分析上图能够得出什么实验结论？
解析：(1)加入催化剂能使化学反应速率加快，其原因是加入催化剂降低了反应的活化能，使更多的普通分子变为活化分子，增大了活化分子的碰撞几率，使活化分子的有效碰撞增多，从而加快反应速率。
(2)实验①和②的区别是①中H2O2的浓度小，②中H2O2的浓度大，所以实验①和②的目的是探究浓度对反应速率的影响。为了能够通过实验①和②探究浓度对反应速率的影响，对原实验方案进行改进，可向反应物中加入等量同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中观察实验现象。
(3)由图像知实验⑤反应速率最快，实验④反应速率最慢，说明碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率。
答案：(1)降低了反应的活化能
(2)探究浓度对反应速率的影响　向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)
(3)碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率。
1．把下列4种X的溶液分别加入到4个盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是(　　)
A．20 mL　3 mol·L－1　　　 B．20 mL　2 mol·L－1
C．10 mL　4 mol·L－1 D．10 mL　2 mol·L－1
解析：选A　本题中反应速率的大小是由混合后反应物浓度的大小决定的，由于最后溶液体积相同，所以混合前X的物质的量越大，混合后其浓度越大，反应速率越快。
2．对于在一密闭容器中进行的反应：C(s)＋O2(g)??CO2(g)，下列说法中错误的是(　　)
A．将木炭粉碎成粉末状可以加快化学反应速率
B．升高温度可以加快化学反应速率
C．用空气代替O2可以加快化学反应速率
D．增加木炭的量不能加快化学反应速率
解析：选C　A项，粉碎木炭可增加表面积，可增大反应速率；B项，升高温度，反应速率增大；C项，空气代替O2，使O2浓度变小，反应速率变小；D项，固体物质在参加反应时，其浓度可看作为一定值，故加入木炭对反应速率无影响。
3．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验②的反应物应为(　　)
实验编号
反应物
催化剂
①
10 mL 2% H2O2溶液
无
②
无
③
10 mL 5% H2O2溶液
MnO2固体
A．5 mL 2% H2O2溶液　　 B．10 mL 5% H2O2溶液
C．10 mL 2% H2O2溶液 D．5 mL 10% H2O2溶液
解析：选B　根据表中数据可知，实验①②是探究浓度对反应速率的影响，因此双氧水的浓度一定不是2%。实验②③是探究催化剂对反应速率的影响，双氧水的浓度和用量与实验③相同，即实验②的反应物应为10 mL 5% H2O2溶液。
4.可逆反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH<0在一定条件下达到平衡状态，时间为t1时改变条件。化学反应速率与反应时间关系如图。下列说法正确的是(　　)
A．维持温度、反应体系体积不变，t1时充入SO3(g)
B．维持压强不变，t1时升高反应体系温度
C．维持温度不变，t1时扩大反应体系体积
D．维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)
解析：选D　先观察原反应的特点可知，原反应是一个气体体积减小的放热反应，根据图像可知该反应在t1时改变了某个条件使正反应速率减小，而使逆反应速率增大，只能是在该时刻增大了生成物的浓度而减小了反应物的浓度，所以只有D选项符合。D选项在温度、压强不变的情况下充入SO3(g)，则使SO3(g)的浓度增大，但是由于压强不变，使体积变大，所以导致反应物的浓度减小。
5．下列有关化学反应速率的说法正确的是(　　)
A．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率
B．100 mL 2 mol·L－1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变
C．SO2的催化氧化是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率减慢
D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率减慢
解析：选D　A项中，改用98%的浓硫酸，铁发生钝化，不产生氢气；B项，加入氯化钠溶液使盐酸浓度变小，c(H＋)减小，反应速率减慢；C项，升高温度，放热反应和吸热反应的速率都加快；D项，减小压强，有气体参加的化学反应的速率减慢。
6．已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为：
　　　H2O2＋I－―→H2O＋IO－　慢
　　　H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－　快
下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A．反应速率与I－浓度有关
B．IO－也是该反应的催化剂
C．反应活化能等于98 kJ·mol－1
D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)
解析：选A　H2O2的分解反应主要是由第一个反应决定的，I－浓度越大，反应速率越快，A项正确；根据总反应可确定该反应的催化剂为I－，而IO－为中间产物，B项错误；根据所给信息无法确定反应活化能，C项错误；反应速率关系为v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)，D项错误。
7.如图为某化学反应的反应速率与时间的关系示意图。在t1时刻升高温度或增大压强，反应速率的变化都符合示意图中表示的反应是(　　)
A．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH<0
B．4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH<0
C．H2(g)＋I2(g)??2HI(g)　ΔH>0
D．2A(g)＋B(g)??2C(g)　ΔH>0
解析：选B　由题中反应速率与时间的关系图可知，升高温度，正反应速率增大的程度小于逆反应速率增大的程度，平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应；增大压强，正反应速率增大的程度小于逆反应速率增大的程度，平衡向逆反应方向移动，因此正反应是气态物质系数增大的反应，只有B项符合题意。
8．一定量的锌粉和6 mol·L－1的过量盐酸反应，当向其中加入少量的下列物质时，能够加快反应速率，但不影响产生H2的总量的是(　　)
①石墨粉　②CuO　③铜粉　④铁粉　⑤浓盐酸
A．①②⑤ B．①③⑤
C．③④⑤ D．①③④
解析：选B　①加入石墨粉，构成原电池，反应速率加快，不影响锌粉的量，即不影响产生H2的总量；②加入CuO，CuO与盐酸反应生成氯化铜，氯化铜与锌反应生成铜，形成原电池，加快反应速率，但与盐酸反应的锌的量减少，故生成氢气的总量减少；③加入铜粉，构成原电池，反应速率加快，不影响锌粉的量，即不影响产生H2的总量；④加入铁粉，构成原电池，反应速率加快，锌反应完全后，铁也可以与盐酸反应生成氢气，产生H2的总量增加；⑤加入浓盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，不影响锌粉的量，即不影响产生H2的总量。
9．目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在容积为1 L的密闭容器中，(容积不变)，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)(正反应放热)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(1)从反应开始到10 min，氢气的平均反应速率v(H2)＝________。
(2)下列说法正确的是________。
A．进行到3 min时，正反应速率和逆反应速率相等
B．10 min后容器中压强不再改变
C．达到平衡后，再充入氩气反应速率不会改变
D．3 min前v(正)>v(逆)，3 min后v(正)(3)10 s后的某一时刻(t1)改变了外界条件，其速率随时间的变化图像如下图所示：
则下列说法符合该图像的是________。
A．t1时刻，增大了X的浓度
B．t1时刻，升高了体系的温度
C．t1时刻，缩小了容器体积
D．t1时刻，使用了催化剂
解析：(1)0～10 min内，v(CH3OH)＝＝0.075 mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于物质的系数之比可知v(H2)＝3v(CH3OH)＝0.225 mol·L－1·min－1。
(2)3 min时反应尚未平衡，正反应速率和逆反应速率不相等；10 min后反应达到平衡，气体物质的量不再变化，容器恒容，压强不再变化；恒容容器中充入氩气反应速率不变；10 min前未达平衡，v(正)>v(逆)。
(3)由图像可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。增大X的浓度，升高体系温度不会同等程度地改变正、逆反应速率。A、B错误。反应容器容积不变，C错误。D使用催化剂可同等程度地改变正逆反应速率，D正确。
答案：(1)0.225 mol·L－1·min－1　(2)BC　(3)D
课件33张PPT。第二章 化学反应的方向、限度与速率 第三节 化学反应的速率（第3课时）
练基础落实
1．下列说法中正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应　②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应　③活化分子比普通分子具有较高的能量　④化学反应的实质是原子的重新组合 ⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程 ⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向的有效碰撞
A．①③④⑤ B．②③⑥ C．④⑤⑥ D．②④⑤
2．可逆反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行的最快的是(　　)
A．v(A)＝0.15 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝0.6 mol·L－1·min－1
C．v(C)＝0.4 mol·L－1·min－1 D．v(D)＝0.005 mol·L－1·s－1
3．在C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的反应中，现采取下列措施：
①缩小体积，增大压强　②增加碳的量③通入CO2④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2
能够使反应速率增大的措施是(　　)
A．①④ B．②③⑤ C．①③ D．①②④
4．在一定条件下，向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2发生反应：N2＋3H22NH3，2 min时，测得剩余N2为1 mol，对于这个化学反应的反应速率表示不正确的是(　　)
A．v(N2)＝0.25 mol·L－1·min－1
B．v(H2)＝0.75 mol·L－1·min－1
C．v(NH3)＝0.5 mol·L－1·min－1
D．v(N2)＝0.5 mol·L－1·min－1
5．如图表示容积固定的密闭容器中进行的某一可逆反应：A(g)＋2B(g)2C(g)，以B浓度表示反应速率与时间的关系，已知速率单位为mol·L－1·s－1，图中阴影面积的数值相当于(　　)

A．A浓度的减少量 B．B浓度的减少量
C．C物质的量的增加量 D．B物质的量的减少量
练方法技巧
6．某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3＋Br2CH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：
实验
序号
初始浓度c/mol·L－1
溴颜色消失
所需时间t/s
CH3COCH3
HCl
Br2
①
0.80
0.20
0.001 0
290
②
1.60
0.20
0.001 0
145
③
0.80
0.40
0.001 0
145
④
0.80
0.20
0.002 0
580
分析实验数据所得出的结论不正确的是(　　)
A．增大[CH3COCH3]，v(Br2)增大
B．实验②和③的v(Br2)相等
C．增大[HCl]，v(Br2)增大
D．增大[Br2]，v(Br2)增大
7．某温度下，在体积为2 L的密闭容器中充入1 mol A和b mol B气体，发生如下反应：A(g)＋B(g)2C(g)，5 min后反应达平衡时n(A)为0.4 mol。在反应过程中体系的温度持续升高，实验测得混合气体中C的含量与温度的关系如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．0～5 min，C物质的平均反应速率为0.04 mol·L－1·min－1
B．图中温度T1时的正反应速率等于温度T3时的正反应速率
C．该反应温度T2时的平衡常数大于温度T3时的平衡常数
D．图中T2时，若只增大压强，则正、逆反应速率不改变
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
练综合拓展
8．在一定温度下将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)，2 min 后反应达到平衡状态，生成了0.8 mol D。则用B表示的平均反应速率为_______________________________________________________；
A的转化率为____________。
9.氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(－1价)和S(＋6价)的速率v(纵坐标)与反应时间t(横坐标)的关系如图所示，已知该反应速率随着溶液中[H＋]的增大而加快。

反应开始时反应速率加快的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________；
反应后期反应速率减慢的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
10．有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为m mol。
(1)相同温度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol(从下列各项中选择，只填序号，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol。
A．小于m B．等于m C．在m～2m之间 D．等于2m E．大于2m
(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反应达到平衡时各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始应加入______mol N2和________mol H2。
11.在容积为3 L的密闭容器中，放入气态物质X和Y在一定条件下发生反应2X＋Y===2Z，如图所示是该反应中X的物质的量随时间变化的曲线。

(1)分别求出2 min内和4 min内的平均速率。
(2)从(1)中数据可以得出什么结论？
答案解析
1．C　[本题考查的主要内容是活化分子、有效碰撞、化学反应的实质及其某些关系。①观点错误，因为活化分子有合适取向时的碰撞，才能发生化学反应，选项中有①不可选，A被排除。②观点错误，因为普通分子间的碰撞并非有效碰撞，因而不会发生化学反应，选项中有②不可选，B、D被排除。③指代不明确，即某种普通分子所具有的能量可能比另一种活化分子的能量高，因而是错误的。]
2．B　[解答此类题时，一是要注意换算成同一种物质表示的速率，二是要注意时间单位。反应式的计量系数都相同，A、B、C三选项中v(B)最快，v(B)与v(D)选项单位不同，将v(D)的时间换成min应为0.3 mol·L－1·min－1，即此速率下用v(D)表示的反应速率应为0.3 mol·L－1·min－1，则B最快。]
3．C　[①中增大压强即缩小体积可以增大反应物浓度，从而使反应速率增大；②中碳是固体，增加固体的量对反应速率无影响；③中通入CO2使其浓度增大，反应速率增大；④中总压强增大，但参加反应的气体的浓度不变，反应速率不变；⑤中总压强不变，但参加反应的气体的浓度变小，反应速率减小。]
4．D　[要正确解答本题必须要弄清两个概念：
①用某一物质来表示反应速率时，通常是用单位时间内其物质的量浓度的变化来表示，而不是用单位时间内其物质的量的变化来表示。②用不同物质来表示同一时间内的反应速率时，各物质速率之比与其化学计量数之比是相等的。因此，用N2、H2、NH3分别来表示其反应速率时：
v(N2)＝1 mol/(2 L×2 min)＝0.25 mol·L－1·min－1
v(H2)＝3v(N2)＝0.75 mol·L－1·min－1
v(NH3)＝2v(N2)＝0.5 mol·L－1·min－1]
5．B　[图中的阴影面积可分解成下图中两个阴影面积之差。即由于正反应而使B的物质的量浓度的减少值与由于逆反应而使B的物质的量浓度增加值之差值。因为起始时正反应速率大于逆反应速率，所以阴影部分是B的物质的量浓度的减少值。
]
6．D　[由实验①②可以看出，增大[CH3COCH3]，v(Br2)增大，A正确；由实验数据可以看出，②和③的v(Br2)相等，B正确；由实验①③可以看出，增大[HCl]，v(Br2)增大，C正确；由实验①④可以看出，增大[Br2]，v(Br2)减小，D不正确。]
7．C　[A项C物质的平均反应速率为0.12 mol·L－1·min－1；B项T1和T3时各物质的浓度相等，但T3温度高，正反应速率快；C项对图象分析，T2到T3温度升高，生成C的物质的量减少，反应向逆反应方向进行，正反应是放热的，升高温度，反应进行的程度减小，平衡常数减小，故T2时的平衡常数大于T3时的平衡常数；D项增大压强，减小体积，各物质的浓度均增大，正、逆反应速率都增大，但平衡不移动。]
8．0.1 mol·L－1·min－1　60%
9．(1)2KClO3＋6NaHSO3===3Na2SO4＋2KCl＋3H2SO4，溶液中[H＋]增大
(2)ClO和HSO浓度减小
解析　该反应的实质为：
ClO＋3HSO===Cl－＋3SO＋3H＋
由题意知，反应随溶液中[H＋]的增大而加快，一开始[H＋]很小，速率很小，但随反应进行，[H＋]增大，反应速率增大，但到一定程度后，[ClO]、[HSO]减小，此时反应物的浓度起主要作用，反应速率减小。
10．(1)D　E　(2)0.5　0
解析　(1)由于甲容器定容，而乙容器定压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m。当甲、乙两容器的体积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2m。
(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为(1－0.5) mol＝0.5 mol，H2为(1.5－1.5) mol＝0 mol。
11．(1)2 min内平均速率为v(X)＝ mol·L－1·min－1
v(Y)＝ mol·L－1·min－1
v(Z)＝ mol·L－1·min－1
4 min内平均速率为v(X)＝ mol·L－1·min－1
v(Y)＝ mol·L－1·min－1
v(Z)＝ mol·L－1·min－1
(2)由上述数据可以得出以下两个结论：①用不同物质表示同一化学反应速率，其数值之比等于化学方程式的化学计量数之比。②随着时间的推移，反应物浓度逐渐减小，反应速率也随之减慢，化学反应速率在每个瞬间均改变。而我们通常计算的是在一定时间内的平均速率。
解析　(1)根据化学反应速率表达式可知，2 min内
v(X)＝＝ mol·L－1·min－1
v(Y)＝＝ mol·L－1·min－1
v(Z)＝＝ mol·L－1·min－1
4 min内计算方法同上。
(2)(1)中数据反映了不同物质表示同一化学反应速率的情况以及不同时间的反应速率。
mol2·L－2。
第3节 化学反应速率
第3课时 化学反应速率和化学平衡图像
[课标要求]
1．通过图像理解浓度、压强、温度等外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响。
2．能准确识别平衡的图像，理解平衡图像的内在含义。
1.正逆反应速率相等时，可逆反应到达平衡状态。反应速率变化，平衡不
一定移动，速率变化后不相等，平衡才发生移动。
2．增大反应物浓度，正反应速率增大，逆反应速率瞬间不变。
3．对于有气体参加的可逆反应，增大反应体系压强，正逆反应速率均增大，
但是对于正反应方向气体体积增大的反应，逆反应速率增加的更多。对
于反应前后气体体积不变的反应，正逆反应速率增加的程度相同。
4．使用催化剂，正逆反应速率均增大，且二者增大的程度相同，即平衡后使用催化剂，平衡不移动。
1．“渐变”类v-t图——浓度对化学反应速率的影响
图像Ⅰ中，v′(正)突变，而v′(逆)渐变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v′(正)＞v′(逆)，说明t1时刻改变的条件是增大了反应物的浓度，使v′(正)突变，平衡正向移动。
图像Ⅱ中，v′(正)渐变，v′(逆)突变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且v′(正)＞v′(逆)，说明t1时刻改变的条件是减小了生成物的浓度，使v′(逆)突变，平衡正向移动。
2．“断点”类v-t图——温度(或压强)对化学反应速率的影响
图像Ⅰ中，v′(正)、v′(逆)都是突然增大的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v′(正)＞v′(逆)，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是吸热反应(或气体总体积减小的反应)，改变的外界条件是升高温度(或增大压强)。
图像Ⅱ中，v′(正)、v′(逆)都是突变小的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且v′(正)＞v′(逆)，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是放热反应(或气体总体积增大的反应)，改变的条件是降低温度(或减小压强)。
3．“平台”类v-t图——催化剂(或压强)对化学反应速率的影响
图像中v′(正)、v′(逆)都是突然增大，且增大的程度相同，t1时刻，图像中出现了“平台”，化学平衡不发生移动，改变的条件可能是使用了催化剂也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大了压强。
1．某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋Y(g)??2Z(g)　ΔH＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是(　　)
A．t2时一定加入了催化剂
B．t3时减小了压强
C．t5时可能升高了温度
D．t4～t5时间内转化率最低
解析：选C　A项，由图可知，t2时刻改变条件，正逆反应速率增大且相等，若增大压强平衡也不发生移动，则t2时不一定加入了催化剂，A错误；B项，若减小压强，平衡不发生移动，t3时刻改变条件，正逆反应速率均减小，且正反应速率大于逆反应速率，与图像不符，错误；C项，t5时刻改变条件，正逆反应速率增大，且逆反应速率大于正反应速率，若升高温度，平衡逆向移动，与图像符合，正确；D项，催化剂对平衡移动无影响，t3～t4时间内平衡逆向移动，转化率减小，t5～t6时间内平衡逆向移动，转化率继续减小，显然t5～t6时间内转化率比t4～t5时间内转化率低，错误。
2．下图为反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，在某段时间t0～t6中反应速率与反应过程的曲线图，则氨的百分含量最高的一段时间是(　　)
A．t0～t1　　　　　　　　 B．t2～t3
C．t3～t4 D．t5～t6
解析：选A　可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＜0，该反应为气体体积减小的放热反应，t0～t1，正、逆反应速率相等，平衡不移动；t1～t2，正、逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，导致氨气的含量降低，故氨气含量较t0～t1时间段大于t2～t3时间段；t3～t4，正、逆反应速率都同等程度的增大，平衡不移动，氨气的含量不变，氨气含量与t2～t3时间段相同；t4～t5，正、逆反应速率都降低，但逆反应速率大于正反应速率，导致平衡向逆反应方向移动，氨气的含量降低；t5～t6时间段内氨气含量较t3～t4低；所以平衡混合物中氨的百分含量最低的时间段是t5～t6，最高的一段时间是t0～t1，A项正确。
1．百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图像
(1)图像展示
(2)解题原则——“先拐先平数值大”。
在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。
Ⅰ.表示T2>T1，生成物的百分含量降低，说明正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。
Ⅱ.表示p2>p1，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。
Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。
2．百分含量(或转化率)－压强－温度图像
(1)图像展示
(2)解题原则——“定一议二”。
在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。如图Ⅰ中确定压强为105 Pa或107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。
1．对于可逆反应mA(g)＋nB(g)??pC(s)＋qD(g)反应过程中，其他条件不变时，产物D的质量分数D%与温度T或压强p的关系如图所示，请判断下列说法正确的是(　　)
A．降温，化学平衡向正反应方向移动
B．使用催化剂可使D%有所增加
C．化学方程式中气体的化学计量数m＋n＞q
D．C的颗粒越小，正反应速率越快，有利于平衡向正反应方向移动
解析：选A　由“先拐先平，数值大”可知，T2＞T1、p2＞p1；升高温度，D%减小，平衡逆向移动，正反应放热，A项正确；催化剂不能使平衡发生移动，B项错误；增大压强，D%减小，平衡逆向移动，m＋n＜q，C项错误；固体颗粒的大小不影响平衡移动，D项
错误。
2．对于反应：2A(g)＋B(g)??2C(g)　ΔH<0，下列图像正确的是(　　)
A．①②　　　　　　　　　　 B．②③
C．③④ D．①④
解析：选D　该反应的特点是气体物质分子数目减小的放热反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，B的含量减小，C的物质的量分数增大；升高温度，平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，B的物质的量分数增大，C的物质的量分数减小，达到平衡的时间短，故①、④正确。
[方法技巧]
化学平衡图像题的解题流程
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．如图中曲线a表示放热反应X(g)＋Y(g)??Z(g)＋N(s)进行过程中X的转化
率随时间变化的关系，若只改变一个起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是(　　)
A．升高温度　　 B．加大X的投入量
C．使用催化剂 D．缩小体积
解析：选C　升高温度，X的转化率降低，A项不正确；加大X的投入量，则X的转化率降低，B项不正确；使用催化剂可以提高反应速率，但平衡不移动，A的转化率不变，C项正确；缩小体积，平衡向正反应方向移动，X的转化率提高，D项不正确。
2．如图所示曲线表示其他条件一定时，反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)
ΔH＜0。NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v(正)＞v(逆)的点是(　　)
A．a点　　　　　　　　　 B．b点
C．c点 D．d点
解析：选C　线上的点为平衡点，所以a、b点是平衡点，c点对应的平衡点在c点上方，说明NO的转化率变大才能达到平衡，反应应向正向进行，正反应速率大于逆反应速率，正确；d点反应应向逆向进行，正反应速率小于逆反应速率。
3.反应L(s)＋aG(g)??bR(g)达到平衡时，温度和压强对该反应的影响如图所示，图中，压强p1＞p2，x轴表示温度，y轴表示平衡混合气体中G的体积分数。据此可判断(　　)
A．上述反应正方向是吸热反应
B．上述反应正方向是放热反应
C．a＞b
D．a＋1＜b
解析：选A　由图像知，相同压强下，温度越高，G的体积分数越小，即升高温度，平衡正向移动，正反应为吸热反应；相同温度时，压强越大，G的体积分数越大，即增大压强，平衡逆向移动，因L为固体，所以a＜b。
4．一定条件下，A(g)＋B(g)??C(g)　ΔH＜0，达到平衡后根据下列图像判断：
(1)升高温度，达到新平衡的是________(填“A”、“B”、“C”、“D”、“E”，下同)，新平衡中C的体积分数________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)。
(2)减小压强，达到新平衡的是________，A的转化率________。
(3)减小C的量，达到新平衡的是____________。
(4)增加A的量，达到新平衡的是________，此时B的转化率________，A的转化率________。
(5)使用催化剂，达到新平衡的是________，C的质量分数________。
解析：(1)升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡向吸热反应方向移动，此反应中向逆反应方向移动，图像B符合，因为向逆反应方向移动，消耗C，则C的体积分数减小；(2)减小压强，正、逆反应速率都降低，平衡向逆反应方向移动，图像C符合，A的转化率减小；(3)减小C的量，减小生成物的浓度，反应物的浓度不变，平衡向正反应方向移动，图像E符合；(4)增加A的量，增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，图像A符合，B的转化率增大，A的转化率减小；(5)催化剂对化学平衡无影响，使化学反应速率升高，图像D符合，C的质量分数不变。
答案：(1)B　减小　(2)C　减小　(3)E　(4)A　增大　减小　(5)D　不变
1．可逆反应：2AB3(g)??A2(g)＋3B2(g)　ΔH＞0，下列图像正确的是(　　)
解析：选D　A项，升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，交叉点后，正反应速率大于逆反应速率，错误；B项，升高温度，平衡向正反应方向移动，B2%增大，错误；C项，当温度一定时，增大压强，AB3%降低，平衡应正向移动，而实际上增大压强，平衡逆向移动，错误；D项，当温度一定时，增大压强，平衡向逆反应方向移动，AB3%增大，符合题意；当压强一定时，升高温度，平衡向正反应方向移动，AB3%降低，符合题意，正确。
2．可逆反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)　ΔH＝Q，同时符合两图中各曲线的规律的是(　　)
A．a＋b＞c＋d　T1＞T2　Q＞0
B．a＋b＜c＋d　T1＞T2　Q＞0
C．a＋b＜c＋d　T1＜T2　Q＜0
D．a＋b＞c＋d　T1＜T2　Q＜0
解析：选D　对于左图，先拐先平衡，说明反应速率快，即T2＞T1，随温度的升高，生成物的浓度减小，平衡向吸热反应方向移动，即正反应是放热反应，即Q＜0；对于右图，v正和v逆相交后，随压强的增大，平衡向正反应方向移动，a＋b＞c＋d，D选项正确。
3．对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)??xC(g)　ΔH＝？在不同温度及压强(p1、p2)条件下，反应物A的转化率如图所示，下列判断正确的是(　　)
A．ΔH＞0，m＋n＞x　　　　 B．ΔH＞0，m＋n＜x
C．ΔH＜0，m＋n＜x D．ΔH＜0，m＋n＞x
解析：选D　根据图像(1)，p1先拐说明p1＞p2，增大压强A的转化率升高，说明增大压强平衡向正反应方向移动，m＋n＞x；根据图像(2)，升高温度，A的转化率降低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，即此反应的正反应ΔH＜0，D正确。
4.如图为某化学反应的速率与时间的关系示意图。在t1时刻升高温度或者增大压强，速率的变化都符合示意图的反应是(　　)
A．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔΗ＜0
B．4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)　ΔΗ＜0
C．H2(g)＋I2(g)??2HI(g)　ΔΗ＞0
D．N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔΗ＜0
解析：选B　由图像知增大压强或升高温度后，v正、v逆都增大，由于v逆增大的多，平衡逆向移动。A项，该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，增大压强，平衡正向移动，升高温度，平衡逆向移动，错误；B项，该反应的正反应为气体体积增大的放热反应，增大压强，化学平衡逆向移动，升高温度，化学平衡逆向移动，正确；C项，该反应是反应前后气体体积相等的可逆反应，增大压强，平衡不移动，错误；D项，该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，增大压强，平衡正向移动，升高温度，平衡逆向移动，错误。
5．对于mA(s)＋nB(g)??eC(g)＋fD(g)，反应过程中，当其他条件
不变时，C的百分含量(C%)和压强(p)的关系如图，下列叙述正确的是(　　)
A．达到平衡后，加入催化剂，则C%增大
B．达到平衡后，若升温，平衡逆向移动
C．化学方程式中n＜e＋f
D．达到平衡后，增加A的量，平衡正向移动
解析：选B　A项，加入催化剂平衡不移动，错误；B项，由图知，升高温度，C的百分含量(C%)减小，平衡向左移动，正确；C项，由图知，增大压强，C的百分含量(C%)增大，平衡向正向移动，n＞e＋f，错误；D项，A为固体，增加固体的量平衡不发生移动，
错误。
6．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，在反应过程中，正反应速率的变化如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A．t1时增大了压强 B．t2时充入了稀有气体
C．t3时升高了温度 D．t4时降低了温度
解析：选A　A项，t1时正反应速率增大，且大于逆反应速率，应为增大压强，正确；B项，t2时正逆反应速率同等程度增大，为使用了催化剂，错误；C项，t3时正反应速率减小，且逆反应速率大于正反应速率，为减小压强，错误；D项，t4时反应速率瞬间不变，然后减小，应为减小生成物浓度，错误。
7．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(　　)
A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高
D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高
解析：选B　若增大氧气的浓度，正反应速率突然变大，逆反应速率逐渐变大，A项不正确；加入催化剂，正、逆反应速率同等倍数的增大，但平衡不移动，B项正确；观察图Ⅲ，达到平衡时二氧化硫的转化率不相等，故甲、乙两条曲线不可能是由催化剂引起的，C项不正确；增大压强，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，二氧化硫的转化率增大，D项不
正确。
8.在一定条件下，向某一密闭容器中，加入一定量的HI或加入一定量的PCl5，反应达到平衡后，在t时刻改变条件，其反应速率与时间的变化关系均可用如图表示。那么对于不同反应在t时刻改变条件的叙述正确的是(　　)
A．对于2HI(g)??I2(g)＋H2(g)反应，t1时刻保持温度和体积不变，再加入一定量的HI
B．对于2HI(g)??I2(g)＋H2(g)反应，t1时刻保持温度和压强不变，再加入一定量的HI
C．对于PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g)反应，t1时刻保持温度和体积不变，再加入一定量
的PCl5
D．对于PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g)反应，t1时刻保持温度和压强不变，再加入一定量
的PCl3
解析：选B　保持温度和体积不变，再加入一定量的HI，t1时刻逆反应速率与平衡速率相同，A错误；保持温度和压强不变，再加入一定量的HI，t1时刻正反应速率大于平衡速率，逆反应速率小于平衡速率，平衡正向移动，B正确；保持温度和体积不变，再加入一定量的PCl5，t1时刻逆反应速率与平衡速率相同，C错误；保持温度和压强不变，再加入一定量的PCl3，平衡逆向移动，D错误。
9．已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)在密闭容器中进行，
右图表示在不同反应时间t时，温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是(　　)
A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应
B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应
C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应
D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应
解析：选D　分析图像，可以分两个层次考虑(如图将三条曲线分别标为①②③)。从①②曲线可知，当压强相同(为p2)时，②先达平衡，说明T1＞T2；又因为T2低，φ(B)大，即降低温度，平衡逆向移动，说明逆向放热，正向吸热。从②③曲线可知，当温度相同(为T1)时，②先达平衡，说明p2＞p1；又因为p2大，φ(B)大，即增大压强，平衡逆向移动，说明逆方向为气体体积减小的方向，m＋n＜p。综合以上分析结果：T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，正反应为吸热反应。
10．在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：
2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＜0
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K＝____________________________________。
(2)降低温度，该反应K值________，二氧化硫转化率________，化学反应速度________。(以上均填“增大”“减小”或“不变”)
(3)600 ℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间段是__________________________________。
(4)据图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是________(用文字表达)。10 min到15 min的曲线变化的原因可能是________(填写编号)。
a．加了催化剂 b．扩大容器体积
c．降低温度 d．增加SO3的物质的量
解析：(1)根据方程式可知该反应的化学平衡常数表达式K＝。
(2)正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，该反应K值增大，二氧化硫转化率增大，化学反应速度减小。
(3)平衡时各种物质的浓度不再发生变化，反应处于平衡状态的时间段是15～20 min和25～30 min。
(4)据图判断，反应进行至20 min时，O2的浓度瞬间增大，而其余物质的浓度不变，曲线发生变化的原因是增加了O2的量。10 min到15 min时曲线的斜率增大，反应速率加快，但没有达到平衡状态，所以曲线变化的原因可能是使用了催化剂。
答案：(1)　(2)增大　增大　减小
(3)15～20 min和25～30 min
(4)增加了O2的量　a
1．对于可逆反应：A(g)＋2B(g)??2C(g)(正反应为吸热反应)，下列各图正确的是(　　)
解析：选D　随压强增大，v(正)、v(逆)都增大，所以，A图不正确；反应达平衡后，升温，v(逆)＜v(正)，B图不正确；温度高，反应速率大，到达平衡所用时间短，先到达平衡，曲线先拐，C图不正确。
2．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是(　　)
A．CO2(g)＋2NH3(g)??CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH＜0
B．CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)　ΔH＞0
C．CH3CH2OH(g)??CH2===CH2(g)＋H2O(g)　ΔH＞0
D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)??2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g)　ΔH＜0
解析：选A　观察图像可知，达到平衡用的时间短说明反应速率快，T2＞T1、p1＞p2。升高温度水蒸气含量降低，说明平衡逆向移动，反应放热，ΔH＜0；增大压强水蒸气含量增大，说明平衡正向移动，正反应气体分子数减少，综合分析A项中的反应符合要求。
3．可逆反应aX＋2Y(g)??2Z(g)在一定条件下达到平衡后，t1和t2时各改变某一种外界条件，化学反应速率(v)－时间(t)图像如图。
则下列说法中正确的是(　　)
A．若X是固体，则t1时一定是增大了容器的压强
B．若X是气体，则t2时不可能是减小容器压强
C．若X是固体，则t1时可能是增大了X的质量
D．若t2时采用了降温措施，则该反应的正反应方向ΔH＞0
解析：选B　A项，若X为固体，增大压强，平衡不移动，若使用催化剂，平衡也不移动，错误；B项，若X为气体，t2时正、逆反应速率都减小，不可能是减小容器压强，因为减小压强，平衡逆向移动，而图像中是正向移动，正确；C项，若X为固体，t1时若增大了X的量，平衡不移动，反应速率不变，错误；D项，t2时若采用降温，正逆反应速率都减小，平衡正向移动，说明正反应为放热反应，ΔH小于0，错误。
4．可逆反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(s)　ΔH＝Q kJ·mol－1，反应过程中，当其他条件不变时，某物质在混合物中的含量与温度(T)、反应速率(v)与压强的关系如图所示。据图分析，以下说法正确的是(　　)
A．T1＜T2，Q＞0
B．增大压强，B的转化率减小
C．当反应达平衡时，混合气体的密度不再变化
D．a＋b＞c＋d
解析：选C　A项，由左图可知，T2时反应首先达到平衡，故T1＜T2，T1→T2，温度升高，C%减小，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，Q＜0，错误；由图乙可知，增大压强，正、逆反应速率均增大，且正反应速率大于逆反应速率，即反应向正反应方向移动，故a＋b＞c，B的转化率增大，B、D项错误；C项，反应达到平衡时，气体的总质量不再发生变化，在容器体积不变的情况下，气体的密度不再变化，正确。
5.对于反应A(s)＋2B(g)??3C(g)　ΔH＞0，C%跟外界条件X、Y的关系如图所示，下列结论正确的是(　　)
A．X表示温度，Y表示压强，且Y1＞Y2＞Y3
B．Y表示压强，X表示温度，且Y3＞Y2＞Y1
C．X表示压强，Y表示温度，且Y1＞Y2＞Y3
D．Y表示温度，X表示压强，且Y3＞Y2＞Y1
解析：选D　A项，根据曲线走向，随温度的升高C%降低，说明随温度升高，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，错误；B项，分析和A选项一样，错误；C项，根据曲线走向，随压强增大，C%降低，说明平衡向逆反应方向移动，平衡向生成B的方向移动，然后作等压线，随温度的升高，平衡应向正反应方向移动，C%应增大，与图像不符，错误；D项，根据C的分析，正确。
6．下列图示与对应叙述相符合的是(　　)
A．图Ⅰ：反应H2＋I2??2HI达平衡后，升高温度时反应速率随时间的变化
B．图Ⅱ：反应2SO2＋O2??2SO3达平衡后，缩小容器体积时各成分的物质的量随时间的变化
C．图Ⅲ：反应N2＋3H2??2NH3在恒温情况下，反应速率与压强的关系
D．图Ⅳ：反应CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)　ΔH＞0，水蒸气含量随时间的变化
解析：选B　A项，升高温度，平衡发生移动，正、逆速率变化不相等，图像与实际不相符；B项，缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO3的物质的量增大，SO2与O2的物质的量减小，图像与实际相符合；C项，增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，正反应速率增大更多，图像中逆反应速率增大更多，图像与实际不相符；D项，由图可知，温度T2先到达平衡，则温度T2＞T1，升高温度，平衡向正反应方向移动，水蒸气的含量增大，图像中温度越高，水蒸气的含量越低，图像与实际不相符。
7．固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1，某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。
(1)a点正反应速率________(填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。
(2)下列时间段平均反应速率最大的是________。
A．0～1 min B．1～3 min
C．3～8 min D．8～11 min
(3)平衡时CO2的转化率为________，该条件下的平衡常数K＝________。
(4)仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线Ⅰ对应的实验条件改变是________，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是________。
解析：(1)a点时还没有达到平衡状态，反应物氢气的物质的量继续减小，平衡向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率。
(2)分别计算不同时间段内的反应速率：0～1 min内，v(H2)＝＝1 mol·L－1·
min－1；1～3 min内，v(H2)＝＝0.75 mol·L－1·min－1；3～8 min内，v(H2)＝＝0.1 mol·L－1·min－1。所以0～1 min内反应速率最大，A项符合题意。
(3)由图可知，8 min时，反应达到平衡，平衡时氢气的物质的量为2 mol，参加反应的氢气为8 mol－2 mol＝
6 mol，氢气的浓度变化量为＝3 mol·L－1，则：
　 　 　　　　CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)
开始/(mol·L－1) 3　　　4　　　　　0　　　 　0
变化/(mol·L－1) 1　　　3　　　　　1　　　 　1
平衡/(mol·L－1) 2　　　1　　　　　1　　　 　1
平衡时CO2的转化率为×100%≈33.3%。
K＝＝＝0.5。
(4)曲线Ⅰ反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动，不利于氢气的转化，故曲线Ⅰ是升高温度；曲线Ⅱ反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，因增大压强平衡正向移动，故应是增大压强。
答案：(1)大于　(2)A　(3)33.3%　0.5　(4)升高温度
增大压强
课件25张PPT。第二节 化学反应的限度
第1课时 化学平衡常数 平衡转化率
一、选择题
1．下列关于化学反应限度的说法正确的是（ ）
A. 一个可逆反应达到的平衡状态，就是这个反应在这个条件下所能达到的限度
B. 当一个可逆反应达到平衡状态时，其正向反应速率和逆向反应速率相等，且等于零
C. 平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变
D. 化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
2．—定条件下发生反应：2X(g)Y(g)+3Z(g) △H=akJ·mol-1(a>0)。下列说法正确的是（ ）
A. 增大X的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小
B. 达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率都为0
C. 将0.2molX充入反应器中，充分反应后，生成的Z的物质的量可能为0.09mol
D. 达到化学平衡状态时，共吸收a kJ热量
3．在一定温度下，容器内某反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图，下列表述中正确的是（ ）
A. t3时，正反应速率大于逆反应速率
B. t2时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态
C. 化学方程式为：2M= N
D. t1时，N的浓度是M浓度的2倍
4．已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1。相同温度下，在体积相同的两个恒温密闭容器中，加入一定量的反应物发生反应。
相关数据如下：
容器
编号
起始时各物质的物质的量/mol
达平衡过程体系的能量变化
CO
H2O
CO2
H2O
①
1
4
0
0
放出热量：32.8 kJ
②
0
0
1
4
热量变化：Q
下列说法中，不正确的是(　　)
A. 容器①中反应达平衡时，CO的转化率为80%
B. 容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率
C. 容器①中CO反应速率等于H2O的反应速率
D. 平衡时，两容器中CO2的浓度相等
5．T℃时，反应A(g)+B(g)2C(g)的化学平衡常数K为100，则T℃时，反应C(g) A(g)+ B(g) 的化学平衡常数K为（ ）
A. 100 B. 0.01 C. 0.1 D. 1
6．某温度下，反应H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝。该温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如表所示：
起始浓度
甲
乙
丙
c(H2) /(mol·L－1)
0.010
0.020
0.020
c(CO2)/(mol·L－1)
0.010
0.010
0.020
下列判断不正确的是(　　)
A. 平衡时，乙中CO2的转化率大于60%
B. 平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%
C. 平衡时，丙中c(CO2)是甲中的2倍，是0.008 mol·L－1
D. 反应开始时，乙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢
7．一定温度下，在一个容积为1L的密闭容器中，充入1molH2(g)和1mol I2(g)，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，经充分反应达到平衡后，生成的HI(g)占气体体积的50%，该温度下，在另一个容积为2L的密闭容器中充入1molHI(g)发生反应HI(g)H2(g)＋I2(g)，则下列判断正确的是(　　)
A. 后一反应的平衡常数为1
B. 后一反应的平衡常数为0.5
C. 后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25 mol·L－1
D. 后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度0.5 mol·L－1
8．Cl2合成有机物时会产生副产物HCl。利用反应4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)可实现氯的循环利用。如图是反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。当该反应达平衡时，下列叙述正确的是(　　)
A. 该反应平衡常数的表达式K＝
B. 及时分离出H2O，平衡正向移动，这是正反应速率逐渐增大的缘故
C. 若向恒容平衡体系内再加入1 mol O2，则达新平衡时，HCl的转化率增大
D. 随温度升高，该反应的平衡常数K值会变大
9．放热反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)在温度t1时达到平衡，c1(CO)＝c1(H2O)＝1.0 mol·L－1，其平衡常数为K1。升高反应体系的温度至t2时，反应物的平衡浓度分别为c2(CO)和c2(H2O)，平衡常数为K2，则(　　)
A. K2和K1的单位均为mol·L－1
B. K2>K1
C. c2(CO)＝c2(H2O)
D. c1(CO)>c2(CO)
10．可逆反应：2SO2＋O22SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2。下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商)( )
A. Q不变，K变大，O2转化率增大
B. Q不变，K变大，SO2转化率减小
C. Q变小，K不变，O2转化率减小
D. Q增大，K不变，SO2转化率增大
11．某温下气体反应达到化学平衡，平衡常数K＝c(A)·c2(B)/[c2(E)·c(F)]，恒容时，若温度适当降低，F的浓度增加，下列说法正确的是( )
A. 增大c(A)、c(B)，K增大
B. 降低温度，正反应速率增大
C. 该反应的焓变为负值
D. 该反应的化学方程式为2E(g)＋F(g)A(g)＋2B(g)
12．下列关于平衡常数的说法正确的是(　　)
A. 在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度
B. 在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值
C. 平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等无关
D. 从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度
13．在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)+Y(g) M(g)+N(g)，所得实验数据如下表：
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.10
0.40
0.080
③
800
0.20
0.30
a
④
900
0.10
0.15
b
下列说法正确的是（ ）
A. 实验①中，若5min时测得n(M)＝0.050mol，则0至5min时间内，用N表示的平均反应速率υ(N)＝1.0×10－2mol/(L·min)
B. 实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0
C. 实验③中，达到平衡是，X的转化率为60%
D. 实验④中，达到平衡时，b＞0.060
14．由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是(双选)( )
A. 由X→Y反应的ΔH＝E5－E2
B. 由X→Z反应的ΔH<0
C. 降低压强有利于提高Y的产率
D. 升高温度有利于提高Z的产率
二、非选择题
15．苯乙烷（C8H10）可生产塑料单体苯乙烯（C8H8），其反应原理是：C8H10(g)?C8H8(g)+H2(g)△H=120kJ·mol-1某温度下，将0.40mol苯乙烷，充入2L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内气体物质的量，得到数据如下表：
时间/min
0
10
20
30
40
n（C8H10）/mol
0.40
0.30
0.24
n2
n3
n（C8H8）/mol
0.00
0.10
n1
0.20
0.20
（1）当反应进行到20min时，该段时间内H2的平均反应速率是_____________；
（2）该温度下，该反应的化学平衡常数是_______________________；
（3）若保持其他条件不变，用0.40 mol?H2(g)和0.40mol?C8H8(g)合成C8H10(g)，当有30kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是__________，此时，该合成反应是否达到了平衡状态？_______（填“是”或“否”）。
（4）工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应)，C8H10(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图Ⅰ、图Ⅱ所示。
①由图Ⅰ可知，T1________T2(填“大于”、“小于”或“等于”) ；
②由图Ⅱ可知，当其他条件不变时，水蒸气的用量越大，C8H10的平衡转化率将________(填“越大”、“越小”或“不变”)，原因是______________________________________。
16．已知 Fe2O3(s)＋3CO(g) 2Fe(s)＋3CO2(g) 在不同温度下的平衡常数如下表：
请回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式 K＝________， ΔH____0(填“>”、 “<”或“＝”) ；
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1300℃时加入 Fe、Fe2O3、CO、CO2各1mol，反应经过10 min 后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率 v(CO2)＝______， CO 的平衡转化率为________；
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是______________。
A．增加Fe2O3的量 B．加入合适的催化剂
C．移出部分CO2 D．提高反应温度
17．根据所学内容填空：
Ⅰ.化学反应 2A+B?2C；△H＜0达到化学平衡时，根据以下条件改变填空：
（1）若A、B、C都是气体，且C为有色气体．
①使密闭容器体积增大，A的转化率_______；（填增大、减小、不变）
②如果升高温度，平衡混合物的颜色______；（填加深、变浅、不变）
（2）若A、C为气体，B为固体；
①加压，则A的体积分数________；（填增大、减小、不变）
②增加B的量，A的转化率_______．（填增大、减小、不变）
Ⅱ.（1）H2S溶于水的电离方程式为________________________。向H2S溶液中加入NaOH固体时，c（H＋）_________，c（S2－）__________。(填增大、减小或不变)
(2) 下列物质能导电且属于电解质的是________(填序号)。
A.铁 B.盐酸 C.氯化钠晶体 D.熔融氢氧化钠
（3）23g C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出683.4 kJ热量，写出该反应的热化学方程式_________________。
18．甲醇是一种可再生能源，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下：
反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=－49.58 kJ?mol－1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=－90.77 kJ?mol－1
回答下列问题：
（1）反应Ⅱ的△H2=__________，若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为K1、K2、K3，则K2=________（用K1、K3表示）；
（2）反应Ⅲ自发进行条件是___________（填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”）。
（3）在一定条件下2 L恒容密闭容器中充入3 mol H2和1.5 mol CO2，仅发生反应Ⅰ，实验测得不同反应温度与体系中CO2的平衡转化率的关系，如下表所示。
温度（℃）
500
T
CO2的平衡转化率
60℅
40℅
①T______500℃(填“高于”或“低于”) ；
②温度为500℃时，该反应10 min时达到平衡：
a．用H2表示该反应的速率为____________________；
b．该温度下，反应I的平衡常数K=______________。
（4）某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂（发生反应I、Ⅱ、Ⅲ），测得不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率（a）及CH3OH的产率（b），如图所示。
①该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是_____（选填编号）；
A．升高温度 B．缩小容器体积 C．分离出甲醇 D．增加CO2的浓度
②据图可知当温度高于260℃后，CO的浓度随着温度的升高而_________（填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”）。
19．已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：
温度/ ℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K= ，△H 0（填“<”“ >”“ =”)；
（2）830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1，则6s时c(A)= mol·L-1， C的物质的量为 mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为 ，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为 ；
（3）判断该反应是否达到平衡的依据为 (填正确选项前的字母)：
a．压强不随时间改变 b．气体的密度不随时间改变
c．c(A)不随时问改变 d．单位时间里生成C和D的物质的量相等
（4）1200℃时反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。
参考答案
1．【答案】A
【解析】A．当可逆反应达到平衡状态时，各物质的浓度不再发生改变，反应达到化学反应限度，故A正确；B．当可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但不为零，故B错误；C．化学平衡为动态平衡，因正逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度都不再改变，故C错误；D．化学平衡为动态平衡，当外界条件发生变化时，平衡发生移动，故D错误．故选A。
2．【答案】C
【解析】A、增大X的浓度，正逆反应速率都增大，选项A错误；B、达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等但都不为0，选项B错误；C、该反应是可逆反应，将0.2molX充入反应器中，充分反应后，生成的Z的物质的量不大于0.3mol都有可能，选项C正确；D、达到化学平衡状态时，没有说明参与反应的物质的量，无法计算吸收的热量，选项D错误。答案选C。
3．【答案】D
【解析】A．由图可知t3时，M、N都不变，则反应达到平衡，正逆反应速率相等，故A错误；B．由图可知t2时M仍然在增大，N仍然在减小，此时反应继续向正方向移动，反应没有达到平衡，故B错误；C．由图象可知，反应中M的物质的量逐渐增多，N的物质的量逐渐减少，则在反应中N为反应物，M为生成物，图象中，在相等的时间内消耗的N和M的物质的之比为2：1，所以反应方程式应为2N?M，故C错误；D．t1时，N的物质的量为6mol．M的物质的量为3mol，又同一反应体系体积相同，则根据C=，N的浓度是M浓度的2倍，故D正确；故选D。
4．【答案】D
【解析】A．平衡时放出的热量为32.8 kJ，故参加反应的CO的物质的量CO的转化率为，故A正确；B、容器①②温度相同，平衡常数相同，根据容器①计算平衡常数，由A计算可知，平衡时CO的物质的量变化量为0.8mol，
则： CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
开始（mol）：1?? ???? 4??????? ? 0? ??????0
变化（mol）：0.8???? 0.8????? ? 0.8?? ?? 0.8
平衡（mol）：0.2???? 3.2?????? 0.8??? ? 0.8
故平衡常数K==1
故容器②中的平衡常数为1，令容器②中CO2的物质的量变化量为amol，则：
??????????? CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）
开始（mol）：1?? ???? 4???????? 0??????? 0
变化（mol）：a?? ???? a???????? a???? ? a
平衡（mol）：1-a? ????4-a????? ?a??? ?? a
所以，解得a=0.8。
计算可知CO2的转化率为，故B正确；
C、速率之比等于化学计量数之比，故容器①中CO反应速率等于H2O的反应速率，故C正确；D、结合B选项的计算，由A中计算可知容器①平衡时CO2的物质的量为0.8mol，容器②中CO2的物质的量为1mol-0.8mol=0.2mol，容器的体积相同，平衡时，两容器中CO2的浓度不相等，故D错误；故选D。
本题考查化学平衡的计算，为高考常见题型，题目难度中等，平衡判断和平衡常数的计算是解题关键，有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。
5．【答案】C
【解析】相同温度下，反应A(g)+B(g)2C(g)的化学平衡常数K==100,C(g) A(g)+ B(g)的化学平衡常数K1====0.1，故答案为C。
6．【答案】D
【解析】对于甲容器：H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)
开始(mol/L)： 0.01??0.01???0???0
变化(mol/L)： x??? ?x?? ? x????x
平衡(mol/L)： 0.01-x?0.01-x?? x???x
所以=，解得x=0.006。A．由上述计算可知，甲容器内二氧化碳的转化率为×100%=60%，恒温恒容下，乙中氢气的起始浓度比甲中氢气的起始浓度大，故乙中二氧化碳的转化率比甲中高，故平衡时，乙中CO2的转化率大于60%，故A正确；B．甲、丙两容器内起始浓度n(H2)：n(CO2)=1：1，反应H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)前后气体的体积不变，恒温恒容下，甲、丙为等效平衡，平衡时甲、丙中H2的转化率均相等，由上述计算可知，甲容器内氢气的转化率为×100%=60%，故B正确；C．由上述计算可知，平衡时甲容器内c(CO2)=(0.01-x )mol/L=0.004mol/L，甲、丙为等效平衡，平衡时，甲、丙中CO2的转化率相等，由A中计算可知为60%，故平衡时丙容器内c(CO2)=0.02mol/L×(1-60%)=0.008mol/L，丙中c(CO2)是甲中的2倍，故C正确；D．浓度越大反应速率越快，由表中数据可知，甲、乙容器内，开始CO2浓度相等，乙中H2浓度比甲中浓度大，所以速率乙＞甲，乙、丙容器内，开始H2浓度相等，丙中CO2浓度比乙中浓度大，所以速率丙＞乙，故速率丙＞乙＞甲，故D错误；故选D。
本题考查化学平衡计算、等效平衡、外界条件对反应速率的影响等，难度中等，注意三段式解题法的运用，判断甲、丙为等效平衡是解题关键。
7．【答案】B
【解析】一定温度下，将H2和I2各1mol的气态混合物充入1L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后生成的HI(g)的气体体积的50%，设转化的氢气为xmol，依据化学平衡三段式列式为：
?????? H2 +I2 ?2HI
起始量(mol/L)?1?1 ?0
变化量(mol/L)?x?x??2x
平衡量(mol/L)1-x?1-x?2x
HI(g)的气体体积的50%，则=50%，解得x=0.5mol，故K==4，该温度下，在另一个容积为2L的密闭容器中充入1mol?HI(g)发生反应HI(g)? H2(g)+ I2(g)，等效为充入H2和I2各0.5mol，又该反应为气体体积不变得反应故与原平衡成比例等效，则新平衡时氢气为0.5mol×=0.25mol，HI(g)为1mol×=0.5mol。A、根据平衡常数只与温度有关，结合正反应与逆反应的平衡常数成倒数关系，故??? 2HI?H2 +I2的平衡常数为，又同一反应平衡常数与系数成幂次方关系，故后一反应的平衡常数为=0.5，故A错误，B正确；C、根据以上计算后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为=0.125mol/L，故C错误；D、根据以上计算后一反应达到平衡时，HI(g)的平衡浓度为=0.25mol/L，故D错误；故选B。
本题考查了化学平衡的三段式计算应用，平衡常数与方程式之间的关系以及等效平衡的判断是本题的关键。
8．【答案】C
【解析】A. 根据反应方程式4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)，反应平衡常数的表达式K＝，故A错误；B. 及时分离出H2O，水蒸气的浓度减小，平衡正向移动，正反应速率逐渐减小，故B错误；C. 若向恒容平衡体系内再加入1 mol O2，平衡正向移动，HCl的转化率增大，故C正确；D. 根据图像，温度升高，HCl的转化率减小，说明平衡逆向移动，反应的限度减小，反应的平衡常数K值会减小，故D错误；故选C。
9．【答案】C
【解析】温度升高反应向逆反应方向移动，平衡常数为K210．【答案】C
【解析】当可逆反应2SO2+O2?2SO3达到平衡状态时，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2，氧气的浓度增大，浓度商Qc变小，平衡向右进行，氧气转化率减小，平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变，故选C。
11．【答案】D
【解析】某温度下气体反应达到化学平衡，平衡常数K=，则该反应为2E(g)+F(g)?A(g)+2B(g)，恒容时，若温度适当降低，F的浓度增加，平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应。A．平衡常数只受温度影响，与浓度无关，温度不变，平衡常数不变，故A错误；B．降低温度，正、逆反应速率都降低，逆反应速率降低更多，平衡向正反应方向移动，故B错误；C．正反应为吸热反应，焓变为正值，故C错误；D．平衡常数K=，则该反应为2E(g)+F(g)?A(g)+2B(g)，故D正确；故选D。
本题考查化学平衡常数、化学平衡影响因素等，根据平衡常数表达式书写反应是解题关键。
12．【答案】D
【解析】A、反应物和生物的溶液均为平衡浓度，故A错误；B、K值受温度的影响，故B错误；C、只与化学反应本身及外界因素温度有关．不受其它外界条件，如浓度、压强、催化剂等的影响，故C错误；D、平衡常数是描述化学反应的限度的物理量，平衡常数的数值越大，反应限度越大，故D正确；故选D。
本题考查化学平衡常数的意义，平衡常数是表示反应进行程度的物理量，平衡常数的数值越大，反应限度越大，平衡常数只与温度有关。
13．【答案】C
【解析】A．速率之比等于化学计量数之比，则v(N)=v(M)==＝=1.0×10-3mol/(L?min)，故A错误；
B．??????? ???X(g)+Y(g)M(g)+N(g)
起始(mol)：0.1??? 0.4?? ? ? 0????? 0
转化(mol)：0.08??? 0.08??? 0.08?? 0.08
平衡(mol)：0.02??? 0.32??? 0.08?? 0.08
由于反应中气体的化学计量数相等，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，故实验②中，该反应的平衡常数K= ==1，故B错误；C． 温度不变平衡常数不变，平衡时M为amol，则：
??????????? ? X(g)+Y(g)M(g)+N(g)
起始(mol)：0.2??? 0.3? ? ?? 0???? ?0
转化(mol)：a?????? a??? ?? a????? a
平衡(mol)：0.2-a? 0.3-a??? a????? a
则K==1，解得a=0.12，实验③中，X的转化率=×100%=60%，故C正确；D．实验①、②若温度相同，X、Y按1：1反应，二者物质的量相互结合，平衡时生成物物质的量相等，实验②中温度较高，平衡时M的物质的量减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，若④的温度为800℃，恒容体系中，气体体积不变的反应，实验④与③为等效平衡，平衡时b=a=0.06mol，但④的实际温度为900℃，相比较800℃，平衡逆向移动，则b＜0.06，故D错误；故选C。
14．【答案】BC
【解析】A．根据化学反应的实质，由X→Y反应的△H=E3-E2，故A错误；B．由图象可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由反应的△H＜0，故B正确；C．根据化学反应2X（g）≒3Y（g），该反应是气体系数和增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高Y的产率，故C正确；D．由B分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z的产率降低，故D错误；故选BC。
15．【答案】4×10-3mol.L-1.min-10.1062.5%否大于越大随着水蒸气的加入，扩大了容器体积，相当于对反应体系减小压强（或使Q【解析】I．(1)将0.40mol苯乙烷，充入2L真空密闭容器中发生反应，20min后，剩余0.24mol，减少了0.16mol，
?????????? C8H10(g)C8H8(g)+H2(g)
起始(mol) 0.40?????? ??0???? ?? 0
变化(mol) 0.16???? ? ?0.16?? ?0.16
20min(mol) 0.24???? ? 0.16?? 0.16
v(H2)= =0.004mol/(L?min)，故答案为：0.004mol/(L?min)；
(2) C8H10(g)C8H8(g)+H2(g)
起始(mol/L) 0.20?????? ? 0????? ?? 0
变化(mol/L) 0.10????? ?0.10?? ? ?0.10
30min(mol/L) 0.10???? ? 0.10?? ? ?0.10
化学平衡常数K= = =0.10；故答案为：0.10；
(3)根据C8H10(g)C8H8(g)+H2(g)，△H=120kJ·mol-1，可知 C8H8(g)+H2(g)C8H10(g) △H=-120kJ?mol-1，有30kJ热量放出时，消耗的H2量为0.25mol，所以氢气转化率= ×100%= ×100%=62.5%；根据(2)知，C8H8(g)+H2(g)C8H10(g)的平衡常数为 =10，
?????????? ? ? C8H8(g)+H2(g)C8H10(g)
起始(mol/L) 0.2????? 0.2????? ?0
变化(mol/L) 0.125?? ?0.125??? ? 0.125
某时刻(mol/L) 0.75? ?0.75?? ? 0.125
= =≠10，反应不是平衡状态；故答案为：62.5%；否；
Ⅱ．(4)C8H10(g)C8H8(g)+H2(g)△H=125kJ?mol-1，温度升高，平衡正向移动，C8H10的转化率增大，由图I可知，压强相同时，T1时C8H10的转化率大于T2时C8H10的转化率，故T1大于T2；故答案为：大于；
(5)其他条件不变，水蒸气的用量越大，容器的体积越大，相当于减小了原体系的压强，平衡正向移动，转化率增大；故答案为：越大；水蒸气的用量越大，容器的体积越大，相当于减小了原体系的压强，平衡正向移动，转化率增大。
点睛：本题考查化学平衡及其相关计算。本题易错点为(2)和(4)，要注意水蒸气产生的分压对化学平衡的影响以及注意平衡常数只与温度有关。
16．【答案】>0.006mol/(L·min)60%CD
【解析】
（1）根据平衡常数概念分析；依据温度和平衡常数的关系解答；
（2）依据平衡常数结合三段式计算；
（3）根据外界条件对平衡状态的影响分析。
（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此根据方程式可知该反应的平衡常数表达式 K＝；根据表中数据可知升高温度平衡常数增大，这说明升高温度平衡向正反应方向进行，则正反应是吸热反应，则ΔH＞0。
（2） Fe2O3(s)＋3CO(g) 2Fe(s)＋3CO2(g)
起始浓度（mol/L） 0.1 0.1
转化浓度（mol/L） x x
平衡浓度（mol/L） 0.1-x 0.1+x
则根据平衡常数可知，解得x＝0.06，则该时间范围内反应的平均反应速率 v(CO2)＝0.06mol/L÷10min＝0.006mol/(L·min)，CO的平衡转化率为。
（3）A．增加固体Fe2O3的量不能改变平衡状态，转化率不变，A错误；B．加入合适的催化剂不能改变平衡状态，转化率不变，B错误；C．移出部分CO2，降低生成物浓度，平衡向正反应方向进行，转化率提高，C正确；D．正反应吸热，提高反应温度，平衡向正反应方向进行，转化率提高，D正确，答案选CD。
17．【答案】减小变浅不变不变略减小增大DC2H5OH（l）+3O2（g）＝2CO2（g）+3H2O（l）△H＝-1366.8kJ/mol
【解析】Ⅰ.化学反应 2A+B2C；△H＜0达到化学平衡时(1)若A、B、C都是气体，且C为有色气体；①使密闭容器体积增大，压强减小，平衡逆向进行，A的转化率减小；
②反应是放热反应，如果升高温度，平衡逆向进行，C为有色气体，平衡混合物的颜色变浅； (2)若A、C为气体，B为固体；①反应前后气体体积不变，加压平衡不动，则A的体积分数不变；
②B为固体，增加B的量，不允许化学平衡，平衡不动，A的转化率不变；
Ⅱ.(1)H2S是二元弱酸，溶于水分步电离，其在水中的电离方程式为H2SH++HS-、HS-H++S2-；向H2S溶液中加入NaOH固体时，因与电离的H+发生中和反应，促进H2S的电离，c(H＋)减小，c(S2－)增大；
(2)A．铁是单质，不是电解质，故A错误；B．盐酸是混合物，不是电解质，故B错误；C．氯化钠在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物，是电解质，但是不含有自由移动的离子或自由电子，不导电，故C错误；D．熔融氢氧化钠含有自由移动的离子能够导电，是电解质，故D选；故选D。
(3)23g C2H5OH(l)的物质的量为0.5mol，1mol乙醇完全燃烧放出的热量为1366.8kJ，则乙醇完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H2O(l)△H＝-1366.8kJ/mol。
考查了外界条件对平衡的影响，增大压强向计量数增大的方向移动；增加反应物或减少生成物向正方向移动；升高温度向吸热方向移动；加入催化剂，平衡不移动；
18．【答案】（1）+41.19kJ?mol－1（2分）K1/K3（2分）（2）较低温度（1分）
（3）高于（1分） 0.135mol·L－1·min－1200 L2/mol2
（4）BD（2分，少选扣1分，错选或多选不给分） 增大（2分）
【解析】（1）根据盖斯定律计算反应热；依据平衡常数的表达式判断。
（2）根据反应自发性的条件结合方程式分析。
（3）①根据温度对转化率的影响分析。
②根据转化率结合三段式计算反应速率和平衡常数。
（4）①根据外界条件对反应速率和平衡状态的影响分析；
②根据图像变化趋势结合反应方程式分析判断。
解析：（1）反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=－49.58 kJ?mol－1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=－90.77 kJ?mol－1
则根据盖斯定律可知反应Ⅱ=反应Ⅰ-反应Ⅲ，因此△H2=△H1-△H3=49.58kJ?mol-1）-（-90.77kJ?mol-1）=+41.19 kJ?mol-1；若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数分别为K1、K2、K3，则K2=K1/K3。
（2）根据方程式可知反应Ⅲ为熵减的反应，△S＜0，反应自发进行，则△G=△H-T△S＜0，故要自发进行需要在较低温度下进行；
（3）①反应I是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，反应物转化率降低，则T高于500℃。
② CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始浓度（mol/L） 0.75 1.5 0 0
转化浓度（mol/L） 0.45 1.35 0.45 0.45
平衡浓度（mol/L） 0.3 0.15 0.45 0.45
a．用H2表示该反应的速率为1.35mol/L÷10min＝0.135 mol·L－1·min－1；
b．化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此根据方程式可知该温度下，反应I的平衡常数K=＝200 L2/ mol2。
（4）①A．升高温度，加快反应速率，正反应为放热反应，平衡逆向移动，甲醇生产量减小，A错误；B．缩小容器体积，增大压强，加快反应速率，平衡正向移动，甲醇生产量增大，B正确；C．分离出甲醇，平衡正向移动，甲醇生产量增大，但反应速率减慢，C错误；D．增加CO2的浓度，可以加快反应速率且使得平衡正向移动，甲醇生产量增大，D正确，答案选BD；
②反应I、反应III均为放热反应，温度升高不利于CO2、CO转化为甲醇，反应II为吸热反应，温度升高使更多的CO2转化为CO，所以当温度高于260℃后，CO的浓度一定增大。
19．【答案】（1） <
（2）0.022 mol·L-1 0.09mol 80% 80%
（3）c （4）2.5
【解析】
（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则根据方程式可知该反应的平衡常数表达式K＝；由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应是放热反应，即△H＜0；
（2）反应初始6s内A的平均反应速率v（A）＝0.003mol?L-1?s-1，则6s内△c（A）＝0.003mol?L-1?s-1×6s＝0.018mol/L，A的起始浓度为0.2mol÷5L＝0.04mol/L，故6s时时c（A）＝0.04mol/L-0.018mol/L＝0.022mol/L，故6s内△n（A）＝0.018mol/L×5L＝0.09mol，由方程式可知n（C）＝△n（A）＝0.09mol；）设平衡时A的浓度变化量为x，则：
A（g）+B（g）C（g）+D（g）
起始浓度（mol/L）：0.04 0.16 0 0
转化浓度（mol/L）：x x x x
平衡浓度（mol/L）：0.04-x 0.16-x x x
故x2/(0.04-x)(0.16-x)＝1
解得x＝0.032
所以平衡时A的转化率为×100%＝80%。体积不变，充入1mol氩气，反应混合物各组分的浓度不变，变化不移动，A的转化率不变，为80%；
（3）a．该反应前后气体的物质的量不变，压强始终不变，故压强不随时间改变，不能说明到达平衡，故a错误； b．混合气体的总质量不变，容器的容积不变，故混合气体的密度始终不变，故气体的密度不随时间改变，不能说明到达平衡，故b错误；c．可逆反应到达平衡时，各组分的浓度不发生变化，故c（A）不随时间改变，说明到达平衡，故c正确；d．单位时间里生成C和D的物质的量相等，都表示正反应速率，反应始终按1：1生成C、D的物质的量，不能说明到达平衡，故d错误，答案选c；
（4）同一反应在相同温度下，正、逆反应方向的平衡常数互为倒数，故1200℃时反应C（g）+D（g）A（g）+B（g）的平衡常数的值为1÷0.4＝2.5。
课件30张PPT。第二节 化学反应的限度
第2课时 反应条件对化学平衡的影响
一、选择题
1．工业上合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H＜0，在恒容密闭容器中加入2molNH3和1molCO2在一定条件下达到平衡。下列有关说法错误的是（ ）
A. 平衡时，其他条件不变，增加水蒸气的浓度，υ(正)减小
B. 密闭容器中混合气体的密度不再发生变化时，反应达到平衡状态
C. 平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，可使CO2的转化率增大
D. 若该容器是绝热容器，平衡时，增加CO2浓度，可使平衡常数减小
2．下列事实能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A. 紫色石蕊试液遇酸变为红色
B. 使用铁触媒，可加快合成氨反应速率
C. 合成氨工业采用500℃的高温进行生产
D. 一定条件下2HI(g) H2(g)+I2(g)达平衡后，压缩体系的容器，颜色迅速变深
3．在固定容积为2L的密闭容器中，800℃时，发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g), 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
下列说法错误的是（ ）
A. 若使用合适的正催化剂反应到达平衡的时间少于3s
B. 0 ～2 s内O2的平均反应速率为0.003mol/(L·s)
C. 反应到第5s时，NO的转化率为65%
D. 3s后气体的颜色不再发生改变
4．已知：①4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－905.5kJ·molˉ1
②N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH2
一定条件下，NO可以与NH3反应转化为无害的物质，反应如下：
③4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH3＝－1625.5 kJ·molˉ1。
下列说法正确的是（ ）
A. 反应①使用催化剂，ΔH1减小
B. 反应②生成物总能量低于反应物总能量
C. 反应③一定能自发进行
D. 反应③达到平衡后升高温度，v(正)、v(逆)的变化如右图所示
5．在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是（ ）
A. 若降温，该反应的平衡常数增小
B. 吸收y mol H2只需1 mol MHx
C. 容器内气体密度保持不变
D. 若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)>v(吸氢)
6．汽车尾气中，产生NO的反应为：N2(g)+O2(g)2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是 （ ）
A. 若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的△H＜0
B. 温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C. 曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D. 温度T下，该反应的平衡常数
7．有一处于平衡状态的反应：X(s)＋3Y(g) 2Z(g)，ΔH＜0。为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是（ ）
①高温 ②低温 ③高压 ④低压 ⑤加催化剂 ⑥分离出Z ⑦增加X ⑧增加Y
A. ①③⑤⑦ B. ②③⑤⑦ C. ②③⑥⑧ D. ②④⑥⑧
8．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（?? ）
A. 工业合成氨中，将氨气液化分离以提高氨气产率
B. 开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫
C. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D. 两支试管中分别加入等体积5%的H3O2溶液，在其中一支试管中加入2～3滴FeCl3溶液，该试管中产生气泡快
9．温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5，发生反应：
PCl5(g)=====PCl3(g)+Cl2(g) △H=akJ/mol（a>0）
0～10min保持容器温度不变，10min时改变一种条件，整个过程中PCl5、PCl3、Cl2的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 0～4min的平均速率v(Cl2)=0.05mol/(L·min )
B. 10min时改变的条件是分离出一定量的PCl5
C. 起始时向该容器中充入2.0mol PCl3和2.0molCl2，保持温度为T，反应达平衡时放出的热量大于1.6akJ
D. 温度为T，起始时向该容器中充入1.0mol PCl5、0.10mol PCl3和0.10molCl2，反应达到平衡前，v(正)＞v(逆)
10．在一个密闭容器中，反应aA(g) bB(g) 达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则不正确的说法是（ ）
A. 物质A的转化率小了
B. 平衡向生成A的方向移动了
C. 物质B的质量分数减小了
D. a 11．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A. 溴水存在：Br2+H2OHBr+HBrO，当加入硝酸银溶液后，溶液颜色变浅
B. 为提高合成氨反应的产率，可采取降低温度的措施
C. 反应CO（g）+NO2（g）CO2（g）+NO（g）△H<0，达平衡后，升高温度体系颜色变深
D. 可逆反应：2HI（g）H2（g）+I2（g）。达平衡后，缩小容器体积体系颜色变深
12．下列有关说法正确的是（ ）
A. 实验室制氢气，为了加快反应速率，可向稀硫酸中滴加少量硝酸铜溶液
B. 可用勒夏特列原理解释2NO2(g)N2O4(g)体系加压后颜色变深
C. N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0可通过加压方式增大其平衡常数
D. 二氧化硫和乙烯两种气体分别通入Br2的CCl4溶液，能使溶液褪色的是乙烯气体
13．已知：H2（g）+I2（g）2HI（g）△H<0。相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2mol，相同温度下分别达到平衡。下列说法错误的是（ ）
A. 反应放出的热量一定相同
B. 此时体系的压强一定相同
C. 反应物的转化率可能相同
D. 此时HI的浓度一定相同
14．在一体积固定的密闭容器中，进行化学反应：2X(g) + Y(s)Z(g) + W(g)；若其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表：
t/℃
700
800
900
1000
1200
K
0.6
0.9
1.3
1.8
2.7
对该反应而言，下列说法正确的是 ( )
A. 该反应正反应为放热反应
B. 起始浓度不变，K越大，反应物的转化率越大
C. 温度不变，增加X的用量，K增大
D. 达平衡后，加入催化剂，K增大
二、非选择题
15. 煤和煤制品（如水煤气、焦炭、甲醚等）已广泛应用于工农业生产中。
（1）已知：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.3 kJ.mol-l
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41.3 kJ.mol-l
则碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为____________，该反应在_________（填“高温”、“低温”或“任何温度”）下有利于正向自发进行；
（2）利用炭还原法可处理氮氧化物（如NO等），发生的反应为C(s)+2NO(g)N2 (g)+ CO2 (g)。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，在T1℃时，不同时间测得的各气体的浓度如下表所示：
①10～20 min内，N2的平均反应速率可v(N2)=____________；
②30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是_______（填字母）；
A．通入一定量的NO B．加入一定量的活性炭
C．加入合适的催化剂 D．遁当缩小容器的体积
（3）研究表明，反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表所示：
若反应在500℃时进行，设起始时CO和H2O的浓度均为0.020 mol．L-l，在该条件下达到平衡时，CO的转化率为____________。
16．工业上可以利用废气中的CO2为原料制取甲醇。请回答下列问题：
(1) 已知常温常压下，下列两个可逆反应的能量变化如下图所示：
请写出左图反应的平衡常数表达式K= ；
请写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式 ；
(2) 如果只改变一个条件使上述反应方程式的平衡常数K值变大，则该反应________(选填编号) ；
A．一定向正反应方向移动 B．在平衡移动时，正反应速率先增大后减小
C．一定向逆反应方向移动 D．在平衡移动时，逆反应速率先减小后增大
(3) 在其他条件不变的情况下，将容器体积压缩到原来的1/2，与原平衡相比，下列有关说法正确的是________(填字母) ；
A．H2的浓度减小 B．正反应速率加快，逆反应速率也加快
C．甲醇的物质的量增加 D．重新平衡时，n(H2)/n(CH3OH)增大
(4) 保持温度和体积不变，通入1molCO2和3molH2，下列能说明该反应已达平衡状态的是________(填字母) ；
A．n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶3∶1∶1
B．容器内压强保持不变
C．H2的消耗速率与CO2的消耗速率之比为3∶1
D．容器内气体的平均相对分子质量保持不变
(5) 若反应容器的容积为2.0 L，反应时间4.0 min，容器内气体的密度减少了2.0 g·L-1。在这段时间内CO2的平均反应速率为_______________；
(6) 有人设计甲醇-空气燃料电池电源，用石墨作电极电解200 mL含有下列离子的溶液：
离子
Cu2+
H+
Cl-
SO
c/(mol·L-1)
0.5
2
2
0.5
电解一段时间后，标况下当两极收集到相同体积的气体时，阳极上收集到氧气的质量为____________(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)。也有人用此电源利用电解法制备Na2FeO4，阳极材料为铁，其电解质溶液用NaOH溶液，阳极反应式为 。
17．汽车尾气是城市空气的主要污染物，如何减少汽车尾气（CO、NOx等）的污染是重要的科学研究课题。
（1）已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g） △H1
N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H2
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g） △H3
则4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）═4N2（g）+6H2O（g）△H=____________；（用含△H1、△H2、△H3的式子表达）
（2）汽车尾气中的CO、NOx都需要除去，有人设想按下列反应除去CO；2CO（g）=2C（s）+O2（g）
已知该反应在任何温度下都不能自发进行，因此该设想便不能实现。由此判断该反应的△H________0
目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可以减少CO、NO的污染，其化学反应方程式为____________________；
（3）可用活性炭还原法处理氮氧化物．有关反应的化学方程式为：
C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H＞0
某研究小组向密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T1℃）条件下反应，反应进行到不同时间测
C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H＞0
得各物质的浓度如下：
浓度/mol?L-1
时间/min
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.040
0.030
0.030
30
0.040
0.030
0.030
40
0.032
0.034
0.017
则，30min后，改变某一条件，平衡发生了移动，则改变的条件是______________，若升高温度，NO浓度将__________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
18．工业上通常采用CO(g)和H2(g)催化合成甲醇CH3OH(g)。
(1)在—定温度和压强下，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝-128.8 kJ/mol。若将10a mol CO和20a mol H2放入2 L的密闭容器中，充分反应后测得CO的转化率为60%，则该反应的平衡常数为____________(用含a的代数式表示)。若此时再向该容器中投入10a mol CO、20a mol H2和10a mol CH3OH(g)，判断平衡移动的方向是____________(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)；与原平衡相比，CO的物质的量浓度____________(填“增大”、“不变”或“减小”) ；
(2)判断该反应达到平衡状态的依据是____________(填字母序号) ；
A．混合气体的密度不变
B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．2v逆(H2)＝v正(CO)
D．容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1∶2∶1
E．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(3)一定条件下，在容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
1 mol CO、
2 mol H2
1 mol CH3OH
2 mol CH3OH
平衡
时数据
反应能量变化的绝对值(kJ)
a
b
c
反应物转化率
α1
α2
α3
则a＋b＝________；a1＋a3________1(填“<”、“>”或“＝”，)。
19．(1) 某温度时，在10 L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化下表中数据
t/min
X/mol
Y/mol
Z/mol
0
1.00
2.00
0.00
1
0.90
1.80
0.20
3
0.75
1.50
0.50
5
0.65
1.30
0.70
9
0.55
1.10
0.90
10
0.55
1.10
0.90
14
0.55
1.10
0.90
体系中发生反应的化学方程式是___________；
②该反应在0～5 min时间内产物Z的平均反应速率：___________；
③该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于___________；
(2) 在密闭容器里，通入x mol H2(g)和y mol I2(g)，发生反应：H2(g)+I2(g)2HI(g) △H <0。改变下列条件，反应速率将如何改变？(选填“增大”“减小”或“不变”)
①升高温度___________；
②加入催化剂___________；
③充入更多的H2 ___________；
④保持容器中压强不变，充入氖气___________；
⑤保持容器容积不变，通入氖气___________；
⑥保持压强不变，充入2x mol H2(g)和2y mol I2(g)
参考答案
1．【答案】A
【解析】A. 平衡时，其他条件不变，增加水蒸气的浓度，υ(正)增大，故A错误；
B. CO(NH2)2是固体，气体质量为变量，气体体积不变，密度是变量，所以密闭容器中混合气体的密度不再发生变化时，反应达到平衡状态，故B正确；
C. 平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，平衡正向移动，可使CO2的转化率增大，故C正确；
D. 若该容器是绝热容器，平衡时，增加CO2浓度，反应正向进行放出能量，温度升高，△H＜0，可使平衡常数减小，故D正确。
2．【答案】A
【解析】A、石蕊是有机弱酸，存在电离平衡，加入酸，增加c(H＋)，平衡向逆反应方向移动，符合勒夏特列原理，故A正确；B、铁触媒是催化剂，催化剂对化学平衡移动无影响，因此不符合勒夏特列原理，故B错误；C、合成氨是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，NH3的产量降低，不符合勒夏特列原理，500℃是催化剂的催化效率最高的温度，故C错误；D、反应前后气体系数之和相等，改变压强，平衡不移动，之所以增大压强，颜色加深，是因为容器的体积减小，组分的浓度增大，不符合勒夏特列原理，故D错误。
勒夏特列原理是对可逆反应，建立平衡后，改变某一因素平衡向削弱这一因素的方向进行，因此判断过程中依据定义完成。
3．【答案】B
【解析】A. 催化剂加快反应速率，若使用合适的正催化剂反应到达平衡的时间少于3s，A正确；B. 0～2s内消耗NO是0.012mol，根据方程式可知消耗氧气是0.006mol，则O2的平均反应速率为0.006mol ÷(2s·2L)＝0.0015mol/(L·s)，B错误；C. 反应到第5s时消耗NO是0.013mol，NO的转化率为0.013mol/0.02mol×100%＝65%，C正确；D. 3s后反应达到平衡状态，气体的颜色不再发生改变，D正确，答案选B。
4．【答案】C
【解析】A、催化剂对反应热无影响，故A错误；B、①－4×②得到：△H3=－1625.5kJ·mol－1=－905.5－4△H2，解得△H2=＋720kJ·mol－1，即反应②为吸热反应，生成物的总能量大于反应物的总能量，故B错误；C、根据△G=△H－T△S，此反应是放热反应，△H<0，反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此△S>0，此反应在任何温度下都能自发进行，故C正确；D、升高温度，平衡向逆反应方向进行，即v逆>v正，故D错误。
5．【答案】C
【解析】A．反应为放热，反应降低温度，平衡正向移动，则该反应的平衡常数增大，故A错误；B．为可逆反应，1molMHx(s)与ymolH2(g)不能完全反应，则吸收y?mol?H2需大于1?mol?MHx，故B错误；C．该容器为恒温恒容的密闭容器，容器中只有一种气体——氢气，气体的质量逐渐减小，因此气体密度保持不变，表示达到了平衡状态，故C正确；D．通入少量氢气，平衡正向移动，则v(放氢)＜v(吸氢)，故D错误；故选C。
本题考查化学平衡移动，为高频考点，把握化学平衡移动的影响因素为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意K与温度的关系，选项B为易错点。
6．【答案】D
【解析】A、先达到平衡，说明反应速率快，即b的温度比a高，根据图像，温度越高，N2的浓度越低，说明平衡向正反应方向进行，即△H>0，故A错误；B、组分都是气体，则气体质量保持不变，容器是恒容状态，气体体积不变，依据密度定义，密度始终保持不变，因此随着反应的进行，混合气体的密度不变，故B错误；C、催化剂对化学平衡移动无影响，因此b不可能使用了催化剂，故C错误；D、 N2(g)+O2(g)2NO(g)
起始浓度：c0 c0 0
变化浓度：(c0－c1) (c0－c1) 2(c0－c1)
平衡浓度：c1 c1 2 (c0－c1) 根据化学平衡常数的定义，K= =，故D正确。
7．【答案】C
【解析】正反应是体积减小的放热反应，则为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是低温、高压并分离出Z或增加Y，答案选C。
8．【答案】D
【解析】A．将氨气液化分离，平衡向正反应方向移动，提高氨气产率，符合勒夏特列原理，故A正确； B．汽水瓶中存在平衡H2CO3?H2O+CO2 ， 打开汽水瓶时，压强降低，平衡向生成二氧化碳方向移动，可以用勒夏特列原理解释，故B正确；C．氯化钠在溶液中完全电离，所以饱和食盐水中含有大量的氯离子，氯气溶于水的反应是一个可逆反应，Cl2+H2O?ClO﹣+2H++Cl﹣ ， 由于饱和食盐水中含有大量的氯离子，相当于氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子，根据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，氯气溶解量减小，所以可以勒夏特列原理解释，故C正确；D．铁离子对过氧化氢的分解起催化作用，而催化剂只改变反应速率，不影响平衡的移动，所以不符合勒夏特列原理，故D错误；答案为D。
勒夏特列原理为：如果改变影响平衡的条件之一，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动，但影响因素不能完全被消除；使用勒夏特列原理时，必须注意研究对象必须为可逆反应，否则勒夏特列原理不适用，特别是改变平衡移动的因素不能用平衡移动原理解释，如催化剂的使用只能改变反应速率，不改变平衡移动，无法用勒夏特列原理解释。
9．【答案】CD
【解析】A、 0～4min的平均速率v(Cl2)= mol/(L·min )，故A错误；B、10min时改变的条件是升温，故B错误；C、从图中读出起始时向该容器中充入1.0mol PCl3和1.0molCl2，保持温度为T，转化率为1-20%=80%，当起始时向该容器中充入2.0mol PCl3和2.0molCl2，保持温度为T，相当于加压，故转化率大于80%，反应达平衡时放出的热量大于1.6akJ，故C正确；D、 ， ，反应正向进行，v(正)＞v(逆)，故D正确，故选CD。
10．【答案】D
【解析】A．平衡时B的浓度是原来的35%，小于原来的倍，说明平衡向逆反应反应方向移动，反应物转化率降低，故A正确；B．平衡时B的浓度是原来的35%，小于原来的倍，说明平衡向逆反应反应方向移动，故B正确；C．平衡应向逆反应方向移动，物质B的质量减小，混合物总质量不变，所以物质B质量分数减小，故C正确；D．增大体积，压强减小，平衡向逆反应方向移动，则说明a＞b，故D错误；故选D。
注意通过改变体积浓度的变化判断平衡移动的方向，此为解答该题的关键；采用假设法分析，假设a=b，保持温度不变，将容器体积增加一倍，平衡不移动，A和B的浓度应均是原来的 倍，与达到新的平衡时B的浓度相比判断平衡移动，再根据平衡移动逐项判断。
11．【答案】D
【解析】A，当向溴水中加入硝酸银溶液后，硝酸银立即与溴水中氢溴酸反应生成难溶于水、难溶于酸的溴化银沉淀，从而减小了溴水中氢溴酸的浓度，使溴与水反应的化学平衡向正反应方向移动，溶液中溴分子的浓度减小，所以溶液颜色变浅，所以A可以解释。B，合成氨的反应是放热反应，根据勒夏特列原理，降低温度后化学平衡向放热反应方向移动，所以氨的产率提高，B正确。C，该反应的正反应方向为放热反应，升高温度后，化学平衡向吸热反应方向移动即逆反应方向，体系中红棕色的二氧化氮的浓度变大，所以体系的颜色变深，C正确。D， 该反应是气体分子数不变的反应，所以增大压强后，化学平衡不发生移动，但是当容器体积缩小后，紫色的碘蒸气的浓度变大了，所以颜色变深，D不能用平衡移动原理解释。
平衡移动原理又勒夏特列原理，她适用于任何平衡体系，她能解释因外界条件改变导致平衡发生移动所带来的各种变化，但是如果改变的外界条件不能破坏平衡体系，平衡就不会发生移动，所以就不能用她来解释由此带来的各种现象。
12．【答案】D
【解析】硝酸具有氧化性，加入硝酸铜不能放出氢气，故A错误；加压后2NO2(g)N2O4(g)反应正向移动，不能用勒夏特列原理解释2NO2(g)N2O4(g)体系加压后颜色变深，故B错误；平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，故C错误；乙烯与Br2的CCl4溶液发生加成反应，二氧化硫与Br2的CCl4溶液不反应，故D正确。
13．【答案】A
【解析】A、甲乙两容器中反应的方向相反，热效应(吸、放热)也相反，甲中 是放热反应，乙中是吸热反应，故A错误；B、达平衡时为等效平衡，反应前后气体物质的量不变，此时体系的压强一定相同，故B正确；C、达平衡时为等效平衡，反应物的转化率可能相同，故C正确；D、达平衡时为等效平衡，平衡混合物中的物质浓度相同，故D正确；故选A。
本题考查学生影响化学平衡移动的因素和等效平衡知识。注意理解等效平衡规律。同容积的定容密封容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，由于乙按化学计量数转化到左边，可以得到H2和I2各0.1mol，故此时甲和乙建立的平衡是等效的。
14．【答案】B
【解析】试题分析：A、化学平衡常数只受温度的影响，随着温度的升高，化学平衡常数增大，说明正反应是吸热反应，故错误；B、化学平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，且化学平衡常数表示反应进行的程度，化学平衡常数越大，反应程度越大，故正确；C、化学平衡常数只受温度的影响，故错误；D、催化剂对化学平衡移动无影响，温度不变，化学平衡常数不变，故错误。
15．【答案】(1)C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=+90．0kJ．mol-1；高温；
(2)①0.009mol．L-l．min-l；②AD；(3)75%。
【解析】（1）两式相减，得出热化学反应方程方式为C( s) +2 H2 O( g)=CO2 ( g) +2 H2 ( g) △H = +90．0 kJ．mol-1；根据△G=△H－T△S，△S>0，△H>0，如果自发进行，△G<0，需要在高温下；(2)①根据化学反应速率的定义，c(N2)=(0.25－0.16)/10mol/(L·min)=0.009mol/(L·min)；②20min达到平衡，40min组分的浓度都增大，即增大压强，故选项AD正确；
(3) CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
起始： 0.02 0.02 0 0
变化： x x x x
平衡： 0.02－x 0.02－x x x，
根据化学平衡常数的定义，K=x2/(0.02－x)2=9，解得x=0.015，则CO的转化率为0.015/0.02×100%=75%。
16．【答案】
(1)K=；CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH＝-50kJ·mol-1；
(2)AD；(3)BC；(4)BD；(5)0.01mol·(L·min)-1；
(6)3.2g；Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O
【解析】 (1)图1中的热化学方程式为①CO(g)+H2O(l)=CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol，平衡常数表达式为K=；②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H=-(510-419)kJ/mol=-91KJ/mol，由②-①得：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H=-50KJ/mol；
(2)如果反应方程式CO2+3H2?CH3OH+H2O的平衡常数K值变大，则需要降低温度，A．降低温度，平衡一定向正反应方向移动，故A正确；B．降低温度后，正逆反应速率都减小，正反应速率在达到平衡前始终在减小，故B错误；C．平衡常数变大，反应物浓度减小，生成物浓度增大，则化学平衡一定向正反应方向移动，故C错误；D．化学平衡常数变大，需要降低温度，则正逆反应速率都减小，由于平衡向着正向移动，则逆反应速率先减小后增大，故D正确；故答案为：AD；
(3) 根据CO2+3H2?CH3OH+H2O，在其他条件不变的情况下，将容器体积压缩到原来的1/2，压强增大，平衡正向移动，所有物质的浓度均增大，A．H2的浓度增大，错误；B．增大压强，反应速率加快，正反应速率加快，逆反应速率也加快，正确；C．平衡正向移动，甲醇的物质的量增加，正确；D．平衡正向移动，重新平衡时，n(H2)/n(CH3OH)减小，错误；故选BC；
(4) A．平衡时，各物质的浓度不变，但n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)＝1∶3∶1∶1不表示物质的量不变，不能表示已达平衡状态，错误；B．该反应属于气体的物质的量发生变化的反应，容器内压强保持不变，说明物质的量不变，能够说明已达平衡状态，正确；C．H2的消耗速率与CO2的消耗速率都表示正反应速率，不能表示已达平衡状态，错误；D容器内气体的质量不变，物质的量发生变化，因此容器内气体的平均相对分子质量保持不变，能够说明已达平衡状态，正确；故选BD；
(5) 若反应的容器容积为2.0L，反应时间4.0min，容器内气体的密度减小了2.0g/L，则气体减小的质量为：2.0g/L×2.0L=4.0g，
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) 气体减少质量△m
1mol 50
n 4.0g
反应消耗的二氧化碳的物质的量为：n==0.08mol，
在4min内C02的平均反应速率为：=0.01mol．L-1．min-1，故答案为：0.01 mol·(L·min)-1；
(6) 电解过程中，开始阴极是Cu2+放电生成Cu，没有气体生成，阳极是Cl-放电生成Cl2，电解一段时间后，标况下当两极收集到相同体积的气体，说明阳极上氢离子放电生成H2，由于氢离子、氯离子浓度相等，则二者物质的量相等，等量的氢离子、氯离子放电生成氢气、氯气体积相等，根据电子转移守恒，氯离子放电完毕时，氢离子有剩余，二者最终两极生成氢气体积相等，故阳极上氯离子放电完毕，且氢氧根离子放电，溶液中含有n(Cu2+)=0.5mol/L×0.2L=0.1mol，n(Cl-)=2mol/L×0.2L=0.4mol，根据氯原子守恒可知生成氯气为0.2mol，设生成氧气为x mol，则生成氢气为(x+0.2)mol，根据电子转移守恒：0.1mol×2+(x+0.2)mol×2=0.2mol×2+x mol×4，解得x=0.1，故生成氧气的质量为0.1mol×32g/mol=3.2g，用此电源利用电解法制备Na2FeO4，阳极材料为铁，其电解质溶液用NaOH溶液，阳极反应式为Fe-6e-+ 8OH-= FeO42-+ 4H2O，故答案为：3.2 g；Fe-6e-+ 8OH-= FeO42-+ 4H2O
本题考查化学反应速率计算、化学平衡计算、化学平衡影响因素、电极反应式书写、电解有关计算，(6)中关键是判断发生的反应，注意利用电子转移守恒解答，是本题的难点。电解过程中，开始阴极是Cu2+放电生成Cu，没有气体生成，阳极是Cl-放电生成Cl2，电解一段时间后，标况下当两极收集到相同体积的气体，说明阳极上氢离子放电生成H2，由于氢离子、氯离子浓度相等，则二者物质的量相等，等量的氢离子、氯离子放电生成氢气、氯气体积相等，根据电子转移守恒，氯离子放电完毕时，氢离子有剩余，二者最终两极生成氢气体积相等，故阳极上氯离子放电完毕，且氢氧根离子放电，根据根据电子转移守恒计算生成氧气物质的量。
17．【答案】
（1）3△H3﹣2△H1﹣2△H2
（2）大于 2NO+2CON2+2CO2 （3）否；减少CO2浓度 ；减小
【解析】依据盖斯定律3×③-①×2-②×2得到热化学方程式为：4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）═4N2（g）+6H2O（g）△H=（3△H3-2△H1-2△H2）KJ/mol；（2）△H》0，△S<0，反应不能够进行；催化转化器可以减少CO、NO的污染，其化学反应方程式为2NO+2CON2+2CO2；（3）针对C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H＞0；30min后，减少CO2浓度，减少生成物浓度，平衡右移，NO浓度减少，N2浓度增大；若升高温度，正反应吸热，平衡右移，NO浓度将减少；
18. 【答案】
(1)；正向移动；增大；
(2)BE；(3)128.8；<
【解析】
(1) CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
开始(mol) 10a 20a 0
反应 6a 12a 6a
平衡 4a 8a 6a
该反应的平衡常数K==，再向该容器中投入10a mol CO、20a mol H2和10a mol CH3OH(g)，Qc=＜，反应向正反应方向进行，重新平衡后，原平衡相比，各种物质的浓度均比原来要大，故答案为：；正向移动；增大；
(2)A．该反应中气体的质量和体积均不变，混合气体的密度始终不变，不能判断是否达到平衡状态，错误；B．该反应属于气体的物质的量变化的反应，气体的质量不变，当混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的物质的量不变，能够说明达到平衡状态，正确；C．2v逆(H2)＝v正(CO)，不是正反应速率不等于逆反应速率，不是平衡状态，错误；D．容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1∶2∶1，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能判断是否达到平衡状态，错误；E．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，能够说明达到平衡状态，正确；故选BE；
(3)根据表中数据，甲与乙等效，则a＋b=128.8 kJ，a1＋a2=1，丙相当于乙平衡后加压，平衡正向移动，因此a2＞a3，a1＋a3＜1，故答案为：128.8；<。
19. 【答案】(1)①X+2Y2Z；②0.014 mol/(L·min)；③45%
(2)①增大 ②增大 ③增大 ④减小 ⑤不变 ⑥不变
【解析】
试题分析：(1)由表中数据看出反应从开始到平衡，X的物质的量减小，应为反应物，0～1min物质的量变化值为1.00mol-0.90mol=0.10mol，Y的物质的量减小，应为反应物，0～1min物质的量变化值为1.00mol-0.80mol=0.20mol，Z的物质的量增多，应为是生成物，物质的量的变化值为0.20mol，9min后各物质的物质的量不再变化，且反应物不为0，故为可逆反应，根据物质的量的变化与化学计量数呈正比，则n(X)：n(Y)：n(Z)=0.10mol：0.20mol：0.20mol=1：2：2，反应方程式为X+2Y2Z，故答案为：X+2Y2Z；
(2)0-5min内Z的反应速率===0.014mol?L-1?min-1，故答案为：0.014mol?L-1?min-1；
(3)由图表数据可知反应到9min，反应达到平衡，反应达到平衡时反应物X的转化率α = × 100% = 45%，故答案为：45%；
(2)①升高温度，反应速率增大；故答案为：增大；
②催化剂能增大反应速率；故答案为：增大；
③充入更多的H2，增大反应物浓度，反应速率增大；故答案为：增大；
④保持容器中压强不变，充入氖气，体积增大，压强减小，反应速率减小；故答案为：减小；
⑤保持容器容积不变，通入氖气，总压增大分压不变，反应速率不变；故答案为：不变；
⑥保持压强不变，充入2x mol H2(g)和2y mol I2(g)，与原平衡等效，平衡不移动，反应速率不变，故答案为：不变。
第二章 化学反应的方向、限度与速率 第二节 化学反应的限度（第2课时）
【提问】浓度商Q和平衡常数K的关系是怎么影响反应的方向的？什么时候达到平衡状态？
【教师】观察下面两个表，想想影响K值大小的因素是什么？
【学生】观察、思考
表一：H 2(g)＋I2 (g) 2HI (g) ，△Ｈ< 0
温度(K）
序号
初始浓度（molL）
平衡浓度（molL）
c0(H2)
c0(I2)
c0(HI)
[H2]
[I2]
[HI]
698.6
①
0.01067
0.01196
0
0.001831
0.003129
0.01767
54.4928
②
0
0
0.01069
0.001141
0.001141
0.008410
54.3060
798.6
③
0.01135
0.00904
0
0.00456
0.00195
0.00859
8.2883
④
0
0
0.01655
0.00339
0.00339
0.00977
8.3013
表二：N2O4 (g)2NO2 (g) △Ｈ> 0
无色 红棕色
温度
(K)
初始浓度(molL
平衡浓度(molL)
K
c0(N2O4)
c0(NO2)
[N2O4]
[NO2]
298
0.050
0
0.02175
0.05650
0.1468
333
0.050
0
0.00488
0.0901
1.664
①请计算相应温度的平衡常数。
②分析表中数据，判断K值随温度的变化关系？
【板书】5.影响K的因素仅是温度，与压强、体积等其他因素无关
正向吸热反应，升高温度，K值增大；
正向放热反应，升高温度，K值减小。
【交流?研讨】
?
化学反应
K表达式
单位
1
?12N2(g) + 32 H2(g) NH3(g)
?
2
?N2(g)+ 3 H2(g) 2NH3(g)
?
3
?2NH3(g) N2(g) + 3 H2(g)
?
4
?NH3?H2O(aq) NH4+(aq) + OH—(aq)
?
5
?FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO(g)
?
6
?AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
?
【板书】6.K的书写：
（1）平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关
（2）对于给定的化学方程式，正逆反应的平衡常数互为倒数
（3）平衡常数的单位与化学方程式的表示形式一一对应
（4）固体或纯液体和液态水不列入平衡常数的表达式中
（因其浓度为常数，可认为为“1”，带入表达式中，可消去。）
【教师】用平衡常数来表示化学反应的限度有时不够直观，因此在实际应用中，常用平衡转化率α来表示反应限度。对于aA（g）+bB（g）cC（g）+ dD（g），反应物A的平衡转化率可以表示为：
【板书】二、平衡转化率
α= x100%
= x100%
在密闭容器中或反应体系体积不变的情况下：
= x100%
【例1】 【例2】主要要让学生知道“三步法”解题的格式和步骤。
【教师】还可以用产率β来表示，对于aA（g）+bB（g）cC（g）+ dD（g），产物C的产率可以表示为：
β= x100%
= x100%
在密闭容器中或反应体系体积不变的情况下：
= x100%
【交流研讨】P46表2-2-2
【结论】提高某种反应物的浓度，可以提高另一种反应物的转化率，但却降低了该种反应物的转化率。实际中可以增大某种便宜的反应物的量从而达到提高较贵的反应物的转化率，获得更多产物的目的。
【作业】P52 3平衡转化率
【板书设计】
5.影响K的因素仅是温度，与压强、体积等其他因素无关
正向吸热反应，升高温度，K值增大；
正向放热反应，升高温度，K值减小。
6.K的书写：
（1）平衡常数的表达式与化学方程式的书写方式有关
（2）对于给定的化学方程式，正逆反应的平衡常数互为倒数
（3）平衡常数的单位与化学方程式的表示形式一一对应
（4）固体或纯液体和液态水不列入平衡常数的表达式中
二、平衡转化率
α= x100%
= x100%
在密闭容器中或反应体系体积不变的情况下：
= x100%
β= x100%
= x100%
在密闭容器中或反应体系体积不变的情况下：
= x100%
【作业】P52 3平衡转化率
课件46张PPT。第四节 化学反应条件的优化——工业合成氨
1．下列有关合成氨工业的说法中正确的是(　　)
A．铁做催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
B．升高温度可以加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
C．增大压强能缩短到达平衡状态所用的时间
D．合成氨采用的压强是2×107～5×107 Pa，因为该压强下铁触媒的活性最高
解析：选C　催化剂可以改变反应速率，但不能使平衡移动，只能缩短反应达到平衡所需的时间，A项错误；升高温度可以加快反应速率，但合成氨反应是放热反应，因此升高温度不利于化学平衡向合成氨的方向移动，B项错误；增大压强加快反应速率，C项正确；催化剂的活性取决于温度的高低，而非取决于压强的大小，D项错误。
2．合成氨反应使用催化剂的理由是(　　)
A．使逆反应不发生
B．使平衡向正反应方向移动
C．加快正、逆反应速率，缩短达到平衡的时间
D．提高原料的转化率
解析：选C　使用催化剂，加快反应速率，缩短达到平衡时间，但平衡不移动。
3．合成氨时，既要使H2的转化率增大，又要使反应速率增大，可采取的方法是(　　)
A．补充H2　　　　　　　　 B．升高温度
C．增大压强 D．使用催化剂
解析：选C　合成氨反应是放热、气态物质系数减小的反应，补充H2、升高温度、增大压强、使用催化剂都能使反应速率增大，但补充H2会使H2的转化率减小；升高温度使平衡左移，H2的转化率减小；使用催化剂，平衡不移动，H2的转化率不变；只有增大压强会使平衡右移，H2的转化率增大。
4．如图所示是合成氨的简要流程示意图，图中沿x路线到压缩机的物质是(　　)
A．N2和H2 B．催化剂
C．N2 D．H2
解析：选A　在合成塔中氨的产率较低，有大量未反应的N2和H2，为提高原料的利用率，将未反应的原料气循环利用。
5．下列措施不能使合成氨反应的速率增大的是(　　)
A．升高温度 B．降低温度
C．使用催化剂 D．及时分离出NH3
解析：选B　在特定条件下，合成氨反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式为v＝kc(N2)c1.5(H2)c－1(NH3)，可知及时分离出NH3能提高合成氨反应的速率；升高温度、使用催化剂能提高合成氨反应的速率。
6.合成氨反应达到平衡时，NH3的体积分数与温度、压强的关系如图所示。根据此图分析合成氨工业最有前途的研究方向是(　　)
A．提高分离技术
B．研制耐高压的合成塔
C．研制低温催化剂
D．探索不用N2和H2合成氨的新途径
解析：选C　由题图可知，NH3的体积分数随着温度的升高而显著下降，故要提高NH3的体积分数，必须降低温度，但目前所用催化剂铁触媒的活性最高时的温度为700 K，故最有前途的研究方向为研制低温催化剂。
7．一定条件下，将10.0 mol H2和1.0 mol N2充入恒容密闭容器中，发生反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，并达到平衡状态，则H2的转化率可能是(　　)
A．15% B．30%
C．35% D．75%
解析：选A　对可逆反应而言，任何一种物质都不能完全转化。利用“极限法”，假设N2完全转化，则消耗的H2的物质的量为n(H2)＝3n(N2)＝3.0 mol，但事实上，N2是不可能完全转化的，因而消耗的H2的物质的量一定小于3.0 mol，故H2的转化率α(H2)<×100%＝30%。
8．下列关于N2＋3H2??2NH3反应速率与时间的关系图中，纵坐标为反应速率v，横坐标为时间t，当反应达到平衡后，条件发生改变与速率变化的关系中不符合实际的是(　　)
解析：选A　合成氨反应的化学方程式的特点是：体积缩小、放热反应，所以加压和降温有利于化学平衡向着生成氨气的方向移动。达到化学平衡后，若升高温度，化学平衡左移，实际上此时是逆反应速率大于正反应速率，所以A图像错误；如果给体系加压，体系中所有物质的浓度都增大，所以正、逆反应速率都增大，但正反应速率增大的幅度大于逆反应速率增大的幅度，所以B图像正确；使用催化剂不会使化学平衡发生移动，只能改变化学反应速率，所以C图像也是正确的；补充N2和H2，则平衡体系中反应物的浓度增加，所以正反应速率增大，分离出NH3，产物的浓度降低，所以逆反应速率减小，所以D图像正确。
9．在密闭容器内，使1 mol N2与3 mol H2混合发生下列反应：3H2＋N2??2NH3　ΔH<0
(1)合成氨时选择500 ℃高温的目的是________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是________。
(3)当达到平衡时，充入氩气，并保持体积不变，平衡将________移动。
(4)当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，平衡将________移动，反应速率将________。
(5)当达到平衡时，充入N2并保持压强不变，平衡将________移动。
(6)当达到平衡时，保持体积不变，升高温度时，混合气体的平均相对分子质量________，密度________。
解析：合成氨时选择500 ℃高温可以加快反应速率，而且工业上用的催化剂在该温度时活性最大；因为初始和转化的N2和H2的浓度比都是1∶3，所以当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是1∶3；平衡时保持体积不变，充入氩气平衡不移动；保持压强不变充入氩气，容器体积变大，反应速率将变小，平衡逆向移动；充入N2并保持压强不变，平衡将正向移动；保持体积不变，升高温度时，平衡逆向移动，混合气体的质量不变，总物质的量变大，平均相对分子质量变小，密度不变。
答案：(1)加快反应速率，工业上用的催化剂在该温度时活性最大　(2)1∶3　(3)不　(4)逆向　变小
(5)正向　(6)减小　不变
10．下表的实验数据是在不同温度和压强下，平衡混合物中NH3含量的变化情况。
达到平衡时平衡混合物中NH3的含量(体积分数)c(投料V(N2)∶V(H2)＝1∶3]
NH3的含量/%压强/MPa温度/℃
0.1
10
20
30
60
100
200
15.3
81.5
86.4
89.9
95.4
98.8
300
2.2
52.0
64.2
71.0
84.2
92.6
400
0.4
25.1
38.2
47.0
65.2
79.8
500
0.1
10.6
19.1
26.4
42.2
57.5
600
0.05
4.5
9.1
13.8
23.1
31.4
(1)比较200 ℃和300 ℃时的数据，可判断升高温度，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，正反应方向为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据平衡移动原理，合成氨适宜的条件是____________________________________。
A．高温高压 B．高温低压
C．低温高压 D．低温低压
(3)计算500 ℃，30 MPa时N2的转化率________。
(4)实际工业生产氨时，考虑浓度对化学平衡的影响，及500 ℃对反应速率的影响，还采取了一些措施请分别写出其中的一个措施：______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)表中数据表明：恒压时，升高温度，w(NH3)减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应。
(2)由反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＜0，合成氨适宜条件是低温、高压，此时平衡右移，反应物转化率大。
(3)假设N2的用量为1 mol，H2的用量为3 mol，N2的消耗量为x mol，则：
　　　　　　N2(g)　＋　3H2(g)??2NH3(g)
初始量(mol) 1 3 0
转化量(mol) x 3x 2x
平衡量(mol) 1－x 3－3x 2x
得：×100%＝26.4%
x＝0.4177
α(N2)＝×100%＝41.77%。
(4)增大反应物浓度或降低产物浓度有利于平衡右移；低温时虽然有利于化学反应正向进行，但速率较小，为提高化学反应速率，500 ℃时加入合适的催化剂(铁)，既提高化学反应速率，又使铁的催化性能最好。
答案：(1)逆反应　放热
(2)C　(3)41.77%
(4)加过量N2或及时从平衡体系中移走NH3，选择合适的催化剂(如铁)
1．可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH<0，达到平衡后，为了使氢气的转化率增大，下列选项中采用的三种方法正确的是(　　)
A．升高温度、降低压强、增加氮气
B．降低温度、增大压强、加入催化剂
C．升高温度、增大压强、增加氮气
D．降低温度、增大压强、分离出部分氨气
解析：选D　要使氢气的转化率增大，需使平衡向正反应方向移动，根据合成氨反应的特点，由于正反应为放热反应，需降低温度；正反应为气体总体积减小的反应，需增大压强；另外还可通过及时分离出部分氨气，减小生成物浓度的方法，促使平衡右移，故选D。
2．下列说法能够用平衡移动原理来解释的是(　　)
A．加入催化剂可以提高单位时间氨的产量
B．高压有利于氨的合成反应
C．500 ℃高温比室温更利于合成氨的反应
D．恒温恒容下，在合成氨平衡体系中充入He，使压强增大，则平衡正向移动，NH3增多
解析：选B　A项，加入催化剂只能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，提高“单位时间”的产量，不能使化学平衡发生移动；B项，合成氨是一个气体体积减小的反应，所以增大压强，使平衡正向移动，有利于合成氨，符合平衡移动原理；C项，因为合成氨是一个放热反应，所以从化学平衡移动角度分析，应采用较低温度，500 ℃高温较室温不利于平衡向合成氨方向移动，采用500 ℃既考虑到温度对速率的影响，更主要的是500 ℃左右催化剂活性最大；D项，恒温恒容下充入He，He不与N2、H2、NH3反应，虽总压强增大了，实际上平衡体系各成分浓度不变，平衡不移动，NH3的产量不变。
3．某条件下合成氨反应达平衡时氨的体积分数为25%，若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物的体积之比是(　　)
A.　　　　　　　　　　 B.
C. D.
解析：选A　设起始时H2为a mol、N2为b mol，平衡时NH3为x mol，则
　　　　　　3H2 ＋ N2 ?? 2NH3
起始(mol): a b 0
平衡(mol)：　　a－ b－ x
依题意可得：×100%＝25%
化简得：＝
解得：＝，即反应后缩小的气体的物质的量与原反应物的总物质的量之比为。根据相同条件下，体积之比等于物质的量之比，反应后缩小的气体体积与原反应物的体积之比为。
4．工业合成氨的正反应是放热反应，下列关于N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)反应的图像中，错误的是(　　)
解析：选C　合成氨的正反应是放热反应，升高温度正、逆反应速率都增大，但逆反应速率增大的程度大，A正确；在T1时φ(NH3)最大，达到平衡，再升高温度，平衡逆向移动，φ(NH3)减小，B正确，C错误；增大压强，平衡正向移动，φ(NH3)增大，D正确。
5．合成氨反应的正反应是气态物质系数减小的放热反应。合成氨工业的生产流程如图所示。
下列关于合成氨工业的说法中不正确的是(　　)
A．将混合气体进行循环利用符合绿色化学思想
B．合成氨反应需在低温下进行
C．对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率
D．使用催化剂可以提高反应速率，但不能使平衡向正反应方向移动
解析：选B　混合气的循环利用可以提高原料的利用率，减少污染和浪费，符合绿色化学思想，A项正确；低温有利于提高原料的转化率，但不利于提高反应速率和催化剂发挥催化作用，故合成氨不采用低温条件，B项错误；增大压强，平衡正向移动，提高了原料的转化率，C项正确；催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，D项正确。
6．合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为：
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0
反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是(　　)
A．增加压强　　　　　　 B．降低温度
C．增大CO的浓度 D．更换催化剂
解析：选B　选项A，该反应为反应前后气体分子数相等的反应，压强对CO的转化率无影响；选项B，该反应为放热反应，降低温度有利于化学平衡向右移动，提高CO的转化率；增大CO的浓度会降低CO的转化率；选项D，更换催化剂不能使化学平衡发生
移动。
7.对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH<0，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．a点的正反应速率比b点的大
B．c点处反应达到平衡状态
C．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不一样
D．其他条件不变，温度为773 K时反应至t1时刻，n(H2)比图中d点的值小
解析：选A　由图可以看出，N2和H2反应生成氨气，开始时正反应速率最大，A项正确；c点时H2和NH3的物质的量相等，但二者的含量还在变化，没有达到平衡状态，B项错误；t1时反应已经达到平衡状态，d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)相同，C项错误；773 K高于673 K，升温后平衡逆向移动，t1时刻n(H2)在773 K时比673 K时的多，D项错误。
8.在反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH<0的平衡体系中，当恒温恒压条件下t1时刻分离出NH3时，下列说法正确的是(　　)
A．t1时刻后的速率变化如图所示
B．t1时刻后达到新平衡前Q>K
C．新平衡体系中NH3的含量增大
D．N2的平衡转化率增大
解析：选D　分离出NH3，使体系中NH3的含量减小，则达到新平衡前Qv(逆)，平衡向正反应方向移动，故N2的平衡转化率增大。
9．工业合成氨N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示，据图回答下列问题：
(1)该反应通常用活性铁作催化剂，加活性铁会使图中B点____________(填“升高”或“降低”)，理由是______________________________________________________。
(2)450 ℃时该反应的平衡常数________500 ℃时的平衡常数(填“<”“>”或“＝”)。
(3)一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高H2的转化率，可以采取的合理措施有________(填字母代号)。
a．高温高压　　b．加入催化剂　　c．增加N2的浓度　d．增加H2的浓度　　e．分离出NH3
解析：(1)催化剂能降低反应的活化能；(2)该反应正向为放热反应，低温有利于平衡正向移动，450 ℃时反应正向进行的程度大，即450 ℃对应的平衡常数K大；(3)高温使化学平衡逆向移动，H2转化率降低，a不合理；催化剂对平衡无影响，b不合理；增加N2的浓度可以提高H2的转化率，c可以；d降低H2的转化率；分离出NH3，有利于平衡右移，e可以。
答案：(1)降低　催化剂能降低反应活化能
(2)>　(3)ce
10．工业合成氨是在一定条件下进行如下反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.44 kJ·mol－1，
其部分工艺流程如图所示：
反应体系中各组分的部分性质见下表
气体
氮气
氢气
氨
熔点/℃
－210.01
－259.77
－77.74
沸点/℃
－195.79
－252.23
－33.42
回答下列问题：
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式：K＝________。随着温度的升高，K值____________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)K值越大，表明________(填字母)。
A．其他条件相同时N2的转化率越高
B．其他条件相同时NH3的产率越大
C．原料中N2的含量越高
D．化学反应速率越快
(3)在工业上采取气体循环的流程，即反应后通过把混合气体的温度降低到________使________分离出来；继续循环的气体是________。
解析：(1)由化学方程式N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)可知，K＝，此反应ΔH<0，说明正反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向移动，即向左移动，[NH3]减小，[N2]和[H2]增大，故K减小。(2)K值越大，说明[NH3]越大，[N2]和[H2]就越小，说明反应进行的程度大，故其他条件相同时N2的转化率越高，NH3的产率越大。(3)根据物质的熔、沸点可知，氨气容易液化，使其分离可使平衡正向移动，剩余N2和H2循环使用，以提高产率。
答案：(1)　减小　(2)A、B
(3)－33.42 ℃　氨　N2和H2
第4节　化学反应条件的优化——工业合成氨
[课标要求]
1．了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件。
2．了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法，体验实际生产条件的选择与理论分析的差异。
3．认识化学反应速率和化学平衡的调控在工业生产中的重要作用。
1．N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1。理论上增大
反应物浓度和增大压强及时分离出NH3及降低温度有利于氨气的合成。
2．升高温度，增大压强，加入合适催化剂能提高化学反应速率。
3．结合实际生产，合成氨一般选择铁做催化剂，控制反应温度700 K
左右，高压且n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8。
1．反应原理
N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　298 K时，ΔH＝－92.2 kJ·mol－1　ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1。
2．反应特点
合成氨反应是一个能自发进行的、放热的、气体体积减小的可逆反应。
3．有利于氨生成的措施
(1)降低温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动。
(2)在一定的温度和压强下，反应物中N2和H2的体积比为1∶3时平衡混合物中氨的含量最高。
1．下列有关合成氨工业的叙述，可用勒·夏特列原理解释的是(　　)
A．使用铁触媒，有利于N2和H2反应合成氨
B．高压比常压条件更有利于合成氨反应
C．500 ℃左右比室温更有利于合成氨反应
D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率
解析：选B　催化剂不影响平衡移动；合成氨反应的正反应是气体分子数减小的反应，高压条件有利于平衡正向移动；工业合成氨采用500 ℃是综合考虑反应速率、转化率及催化剂的活性温度后确定的；采用循环操作与平衡移动无关。
2．利用原料气在合成塔中合成氨时，为提高N2的转化率所采取的措施是(　　)
A．高温　　　　　　　　 B．高压
C．使用催化剂 D．增大N2的浓度
解析：选B　提高N2的转化率应使平衡向右移动，使用催化剂对平衡无影响，升高温度平衡向左移动，高压和增大N2的浓度平衡向右移动，但增大N2的浓度，N2的转化率会
降低。
1．外界条件对速率的影响
(1)浓度
在特定条件下，合成氨反应的速率与参加反应的物质的浓度的关系式为v＝kc(N2)·c1.5(H2)·c－1(NH3)，由关系式可知，增大N2或H2的浓度，减小NH3的浓度，都有利于提高合成氨的速率。
(2)催化剂
使用催化剂，可显著降低反应的活化能，使反应速率提高上万亿倍。
(3)温度
温度对合成氨反应的速率也有显著影响：温度越高，反应进行得越快。
(4)压强
压强越大，反应进行得越快。
2．合成氨反应条件的选择依据
工业生产中，必须从反应速率和反应限度两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件。
提高反应的平衡转化率
提高化学反应速率
性质
措施
性质
措施
放热
低温
活化能高
使用合适
的催化剂
分子数减小
高压
低温时反
应速率低
高温
反应可逆
原料循
环利用
原料气浓度增大
能提高反应速率
增大原
料气浓度
氨气浓度增加
能降低反应速率
分离氨
(1)升高温度能提高化学反应速率，但工业合成氨温度不能太高的主要原因是什么？
提示：温度太高，催化剂活性减弱。
(2)工业合成氨中为达到最大平衡转化率，反应物的投料n(N2)∶n(H2)＝？
提示：n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8。
实际生产中合成氨的适宜条件
1．压强：压强越大越有利于合成氨，但在实际生产中，应根据反应设备可使用的钢材质量及综合指标来选择压强，大致分为低压、中压和高压三种类型，一般采用高压。
2．温度：温度越高，反应速率越大，但不利于氨的合成，在实际生产中一般控制反应温度在700 K左右(且在此温度时催化剂的活性最大)。
3．催化剂：使用催化剂可以大幅度提高反应速率，合成氨生产一般选择铁做催化剂。
4．浓度：合成氨生产通常采用N2和H2物质的量之比为1∶2.8的投料比，并且及时将氨气从反应混合物中分离出去。
5．为提高平衡转化率，工业合成采用原料的循环利用。
1．在合成氨反应中使用催化剂和施加高压，下列叙述中正确的是(　　)
A．都能提高反应速率，都对化学平衡无影响
B．都对化学平衡有影响，但都不影响达到平衡状态所用的时间
C．都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有施加高压对化学平衡有影响
D．使用催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而施加高压无此效果
解析：选C　对于反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，使用催化剂只能提高反应速率，缩短达到平衡状态所用的时间，不能使化学平衡发生移动。施加高压既能提高反应速率，使反应达到平衡状态所用的时间缩短，也能使化学平衡向生成NH3的方向移动。
2．下列有关合成氨工业的说法中，正确的是(　　)
A．从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15%，所以合成氨厂的产率都很低
B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中可循环使用，所以总体来说合成氨的产率很高
C．合成氨工业的反应温度控制在700 K左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D．合成氨厂采用的压强越大，产率越高，无需考虑设备、条件
解析：选B　合成氨反应在适宜的生产条件下达到平衡时，原料的转化率并不高，但将生成的NH3分离出来后，再将未反应的N2、H2循环利用，经过这样的处理后，可使合成氨的产率提高，据此可知A项错误，B项正确；合成氨工业选择700 K左右的反应温度，是综合了多方面的因素确定的，合成氨反应的正反应是放热反应，低温才有利于平衡向正反应方向移动，故C项错误；无论是从反应速率还是从化学平衡方面考虑，高压更有利于合成氨，但压强越大，对设备、动力的要求越高，故D项错误。
3．在合成氨时，既要使氨的产率增大，又要使化学反应速率增大，可以采取的措施有(　　)
①增大体积使压强减小　②减小体积使压强增大　③升高温度　④降低温度　⑤恒温恒容，再充入等量的N2和H2　⑥恒温恒压，再充入等量的N2和H2　⑦及时分离产生的NH3　⑧使用正催化剂
A．①④⑤⑦　　　　　　 B．②③④⑦⑧
C．②⑤ D．②③⑤⑥⑧
解析：选C　要使氨的产率增大，平衡右移，增大压强和降低温度、增大N2和H2的浓度、及时分离产生的NH3均可，要使化学反应速率增大，增大压强、升高温度、增大N2和H2的浓度、使用正催化剂，因此符合要求的是②⑤。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．在一定条件下，合成氨反应的速率与各物质的浓度关系为v＝kc(N2)·c1.5(H2)·c－1(NH3)，下列条件不能加快反应速率的是(　　)
A．加入催化剂　　　　　　 B．增大H2的浓度
C．升高温度 D．增大NH3的浓度
解析：选D　加入催化剂、升高温度均能加快反应速率，由速率方程知增大H2的浓度反应速率加快，增大NH3的浓度速率减慢。
2．合成氨工业上采用了循环操作，主要原因是(　　)
A．加快反应速率 B．提高NH3的平衡浓度
C．降低NH3的沸点 D．提高N2和H2的利用率
解析：选D　合成氨反应是可逆反应，采取循环操作的主要目的是提高N2和H2的利
用率。
3．工业上合成氨一般采用700 K左右的温度，其原因是(　　)
①适当提高氨的合成速率　②提高H2的转化率　③提高氨的产率　④催化剂在700 K时活性最高
A．只有① B．①②
C．②③④ D．①④
解析：选D　合成氨反应为放热反应，温度升高，转化率降低，但反应速率加快，同时要考虑催化剂的活性。
4．在合成氨工业中，下列措施不能使化学平衡向右移动的是(　　)
①不断将NH3分离出来　②使用催化剂　③采用700 K左右的高温　④采用2×107～5×107 Pa的压强
A．①④ B．②③
C．①③ D．②④
解析：选B　①减小生成物浓度，有利于化学平衡向正反应方向移动，所以不断将氨气分离出来有利于化学平衡向右移动；②使用催化剂能同等程度地加快正、逆反应速率，不能改变化学平衡，所以平衡不移动；③由于合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向左移动，所以采用700 K左右的高温，不利于化学平衡向右移动；④由于合成氨反应的正反应为气体分子数减小的反应，故增大压强有利于平衡向右移动。综上所述，②③不能使化学平衡向右移动。
5．已知工业合成氨N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1。
(1)一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，一定量的N2和H2反应达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率与时间的关系如图所示，其中t2、t4、t7时刻所对应的实验条件改变分别是t2________，t4________，t7________。
(2)温度为T ℃时，将2a mol H2和a mol N2放入0.5 L密闭容器中，充分反应达平衡后测得N2的转化率为50%，此时放出热量46.1 kJ，则该温度下反应的平衡常数为________。
解析：(1)t2时刻正反应速率瞬间增大，逆反应速率瞬间未变化，平衡正向移动，应是增大了反应物的浓度；t4时刻速率变大，但平衡未发生移动，应是加入了催化剂；t7时刻正、逆反应速率都瞬间减小后平衡正向移动，应是降低了温度。
(2)三段式计算：
　　　　　　　　N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
起始物质的量
浓度/(mol·L－1): 2a 4a 0
转化物质的量
浓度/(mol·L－1): a 3a 2a
平衡物质的量
浓度/(mol·L－1): a a 2a
平衡时放出热量46.1 kJ，则平衡时N2转化了0.5 mol,0.5a mol＝0.5 mol，a＝1.0。
K＝＝4.0(mol·L－1)－2。
答案：(1)增大N2或H2的浓度　加入催化剂　降温
(2)4.0(mol·L－1)－2
1．下列有关合成氨工业的说法中正确的是(　　)
A．铁做催化剂可加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
B．升高温度可以加快反应速率，且有利于化学平衡向合成氨的方向移动
C．增大压强能缩短到达平衡状态所用的时间
D．合成氨采用的压强是2×107～5×107 Pa，因为该压强下铁触媒的活性最高
解析：选C　催化剂可以改变反应速率，但不能使平衡移动，只能缩短反应达到平衡所需的时间，A项错误；升高温度可以加快反应速率，但合成氨反应是放热反应，因此升高温度不利于化学平衡向合成氨的方向移动，B项错误；增大压强加快反应速率，C项正确；催化剂的活性取决于温度的高低，而非取决于压强的大小，D项错误。
2．合成氨反应使用催化剂的理由是(　　)
A．使逆反应不发生
B．使平衡向正反应方向移动
C．加快正、逆反应速率，缩短达到平衡的时间
D．提高原料的转化率
解析：选C　使用催化剂，加快反应速率，缩短达到平衡时间，但平衡不移动。
3．合成氨时，既要使H2的转化率增大，又要使反应速率增大，可采取的方法是(　　)
A．补充H2　　　　　　　　 B．升高温度
C．增大压强 D．使用催化剂
解析：选C　合成氨反应是放热、气态物质系数减小的反应，补充H2、升高温度、增大压强、使用催化剂都能使反应速率增大，但补充H2会使H2的转化率减小；升高温度使平衡左移，H2的转化率减小；使用催化剂，平衡不移动，H2的转化率不变；只有增大压强会使平衡右移，H2的转化率增大。
4．如图所示是合成氨的简要流程示意图，图中沿x路线到压缩机的物质是(　　)
A．N2和H2 B．催化剂
C．N2 D．H2
解析：选A　在合成塔中氨的产率较低，有大量未反应的N2和H2，为提高原料的利用率，将未反应的原料气循环利用。
5．下列措施不能使合成氨反应的速率增大的是(　　)
A．升高温度 B．降低温度
C．使用催化剂 D．及时分离出NH3
解析：选B　在特定条件下，合成氨反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式为v＝kc(N2)c1.5(H2)c－1(NH3)，可知及时分离出NH3能提高合成氨反应的速率；升高温度、使用催化剂能提高合成氨反应的速率。
6.合成氨反应达到平衡时，NH3的体积分数与温度、压强的关系如图所示。根据此图分析合成氨工业最有前途的研究方向是(　　)
A．提高分离技术
B．研制耐高压的合成塔
C．研制低温催化剂
D．探索不用N2和H2合成氨的新途径
解析：选C　由题图可知，NH3的体积分数随着温度的升高而显著下降，故要提高NH3的体积分数，必须降低温度，但目前所用催化剂铁触媒的活性最高时的温度为700 K，故最有前途的研究方向为研制低温催化剂。
7．一定条件下，将10.0 mol H2和1.0 mol N2充入恒容密闭容器中，发生反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，并达到平衡状态，则H2的转化率可能是(　　)
A．15% B．30%
C．35% D．75%
解析：选A　对可逆反应而言，任何一种物质都不能完全转化。利用“极限法”，假设N2完全转化，则消耗的H2的物质的量为n(H2)＝3n(N2)＝3.0 mol，但事实上，N2是不可能完全转化的，因而消耗的H2的物质的量一定小于3.0 mol，故H2的转化率α(H2)<×100%＝30%。
8．下列关于N2＋3H2??2NH3反应速率与时间的关系图中，纵坐标为反应速率v，横坐标为时间t，当反应达到平衡后，条件发生改变与速率变化的关系中不符合实际的是(　　)
解析：选A　合成氨反应的化学方程式的特点是：体积缩小、放热反应，所以加压和降温有利于化学平衡向着生成氨气的方向移动。达到化学平衡后，若升高温度，化学平衡左移，实际上此时是逆反应速率大于正反应速率，所以A图像错误；如果给体系加压，体系中所有物质的浓度都增大，所以正、逆反应速率都增大，但正反应速率增大的幅度大于逆反应速率增大的幅度，所以B图像正确；使用催化剂不会使化学平衡发生移动，只能改变化学反应速率，所以C图像也是正确的；补充N2和H2，则平衡体系中反应物的浓度增加，所以正反应速率增大，分离出NH3，产物的浓度降低，所以逆反应速率减小，所以D图像正确。
9．在密闭容器内，使1 mol N2与3 mol H2混合发生下列反应：3H2＋N2??2NH3　ΔH<0
(1)合成氨时选择500 ℃高温的目的是________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是________。
(3)当达到平衡时，充入氩气，并保持体积不变，平衡将________移动。
(4)当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，平衡将________移动，反应速率将________。
(5)当达到平衡时，充入N2并保持压强不变，平衡将________移动。
(6)当达到平衡时，保持体积不变，升高温度时，混合气体的平均相对分子质量________，密度________。
解析：合成氨时选择500 ℃高温可以加快反应速率，而且工业上用的催化剂在该温度时活性最大；因为初始和转化的N2和H2的浓度比都是1∶3，所以当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是1∶3；平衡时保持体积不变，充入氩气平衡不移动；保持压强不变充入氩气，容器体积变大，反应速率将变小，平衡逆向移动；充入N2并保持压强不变，平衡将正向移动；保持体积不变，升高温度时，平衡逆向移动，混合气体的质量不变，总物质的量变大，平均相对分子质量变小，密度不变。
答案：(1)加快反应速率，工业上用的催化剂在该温度时活性最大　(2)1∶3　(3)不　(4)逆向　变小
(5)正向　(6)减小　不变
10．下表的实验数据是在不同温度和压强下，平衡混合物中NH3含量的变化情况。
达到平衡时平衡混合物中NH3的含量(体积分数)c(投料V(N2)∶V(H2)＝1∶3]
NH3的含量/%压强/MPa温度/℃
0.1
10
20
30
60
100
200
15.3
81.5
86.4
89.9
95.4
98.8
300
2.2
52.0
64.2
71.0
84.2
92.6
400
0.4
25.1
38.2
47.0
65.2
79.8
500
0.1
10.6
19.1
26.4
42.2
57.5
600
0.05
4.5
9.1
13.8
23.1
31.4
(1)比较200 ℃和300 ℃时的数据，可判断升高温度，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，正反应方向为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据平衡移动原理，合成氨适宜的条件是____________________________________。
A．高温高压 B．高温低压
C．低温高压 D．低温低压
(3)计算500 ℃，30 MPa时N2的转化率________。
(4)实际工业生产氨时，考虑浓度对化学平衡的影响，及500 ℃对反应速率的影响，还采取了一些措施请分别写出其中的一个措施：________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)表中数据表明：恒压时，升高温度，w(NH3)减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应。
(2)由反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＜0，合成氨适宜条件是低温、高压，此时平衡右移，反应物转化率大。
(3)假设N2的用量为1 mol，H2的用量为3 mol，N2的消耗量为x mol，则：
　　　　　　N2(g)　＋　3H2(g)??2NH3(g)
初始量(mol) 1 3 0
转化量(mol) x 3x 2x
平衡量(mol) 1－x 3－3x 2x
得：×100%＝26.4%
x＝0.4177
α(N2)＝×100%＝41.77%。
(4)增大反应物浓度或降低产物浓度有利于平衡右移；低温时虽然有利于化学反应正向进行，但速率较小，为提高化学反应速率，500 ℃时加入合适的催化剂(铁)，既提高化学反应速率，又使铁的催化性能最好。
答案：(1)逆反应　放热
(2)C　(3)41.77%
(4)加过量N2或及时从平衡体系中移走NH3，选择合适的催化剂(如铁)
1．可逆反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH<0，达到平衡后，为了使氢气的转化率增大，下列选项中采用的三种方法正确的是(　　)
A．升高温度、降低压强、增加氮气
B．降低温度、增大压强、加入催化剂
C．升高温度、增大压强、增加氮气
D．降低温度、增大压强、分离出部分氨气
解析：选D　要使氢气的转化率增大，需使平衡向正反应方向移动，根据合成氨反应的特点，由于正反应为放热反应，需降低温度；正反应为气体总体积减小的反应，需增大压强；另外还可通过及时分离出部分氨气，减小生成物浓度的方法，促使平衡右移，故选D。
2．下列说法能够用平衡移动原理来解释的是(　　)
A．加入催化剂可以提高单位时间氨的产量
B．高压有利于氨的合成反应
C．500 ℃高温比室温更利于合成氨的反应
D．恒温恒容下，在合成氨平衡体系中充入He，使压强增大，则平衡正向移动，NH3增多
解析：选B　A项，加入催化剂只能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，提高“单位时间”的产量，不能使化学平衡发生移动；B项，合成氨是一个气体体积减小的反应，所以增大压强，使平衡正向移动，有利于合成氨，符合平衡移动原理；C项，因为合成氨是一个放热反应，所以从化学平衡移动角度分析，应采用较低温度，500 ℃高温较室温不利于平衡向合成氨方向移动，采用500 ℃既考虑到温度对速率的影响，更主要的是500 ℃左右催化剂活性最大；D项，恒温恒容下充入He，He不与N2、H2、NH3反应，虽总压强增大了，实际上平衡体系各成分浓度不变，平衡不移动，NH3的产量不变。
3．某条件下合成氨反应达平衡时氨的体积分数为25%，若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物的体积之比是(　　)
A.　　　　　　　　　　 B.
C. D.
解析：选A　设起始时H2为a mol、N2为b mol，平衡时NH3为x mol，则
　　　　　　3H2 ＋ N2 ?? 2NH3
起始(mol): a b 0
平衡(mol)：　　a－ b－ x
依题意可得：×100%＝25%
化简得：＝
解得：＝，即反应后缩小的气体的物质的量与原反应物的总物质的量之比为。根据相同条件下，体积之比等于物质的量之比，反应后缩小的气体体积与原反应物的体积之比为。
4．工业合成氨的正反应是放热反应，下列关于N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)反应的图像中，错误的是(　　)
解析：选C　合成氨的正反应是放热反应，升高温度正、逆反应速率都增大，但逆反应速率增大的程度大，A正确；在T1时φ(NH3)最大，达到平衡，再升高温度，平衡逆向移动，φ(NH3)减小，B正确，C错误；增大压强，平衡正向移动，φ(NH3)增大，D正确。
5．合成氨反应的正反应是气态物质系数减小的放热反应。合成氨工业的生产流程如图所示。
下列关于合成氨工业的说法中不正确的是(　　)
A．将混合气体进行循环利用符合绿色化学思想
B．合成氨反应需在低温下进行
C．对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率
D．使用催化剂可以提高反应速率，但不能使平衡向正反应方向移动
解析：选B　混合气的循环利用可以提高原料的利用率，减少污染和浪费，符合绿色化学思想，A项正确；低温有利于提高原料的转化率，但不利于提高反应速率和催化剂发挥催化作用，故合成氨不采用低温条件，B项错误；增大压强，平衡正向移动，提高了原料的转化率，C项正确；催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，D项正确。
6．合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为：
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0
反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是(　　)
A．增加压强　　　　　　 B．降低温度
C．增大CO的浓度 D．更换催化剂
解析：选B　选项A，该反应为反应前后气体分子数相等的反应，压强对CO的转化率无影响；选项B，该反应为放热反应，降低温度有利于化学平衡向右移动，提高CO的转化率；增大CO的浓度会降低CO的转化率；选项D，更换催化剂不能使化学平衡发生移动。
7.对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH<0，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．a点的正反应速率比b点的大
B．c点处反应达到平衡状态
C．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不一样
D．其他条件不变，温度为773 K时反应至t1时刻，n(H2)比图中d点的值小
解析：选A　由图可以看出，N2和H2反应生成氨气，开始时正反应速率最大，A项正确；c点时H2和NH3的物质的量相等，但二者的含量还在变化，没有达到平衡状态，B项错误；t1时反应已经达到平衡状态，d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)相同，C项错误；773 K高于673 K，升温后平衡逆向移动，t1时刻n(H2)在773 K时比673 K时的多，D项错误。
8.在反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH<0的平衡体系中，当恒温恒压条件下t1时刻分离出NH3时，下列说法正确的是(　　)
A．t1时刻后的速率变化如图所示
B．t1时刻后达到新平衡前Q>K
C．新平衡体系中NH3的含量增大
D．N2的平衡转化率增大
解析：选D　分离出NH3，使体系中NH3的含量减小，则达到新平衡前Qv(逆)，平衡向正反应方向移动，故N2的平衡转化率增大。
9．工业合成氨N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示，据图回答下列问题：
(1)该反应通常用活性铁作催化剂，加活性铁会使图中B点____________(填“升高”或“降低”)，理由是______________________________________________________。
(2)450 ℃时该反应的平衡常数________500 ℃时的平衡常数(填“<”“>”或“＝”)。
(3)一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高H2的转化率，可以采取的合理措施有________(填字母代号)。
a．高温高压　　b．加入催化剂　　c．增加N2的浓度　d．增加H2的浓度　　e．分离出NH3
解析：(1)催化剂能降低反应的活化能；(2)该反应正向为放热反应，低温有利于平衡正向移动，450 ℃时反应正向进行的程度大，即450 ℃对应的平衡常数K大；(3)高温使化学平衡逆向移动，H2转化率降低，a不合理；催化剂对平衡无影响，b不合理；增加N2的浓度可以提高H2的转化率，c可以；d降低H2的转化率；分离出NH3，有利于平衡右移，e可以。
答案：(1)降低　催化剂能降低反应活化能
(2)>　(3)ce
10．工业合成氨是在一定条件下进行如下反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.44 kJ·mol－1，
其部分工艺流程如图所示：
反应体系中各组分的部分性质见下表
气体
氮气
氢气
氨
熔点/℃
－210.01
－259.77
－77.74
沸点/℃
－195.79
－252.23
－33.42
回答下列问题：
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式：K＝________。随着温度的升高，K值____________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)K值越大，表明________(填字母)。
A．其他条件相同时N2的转化率越高
B．其他条件相同时NH3的产率越大
C．原料中N2的含量越高
D．化学反应速率越快
(3)在工业上采取气体循环的流程，即反应后通过把混合气体的温度降低到________使________分离出来；继续循环的气体是________。
解析：(1)由化学方程式N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)可知，K＝，此反应ΔH<0，说明正反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向移动，即向左移动，[NH3]减小，[N2]和[H2]增大，故K减小。(2)K值越大，说明[NH3]越大，[N2]和[H2]就越小，说明反应进行的程度大，故其他条件相同时N2的转化率越高，NH3的产率越大。(3)根据物质的熔、沸点可知，氨气容易液化，使其分离可使平衡正向移动，剩余N2和H2循环使用，以提高产率。
答案：(1)　减小　(2)A、B
(3)－33.42 ℃　氨　N2和H2
第四节 化学反应条件的优化——工业合成氨
【教学目标】
知识与技能：
1．了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件；
2．了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法，体验实际生产条件的选择与理论分析的差异；
3．通过对合成氨适宜条件的分析，认识化学反应速率和化学平衡的调控在工业生产中的重要作用。
过程与方法：
1．通过对合成氨适宜条件的研究选择，学会把握主要矛盾、统筹兼顾解决问题的能力，培养理论联系实际的能力；
2．在运用理论解决问题的过程中，进一步加深对所学理论的理解，提高实际应用能力；
3．通过讨论、交流发现问题和解决问题，体验合作学习的过程和乐趣。
情感态度与价值观：
1．初步形成从多方面综合思考问题的意识；
2．认识化学反应原理在工业生产中的重要作用，提升学生对化学反应的价值的认识，从而赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献。
【教学过程】
合成氨的车间外貌和生产设备图。（浏览图片）
一、合成氨反应的限度
1．反应原理
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　298 K时　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1　ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1。
2．反应特点
合成氨反应是一个能自发进行的、放热的、气体体积减小的可逆反应。
3．有利于氨生成的措施
(1)降低温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动。
(2)在一定的温度和压强下，反应物中N2和H2的体积比为1∶3时平衡混合物中氨的含量最高。
二、合成氨反应的速率
1．浓度
在特定条件下，合成氨反应的速率与参加反应的物质的浓度的关系式为v＝k c(N2)·c1.5(H2)·c－1(NH3)，由关系式可知，增大N2或H2的浓度，减小NH3的浓度，都有利于提高合成氨的速率。
2．催化剂
使用催化剂，可显著降低反应的活化能，使反应速率提高上万亿倍。
3．温度
温度对合成氨反应的速率也有显著影响：温度越高，反应进行得越快。
4．压强
压强越大，反应进行得越快。
三、合成氨的适宜条件
1．合成氨反应条件的选择
工业生产中，必须从反应速率和反应限度两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件。
2．合成氨的适宜条件
反应
条件
压强
温度
催化剂
浓度
1×107～1×
108Pa
700 K左右
铁触媒(铁)
使气态NH3变成液态NH3并及时从平衡混合物中分离出去，及时补充N2和H2
四、工业生产中化学反应条件优化的原则
外界
条件
有利于加
快速率的
条件控制
有利于平
衡移动的
条件控制
综合分析结果
浓度
增大反应
物的浓度
增大反应物的浓度，减小生成物的浓度
不断地补充反应物，及时地分离出生成物
催化
剂
加合适的
催化剂
无影响
加合适的催化剂
温度
高温
ΔH<0
低温
兼顾速率和平衡，考虑催化剂的适宜温度
ΔH>0
高温
在设备条件允许的前提下，尽量采取高温并选取适宜的催化剂
压强
高压(有气
体参加)
Δνg<0
高压
在设备条件允许的前提下，尽量采取高压
Δνg>0
低压
兼顾速率和平衡，选取适宜的压强
五、合成氨的工业流程
『特别提醒』在制备原料时，要注意反应的可行性，同时要注意反应的速率和限度。
六、氮的固定
将空气中游离态的氮转化为氮的混合物的过程叫氮的固定，主要的固氮方法：
1.生物固氮
一种主要的自然固氮反应。如豆科植物在根瘤菌作用下直接吸收空气中的N2转化为氨等，进一步合成蛋白质。
2.自然固氮
如闪电产生的巨大电压，其电火花足可以破坏氮气分子的叁键，促使其与氧气反应生成NO，进而生成NO2和HNO3等。
3.化学固氮
如合成氨反应、放电条件下使氮气与氧气反应生成NO等。
4.人工模拟生物固氮
通过化学方法，制备出类似生物“固氮菌”的物质，使空气中的氮气在常温常压下与水及二氧化碳等反应，转化为硝态氮或铵态氮，进而实现人工合成大量的蛋白质等，最终实现工业化生产蛋白质食品。
『特别提醒』判断某过程是否为氮的固定时，可以通过看反应物中是否有N2分子，生成物中是否有氮的化合物，都符合的属于氮的固定。
七、检测题
1. 对于可逆反应N2(气)＋3H2(气)2NH3(气)　ΔH<0，下列说法正确的是（ ）
A．达到平衡时反应物和生成物浓度一定相等
B．达到平衡后加入氨气，重新达到平衡时，氨气的浓度比原平衡时大
C．达到平衡时，升高温度加快了吸热反应的速率，降低了放热反应的速率，所以平衡向逆反应的方向移动
D．加入催化剂可以缩短到达平衡的时间，这是因为加快了正反应的速率，而减慢了逆反应的速率
2. 在合成氨时，既要使氨的产率增大，又要使化学反应速率增大，可以采取的措施有（　　）
①增大体积使压强减小　②减小体积使压强增大　③升高温度　④降低温度　⑤恒温恒容，再充入等量的N2和H2　⑥恒温恒压，再充入等量的N2和H2　⑦及时分离产生的NH3　⑧使用合适的催化剂
A．②④⑤⑦ B．②③④⑤⑦⑧ C．②⑤ D．②③⑤⑧
3. 工业合成氨的正反应是放热反应，下列关于N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)反应的图像中，错误的是（　　）
4. 采用循环操作可提高原料的利用率，下列工业生产中，没有采用循环操作的是(　　)
A．硫酸工业　　　　　　　 B．合成氨工业
C．硝酸工业 D．氯碱工业
5. 已知合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应，合成氨工业的工艺流程如下：
下列关于合成氨工业的说法中不正确的是（　　）
A．混合气进行循环利用遵循绿色化学思想
B．合成氨反应需在低温下进行
C．对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率
D．原料气之一的氢气可由天然气和水反应制得
6. 下列化工生产中所发生的主要化学反应，不涉及氧化还原反应的是（ ）
A．氯碱工业　　B．接触法制硫酸 C．制造普通玻璃 D．工业合成氨
参考答案
1. 【解析】往往错选C、D，原因：对升高温度可以使平衡向吸热反应方向移动的原因认识不清；对使用催化剂可缩短到达平衡所用时间的原因认识不清；正确选项为B。
【答案】B
2. 【解析】①减小压强，产率降低，速率变慢，所以②正确；③升温平衡左移，④降温速率变慢，所以③④错；⑤相当于加压，正确，⑥错；⑦反应速率变慢；⑧对平衡无影响。
【答案】C
3. 【解析】合成氨的正反应是放热反应，升温，正、逆反应速率都增大，但逆反应增大的程度大，A正确；在T1时NH3%最大，达到平衡，再升高温度，平衡逆向移动，NH3%减小，B正确；低温下达到平衡，NH3的含量大，C错误；增大压强，平衡向右移动，NH3%增大，D正确。
【答案】C
4. 【解析】硫酸工业，循环操作提高二氧化硫利用率；合成氨工业，循环操作提高氮气和氢气利用率；硝酸工业，循环操作提高氨的转化率；氯碱工业，电解饱和氯化钠溶液，没有循环操作。
【答案】D
5. 【解析】合成氨反应虽是放热反应，但是温度低时，反应速率太慢，适宜温度需在500℃左右，且该温度下催化剂的活性最大。
【答案】B
6. 【解析】各选项涉及的主要反应为：A项，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；B项，4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2,2SO2＋O2??2SO3，SO3＋H2O===H2SO4；C项，SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；D项，N2＋3H22NH3。
【答案】C
课件44张PPT。第四节 化学反应条件的优化--工业合成氨弗里茨·哈伯与合成氨 合成氨从第一次实验室研制到工业化投产经历了约150年的时间。德国科学家哈伯在10年的时间内进行了无数次的探索，单是寻找高效稳定的催化剂，2年间他们就进行了多达6500次试验，测试了2500种不同的配方，最后选定了一种合适的催化剂--铁，使合成氨的设想在1913年成为工业现实。鉴于合成氨工业的实现，瑞典皇家科学院于1918年向哈伯颁发了诺贝尔化学奖。化学反应条件的优化
----工业合成氨分析：合成氨的反应特点可逆放热减小生产宗旨 产品的产率高
（生产的多） → 化学反应限度问题
产品生产周期短
（生产的快） → 化学反应速率问题合成氨反应有哪些特点？①可逆反应③正反应气体体积缩小④正反应是放热反应②熵减小的反应ΔS<0 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝-92.4 kJ/mol
(1体积) (3体积) (2体积)合成氨反应是一个可逆反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
已知298 K时: ΔH=-92.2 kJ·mol-1
ΔS =-198.2 J·K-1·mol-1
合成氨反应的平衡常数K=4.1×106（mol·L-1)-2
请根据正反应的焓变和熵变分析298 K下合成氨反应能否自发进行？ΔH-TΔS =-92.2 kJ·mol-1+298 K×198.2×
10-3 kJ·k-1·mol-1因为ΔH-TΔS<0，298 K下合成氨反应能自发进行1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 0.60.50.40.30.20.1NH3%N2:H2一、合成氨的反应限度请同学们根据合成氨反应的特点，利用影响化学平衡移动的因素，分析什么条件有利于氨生成的多？___温、___压有利于化学平衡正向移动，N2、H2浓度比为_____有利于化学平衡正向移动。高低1：3二、合成氨反应的速率结合影响反应速率的因素，思考什么条件 能使氨生成的快？升高温度
增大压强
增大反应物浓度
使用催化剂高压高压低温高温使用无影响增大浓度增大浓度减小浓度减小浓度不同条件下平衡混合气中氨的体积分数思考相同温度时增大压强，反应的程度如何变化？反应的程度越大。不同条件下平衡混合气中氨的体积分数思考相同压强时升高温度，反应的程度如何变化？反应的程度越小高压高温使用高压低温不影响根据外界条件对反应速率和反应限度的影响，
请为工业合成氨选择合适的条件：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH ＝-92.4 kJ·mol-1 适宜温度（500℃左右）使用铁触媒作催化剂N2和H2的物质的量比为1:2.8的投料比, 氨及时从混合气中分离出去2×107～5×107 Pa催化剂活性大1.一般要使用催化剂：
2.选择合适的温度：
3.选择合适的压强：既要考虑化学反应速率和化学平衡，还要综合考虑设备等。该温度是催化剂活性最大的温度；加快化学反应速率，提高生产效率，提高经济效益；工业上利用某可逆反应生产产品有哪些注意事项？ 四、工业流程 造气
净化
合成氨原料气的制备煤、石油、天然气、石脑油等净化造气N2和H2循环利用简要流程合成氨工业简述：1.主要流程：原料气制取→净化 →压缩 →合成→分离→液氨2.原料气制取：制氮气:（造气）（净化）（合成氨）制氢气:平衡时NH3含量
合成氨工业的现状及发展趋势
一、我国合成氨工业已走过了五十多年的路程，从小到大从弱到强，从3000吨/年——5000吨/年到45万吨/年，从碳铵到尿素。根据中国氮肥协会统计2011年合成氨产量5864.1万吨/年，位居世界第一，其中88%用来生产化肥；30万吨/年工厂有74家约占49.4%，8万吨/年上以工厂有223家占82.4%，合成氨工业由3000吨/年发展到今天40万吨/年（单系列），全国从1000个厂到今只有300个厂，然而总产量不但没有下降，反而有所增加，尿素2011年出口355.95万吨，从而保证了粮食生产连年丰收。（据农业部门反映一吨尿素可增产粮食几吨），我国粮食为什么连年丰收增产，一是靠国家支农、惠农、护农政策，二是靠优良品种，三是靠化肥支撑。因此对于我们这样一个有13.4亿人的大国，如果粮食生产不能稳定，那是不堪设想的。因此合成氨工业是国家发展的需要，也是人民生活的需要。二、我国合成氨工业发展趋势 由于我国人多地少，粮食需求量大，因此合成氨工业必须由小变大，向大型化、现代化发展，过去小规模用块煤的技术已远远不能满足国民经济发展需要，发展趋势主要是： 1.由小变大，扶大压小； 2.由块煤变粉煤； 3.由低压向中压、高压气化发展； 具体有以下几点： 1.中压、高压造气 不管用水煤浆气化炉、干粉煤气化炉，还是块煤炉，流化床气化炉都要向中压、高压发展，现在有的气化炉已做到8.7Map，一般都在4.0Map左右。 透平压缩这样可以省电3%左右。 2.低压合成氨。 过去为了追求产量合成氨压力由低压向高压发展，现在从降低能耗的角度又能向低压，目前已成功运用15Map，10Map即正在试验中，这样可以做到电耗最低。 3.高度净化，为了保证催化剂长周期运行气体净化已达到PPM级，甚至PPb级。 4.消灭三废，最少做到达标排放，最终做到零排放。三、合成氨工业发展对空分的要求，由于合成氨工业向大型化发展，因此对空分也提出了由小向大型发展的要求，从几千米3/时到几万米3/时，同时O2纯度N2纯度也提出了更高的要求。同步练习1.下列有关合成氨工业的说法中，正确的是（ ）
A.从合成塔出来的混合气体，其中氨气只占13%～14%，所以生产氨的工厂效率都很低
B.由于氨易液化，氮气、氢气是循环使用的，总体来讲氨的产率比较高
C.合成氨反应温度不采用常温而选择500 ℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D.合成氨采用的压强是2×107 Pa～5×107 Pa，因为该压强下铁触媒的活性最大B【思路点拨】（1）n（N2）∶n（H2）=1∶3
（2）500 ℃有利于加快反应速率，且此时催化剂活性最大。
【自主解答】选B。虽然从合成塔出来的混合气体中氨气只占13%～14%，但由于氮气、氢气是循环使用的，总体来讲氨的产率比较高；合成氨的反应是放热反应，选择高温不利于氨气的合成，选择500 ℃左右的温度利于提高化学反应速率和增大催化剂的活性；催化剂的活性取决于温度的大小，而不是取决于压强的高低。
2.在一密闭容器中，N2、H2合成氨的反应已达到平衡。此时再往容器中通入一定量N2,保持温度和容器体积不变，当反应再次达到平衡时，与第一次平衡状态相比
（ ）
A.NH3的百分含量增大
B.NH3的浓度减小
C.H2的转化率提高
D.N2的转化率提高C【解析】选C。N2、H2合成氨的反应已达到平衡，此时再往容器中通入一定量N2,保持温度和容器体积不变，那么N2的浓度增大，所以平衡会向正反应方向移动，H2的转化率增大，NH3的浓度也会增大，但气体总物质的量增多，NH3的百分含量不一定增大。3.工业合成氨时，必须除去原料气中的杂质，其主要原因是（ ）
A.减小副反应
B.提高N2、H2的浓度
C.防止催化剂中毒
D.有利于平衡移动
【解析】选C。因为杂质的存在，会引起催化剂中毒。C4.工业上用氢气和一氧化碳气体在一定条件下反应生
产甲醇CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) (正反应是放热反
应）为了提高甲醇的产量，从理论上讲下列措施中正
确的是( )
A.高温高压 B.高温低压
C.低温低压 D.低温高压
【解析】选D。这是一个气体体积减小的放热反应，为了提高甲醇的产量，应尽可能让平衡向正反应方向移动，则低温高压是使平衡向正向移动的条件。D5.能够使合成氨进行的程度增大的措施是（ ）
A.升高温度 B.降低压强
C.使用催化剂 D.不断移去NH3
【解析】选D。使合成氨反应进行的程度增大，也就是使化学反应平衡向着生成NH3的方向移动。升高温度、降低压强，平衡向着NH3减少的方向移动，使用催化剂平衡不移动，不断移去NH3，减小了生成物浓度，平衡向着生成NH3的方向移动。D6.从化学反应速率和化学平衡两方面考虑，合成氨应采用的条件是（ ）
A.低温、高压、催化剂
B.低温、低压、催化剂
C.高温、高压、催化剂
D.适当温度、高压、催化剂D【解析】选D。高温时反应速率快，但不利于平衡限度，故选择适当温度，高压有利于平衡右移，提高NH3产率，使用催化剂会加快反应速率，提高生产效率。7.下列事实能用勒·夏特列原理解释的是（ ）
A.使用铁触媒有利于氨的合成
B.高压比常压条件更有利于合成氨的反应
C.500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应
D.合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率
【解析】选B。由于使用铁触媒能同等程度地加快正、逆
反应速率，v（正）和v（逆）仍然保持相等，所以它不破
坏化学平衡状态，平衡不发生移动，只能缩短达到合成氨
平衡的时间，显然选项A不能用勒·夏特列原理解释；合
成NH3的反应特点之一是正反应是气体体积缩小的反应，B当其他条件不变时，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，所以高压将有利于NH3的合成，选项B符合题意；合成NH3反应的另一特点是正反应为放热反应，低温虽有利于平衡向正反应方向移动，但反应速率太慢，生产周期太长，所以在生产上一般采用提高温度（500 ℃）加快反应速率的方法来提高NH3的生产效率，另一方面选用500 ℃考虑到此温度下催化剂活性最大，因此选项C不能用勒·夏特列原理来解释；合成氨采用循环操作，并没有涉及化学平衡的移动，因此选项D不能用勒·夏特列原理解释。8.关于氨的合成工业的下列说法正确的是（ ）
A.从合成塔出来的气体中氨一般占15%，所以工业生产氨的效率都很低
B.由于NH3易液化，N2、H2可循环使用，因此总的来说工业合成氨的产率很高
C.合成氨工业的反应温度控制在500 ℃左右，目的是使平衡向正反应方向移动
D.合成氨工业采用20 MPa～50MPa的压强，是因为该条件下催化剂的活性最好B9.在一定条件下,合成氨反应达到平衡后,混合气体中NH3的
体积占25%,若反应前后条件保持不变,则反应后缩小的气体
体积与原反应物体积之比是( )
A.1/5 B.1/4 C.1/3 D.1/2A课件82张PPT。章末重难点专题突破第二单元 化学反应的方向、限度与速率 一　化学平衡状态的特征及其判断方法二　关于化学平衡移动及其移动方向的分析与判断内容索引三　解读化学平衡常数学习的“三个”基本要求四　化学平衡计算模式与公式五　全面解读外界条件对化学反应速率的影响规律六　化学反应速率和化学平衡图像题目类型及其分析方法七　运用“化归思想”理解等效平衡原理一　化学平衡状态的特征及其判断方法在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。
“一定条件”“可逆反应”是前提，“相等”是实质，“保持不变”是标志。
1.化学平衡状态具有的“五大特征”
(1)逆：指化学平衡状态只适用于可逆反应，同一可逆反应，在同一条件下，无论反应从正反应方向开始还是从逆反应方向开始，或同时从正、逆反应方向开始，以一定的配比投入反应物或生成物，则可以达到相同的平衡状态。(2)动：指动态平衡，即化学反应处于平衡状态时，正、逆反应并未停止，仍在进行，只是正、逆反应速率相等。
(3)等：指“v正＝v逆≠0”。即某一物质在单位时间内消耗的物质的量浓度和生成的物质的量浓度相等，也可以用不同物质的化学反应速率表示该反应的正、逆反应速率相等。
(4)定：指参加反应的各组分的含量保持不变，即各组分的浓度、质量分数、体积分数(有气体参加的可逆反应)、反应物的转化率等均保持不变。
(5)变：指平衡移动。可逆反应的平衡状态是相对的、暂时的，当外界某一条件改变时，原平衡被破坏，化学平衡向着减弱这种改变的方向移动，在新的条件下达到新的平衡状态。 典例1 一定温度下，向某容积恒定的密闭容器中充入1 mol N2、3 mol H2，经充分反应后达到如下平衡：N2＋3H2 2NH3，下列有关说法中正确的是
A.达平衡后再加入一定量的N2，体系内各物质含量不变
B.N2、H2、NH3的浓度一定相等
C.反应没有达到平衡时，NH3会不断地分解，达到平衡时则不会再分解
D.平衡时，N2、H2物质的量之比为1∶3 答案 解析化学平衡是一种相对平衡，条件改变后原来的平衡状态就会被破坏，
A错；
化学平衡又是一种动态平衡，平衡时正、逆反应仍在进行，C错；
平衡时体系内各物质浓度或百分含量保持不变(不是相等)，B错；
D中因反应中消耗N2、H2的物质的量之比为1∶3，而N2、H2的起始量之比是1∶3，故平衡时仍是1∶3。2.化学平衡状态判断的“四大依据”
(1)对于普通可逆反应，以2SO2＋O2 2SO3为例：
若各组分的物质的量、浓度不发生变化，则反应已达到平衡状态。若用反应速率关系表示化学平衡状态，式中既要有正反应速率，又要有逆反应速率，且两者之比等于化学系数之比，就达到化学平衡状态。
(2)对于有有色气体存在的反应体系，如2NO2(g)?? N2O4(g)等，若体系的颜色不再发生改变，则反应已达平衡状态。(3)对于有气体存在且反应前后气体的物质的量发生改变的反应，如
N2＋3H2 2NH3，若反应体系的压强不再发生变化、平均相对分子质量不再变化，则说明反应已达平衡状态。
对有气体存在且反应前后气体物质的量不发生改变的反应，反应过程中的任何时刻，体系的压强、气体的总物质的量、平均相对分子质量都不变，故压强、气体的总物质的量、平均相对分子质量不变均不能说明反应已达平衡状态。(4)从微观的角度分析，如反应N2＋3H2 2NH3，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态。
①断裂1 mol N≡N键的同时生成1 mol N≡N键。
②断裂1 mol N≡N键的同时生成3 mol H—H键。
③断裂1 mol N≡N键的同时断裂6 mol N—H键。
④生成1 mol N≡N键的同时生成6 mol N—H键。(1)从反应速率的角度来判断反应是否达到平衡时，速率必须是一正一逆(不能同是v正或v逆)，且反应速率之比等于化学系数之比。
(2)在可逆反应过程中，能发生变化的物理量(如各组分的浓度、反应物的转化率、混合气体密度、颜色、平均摩尔质量等)，若保持不变，说明可逆反应达到了平衡状态。 典例2 在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g)??C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是
①混合气体的压强　②混合气体的密度　③B的物质的量浓度　④混合气体的总物质的量　⑤混合气体的平均相对分子质量　⑥v(C)与v(D)的比值　⑦混合气体的总质量　⑧混合气体的总体积　⑨C、D的分子数之比为1∶1
A.①②③④⑤⑥⑦⑧ B.①③④⑤
C.①②③④⑤⑦ D.①③④⑤⑧⑨ 答案 解析要理解化学平衡状态的特点“等、动、定”的含义，在判断化学平衡状态时还要注意反应前后气体体积是否相等。题给反应是一个反应前后气体体积不相等的反应，因此在定容容器中，若①混合气体的压强、③B的物质的量浓度、④混合气体的总物质的量、⑤混合气体的平均相对分子质量不再变化，均能证明该反应达到化学平衡状态。而②中
ρ＝ 始终不变化，⑥中没指明反应进行的方向，⑦m(g)始终不变化，⑧在定容容器中，混合气体的总体积不能作为判断依据，⑨反应未达到平衡时，C、D气体的分子数之比也为1∶1。二　关于化学平衡移动及其移动方向
的分析与判断1.化学平衡移动的分析判断方法应用上述规律分析问题时应注意：
(1)不要把v正增大与平衡向正反应方向移动等同，只有v正>v逆时，才使平衡向正反应方向移动。(2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同，当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物转化率才提高。当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动，会使另一种反应物的转化率提高。
2.化学平衡移动原理(移动方向的判断方法)
外界条件对化学平衡的影响可概括为勒·夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
(1)对原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是升高温度时，平衡向吸热反应方向移动；增加反应物，平衡向反应物减少的方向移动；增大压强，平衡向压强减小的方向移动。(2)移动的结果只是减弱了外界条件的变化，而不能完全抵消外界条件的变化，达到新平衡时此物理量更靠近改变的方向。如增大反应物A的浓度，平衡正移，但达到新平衡时，A的浓度仍比原平衡时大；同理，若改变温度、压强等，其变化也相似。3.实例分析(正移指右移，逆移指左移) 典例3 　一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生下列反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)达到平衡后改变下述条件，SO3(g)平衡浓度不改变的是
A.保持温度和容器体积不变，充入1 mol SO3(g)
B.保持温度和容器内压强不变，充入1 mol SO3(g)
C.保持温度和容器内压强不变，充入1 mol O2(g)
D.保持温度和容器内压强不变，充入1 mol Ar(g) 答案 解析根据勒·夏特列原理可知，在恒容状态下，A中充入 1 mol SO3(g)，SO3(g)的平衡浓度比原来大。C中在保持恒压状态下充入O2，必导致容器体积增大，根据勒·夏特列原理，SO3(g)的平衡浓度比原来小，同理可知在选项D条件下，SO3(g)的平衡浓度也比原来小。 典例4 　COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温　②恒容通入惰性气体　③增加CO浓度　④减压　⑤加催化剂　⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是
A.①②④ B.①④⑥
C.②③⑤ D.③⑤⑥ 答案 解析该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动；
恒压通入惰性气体，相当于减压；
恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响；
增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。三　解读化学平衡常数学习的“三个”
基本要求化学平衡常数是在一定温度下，可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。常用符号K表示。
1.正确书写化学平衡常数的数学表达式
对于反应：mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)
K＝(1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式，但非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。(2)同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则就没有意义。
2.正确理解化学平衡常数的意义
(1)化学平衡常数可表示反应进行的程度。K越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。K>105时，可以认为该反应已经进行完全。
(2)K的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。温度一定时，浓度的变化、压强的变化、固体颗粒大小(接触面积)的变化、催化剂的使用等均不改变化学平衡常数。3.熟练掌握化学平衡常数的应用
(1)判断可逆反应的状态：任意状态的浓度幂之积的比值，称为浓度商，用Q表示，若其与K比较，当(2)判断反应的热效应，若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；反之，K值减小，则正反应为放热反应。
(3)用于计算平衡浓度、物质的量分数、转化率等。 下列有关叙述不正确的是
A.该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
B.上述反应的正反应是放热反应
C.如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol，5 min后温度升高到
830 ℃，此时测得CO2为0.4 mol时，该反应达到平衡状态
D.某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式： 判断此时的温
度是1 000 ℃典例 5 　已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝ ，在不同的温度下该反应的平衡常数如下表所示： 答案 解析平衡常数的表达式中，分子中的物质是生成物，分母中的物质是反应物，A项正确；
由表中数据可知该反应的平衡常数随着温度的升高而降低，故该反应的正反应是放热反应，B项正确；
利用化学反应方程式确定各种物质的物质的量，代入平衡常数表达式可知该反应没有达到平衡，C项不正确；
将所给关系式进行变化，可知该条件下平衡常数为0.6，D项正确。请回答下列问题：
(1)该反应的平衡常数表达式K＝______，ΔH__(填“>”“<”或“＝”)0。典例 6 高炉炼铁过程中发生的主要反应为
＋CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下： 答案 解析<　Fe2O3、Fe均为固体，其浓度看作常数，不计入平衡常数表达式中。温度升高，K值减小，说明平衡向左移动，逆反应是吸热反应。(2)在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝______________________，CO的平衡转化率＝_____。 答案 解析6.0×10－3 mol·L－1·min－160%　起始时 ＝1 ＝6.0×10－3 mol·L－1·min－1，(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是___(填字母)。
A.减少Fe的量 B.增加Fe2O3的量
C.移出部分CO2 D.提高反应温度
E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂 答案 解析C要提高CO的平衡转化率，应使平衡向右移动。A、B、E、F项平衡均不移动，减少CO2的浓度使平衡向右移动，升高温度使平衡向左移动，只有C项符合题意。四　化学平衡计算模式与公式化学平衡的计算一般涉及各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量、气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强、平衡常数等。其计算方法、模式如下：
1.计算模式
化学平衡计算的最基本的方法模式是“三段式法”。具体步骤是在化学方程式下写出有关物质起始时的物质的量、发生转化的物质的量、平衡时的物质的量(也可以是物质的量浓度或同温同压下气体的体积)，再根据题意列式求解。　　　　　 mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)
n(起始)(mol) a b 0 0
n(转化)(mol) mx nx px qx
n(平衡)(mol) a－mx b－nx px qx
起始、转化、平衡是化学平衡计算的“三步曲”。2.计算公式
(1)v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q(未达到平衡时，用于确定化学方程式中未知的系数)。(Q>K，v正v逆)。(6)平衡时与起始时的压强比＝ (同T、V时)，
混合气体的密度比 (同质量的气体时)等。(7)混合气体的密度
不变)。
(8)平衡时混合气体的平均摩尔质量典例7 已知可逆反应：M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g)　ΔH>0，请回答下列问题：
(1)某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝
2.4 mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为_____。 答案 解析25%用“平衡三段式法”，借助平衡常数来串联计算：
　　　　　　　　　　M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g)
起始(mol·L－1) 1 2.4 0 0
变化(mol·L－1) 0.6 0.6 0.6 0.6
平衡(mol·L－1) 0.4 1.8 0.6 0.6
(2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝
a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，a＝___。 答案 解析6　　　　　　　M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g)
起始(mol·L－1) 4　　 a　　 0　　 0
平衡(mol·L－1) 2 a－2 2 2
由K＝ ＝0.5，解得a＝6。
(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝b mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为______。 答案 解析41.4% M(g)＋N(g)??P(g)＋Q(g)
起始(mol·L－1)　　b　　 b　　 0　　 0
平衡(mol·L－1) b(1－x) b(1－x) bx bx
由K＝ ＝0.5，解得x≈0.414＝41.4%。典例8 在2 L的密闭容器中，放入0.4 mol A和0.6 mol B，在一定温度下，压强为p，加入催化剂(体积忽略)，发生反应：2A(g)＋3B(g) xC(g)＋2D(g)，保持温度不变，在a min后反应达到平衡状态，容器中c(D)＝0.1 mol·L－1，容器内压强变为0.9p，则：
(1)物质B的转化率是_____。 答案 解析50% 2A(g)＋3B(g)??　xC(g)＋2D(g)
起始/mol 0.4 0.6 0 0
转化/mol 0.2 0.3 0.1x 0.2
平衡/mol 0.2 0.3 0.1x 0.2
α(B)＝ ×100%＝50%。(2)化学反应速率v(C)是________________。
(3)x为__。 答案 答案mol·L－1·min－12同温同体积下气体的压强之比等于气体的物质的量之比：(0.6＋0.4)∶
(0.2＋0.3＋0.1x＋0.2)＝1∶0.9，解得x＝2，v(C)＝0.2 mol/(2 L×a min) ＝ mol·L－1·min－1。 解析五　全面解读外界条件对化学反应速率
的影响规律影响化学反应速率的因素包括内因和外因。内因是指反应物本身的性质；外因包括浓度、温度、压强、催化剂、反应物颗粒大小等。这些外界条件对化学反应速率影响的规律和原理
如下：
1.浓度
(1)浓度增大，单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变)，有效碰撞的几率增加，化学反应速率增大。
(2)浓度改变，可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为常数，它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化，但固体颗粒的大小会导致接触面积的变化，故影响化学反应速率。2.压强
改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况：
(1)恒温时：
增大压强 体积缩小 浓度增大 反应速率增大。
(2)恒容时：
①充入气体反应物 反应物浓度增大 总压增大 反应速率增大。
②充入“稀有气体” 总压增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。
(3)恒压时：
充入“稀有气体” 体积增大 各物质浓度减小 反应速率减小。3.温度
(1)温度升高，活化分子百分数提高，分子间的碰撞频率提高，化学反应速率增大。
(2)温度升高，吸热反应和放热反应的速率都增大。实验测得，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。4.催化剂
(1)催化剂对反应过程的影响通常可用图表示(加入催化剂，B点降低)。催化剂能改变反应路径、降低活化能、增大活化分子百分数、加快反应速率，但不影响反应的ΔH。(2)催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才达到最大。
(3)对于可逆反应，催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。在分析多个因素(如浓度、温度、反应物颗粒大小、催化剂、压强等)对反应速率的影响规律时，逐一改变一个因素而保证其他因素相同，通过实验分析得出该因素影响反应速率的结论，这种方法叫控制变量法。典例9 某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素，所用HNO3浓度为1.00 mol·L－1、2.00 mol·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K。 答案 解析298粗颗粒1.003082.00298细颗粒2.00③④请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：考查影响反应速率的因素的实验设计。实验①和②探究HNO3浓度对反应速率的影响，故大理石规格和反应温度应相同，而HNO3浓度不同；
同理，①和③应选择不同的温度、①和④应选择不同的规格，而另外2个条件相同。 典例10 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生气体体积V的数据，根据数据绘制得到右图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别是 解析A.4－3－2－1
B.1－2－3－4
C.3－4－2－1
D.1－2－4－3 答案化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积大小有关，实验1的盐酸的浓度最小，反应的温度最低，所以化学反应速率最小；
物质状态相同时由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高，所以反应速率实验3的大于实验2的；
而实验4和实验3盐酸的浓度相同，反应的温度也相同，但物质的状态不相同，所以实验4的反应速率大于实验3的。六　化学反应速率和化学平衡图像题目
类型及其分析方法化学反应速率和化学平衡图像题是化学试题中的一种特殊题型，其特点是图像是题目的主要组成部分，把所要考查的化学知识寓于图中曲线上，具有简明、直观、形象的特点。化学反应速率和化学平衡图像题目类型及其分析方法如下：
1.主要题型
(1)分析条件对化学反应速率及平衡的影响。
(2)由反应判断图像的正误。
(3)由图像判断反应特征(确定反应中各物质的化学计量数、判断热效应或气体物质化学计量数间的关系)。
(4)由反应和图像判断图像或曲线的物理意义。①浓度—时间图：此类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。如A＋B??AB反应情况如图1所示，解该类图像题要注意各物质曲线出现折点(达到平衡)的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学系数关系。(5)由图像判断指定意义的化学反应。
(6)由反应和图像判断符合图像变化的外界条件等。
化学反应速率和化学平衡图像，若按其图像特点、纵坐标与横坐标表示的意义可分为图1　②速率—时间图：如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图2所示的情况，解释原因：AB段(v渐增)，因反应为放热反应，随反应的进行，温度渐高，导致反应速率增大；BC段(v渐小)，主要原因是随反应的进行，溶液中c(H＋)逐渐减小，导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。图2　③含量—时间—温度(压强)图：常见形式有如下几种。(C%指生成物的质量分数；B%指某反应物的质量分数)④恒压(温)线：该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下所示：⑤百分含量—温度图
对于反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)　ΔH<0，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正>v逆；M点为平衡点，M点后为平衡受温度的影响情况。2.分析方法
分析解答化学反应速率和化学平衡图像题目的方法技巧可概括为
9字步骤：看图像，想规律，作判断；
8字技巧：定一议二，先拐先平。
(1)看图像
一看“面”(即看清横坐标和纵坐标)；二看“线”(即看线的走向、变化的趋势)；三看“点”(即起点、终点、转折点、拐点、交叉点)；四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)；五看定量图像中有关量的多少。
(2)想规律
即联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3)作判断
依题意仔细分析，作出正确判断。特别值得注意的是
①图像中有三个量时，应确定一个量不变，再讨论另两个量的关系，即“定一议二”。
②曲线中先出现拐点的，该曲线在所示条件下先出现平衡，该曲线所示的温度较高或压强较大或使用了催化剂，即“先拐先平”。
③如果曲线反映达到平衡的时间不同但平衡状态相同，则可能是加入催化剂或对气体体积不变的反应改变压强使其速率发生变化但平衡不移动，或是几种等效平衡的曲线。
④化学反应速率在平衡图像中往往隐含出现，曲线斜率大的表示反应速率快，相应的条件可能是温度较高或压强较大或使用了催化剂。典例11 反应：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝550 kJ·mol－1，它由两步组成：
Ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g)　ΔH＝177 kJ·mol－1；
Ⅱ.SO3(g)分解。L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图，表示L一定时，Ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。(1)X代表的物理量是_____。 答案 解析压强根据盖斯定律得2SO3(g)===2SO2(g)＋O2(g)的ΔH＝550 kJ·mol－1－2×177 kJ·mol－1＝196 kJ·mol－1，故升高温度，平衡正向移动，SO3的平衡转化率增大；
增大压强，平衡逆向移动，SO3的转化率减小，故X代表的物理量为压强，曲线L1对应的温度比L2低。(2)判断L1、L2的大小关系，并简述理由: __________________________________________________________________________________________________________________________。
L12SO3(g)===2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝196 kJ·mol－1，当压强一定时，升高温度，SO3的平衡转化率增大 答案七　运用“化归思想”理解等效平衡原理1.用“化归思想”理解不同条件下等效平衡原理
(1)恒温恒容条件
①恒温恒容时，对一般可逆反应，不同的投料方式如果根据化学方程式中化学系数之比换算到同一边时，反应物(或生成物)中同一组分的物质的量完全相同，即互为等效平衡。
②恒温恒容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，不同的投料方式如果根据化学方程式中化学系数的比例换算到同一边时，只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量的比例相同，即互为等效平衡。(2)恒温恒压条件
在恒温恒压时，可逆反应以不同的投料方式进行反应，如果根据化学方程式中化学系数比换算到同一边时，只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量的比例相同，即互为等效平衡。此时计算的关键是换算到一边后只需比例相同即可。2.利用“一边倒法”判断等效平衡
判断等效平衡四步曲：第一步，“看”：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应前后等气体分子数的可逆反应和反应前后不等气体分子数的可逆反应；第二步，“挖”：挖掘题目条件，区分恒温恒容和恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；第三步，“倒”：采用一边倒法，将起始物质转化成一边的物质；第四步，“联”：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。3.“中间态”法构建等效平衡
(1)构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 典例12 已知：t ℃时，2H(g)＋Y(g)??2I(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，此温度下，在一压强恒定的密闭容器中，加入4 mol H和2 mol Y反应，达到平衡后，Y剩余0.2 mol。若在上面的平衡体系中，再加入1 mol气态的I物质，t ℃时达到新的平衡，此时H物质的物质的量n(H)为
A.0.8 mol B.0.6 mol
C.0.5 mol D.0.2 mol 答案 解析解题反思本题考查恒温恒压条件下等效平衡原理。根据反应式知，“4 mol H和2 mol Y反应达到平衡后，Y剩余0.2 mol”，即Y转化了1.8 mol，根据化学计量数之比，H必转化了3.6 mol，即H的转化率等于Y的转化率＝
×100%＝90%。
　　　　　2H(g)＋Y(g)??2I(g)
起始(Ⅰ) 4 mol 2 mol 0
起始(Ⅱ) 4 mol 2 mol 1 mol
起始(Ⅲ) 5 mol 2.5 mol 0该可逆反应在恒温、恒压条件下反应，按起始(Ⅱ)与起始(Ⅲ)投料能达到同一平衡状态，而起始(Ⅰ)与起始(Ⅲ)达到的平衡状态为等效平衡，即平衡时H的转化率相等，故达到新平衡时剩余H的物质的量为n(H)＝5 mol×(1－90%)＝0.5 mol。解题反思通过【典例12】的分析解答可知，在处理有关等效平衡问题时要掌握以下要点：(1)区别条件，即恒温恒压与恒温恒容。(2)学会转化，将各种条件进行转化，换算成同一边物质。(3)等效平衡含义：等效平衡指平衡体系中各物质的物质的量百分含量或质量百分含量相等，其中完全等效平衡，其对应物质的浓度相等。