2017-2018学年高一化学人教版必修二教学案：第二章 第三节 化学反应的速率和限度

第1课时　化学反应的速率
1．了解化学反应速率的含义及其表示方法。
2．了解影响化学反应速率的因素，初步了解控制化学反应速率的方法。
1．化学反应速率
(1)概念：化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。
(2)表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
(3)计算：表达式为 v＝ 或 v＝。
式中：Δc为浓度的变化量，一般以mol/L为单位；Δt为时间，单位常用s或min表示。
(4)常用单位mol/(L·s)或mol/(L·min)。
2．决定一个化学反应速率快慢的主要因素是反应物本身的性质。影响化学反应速率的外界条件是温度、催化剂、浓度、固体表面积、压强等。
[新知探究]
1．观察下列图片，说说哪些图片表示的过程中化学反应较快？哪些表示的化学反应较慢？
提示：火箭发射、汽油的燃烧过程中化学反应较快；溶洞形成、铁制品生锈过程中化学反应较慢。
2．不同化学反应进行的快慢差别很大，在科学研究中，如何描述一个反应进行的快慢？
提示：通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
3．在一个体积为2 L的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)。5 s后，测得SO3的物质的量为 0.8 mol。填写下列空白：
　 　 　　　　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
起始浓度(mol/L)10.50
5 s内浓度的变化量(mol/L) 0.40.20.4
5 s后浓度(mol/L) 0.60.30.4
(1)分别用SO2、O2和SO3的浓度变化量表示该反应在5 s内的反应速率。
提示：v(SO2)＝0.08 mol/(L·s)　v(SO3)＝0.08 mol/(L·s)　v(O2)＝0.04 mol/(L·s)
(2)以上三者的数值是否相等？数值大小有何规律？
提示：不相等，化学反应速率之比等于化学计量数之比。
(3)能否用固体或纯液体的变化来表示化学反应速率？
提示：不能；原因是纯液体或固体的浓度一般视为常数，单纯改变它们的用量，浓度视为不变。
(4)化学反应速率是指瞬时速率还是平均速率？
提示：化学反应速率是指某一时间段内的平均反应速率而不是指某一时刻的反应速率。
(5)用反应物和生成物表示的反应速率有无正负？
提示：没有，化学反应速率都取正值。
[名师点拨]
　对化学反应速率的理解
1．一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质，因而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反应物或哪一种生成物来表示。
2．由于一个化学反应里各物质的化学计量数不一定相同，所以用不同的物质表示的化学反应速率不一定相同。
3．同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比。
4．无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，其化学反应速率都取正值，而且是某一段时间内的平均速率。
5．在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数。
6．计算速率时要把物质的量转化为浓度，同时注意时间。
7．在比较速率大小时要转化成同一种物质的速率，同时要注意时间的单位。
[对点演练]
1．反应4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)，在5 L密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3 mol，则此反应的平均速率为(　　)
A．v(O2)＝0.01 mol/(L·s)
B．v(NO)＝0.008 mol/(L·s)
C．v(H2O)＝0.003 mol/(L·s)
D．v(NH3)＝0.004 mol/(L·s)
解析：选C　先根据化学反应速率的定义可得：v(NO)＝＝＝0.002 mol/(L·s)。再运用“化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比”求出其他物质的反应速率：
v(O2)＝v(NO)＝×0.002 mol/(L·s)＝0.002 5 mol/(L·s)；
v(H2O)＝v(NO)＝×0.002 mol/(L·s)＝0.003 mol/(L·s)；v(NH3)＝v(NO)＝0.002 mol/(L·s)。
2．反应：3M(g)＋N(g)===2P(g)＋2Q(g)，用不同物质表示其反应速率，此反应在不同条件下进行最快的是(　　)
A．v(M)＝0.6 mol/(L·min)
B．v(N)＝0.45 mol/(L·min)
C．v(P)＝0.015 mol/(L·min)
D．v(Q)＝0.45 mol/(L·min)
解析：选B　化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比，即v(M)∶v(N)∶v(P)∶v(Q)＝3∶1∶2∶2，则用A表示的化学反应速率分别为：A项中v(M)＝0.6 mol/(L·min)。B项中v(M)＝3v(N)＝0.45 mol/(L·min)×3＝1.35 mol/(L·min)。C项中v(M)＝v(P)＝×0.015 mol/(L·min)＝0.022 5 mol/(L·min)。D项中v(M)＝v(Q)＝×0.45 mol/(L·min)＝0.675 mol/(L·min)，所以在不同条件下，进行最快的是B项。
[新知探究]
1．探究温度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象
溶液中产生气泡速率的相对大小为③>②>①
实验结论
其他条件不变时，温度越高，化学反应速率越快
2.探究催化剂对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象
产生气泡速率的相对大小为：②、③>①
实验结论
FeCl3、MnO2能加快H2O2分解的反应速率
3.其他因素
影响化学反应速率的因素除温度、催化剂外，还有溶液或气体的浓度、反应物的状态、固体的表面积、压强、溶剂、光照等许多因素。
[问题讨论]
(1)同样的食物，为什么冬天保存的时间长而夏天保存的时间短？
提示：冬天气温低，夏天气温高，温度越高，食物腐败的速率越快，贮存的时间越短。
(2)块状大理石与粉末状大理石分别与同浓度的盐酸反应，哪个产生气泡的速率快？为什么？
提示：粉末状大理石与盐酸的反应速率快，因为增大了反应物的接触面积。
(3)同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条，为什么产生气体有快有慢？
提示：反应物本身的性质不同。
(4)同样大小的石灰石分别与0.1 mol/L盐酸和 1 mol/L盐酸反应，反应速率为什么不同？
提示：反应物的浓度不同。
[名师点拨]
1．影响化学反应速率的因素
内因
反应物
的性质
其他条件相同时，反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快，反之，化学反应速率越慢
外因
催化剂
在其他条件相同时，使用催化剂，化学反应速率加快
温度
在其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快，降低温度，化学反应速率减慢
反应物
的浓度
在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快，减小反应物的浓度，化学反应速率减慢
固体反
应物的
表面积
在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快，减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢
其他
光波、电磁波、超声波、溶剂等，也能影响化学反应的速率
[对点演练]
3．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(　　)
解析：选D　影响化学反应速率的因素众多，本题从浓度和温度两个因素考查，只要抓住浓度越大，温度越高，反应速率越大，便可以选出正确答案D。
4．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。下列因素中，影响该反应速率的是(　　)
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．①③　　D．②③
解析：选C　镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，与H＋有关，与Cl－无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时H＋的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H＋浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。
1．下列关于化学反应速率说法正确的是(　　)
A．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减小或任何一种生成物浓度的增加
B．化学反应速率0.8 mol/(L·s)是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol/L
C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
解析：选C　化学反应速率是指单位时间内反应物或生成物浓度的变化量，故A、B错误；反应速率的意义在于衡量化学反应进行的快慢，故C正确；反应速率大，现象不一定明显，如盐酸和NaOH溶液的反应，故D错误。
2．盐酸倒在碳酸钙粉末上，能使反应的最初速率加快的是(　　)
A．增加碳酸钙的用量
B．盐酸浓度不变，使用量增加一倍
C．盐酸浓度增加一倍，使用量减半
D．盐酸浓度不变，使用量减半
解析：选C　对于CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O来说，可以加快反应速率的方法是增加盐酸的浓度或升高反应温度。
3．(2016·北京西城高一检测)对于反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，下列为4种不同情况下测得的反应速率，其中能表明该反应进行最快的是(　　)
A．v(NH3)＝0.2 mol/(L·s)
B．v(O2)＝14 mol/(L·min)
C．v(H2O)＝0.25 mol/(L·s)
D．v(NO)＝9 mol/(L·min)
解析：选A　首先，统一单位，A项v(NH3)＝0.2 mol/(L·s)＝12 mol/(L·min)，C项v(H2O)＝0.25 mol/(L·s)＝15 mol/(L·min)；其次，物质的化学反应速率与其化学计量数之比越大，则该物质表示的化学反应速率就越大，A、B、C、D四个选项中该比值分别是12÷4＝3,14÷5＝2.8，15÷6＝2.5,9÷4＝2.25。
4．(2016·海口高一检测)反应SO2＋O2??2SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol/(L·s)，则这段时间为(　　)
A．0.1 s　　　B．2.5 s　　　C．5 s　　　D．10 s
解析：选C　v(O2)＝0.04 mol/(L·s)，则v(SO3)＝0.08 mol/(L·s)，由t＝Δc(SO3)/v(SO3)代入数据计算得t＝5 s。
5．(2016·广州高一检测)某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化曲线如图所示，由图中的数据分析。
(1)该反应的化学方程式为_________________。
(2)反应开始至2 min时Z的平均反应速率为________。
解析：(1)由题图可知2 min内X、Y分别减少了0.3 mol和0.1 mol，Z增加了0.2 mol，故X、Y为反应物，Z为生成物，X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2，该反应的化学方程式为3X＋Y??2Z。(2)v(Z)＝＝0.05 mol/(L·min)。
答案：(1)3X＋Y??2Z　(2)0.05 mol/(L·min)
6．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)，若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol/L，则
(1)用物质A表示的反应速率为________。
(2)用物质B表示的反应速率为________。
(3)2 s时物质B的转化率为________。
(4)2 s时物质A的浓度为________。
解析：据题意可知，初始时c(A)＝2 mol/L，c(B)＝1 mol/L，经2 s后测得C的浓度为0.6 mol/L，则：
　　　　　　　　2A(g)＋B(g)??2C(g)
c(初)(mol/L)　　 2 1 0
Δc(mol/L) 0.6 0.3 0.6
c(末)(mol/L) 1.4 0.7 0.6
故v(A)＝v(C)＝0.6 mol/L÷2 s＝0.3 mol/(L·s)，v(B)＝0.15 mol/(L·s)，2 s时物质B的转化率为0.3 mol/L÷1 mol/L×100%＝30%,2 s时物质A的浓度为2 mol/L－0.6 mol/L＝1.4 mol/L。
答案：(1)0.3 mol/(L·s)　(2)0.15 mol/(L·s)　
(3)30%　(4)1.4 mol/L
一、选择题
1．把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响氢气产生速率的因素是(　　)
A．盐酸的浓度　　B．铝条的表面积
C．溶液的温度　　 D．加少量Na2SO4固体
解析：选D　除反应物的本身外，影响反应速率的外界条件有多种，如浓度、温度、压强、催化剂、反应物的表面积、光照等。因此A、B、C项均能影响产生H2的速率。而加入少量Na2SO4与反应无关。
2．(2016·山东东营高一检测)下列反应中生成H2的速率最快的是(　　)
选项
金属
酸溶液
温度
A
Mg
0.5 mol/L H2SO4
20 ℃
B
Fe
1 mol/L HCl
20 ℃
C
Zn
2 mol/L HCl
20 ℃
D
Mg
1 mol/L H2SO4
30 ℃
解析：选D　金属的活泼性顺序是Mg>Zn>Fe，故B、C错误；A、D两项相比，D项中反应物的浓度大，且溶液的温度高，故生成H2的速率最快。
3．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，则此反应的速率可表示为(　　)
A．v(NH3)＝0.01 mol/(L·s)
B．v(O2)＝0.001 mol/(L·s)
C．v(NO)＝0.001 mol/(L·s)
D．v(H2O)＝0.045 mol/(L·s)
解析：选C　根据化学反应速率的计算公式：v(H2O)＝＝0.001 5 mol/(L·s)，则v(NH3)＝v(NO)＝v(H2O)＝0.001 mol/(L·s)，v(O2)＝v(H2O)＝0.001 25 mol/(L·s)，故选C。
4．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是(　　)
A．加热
B．不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸
C．滴加少量CuSO4溶液
D．不用铁片，改用铁粉
解析：选B　影响化学反应速率大小的因素有温度、浓度、固体表面积、原电池反应、催化剂等。A项升高了温度；B项铁与浓硫酸反应，被钝化或受热生成SO2等气体而不是H2；C项由于发生反应Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋形成Cu-Fe原电池，加快了氢气的生成速率；D项增大了固体的表面积。
5．在2 L密闭容器中，在一定条件下发生A＋3B??2C，在10 s内反应物A的浓度由 1 mol/L 降到0.6 mol/L，则v(C)为(　　)
A．0.04 mol/(L·s)　　B．0.08 mol/(L·s)
C．0.4 mol/(L·s) D．0.8 mol/(L·s)
解析：选B　v(A)＝＝＝0.04 mol/(L·s)，v(C)＝2v(A)＝0.08 mol/(L·s)，B正确。
6．(2016·山东淄博高一检测)在一定条件下，将A2和B2两种气体通入1 L密闭容器中，反应按下式进行：xA2(g)＋yB2(g)??2C(g)，2 s后测得反应速率如下：v(A2)＝0.4 mol/(L·s)，v(B2)＝1.2 mol/(L·s)，v(C)＝0.8 mol/(L·s)，则该x和y的值分别为(　　)
A．2和3　　　　　　　　B．3和2
C．3和1 D．1和3
解析：选D　x∶y∶2＝v(A2)∶v(B2)∶v(C)＝0.4∶1.2∶0.8＝1∶3∶2，故x＝1，y＝3。
7．将N2、H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器后，测得反应速率分别为甲：v(H2)＝3 mol/(L·min)；乙：v(N2)＝2 mol/(L·min)；丙：v(NH3)＝1 mol/(L·min)。则三个容器中合成氨的速率(　　)
A．v(甲)>v(乙)>v(丙)
B．v(乙)>v(丙)>v(甲)
C．v(丙)>v(甲)>v(乙)
D．v(乙)>v(甲)>v(丙)
解析：选D　N2、H2合成氨的反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，三个容器中均转化为N2的反应速率为：
甲：v(N2)＝v(H2)＝1 mol/(L·min)；
乙：v(N2)＝2 mol/(L·min)；
丙：v(N2)＝v(NH3)＝0.5 mol/(L·min)；
即v(乙)>v(甲)>v(丙)。
8．(2016·山东潍坊高一检测)已知某反应的各物质浓度数据如下，据此可推算出上述方程式中a∶b∶c是(　　)
　　　　　　　　aA(g)＋bB(g)??cC(g)
起始浓度(mol/L) 3.0 1.0 0
2 s末浓度(mol/L) 1.8 0.6 0.8
A．9∶3∶4　　　　　　　B．3∶1∶2
C．2∶1∶3 D．3∶2∶1
解析：选B　各物质的化学计量数之比为1.2∶0.4∶0.8＝3∶1∶2。
9．(2016·南京高一检测)在2 L的密闭容器中进行如下反应：mX(g)??pZ(g)＋qQ(g)在2秒内用X表示的平均反应速率为mol/(L·s)，则2秒内Q的物质的量增加了(　　)
A. mol　　　　　　B. mol
C. mol D. mol
解析：选D　由题意可知v(X)∶v(Q)＝m∶q，v(Q)＝v(X)＝×＝ mol/(L·s)，则n(Q)＝v(Q)×V×t＝ mol/(L·s)·2 L×2 s＝ mol。
10．为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是(　　)
解析：选D　探究温度对化学反应速率的影响，要求在催化剂相同，H2O2浓度相同，而温度不同的条件下作对比实验。通过产生气泡的快慢来体现温度对化学反应速率的影响。D选项符合上述要求。
11．(2016·东营高一检测)一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：2HI??H2＋I2。若c(HI)由0.1 mol/L降到 0.07 mol/L 时，需要15 s，那么c(HI)由0.07 mol/L降到0.05 mol/L时，所需反应的时间为(　　)
A．5 s　　　　　　　B．10 s
C．大于10 s D．小于10 s
解析：选C　若反应过程中保持前15 s的反应速率不变，则c(HI)由0.07 mol/L降到0.05 mol/L需要10 s的时间，由于随着反应不断进行，c(HI)逐渐减小，v(正)逐渐减小。所以，c(HI)由0.07 mol/L降到0.05 mol/L，所用时间应大于10 s。
12．如图所示，相等质量的铁和锌与足量的稀H2SO4充分反应，产生氢气的质量(m)与反应时间(t)的正确关系是(　　)
解析：选A　化学反应速率的快慢由物质本身的性质决定，并受外界条件的影响。图像中拐点表示金属已经完全反应。由于Zn比Fe活泼，所以反应速率较快，因此其反应完全所需时间少(横坐标要小)；相同质量的锌和铁，锌生成的H2的质量少，所以Zn对应的纵坐标要小。
二、非选择题
13．(2016·德州高一检测)(1)已知锌与稀硫酸反应为放热反应，某学生为了探究其反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下：
时间(min)
1
2
3
4
5
氢气体积(mL)
30
120
280
350
370
①反应速率最大的(即0～1 min、1～2 min、2～3 min、3～4 min、4～5 min)时间段为________，原因是_____________。
②反应速率最小的时间段为________，原因是________________。
(2)另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在硫酸溶液中分别加入以下物质用以减缓反应速率
A．蒸馏水　　　　　　B．加更细小的锌粒
C．NaCl溶液
你认为他的做法可行的是________(填相应字母)；
做法不可行的理由是__________________
解析：(1)①0～1 min、1～2 min、2～3 min、3～4 min、4～5 min各时间段生成氢气的体积分别为30、90、160、70、20，可以看出反应速率最大的是2～3 min，锌与稀硫酸反应为放热反应，随反应的进行，温度越来越高，反应速率加快。②随着反应的进行，离子浓度越来越小，反应速率越来越慢。(2)在硫酸溶液中加入等体积的蒸馏水，相当于加水将硫酸稀释，所以氢离子浓度减小，反应速率减慢，故A正确；将锌粒换成等质量的锌粉，增大固体接触面积，反应速率加快，故B错误；事先在硫酸溶液中加入等体积的NaCl溶液，相当于加水将硫酸稀释，所以氢离子浓度减小，反应速率减慢，故C正确。
答案：(1)①2～3 min　因该反应是放热反应，此时温度高　②4～5 min　此时H＋浓度小　(2)A、C　加入更加细小的锌粒，增大接触面积，使反应速率加快
14．将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(g)，经5 min时，测得D的浓度为0.5 mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率是0.1 mol/(L·min)。
回答下列各问题：
(1)5 min内A的平均反应速率为________mol/(L·min)。
(2)x＝________。
(3)此时B的浓度为________mol/L。
解析：5 min时D的浓度为0.5 mol/L，则D的平均反应速率v(D)＝＝0.1 mol/(L·min)，即v(C)＝v(D)，由反应速率之比等于化学计量数之比可知x＝2。同理可知v(A)＝0.15 mol/(L·min)；v(B)＝0.05 mol/(L·min)。由此可知在 5 min 内A的浓度减少量为0.75 mol/L；B的浓度减少0.25 mol/L；假设A、B的起始浓度为x，可得＝，解得x＝1.5 mol/L，故5 min后B的浓度为1.5 mol/L－0.25 mol/L＝1.25 mol/L。
答案：(1)0.15　(2)2　(3)1.25
15．将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)??2C(g)＋2D(g)，反应进行到10 s末，测得A的物质的量为1.8 mol，B的物质的量为0.6 mol，C的物质的量为0.8 mol，则：
(1)用C表示10 s内反应的平均反应速率为____________________；
(2)反应前A的物质的量浓度是_____________；
(3)10 s末，生成物D的浓度为___________________；
(4)若改变下列条件，生成D的速率如何变化(用“增大”“减小”或“不变”填空)。
编号
改变的条件
生成D的速率
①
降低温度
②
增大A的浓度
③
使用催化剂
④
恒容下充入Ne(不参与体系反应)
解析：　　　　3A(g)＋B(g)??2C(g)＋2D(g)
3.0 1.0 0 0
1.2 0.4 0.8 0.8
1.8 0.6 0.8 0.8
(1)v(C)＝＝0.04 mol/(L·s)；(2)c(A)＝＝1.5 mol/L；(3)c(D)＝＝0.4 mol/L。
(4)降低温度，反应速率减小；增大反应物浓度、使用催化剂，反应速率增大；恒容条件下充入稀有气体，反应物的浓度不变，反应速率不变。
答案：(1)0.04 mol/(L·s)　(2)1.5 mol/L
(3)0.4 mol/L　(4)①减小　②增大　③增大　④不变
16．(2016·山西高一检测)催化剂在生产和科技领域起到重大作用。为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：
(1)定性分析：同学X认为可通过观察图甲中________，得出Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果。这个结论______(填“合理”或“不合理”)，理由是_______________。
(2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是________________。
(3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
①实验时放出气体的总体积是________mL。
②放出 气体所需时间为________min。
③H2O2的初始物质的量浓度是________。
④A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为________>________>________>________。
⑤解释④反应速率变化的原因：____________。
解析：(1)通过观察两支试管中产生气泡的快慢，可比较氯化铁和硫酸铜的催化效果。但氯化铁与硫酸铜所含的阴离子不同，要准确比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，选择的试剂中阴离子种类要相同才合理。(2)比较生成气体的快慢，要知道生成40 mL气体分别所用的时间。(3)①实验时放出气体的总体积是60 mL。②放出气体是20 mL，对应的时间是1 min。③根据化学方程式2H2O22H2O＋O2↑进行计算，产生60 mL氧气，H2O2的物质的量浓度是＝0.11 mol/L。④1分钟内，A、B、C、D各点间产生的氧气体积分别为10 mL、13 mL、17 mL、20 mL。因此A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为D>C>B>A。⑤随着反应的进行，H2O2溶液的浓度逐渐减小，因此反应速率逐渐减慢。
答案：(1)产生气泡的快慢　不合理　阴离子种类不同
(2)产生40 mL气体所需的时间　(3)①60　②1　③0.11 mol/L　④D>C>B>A　⑤随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢
17．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____________________________________。
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是___________________。
(3)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)。
(4)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时间。
实验混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 mol/L
H2SO4/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________________。
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原电池，加快了生成氢气的反应速率。(3)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。(4)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V6＝10 mL，V8＝19.5 mL，V9＝17.5 mL，V10＝15 mL。由于析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸接触面积减小，故反应速率反而减慢了。
答案：(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原电池，加快了氢气产生的速率　(3)升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等(答两种即可)　(4)①30　10　17.5　②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H2SO4溶液的接触面积
第2课时　化学反应的限度和反应条件的控制
1．认识可逆反应，了解化学平衡的含义。
2．会判断化学平衡状态。
3．了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。
1．可逆反应：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。
2．可逆反应的特点：
3．化学平衡状态：在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变的状态。
4．化学反应的限度：在给定条件下，化学反应所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度，化学反应限度的意义在于决定了反应物的最大转化率。
5．控制化学反应条件的意义：通过对化学反应条件的控制。改变化学反应的速率和化学反应的限度，促进对人类有利的化学反应，抑制有害的化学反应。
[新知探究]
1．为什么高炉中的化学反应不能按照化学方程式的计量数关系完全反应？
提示：高炉中发生的化学反应是可逆反应，反应物不能完全转化为产物。
2．什么是可逆反应？可逆反应有哪些特点？
提示：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应是可逆反应；可逆反应的特点：(1)正反应和逆反应发生的条件相同，(2)正反应和逆反应同时发生，(3)不管反应时间长短，反应物总有剩余，最终反应物与生成物共存。
3．2H2＋O22H2O和2H2O2H2↑＋O2↑是互为可逆反应吗？
提示：不是；因为可逆反应必须是在同一条件下同时进行。
[名师点拨]
(1)可逆反应的特点有“四同”：同一反应；(反应处于)同一条件；(正、逆反应)同时进行；(反应物和生成物)同时存在。
(2)可逆反应用化学方程式表示时，不用“===”，而用“??”。
[对点演练]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)通过改变反应条件，可逆反应中反应物的转化率可达到100%。(　　)
(2)SO2和O2的反应可写为2SO2＋O22SO3。(　　)
(3)CaO＋CO2===CaCO3和CaCO3CaO＋CO2↑属于可逆反应。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×
[新知探究]
对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在一定温度下，将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中。其化学反应速率与时间关系如图所示。分析回答下列问题：
(1)反应开始时，正反应速率最大，原因是反应物浓度最大；逆反应速率为0，原因是生成物浓度为0。
(2)反应进行中，正反应速率的变化是逐渐减小，原因是反应物浓度逐渐减小；逆反应速率的变化是逐渐增大，原因是生成物浓度逐渐增大。
(3)反应一段时间(t1)后，正反应速率和逆反应速率的关系是大小相等，反应物的浓度不再改变，生成物的浓度不再改变。
[问题讨论]
1．什么是化学平衡状态？化学平衡研究的对象是什么？
提示：如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。化学平衡研究的对象是可逆反应。
2．化学平衡状态有哪些特征？
提示：(1)等：v正＝v逆≠0。(2)动：化学平衡状态是一种动态平衡。达到平衡状态时，反应并没有停止，这时正反应和逆反应都依然在进行。(3)定：反应物的浓度和生成物的浓度不再改变。(4)变：外界条件(温度、浓度、压强等)一旦改变，化学平衡状态就会被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡。
[名师点拨]
化学平衡状态的判断
v(正)＝v(逆)是化学平衡的本质，反应混合物中各组分的浓度保持不变是现象。因此，判断一个可逆反应是否达到平衡状态时可抓住“本质”，利用“现象”进行判断。具体方法为：
1．直接标志
(1)v(正)＝v(逆)≠0。
①同一种物质的生成速率等于消耗速率；
②在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比；
③在化学方程式两边的不同物质生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。
(2)各组分的浓度保持一定。
①各组分的浓度不随时间的改变而改变；
②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。
2．间接标志
(1)反应体系中总压强不随时间变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。
(2)混合气体的密度不随时间变化(适用于等压条件下反应前后气体体积不等的反应和等容条件下有固、液体参与或生成的反应)。
(3)对于反应混合物中存在有颜色的物质的可逆反应，若体系颜色不再变化，则反应达到平衡状态。
[对点演练]
2．对于化学反应的限度的叙述，错误的是(　　)
A．任何可逆反应都有一定的限度
B．化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等
C．化学反应的限度与时间的长短无关
D．化学反应的限度是不可改变的
解析：选D　任何可逆反应都有一定的限度，当反应达到限度时，即反应达到化学平衡，此时v正＝v逆，对同一可逆反应，达到化学平衡时，当外界条件不变时，反应的限度不变，与时间长短无关，但当外界条件发生改变，引起v正与v逆不相等时，化学平衡被破坏，化学反应的限度也会发生改变。
3．(海南高考)密闭容器中进行反应A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)，判断反应是否达到平衡的依据为(　　)
A．压强不随时间改变
B．气体的密度不随时间改变
C．c(A)不随时间改变
D．单位时间里生成C(g)和D(g)的物质的量相等
解析：选C　由于反应物和生成物均为气体，且反应前后气体的物质的量不变，故气体的压强和密度在反应过程中始终保持不变，A、B不能作为反应达到平衡的标志。C(g)、D(g)均为生成物，反应的任何时刻，C(g)、D(g)的物质的量总是相等，D项错误。当c(A)不变时，反应处于平衡状态。
[新知探究]
[问题讨论]
1．化学反应条件的控制的目的是什么？
提示：促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。
2．要使反应(包括有利和有害的)符合或接近人们的期望，你认为可采取哪些措施？
提示：(1)改变化学反应速率：改变反应物的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积以及催化剂的合理使用等。(2)改变可逆反应进行的限度：改变可逆反应体系的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)等。
3．提高煤的燃烧效率问题探究
(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉的目的是什么？
提示：与空气中O2的接触面积增大，煤粉燃烧更充分，反应速率快。
(2)通入过量空气的目的是什么？
提示：空气充足，煤粉燃烧充分，生成CO2，放出热量多，若空气不足，煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。
(3)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是什么？
提示：防止热量散失。
(4)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取哪些措施？
提示：将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。
[名师点拨]
1．提高燃料的燃烧效率的措施
(1)尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触，且空气要适当过量。
(2)尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。
2．提高燃料的燃烧效率的意义在于节约能源、节约资源、减少污染。
[对点演练]
4．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是(　　)
①提高燃料的着火点　②降低燃料的着火点　③将固体燃料粉碎　④将液体燃料雾化处理　⑤将煤进行气化处理　⑥通入适当过量的空气
A．①③④⑤　　　　　　　B．②③⑤⑥
C．③④⑤⑥ D．①②③④
解析：选C　理论上，提高燃料燃烧效率的常用方法是增大燃料与空气的接触面积，并通入适当过量的空气。对于①和②，由于燃料的着火点是其固有的性质，不可改变，故这两项措施不可行。③④⑤所采取的措施均是为了增大燃料与空气的接触面积。
1．下列不属于可逆反应的是(　　)
A．N2＋3H22NH3
B．CO2＋H2O??H2CO3
C．2NO2??N2O4
D．Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O
解析：选D　可逆反应必须在同一条件下同时进行，D中两个方向反应条件不同且不是同时进行，故不属于可逆反应。
2．反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)达到平衡后，再向反应容器中充入含氧的同位素 O的氧气，经过一段时间后， O原子存在于(　　)
A．O2　　　　　　　　B．SO2
C．O2和SO2 D．O2、SO2和SO3
解析：选D　可逆反应在相同条件下，可以向两个反应方向进行，反应体系中各物质同时存在，由于三种物质均含有氧元素，故 O原子可能存在于三种物质中。
3．对化学反应速率与化学反应限度的叙述，不正确的是(　　)
A．当化学反应达到最大限度时反应速率为0
B．同一化学反应，若反应条件不同，限度可能不同
C．化学反应的限度影响了反应物在该条件下的最大转化率
D．反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定性因素
解析：选A　化学反应达到最大限度时，即达到了化学平衡状态；该状态是动态平衡，化学反应速率不为0。
4．下列各关系式中能说明反应N2＋3H2??2NH3已达平衡状态的是(　　)
A．3v正(N2)＝v正(H2)
B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3)
D．v正(N2)＝3v逆(H2)
解析：选C　A项中都是正反应速率，不能确定是否达到平衡；B项说明v正(N2)≠v逆(N2)，不是平衡状态；C项中v正(H2)＝v逆(H2)，处于平衡状态；D项v正(N2)≠v逆(N2)，不是平衡状态。
5．将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是(　　)
①使煤充分燃烧，提高煤的利用率　②减少SO2的产生，避免造成“酸雨”　③减少有毒的CO产生，避免污染空气　④减少CO2的产生，避免“温室效应”
A．①②③　　　　　　　　B．②③④
C．①③④D．①②③④
解析：选A　煤块粉碎是为了提高煤的利用率；脱硫是为了减少SO2的产生；过量空气是为了减少CO的产生。
6．在某一容积为5 L的密闭容器内，加入 0.2 mol 的CO和0.2 mol的H2O，在催化剂条件下高温加热，发生反应：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)，反应中CO2的浓度随时间变化情况如图所示：
(1)根据图中数据，反应开始至达到平衡状态时，CO2的平均反应速率为________，反应达到平衡状态时，c(H2)＝________。
(2)判断该反应达到平衡状态的依据是________(填序号)。
①CO减少的反应速率和CO2减少的反应速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
解析：(1)v(CO2)＝＝0.003 mol/(L·min)×10 min＝0.03 mol/L。
(2)CO的减少速率和CO2的减少速率相等时，说明v(正)＝v(逆)反应达到平衡状态；反应物与生成物的浓度不再发生变化时，表明反应达到平衡状态。反应物与生成物的浓度相等，不能说明反应达到平衡状态。
答案：(1)0.003 mol/(L·min)　0.03 mol/L　(2)①③
一、选择题
1．可逆反应达到最大反应限度的本质特征是(　　)
A．反应停止了
B．正逆反应的速率均为零
C．正逆反应都还在继续进行
D．正逆反应的速率相等
解析：选D　v(正)＝v(逆)≠0是化学平衡的实质，也是判断可逆反应达到反应限度(平衡状态)最重要的特征。
2．下列反应体系中，不属于可逆反应的是(　　)
A．Cl2溶解于水
B．氨气溶解于水
C．工业合成氨
D．Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3和
2NaHCO3△,Na2CO3＋CO2↑＋H2O
解析：选D　A项，Cl2溶于水存在反应：Cl2＋H2O??HCl＋HClO；B项，NH3溶于水存在反应：NH3＋H2O??NH3·H2O；C项，N2＋3H22NH3；D项，两反应的条件不同，不是可逆反应。
3．在一定条件下，对于密闭容器中进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)。下列说法不正确的是(　　)
A．改变反应条件可以改变该反应的限度
B．达到平衡后，SO3、SO2、O2在密闭容器中共存
C．达到平衡后，反应停止，正、逆反应速率都等于零
D．SO3、SO2、O2的浓度保持不变，说明该可逆反应达到了平衡状态
解析：选C　化学平衡状态是在一定条件下的平衡状态，则改变反应条件可以改变该反应的限度，A正确；该反应是可逆反应，则达到平衡后，SO3、SO2、O2在密闭容器中共存，B正确；达到平衡后，正、逆反应速率相等，但不等于零，C错误；平衡时正逆反应速率相等，则SO3、SO2、O2的浓度保持不变时，说明该可逆反应达到了平衡状态，D正确。
4．一定条件下，可逆反应2A(g)??B(g)＋3C(g)，下列四项中处于平衡状态的是(　　)
选项
正反应速率
逆反应速率
A
v(A)＝2 mol/(L·min)
v(B)＝2 mol/(L·min)
B
v(A)＝2 mol/(L·min)
v(C)＝2 mol/(L·min)
C
v(A)＝1 mol/(L·min)
v(B)＝2 mol/(L·min)
D
v(A)＝1 mol/(L·min)
v(C)＝1.5 mol/(L·min)
解析：选D　可逆反应达到平衡状态时，正逆反应的反应速率相等，即用不同物质表示的化学反应速率之比应等于化学方程式中的化学计量数之比，只有D正确。
5．下列关于物质“反应程度”的说法可能正确的是(　　)
A．一定条件下，2 mol SO2与足量O2反应可得到 2 mol SO3
B．含4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2加热反应可制备1 mol Cl2
C．10 mL 18.0 mol/L H2SO4与足量铜加热反应可制备0.09 mol SO2
D．一定条件下，1 mol N2与3 mol H2反应可制备1.0 mol NH3
解析：选D　因为SO2与O2的反应、N2与H2的反应都是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，A不正确，D正确；MnO2只能与浓盐酸反应制取Cl2，含4 mol HCl 的浓盐酸与足量MnO2反应产生的Cl2将少于1 mol，B也不正确。
6．14CO2与C在高温条件下发生反应： 14CO2＋C??2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含 14C的微粒有(　　)
A．14CO2　　　　　　　B．14CO2、14CO
C．14CO D．14CO2、14CO、14C
解析：选D　建立化学平衡后，可逆反应仍然进行，当向正反应方向进行时，部分CO中会有 14C，当向逆反应方向进行时，生成的C中也会部分含有 14C，即含有 14C的有CO2、C、CO。
7．在密闭容器中X2(g)＋2Y2(g)??Z(g)的反应，X2、Y2、Z的起始浓度依次为 0.2 mol/L、0.3 mol/L、0.3 mol/L，当反应达到其最大限度(即化学平衡状态)时，各物质的浓度有可能的是(　　)
A．c(Z)＝0.45 mol/L
B．c(X2)＝0.3 mol/L　c(Z)＝0.1 mol/L
C．c(X2)＝0.5 mol/L
D．c(Y2)＝0.5 mol/L
解析：选D　如果c(Z)＝0.45 mol/L，则相应消耗0.3 mol/L的Y2，但Y2的起始浓度是0.3 mol/L，反应是可逆反应，反应物不能完全转化，A错误；如果c(X2)＝0.3 mol/L，则相应消耗0.1 mol/L的Z，则剩余Z是0.2 mol/L，B错误；如果c(X2)＝0.5 mol/L，则需要消耗0.3 mol/L的Z，反应是可逆反应，则Z的浓度不可能为0，C错误；如果c(Y2)＝0.5 mol/L，则需要消耗 0.1 mol/L的Z，剩余0.2 mol/L的Z，所以D正确。
8．在合成氨反应中，下列说法可以确定反应达到化学平衡状态的是(　　)
A．当有1 mol N≡N键断裂的同时，有3 mol H—H 键断裂
B．当有1 mol N≡N键断裂的同时，有6 mol N—H 键形成
C．当有1 mol N≡N键断裂的同时，有6 mol H—H 键形成
D．当有1 mol N≡N键断裂的同时，有6 mol N—H 键断裂
解析：选D　化学反应可看做反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成。N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，当反应达到平衡时，有v(正)＝v(逆)，也就是当有1 mol N2参加反应的同时有2 mol NH3分解，即1 mol N≡N断裂的同时，有 6 mol N—H 键断裂，D项正确。
9．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是(　　)
A．此反应的化学方程式为2M??N
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
解析：选D　由图像可知N为反应物，M为生成物，然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比(与是否达到平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比，即该反应的化学方程式是 2N??M。t2时刻M、N的物质的量相等，但此时M、N的物质的量仍在发生变化，反应未达到平衡状态，因此正反应速率不等于逆反应速率。t3时刻及t3时刻之后，M、N的物质的量不再改变，证明已达到平衡状态，此时正、逆反应速率相等。
10．(2016·山东滨州高一检测)在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数a和氨气的体积分数b之间的关系是(　　)
A．a>b　 　 B．a＝b　 　 C．a解析：选B　H2的转化量为8 mol×25%＝2 mol。消耗2 mol H2，则生成 mol NH3，消耗 mol N2，则平衡时NH3和N2的物质的量均为 mol，二者的体积分数相等。
11．在一定温度下的定容密闭容器中，下列情况表明反应A(s)＋2B(g)??C(g)＋D(g)已达到反应限度的是(　　)
A．混合气体的密度保持不变
B．有1 mol C生成的同时有1 mol D生成
C．混合气体的总物质的量保持不变
D．有1 mol A生成的同时有1 mol C消耗
解析：选A　物质A是固体，混合气体的密度ρ＝，V(容)不变，若密度不变，说明m(气)不变，能证明反应达到平衡，A正确；B项表示的均为正反应方向，D项表示的均为逆反应方向，故B、D错误；反应前后气体的总物质的量始终不变化，C错误。
12．(2016·山东潍坊高一检测)如图所示是425 ℃时，在1 L密闭容器中发生化学反应的浓度随时间的变化示意图。
下列叙述错误的是(　　)
A．图①中t0时，三种物质的物质的量相同
B．图①中t0时，反应达到平衡状态
C．图②中的可逆反应为H2(g)＋I2(g)??2HI(g)
D．图①②中当c(HI)＝3.16 mol/L时，反应达到平衡状态
解析：选B　图①中t0时，H2、I2、HI的物质的量相等但未保持不变，没有达到平衡状态，B项错。
二、非选择题
13．(2016·山东济南高一检测)在2 L密闭容器中有3种物质进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图所示，反应在t时刻达到平衡。
(1)该反应的化学方程式是____________________。
(2)反应起始至t时刻，Y的平均反应速率是_________________。
(3)关于该反应的说法正确的是________。
a．到达t时刻该反应已停止
b．在t时刻正反应速率等于逆反应速率
c．在t时刻达到平衡是因为此时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等
解析：(1)由图像知，从0～t时刻，n(X)减小，n(Y)增大，n(Z)增大，可以确定X为反应物，Y、Z为生成物，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.8 mol∶1.2 mol∶0.4 mol＝2∶3∶1，故该反应的化学方程式为2X??3Y＋Z。(2)v(Y)＝＝＝＝ mol/(L·min)。
(3)化学平衡是一种动态平衡，故a项错；在t时刻，可逆反应已达化学平衡，此时正、逆反应速率相等，故b项对；在t时刻达到化学平衡是因为此时反应混合物中各组分的浓度不再变化，故c项错。
答案：(1)2X??3Y＋Z　(2) mol/(L·min)　(3)b
14．将等物质的量的氢气和碘蒸气放入密闭容器中进行反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)(正反应放热)，反应经过5分钟测得碘化氢的浓度为0.5 mol/L，碘蒸气的浓度为0.25 mol/L。请填写以下空白：
(1)v(HI)＝____________；v(H2)＝____________；H2的起始浓度＝____________。
(2)若上述反应达到平衡时，则平衡浓度c(HI)、c(I2)、c(H2)的关系是______________(填“相等”、“2∶1∶1”或“均为恒量”)。
解析：(1)v(HI)＝＝0.1mol/(L·min)；根据速率之比等于化学计量数之比，所以v(H2)＝0.05 mol/(L·min)；I2的起始浓度c(I2)＝c(HI)＋0.25 mol/L＝0.25 mol/L＋0.25 mol/L＝0.5 mol/L。开始H2和碘蒸气的物质的量相等，所以二者起始浓度相等。(2)平衡时c(HI)、c(I2)、c(H2)保持不变。
答案：(1)0.1 mol/(L·min)　0.05 mol/(L·min)　
0．5 mol/L　(2)均为恒量
15．在一定温度下，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，起始时，充入的N2和H2的物质的量分别是3.0 mol和 6.0 mol，平衡时生成NH3的物质的量是 2.4 mol。
已知容器的容积为5.0 L，试求：
(1)H2的转化率是__________。
(2)平衡时混合气体中N2的体积分数是____________。
解析：　N2＋　　3H2??　2NH3
起始 3.0 mol 6.0 mol 0 mol
转化 1.2 mol 3.6 mol 2.4 mol
平衡 1.8 mol 2.4 mol 2.4 mol
(1)H2的转化率＝×100%＝60%。
(2)N2的体积分数＝×100%≈27.3%。
答案：(1)60%　(2)27.3%
16．在2 L密闭容器内，800 ℃时NO(g)和O2(g)反应生成NO2(g)的体系中，n(NO)随时间的变化如表所示：
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)上述反应________(填“是”或“不是”)可逆反应，在第5 s时，NO的转化率为________。
(2)如图中表示NO2变化曲线的是______，用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．v(NO2)＝2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2)
d．容器内密度保持不变
解析：(1)该反应是可逆反应，5 s时，NO转化率为：×100%＝65%。
(2)由平衡体系2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)知，NO2为生成物，初始状态时，c(NO2)＝0，随反应的进行，c(NO2)逐渐增大，当达到平衡时，c(NO2)＝－＝0.006 5 mol/L，故表示NO2变化曲线的为b。
v(NO)＝＝＝
＝0.003 mol/(L·s)，
则v(O2)＝v(NO)＝0.001 5 mol/(L·s)。
(3)a项中未指明正、逆反应方向，故无法说明该反应是否达到平衡状态；由于该反应是前后气体体积不相等的反应，当容器内压强保持不变时，说明该反应已达到平衡状态，故b项正确；c项中已说明正、逆反应速率相等，故说明该反应已达到平衡状态；由于气体总质量不变，气体总体积也不变，因此，无论该反应是否达到平衡，容器内气体密度总保持不变，故d项无法说明该反应是否达到平衡状态。
答案：(1)是　65%　(2)b　0.001 5 mol/(L·s)　(3)b、c
17．(2016·山东济宁高一检测)常温下，将 a mol A 与 b mol B的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：A(g)＋3B(g)??2C(g)。
(1)若反应进行到某时刻t时，n1(A)＝13 mol，n1(C)＝6 mol，则a值为________。
(2)反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8 L(标准状况下)，其中C的含量(体积分数)为25%，平衡时C的物质的量为________。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写最简整数比，下同)n始∶n平＝________。
(4)原气体中a∶b＝________。
(5)达到平衡时混合气体中，n(A)∶n(B)∶n(C)＝____________________。
解析：(1)生成6 mol C则消耗3 mol A，a＝13＋3＝16。
(2)n(C)＝×25%＝8 mol。(3)生成8 mol C，则气体的物质的量减少 8 mol，n始∶n平＝(32＋8)∶32＝5∶4。(4)原混合气体共40 mol，a＝16，则b＝24，a∶b＝2∶3。(5)平衡时n(A)、n(B)、n(C)分别为12 mol、12 mol、8 mol。
答案：(1)16　(2)8 mol　(3)5∶4　(4)2∶3
(5)3∶3∶2