第四节 化学反应进行的方向
记一记
1.反应方向的焓判据是指放热过程中体系能量降低，ΔH<0反应具有自发进行的倾向。
2．反应方向的熵判据是指在密闭条件下，体系有自发地向混乱度增加(ΔS>0)的方向转变的倾向。
3．同一物质由固态(s)→液态(l)→气态(g)的过程为熵值增大的过程，ΔS>0；反之，为熵值减小盼过程，ΔS<0。
4．当ΔH<0，ΔS－>0，反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS<0，反应不能自发进行。
探一探
1.下列反应可以自发进行：
NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)；
2Al(s)＋6HCl(aq)===2AlCl3(aq)＋3H2(g)；
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(aq)。
上述反应是吸热反应还是放热反应？试从能量角度归纳自发反应的特征。
[提示] 这些反应都是放热反应，即体系趋向于从高能状态变为低能状态，这是自发反应的特征之一。
2．我们知道，固体硝酸铵溶于水要吸热，室温下冰块的溶解过程要吸热，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应要吸热，这些过程或反应都是自发的，是什么因素决定它们能自发进行？试归纳自发反应的另一特征。
[提示] 上述自发过程或反应与能量状态的高低无关，受另一种能够推动体系变化的因素的影响，即体系有从有序自发地转变为无序的倾向，这是自发反应的特征之一。
3．合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92.2
kJ·mol－1，ΔS＝－198.2
J·mol－1·K－1。
(1)请你根据正反应的焓变分析298
K下合成氨反应能否自发进行？
(2)请你根据正反应的熵变分析298
K下合成氨反应能否自发进行？
(3)请你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？
[提示]
(1)能。正反应为放热反应，由高能状态到低能状态，可自发进行。
(2)不能。正反应为气体体积减小的反应，ΔS
(3)能。ΔG＝ΔH－TΔS＝－92.2
kJ·mol－1－298
K×(－198.2)×10－3
kJ·mol－1·K－1＝－33.136
4
kJ·mol－1<0，反应在298
K时可以自发向正反应方向进行。
判一判
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)当ΔH<0，ΔS>0时，反应自发进行。(√)
(2)当ΔH>0，ΔS<0时，反应不能自发进行。(√)
(3)当ΔH>0，ΔS>0，或ΔH<0，ΔS<0时，反应是否自发进行与温度有关，一般低温时焓变影响为主，高温时熵变影响为主。(√)
(4)在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行。(×)
(5)NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g) ΔH＝＋185.57
kJ·mol－1，能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向。(√)
(6)因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据。(×)
(7)在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向。(×)
(8)水由高处向低处流是非自发过程。(×)
(9)铁在潮湿的空气中生锈是自发过程。(√)
(10)室温下水结成冰是自发过程。(×)
练一练
1.[2019·海口高二月考]下列说法中正确的是( )
A．能自发进行的反应一定能迅速发生反应
B．非自发进行的反应一定不可能发生反应
C．能自发进行的反应实际可能没有发生反应
D．常温下，2H2O2H2↑＋O2↑，即常温下水的分解反应是自发反应
答案：C
2．[2019·福州高二检测]不属于自发进行的变化是
( )
A．红墨水加到清水中使整杯水变红
B．冰在室温下融化成水
C．NaHCO3转化为Na2CO3
D．天然气的燃烧
答案：C
3．[2019·青岛高二模拟]下列说法正确的是
( )
A．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH<0
B．ΔH<0、ΔS<0的反应在高温条件下能自发进行
C．反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔS<0
D．同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
答案：A
4．[2019·无锡高二摸底]下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )
A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)
ΔH＝＋163
kJ·mol－1
B.
Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)
ΔH＝－127
kJ·mol－1
C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)
ΔH＝＋91
kJ·mol－1
D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－98
kJ·mol－1
答案：D
知识点一
自发过程和自发反应
1.下列关于自发过程的叙述中，正确的是
( )
A．只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程
B．需要加热才能进行的过程肯定不是自发过程
C．同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发的可能
D．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程
解析：在一定条件下，不用借助外力即可自发进行的过程为自发过程，所以自发过程也是需要特定的条件，A、B项错误；可逆反应在不同的条件下，可以向不同方向自发进行，故C项正确；改变条件，可以使非自发过程转变为自发过程，D项错误。
答案：C
2．已知(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9
kJ·mol－1，下列说法中正确的是
( )
A．该反应中熵变、焓变皆大于0
B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行
D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
解析：该反应ΔH>0，反应物为固体，生成物中产生了气体，ΔS>0，该反应吸热，但熵值增大，可以自发进行，但这并不代表所有碳酸盐分解一定自发，而反应是否能自发进行不能由ΔH或ΔS单独来判断，而应考虑用复合判据加以判断。
答案：A
知识点二
反应焓变与反应方向
3.实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是
( )
A．所有的放热反应都是自发进行的
B．所有的自发反应都是放热的
C．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素
D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一因素
解析：化学反应能自发进行的判据是ΔH－TΔS<0，必须综合考虑体系的焓变和熵变，A项错误；有些自发反应是吸热反应，B项错误；焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素，但不是唯一因素，D项错误，C项正确。
答案：C
4．下列自发反应可用焓判据来解释的是( )
A．2N2O5(g)??4NO2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋56.7
kJ·mol－1
B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
ΔH＝＋74.9
kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－286
kJ·mol－1
D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋178.2
kJ·mol－1
解析：从焓变的角度分析，化学反应有由高能状态向低能状态转化，使体系能量降低的趋势，表现为放热反应较易进行。
答案：C
知识点三
反应熵变与反应方向
5.[2019·湖南长沙雅礼中学月考]下列对熵的理解不正确的是
( )
A．同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小
B．体系越有序，熵值越小；越混乱，熵值越大
C．与外界隔离的体系，白发过程将导致体系的熵减小
D．25
℃、1.01×105
Pa时，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增反应
解析：C项，体系都有从有序自发转变为无序的倾向，此
过程为熵增过程，故错误。
答案：C
6．以下过程可以用熵判据来解释的是
( )
A．硝酸铵自发地溶于水
B．CaO(s)＋CO2(
g)===CaCO3(s)
C．HCl(g)＋NH3(g)===NH4Cl(s)
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
解析：可以用墒判据来解释，一般情况下是吸热且熵增加的过程。A项，硝酸铵自发地溶于水，是熵增的过程，可以用熵判据采解释，正确；B项，该反应的ΔH<0，ΔS<0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用熵判据进行解释，错误；C项，该反应的ΔH<0，ΔS<0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用熵判据进行解释，错误；D项，该反应的ΔH<0，ΔS<0，反应能自发进行，主要取决于ΔH的大小，不能用熵判据进行解释，错误。
答案：A
知识点四
化学反应方向的判据
7.[2019·四川攀枝花高二调研]已知ΔG＝ΔH－TΔS，当ΔC<0时，反应能自发进行，当ΔC>0时，反应不能自发进行。下列说法中正确的是( )
A．非自发反应在任何条件下都不能发生
B．熵增加且放热的反应一定是自发反应
C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应
D．凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是不能自发进行的反应
解析：非自发反应在一定条件下也能发生，如碳酸钙的分解反应在常温下不能白发进行，在高温下就可以自发进行，A错误；熵增加且放热的反应，ΔS>0、ΔH<0，则ΔC＝ΔH－TΔS<0，反应一定能自发进行，B正确；反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，所以熵增加、熵减小或熵不变的反应都可能自发进行，同理放热反应或吸热反应都可能自发进行，C、D错误。
答案：B
8．已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。根据所学知识判断，下列反应中，在任何温度下都不自发进行的是
( )
A．2O3(g)===3O2(g) ΔH<0
B．2CO(g)===2C(g)＋O2(g) ΔH>0
C．N2(K)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH<0
D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH>0
解析：A项，ΔH<0，ΔS>0，在任何温度下都自发进行；B项，ΔH>0，ΔS<0，在任何温度下都不自发进行；C项，ΔH<0，ΔS<0，低温下自发进行；D项，ΔH>0，ΔS>0，高温下自发进行。
答案：B
9．已知2CO(g)??CO2(g)＋C(s)，T＝980
K时，ΔH－TΔS＝0。
(1)当体系温度低于980
K时，估计ΔH－TΔS____________(填“大于”“小于”或“等于”)0；当体系温度高于980
K时，估计ΔH－TΔS____________(填“大于”“小于”或“等丁”)0。
(2)在冶金工业中，以C为还原剂，温度高于980
K时的氧化产物是以____________为主；温度低于980
K时的氧化产物是以____________为主。
解析：根据反应2CO(g)??CO2(g)＋C(s)得到ΔS<0，由题意T＝980
K时，ΔH－TΔS＝0，推出ΔH<0，即反应是放热反应。当T<980
K时，ΔH－TΔS<0，正反应能够自发进行，(2)中主要氧化产物是二氧化碳；当T>980
K时，ΔH－TΔS>0，正反应不能够自发进行，逆反应能够自发进行，(2)中主要氧化产物是一氧化碳。
答案：(1)小于 大于 (2)CO CO2
基础达标
1.下列反应均为吸热反应，其中一定不能自发进行的是( )
A．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)
B．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)
C．MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)
D.
(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)
解析：B、C、D反应的ΔS>0，在加热条件下，可满足ΔH－TΔS<0，反应可自发进行，而A中ΔS<0，ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。
答案：A
2．已知反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH＝－444.3
kJ·mol－1，反应后熵减小，在常温常压下该反应能自发进行，则对该反应的方向起决定作用的是
( )
A．焓变 B．温度 C．压强 D．熵变
解析：由于题给反应熵减小，TΔS一定小于0，若该反应能自发进行，则其ΔH一定小于零，故起决定作用的是焓变，A项正确。
答案：A
3．下列对化学反应预测正确的是( )
选项
化学反应方程式
已知条件
预测
A
M(s)===X(g)＋Y(s)
ΔH>0
它是非自发反应
B
W(s)＋xG(g)===2Q(g)
ΔH<0自发反应
x可能等于1、2、3
C
4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g)
能自发反应
ΔH一定小于0
D
4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)
常温下，自发进行
ΔH>0
解析：根据复合判据：ΔG＝ΔH－TΔS，M(s)===X(g)＋Y(s)，固体分解生成气体，为熵增反应，ΔH>0时，在高温下，能自发进行，A错误；W(s)＋xG(g)===2Q(g) ΔH<0，能自发进行，若熵增，任何温度下都能自发进行，若熵减，在低温条件下能自发进行，所以，G的计量数不确定，x等于1、2或3时，都符合题意，B正确；4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋6G(g)是墒增反应，当ΔH>0时，在高温下可能自发进行，C错误；4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)为熵减反应，常温下能自发进行，说明该反应一定是放热反应，D错误。
答案：B
4．反应CH3OH(l)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在某温度下自发向右进行，若反应的|ΔH|＝17
kJ·mol－1，|ΔH－TΔS|＝17
kJ·mol－1，则下列判断正确的是
( )
A．ΔH>0，ΔH－TΔS<0
B．ΔH<0，ΔH－TΔS>0
C．ΔH>0，ΔH－TΔS>0
D．ΔH<0，ΔH－TΔS<0
解析：某温度下，反应自发向右进行说明ΔH－TΔS<0，即ΔH－TΔS＝－17
kJ·mol－1，若ΔH＝－17
kJ·mol－1，则ΔS＝0，不符合事实，故ΔH＝＋17
kJ·mol－1
，A项正确。
答案：A
5．汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298
K、100
kPa下，ΔH＝－113
kJ·mol－1，ΔS＝－145
J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是
( )
A．该反应中反应物总能量高于生成物的总能量
B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件
C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率
D．汽车尾气中的这两种气体会与人体血红蛋白结合而使人中毒
解析：由已知得反应为放热反应，且是熵减的反应。生成物的总能量低于反应物的总能量，常温ΔH－TΔS＝－113
kJ·mol－1－298
K×(－145×10－3
kJ·mol－1·K－1)＝－69.79
kJ·mol－1<0，即该反应在常温下能自发进行，故A、C、D正确。
答案：B
6．分析下列反应，在任何温度下均能自发进行的是( )
A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g)
ΔH＝－163
kJ·mol－1
B．Ag(s)＋Cl2(g)===AgCl(s)
ΔH＝－l27
kJ·mol－1
C．HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)
ΔH＝＋91
kJ·mol－1
D．H2O2(l)===O2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－98
kJ·mol－1
解析：A项，ΔH>0，ΔS<0，任何温度下都不能自发进行，错误；B项，ΔH<0，ΔS<0，高温下不能自发进行，错误；C项，ΔH>0，ΔS>0，低温下不能自发进行，错误；D项，ΔH<0，ΔS>0，任何温度下都能自发进行，正确。
答案：D
7．下列对化学反应方向的说法正确的是
( )
A．反应2A(g)＋B(g)===3C(s)＋D(g)在一定条件下能白发进行，说明该反应的ΔH>0
B．常温下，反应2Na2SO3(s)＋O2(g)===2Na2SO4(s)能自发进行，则ΔH<0
C．反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH>0
D．一定温度下，反应2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH<0，ΔS>0
解析：ΔH－TΔS<0，反应能自发进行。若反应的ΔS<0，反应能自发进行，则ΔH<0，A、C项错误，B项正确；2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)属于分解反应，为吸热反应，ΔH>0，D项错误。
答案：B
8．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿。现把白锡制造的器皿放在0
℃、100
kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能继续使用(已知在0
℃、100
kPa条件下门锡转化为灰锡的反应，焓变和熵变分别为ΔH＝－2
180.9
J·mol－1，ΔS＝－6.61
J·mol－1·K－1，当ΔH－TΔS<0时能自发反应)
( )
A．会变
B．不会变
C．不能确定
D．升高温度才会变
解析：在等温、等压条件下，自发反应总是向着ΔH－TΔS<0的方向进行，直至达到平衡态。因此，在0
℃、100
kPa条件下，白锡会不会变为灰锡就转化为求算反应：白锡―→灰锡的ΔH—TΔS的问题。ΔH－TΔS＝－2
180.9
J·mol－1－273
K×(－6.61
J·mol－1·K－1
)＝－376.37
J·mol－1<0，因此在该条件下白锡会变为灰锡。
答案：A
9．下列说法正确的是
( )
A．凡是放热反应都是白发的，因为吸热反应都是非自发的
B．自发反应的现象一定非常明显，非自发反应的熵一定减小
C．常温下，反应C(s)＋CO2(g)??2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH>0
D．反应2Mg(s)＋COΔ2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则该反应的ΔH>0
解析：不能仅仅根据焓变判断反应的自发性，放热反应不一定都是自发进行的，吸热反应也可能是自发进行的，A项错误；自发进行的反应，其现象不一定非常明显，B项错误；根据反应C(s)＋CO2(g)??2CO(g)不能自发进行可知，该反应的ΔH－TΔS>0，又知该反应ΔS>0，则该反应的ΔH>0，C项正确；反应2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自发进行，则ΔH－TΔS<0，因ΔS<0，则ΔH<0，D项错误。
答案：C
10．在一定条件下，对于反应mA(g)＋nB(g)??cC(g)＋dD(g)，C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示，下列判断正确的是
( )
A．ΔH<0 ΔS>0
B．ΔH>0 ΔS<0
C．ΔH>0 ΔS>0
D．ΔH<0 ΔS<0
解析：根据图像可知，在压强不变时，升高温度，C的含量降低，说明平衡逆向移动，逆反应方向是吸热反应，正反应是放热反应，ΔH<0；在温度不变时，增大压强，C的含量降低，说明增大压强，平衡逆向移动，逆反应方向是气体体积减小的方向，则正反应是气体体积增大的反应，ΔS>0。
答案：A
11．已知一个可逆反应，若正反应为自发过程，则其逆反应为非自发过程，反之，亦然。
(1)已知2CO(g)??CO2(g)＋C(s)，T＝980
K时ΔH－TΔS＝0。当体系温度低于980
K时，ΔH－TΔS________0(填“大于”“小于”或“等于”，下同)；当体系温度高于980
K时，ΔH－TΔS________0。
(2)电子工业中清洗硅片上的SiO2(s)的反应为SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g) ΔH(298.15
K)＝－94.0
kJ·mol－1、ΔS(298.15
K)＝－75.8
J·mol－1·K－1，设ΔH和ΔS不随温度而变化，则此反应自发进行的温度是________。
解析：
(1)该反应ΔS<0，当T＝980
K时ΔH－TΔS＝0，则ΔH<0，故当T<980
K时，ΔH－TΔS<0，T>980
K时，ΔH－TΔS>0。
(2)由题给信息可知，要使反应能自发进行，应有ΔH－TΔS<0，即－94.0
kJ·mol－1
－T×(－75.8×10－3
kJ·mol－1·K－1)<0，则T<≈1
240
K。
答案：(1)小于 大于 (2)小于1
240
K
12．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对某类反应[aA(g)＋bB(g)??cC(g)]的化学平衡的影响，得到如下图象(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示转化率)。
分析图象，回答下列问题：
(1)在反应Ⅰ中，若p1>p2，则该反应的正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应，且为气体分子数________(填“减小”或“增大”)的反应；若此反应能自发进行，则必须满足的条件是___________________________________________________。
(2)在反应Ⅱ中，T1________(填“>”“<”或“＝”)T2，该反应的正反应为____________(填“放热”或“吸热”)反应。
解析：
(1)反应Ⅰ中，恒压下温度升高，α(A)减小，即升高温度平衡逆向移动，则该反应的正反应为放热反应，ΔH<0；由p1>p2知恒温时压强增大，α(A)增大，说明此反应为气体分子数减小的反应，即为熵减反应，ΔS<0。放热、熵减反应只能在低温条件下自发进行。
(2)反应Ⅱ中，T2条件下反应先达到平衡状态，说明T2>T1，温度越高，平衡时C的物质的量越小，即升高温度平衡逆向移动，则该反应的正反应为放热反应。
答案：(1)放热 减小 低温 (2)< 放热
能力达标
13.已知甲烷隔绝空气在不同温度下可能发生如下两个裂解反应：
①CH4(g)―→C(s)＋2H2(g)
②2CH4(g)―→C2H2/(g)＋3H2(g)
某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度，在图书馆查到如下热力学数据：
反应①的ΔH(298
K)＝＋74.848
kJ·mol－1，
ΔS(298
K)＝＋80.674
J·mol－1·K－1；
反应②的ΔH(298
K)＝＋376.426
kJ·mol－1，
ΔS(298
K)＝＋220.211
J·mol－1·K－1。
已知焓变和熵变随温度变化很小。请帮助这位同学解决如下问题：
(1)制取炭黑的反应是________(填“高温”或“低温”)自发。
(2)制取炭黑的反应自发进行由________(填“焓变”或“熵变”)决定。
(3)通过计算判断制取炭黑的反应在常温下能否自发进行。
(4)为了提高甲烷的碳化程度，你认为下面四个温度中最合适的是________。
A．905.2
K
B．927
K
C．1273
K
D．2
000
K
解析：(3)ΔH－TΔS＝74.848
kJ·mol－1－80.674×10－3
kJ·mol－1·K－1×298
K＝50.807
kJ·mol－1>0，所以该反应常温下不能自发进行。
答案：(1)高温 (2)熵变 (3)不能 (4)C
14．[2019·辽宁六校协作体高二考试]在恒压密闭容器中，充入一定量的H2和CO2发生如下可逆反应：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH<0，实验测得在不同温度下，反应体系中CO2的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示。
(1)该反应的ΔS________0(填“>”或“<”)，该反应在________(填“低温”或“高温”)条件下可自发进行。
(2)比较T1与T2的大小关系：T1________T2(填“<”“＝”或“>”)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在T1和p6的条件下，往密闭容器中充入3
mol
H2和1
mol
CO2，该反应在第5
min时达到平衡，此时容器的容积为1.8
L，则该反应在此温度下的平衡常数为________；若温度不变，在p8的条件下重新达到平衡时，容器的容积变为________L。
解析：(1)根据热化学方程式可知，正反应是气体体积减小的放热反应，因此该反应的ΔS<0；由于ΔG＝ΔH－TΔS<0时反应自发进行，所以该反应在低温条件下可自发进行。(2)该反应的正反应放热，压强一定时，温度降低，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，所以T1(3)在T1和p6的条件下平衡时二氧化碳的转化率是40%，则根据方程式可知
CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)
初始量/mol
1
3
0
0
变化量/mol
0.4
1.2
0.4
0.4
平衡量/mol
0.6
1.8
0.4
0.4
达到平衡时容器的容积为1.8
L，所以CO2、H2、CH3OH、H2O(g)的浓度分别是mol·L－1、1
mol·L－1、mol·L－1、mol·L－1，所以平衡常数K＝＝；若温度不变，在p8的条件下重新达到平衡时，二氧化碳的转化率是60%，则
CO2(g)＋3H2(g)??CH3(g)＋H2O(g)
初始量/moI
1
3
0
0
变化量/mol
0.6
1.8
0.6
0.6
平衡量/mol
0.4
1.2
0.6
0.6
温度不变，K不变，则＝，解得V＝L。
答案：
(1)< 低温
(2)< 该反应为放热反应，压强一定时，温度降低，平衡正向移动，CO2的转化率增大
(3)或0.148 或0.533
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-第3课时 化学平衡常数
记一记
1.在一定温度下，当一个可逆反应mA(g)＋nB(g>??pC(g)＋qD(g)达到化学平衡时，其化学平衡常数的表达式为K＝。
2．化学平衡常数K只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
3．K值越大，正向反应进行的程度越大，反应进行的越完全，反应物的转化率越离。
4．升高温度，若K值增大，则正反应为吸热反应，反之为放热反应；降低温度，若K值增大，则正反应为放热反应，反之为吸热反应。
探一探
反应1：可逆反应N2＋3H2??2NH3是工业上合成氨的重要反应。该反应正向为放热反应。反应过程中，反应物和产物均为气态。
反应2：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)。该反应前后气体分子数不发生改变。
反应3：可逆反应：C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)。这是利用碳单质制取水煤气的重要反应。
1．对于反应1，若保持其他条件不变，分别升高温度、增大N2的浓度，平衡如何移动？平衡常数K如何变化？
[提示] 升高温度，平衡，向逆反应方向移动，K减小；增大N2的浓度，平衡向正反应方向移动，但K保持不变。
2．对于反应1，若保持其他条件不变，加入催化剂，反应速率如何变化？平衡如何移动？平衡常数K如何变化？
[提示] 加入催化剂，反应速率加快，平衡不移动，K不变。
3．反应2的平衡常数是K，则反应2HI(g)??H2(g)＋I2(g)的平衡常数为多少？反应H2(g)＋I2(g)??HI(g)的平衡常数为多少？
[提示] 反应2HI(g)??H2(g)＋I2(g)的平衡常数为，H2(g)＋I2(g)??HI(g)的平衡常数为。
4．反应3的平衡常数表达式是什么？对于反应3，若保持其他条件不变，升高温度，K值增大，该反应是吸热反应还是放热反应？
[提示] K＝；高温度K值增大，说明化学平衡向正反应方向移动，则该反应为吸热反应。
判一判
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)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。(×)
(2)对于一个可逆反应，平衡正向移动时，平衡常数一定增大。
(×)
(3)升高温度，K值增大，则正反应为放热反应。(×)
(4)平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、压强、催化剂等无关。(√)
(5)从平衡常数的大小可以推断一个反应的进行程度。(√)
(6)升高温度，K值减小，逆反应为吸热反应。(√)
(7)K值越大，反应物的转化率越小。(×)
(8)对于反应N2＋3H2??2NH3一定温度下某一时刻QC＝K，反应处于平衡状态。(√)
(9)反应物的转化率一定等于生成物的产率。(×)
(10)任何化学反应都存在某一温度下的化学平衡常数。(×)
练一练
1.[2019·郑州高二月考]下列对化学平衡常数(K)的叙述正确的是( )
A．仅升高温度，K可能增大，也可能减小
B．仅加入催化剂，K可能增大
C．仅增大压强，K可能减小
D．仅减小浓度，K值可能减小
答案：A
2．[2019·济南高二检测]已知下列反应的平衡常数：H2(g)＋S(s)??H2S(g) K1；S(s)＋O2(g)??SO2(g) K2。则反应H2(g)＋SO2(g)??O2(g)＋H2S(g)的平衡常数为
( )
A．K1＋K2
B．K1－K2
C．K1·K2
D．K1/K2
答案：D
3．[2019·石家庄高二月考]某温度下，反应2A(g)＋B(g)??2C(g)的平衡常数K1＝50，在同一温度下，反应2C(g)??2A(g)＋B(g)的平衡常数K2为( )
A．2
500
B．50
C．0.02
D．0.002
答案：C
4．[2019·衡水中学高二检测]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表所示：
t/℃
700
800
830
1
000
1
200
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．若在1
L的密闭容器中通入CO2和H2各1
mol,5
min后温度升高到830
℃，此时测得CO为0.4
mol，则该反应达到平衡状态
D．若平衡浓度符合关系式：＝，则此时的温度为1
000
℃
答案：C
知识点一
化学平衡常数的概念
1.下列叙述中不正确的是
( )
A．某特定反应的平衡常数仅是温度的函数
B．化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化
C．平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动达到新的平衡
D．催化剂不能改变平衡常数的大小
解析：化学平衡常数仅是温度的函数，温度改变平衡常数改变，温度不变平衡常数不变，因此平衡常数变化时，化学平衡发生移动，但化学平衡发生移动时，平衡常数未必变化，催化剂不能使平衡移动，平衡常数不变。
答案：B
2．可逆反应：C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)在t
℃下达到平衡，其平衡常数可表示为
( )
A．K＝
B．K＝
C．K＝
D．K＝
解析：C是固体，它的浓度视为“1”，在平衡常数表达式中不出现。
答案：D
知识点二
过滤和蒸发
3.汽车尾气净化中的一个反应如下：
NO(g)＋CO(g)??N2(g)＋CO2(g)
ΔH＝－373.4
kJ·mol－1
在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是
( )
解析：该反应为气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，平衡常数减小，A项错误；同理，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率减小，B项错误；平衡常数只与温度有关，与物质的量无关，C项正确；增加N2的物质的量，平衡逆向移动，NO的转化率减小，D项错误。
答案：C
4．[2019·黑龙江鹤岗一中高二月考]可逆反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)达到平衡状态时，在恒温恒容条件下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，Qc为浓度商)
( )
A．Qc不变，K变大，O2的转化率增大
B．Qc不变，K变大，SO2的转化率减小
C．Qc变小，K不变，O2的转化率减小
D．Qc增大，K不变，SO2的转化率增大
解析：当可逆反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)达到平衡状态时，在恒温恒容条件下向容器中加入一定量的O2，氧气的浓度增大，浓度商Qc＝的值变小，平衡向右移动，O2的转化率减小，SO2的转化率增大；平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变；故C正确。
答案：C
知识点三
SO离子检验
5.已知某化学反应的平衡常数K＝，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示：
t/℃
700
800
830
1
000
1
200
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．若在1
L的密闭容器中通入CO2和H2各1
mol,5
min后温度升高到830
℃，此时测得CO为0.4
mol，则该反应达到平衡状态
D．若平衡浓度符合下列关系式：＝，则此时的温度为1
000
℃
解析：由平衡常数表达式可判断该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)，A正确；分析表中数据，平衡常数随温度的升高而减小，说明升温平衡逆向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，B正确；依据化学平衡三段式列式计算浓度商，并与该温度下的平衡常数进行比较：
CO(g)
＋
H2O(g)??CO2(g)
＋
H2(g)
起始量/mol
0
0
1
1
变化量/mol
0.4
0.4
0.4
0.4
5
min末量/mol
0.4
0.4
0.6
0.6
反应前后气体总物质的量不变，可以用其物质的量代替浓度计算浓度商，Q＝2.25≠1.00，此时反应没有达到平衡状态，故C错误；依据平衡常数表达式和平衡常数数值计算分析，若平衡浓度符合＝，则＝＝0.6，结合表中数据可知，此时温度为1
000
℃，故D正确。
答案：C
6．已知反应A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示。830
℃时，向一个2
L的密闭容器中充人0.20
mol
A和0.20
mol
B,10
s时达到平衡。下列说法不正确的是
( )
温度/℃
700
830
1
200
K值
1.7
1.0
0.4
A.达到平衡后，B的转化率为50%
B．增大压强，正、逆反应速率均加快
C．该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动
D．反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A)＝0.005
mol·L－1·s－1
解析：设平衡时B减少的物质的量浓度为x
mol·L－1，则：
A(g) ＋ B(g)??C(g)＋D(g)
开始/(mol·L－1)
0.1
0.1
0
0
变化/(mol·L－1)
x
x
x
x
平衡/(mol·L－1)
0.1－x
0.1－x
x
x
故K＝＝1.0，解得x＝0.05，则平衡时B的转化率＝×100%＝50%，A项正确；增大压强，正、逆反应速率都增大，B项正确；由表中数据可知，温度越高，平衡常数越小，说明升温平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应，C项错误；反应初始至平衡，v(A)＝＝0.005
mol·L－1·s－1，D项正确。
答案：C
综合考查
化学平衡常数计算与判断
7.将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)??NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)??H2(g)＋I2(g)。达到平衡时，c(H2)＝0.5
mol·L－1，c(HI)＝4
mol·L－1，则此温度下反应①的平衡常数为
( )
A．9
B．16
C．20
D．25
解析：由H2和HI的平衡浓度可推算出①反应生成的HI和NH3的浓度都为0.5
mol·L－1×2＋4
mol·L－1＝5
mol·L－1，由于NH3没有转化，其平衡浓度仍为5
mol·L－1，而HI的平衡浓度由题意可知为4
mol·L－1，则①的平衡常数K1＝c(NH3)·c(HI)＝5×4＝20。
答案：C
8．[2019·江西南昌二中高二月考]在一定温度下，改变起始时n(SO2)对反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH<0的影响如图所示，下列说法正确的是( )
A．b、c点均为平衡点，a点未达平衡且向正反应方向进行
B．a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最大
C．a、b、c点均为平衡点，b点时SO2的转化率最大
D．a、b、c三点的平衡常数：Kb>Kc>Ka
解析：题图中横坐标为起始时SO2的物质的量，纵坐标勾平衡时SO3的体积分数，曲线上的点对应的状态为平衡状态，A错误；改变的只有起始时n(SO2)，n(O2)不变，当起始n(SO2)越小时，SO2的转化率越大，故a点SO2的转化率最大，B正确，C错误；温度不变，则平衡常数不变，D错误。
答案：B
9．在一定温度下，发生反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)??2Fe(s)＋3CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：
温度/℃
1
000
1150
1
300
平衡常数
64.0
50.7
42.9
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，1000
℃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的平衡转化率为________。
(3)1
000
℃时，在(2)的平衡体系中，各加0.5
mol
CO和0.5
mol
CO2，v正________v逆(填“<”“>”或“＝”)，平衡向________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
解析：(1)反应Fe2O3(s)＋3CO(g)??2Fe(s)十3CO2(g)的平衡常数K＝，由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，故升高温度平衡向逆反应移动，正反应为放热反应，ΔH<0。
(2)设平衡时CO的物质的量变化为n
mol，则
Fe2O3(s)＋3CO(g)??2Fe(s)＋3CO2(g)
开始(mol):
1
1
变化(mol):
n
1＋n
平衡(mol):
1－n
1＋n
所以＝64，解得n＝0.6，所以v(CO2)＝＝0.006
mol·L－1·min－1，CO的平衡转化率为×100%＝60%。
(3)1
000
℃时，在(2)的平衡体系中，各加0.5
mol
CO和0.5
mol
CO2，CO的浓度为0.09
mol·L－1，CO2的浓度为0.21
mol·L－1，此时Qc＝<64，平衡向正反应方向移动，v正>v逆。
答案：
(1)c3(CO2)/c3(CO) <
(2)0.006
mol·L－1·min－1 60% (3)> 正向
基础达标
1.[2019·广东阳江一中高二月考]下列关于平衡常数K的说法中，正确的是
( )
A．在任何条件下，化学平衡常数K都是一个恒定值
B．平衡常数K只与温度有关，与反应物浓度、压强无关
C．从平衡常数K的大小不能推断一个反应进行的程度
D．对于可逆反应C(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表达式为K＝
解析：化学平衡常数随温度的改变而改变，故A错误；平衡常数K只与温度有关，与反应物浓度、压强无关，故B正确；从平衡常数K的大小可以推断一个反应进行程度，平衡常数越大，反应进行得越彻底，故C错误；对于可逆反应c(s)＋H2O(g)??CO(g)＋H2(g)在一定温度下达到平衡时，其平衡常数表达式为K＝，故D错误。
答案：B
2．在一定条件下，有下列分子数之比相同的可逆反应，其平衡常数K值分别是( )
①H2＋F2??2HF K＝1047
②H2＋Cl2??2HCl K＝1017
③H2＋Br2??2HBr K＝109
④H2＋I2??2HI K＝1
比较K值大小，可知各反应的正反应进行的程度由大到小的顺序是
( )
A．①②③④
B．④②③①
C．①④③②
D．无法确定
解析：化学平衡常数越大．表示该反应的正反应进行的程度越大，故A正确。
答案：A
3．[2019·广东肇庆实验中学高二期中]对于在密闭容器中进行的反应2SO2＋O2??2SO3，如果保持温度不变，下列有关说法正确的是
( )
A．增加SO2的浓度，正反应速率先增大，后保持不变
B．增加SO2的浓度，逆反应速率逐渐减小
C．增加SO2的浓度，平衡常数增大
D．增加SO2的浓度，平衡常数不变
解析：增加SO2的浓度，正反应速率瞬间增大，后逐渐减小，故A错误；增加SO2的浓度，逆反应速率逐渐增大，故B错误；温度不变；平衡常数不变，增加SO2的浓度，没有改变温度，平衡常数不变，故C错误，D正确。
答案：D
4．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)??CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)??Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是( )
A．反应①的平衡常数K1＝
B．反应③的平衡常数K＝
C．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的ΔH>0
D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
解析：A项，固体物质不列入平衡常数表达式，反应①的平衡常数K1＝c(CO2)/c(CO)，错误；B项，反应①的平衡常数K1＝c(CO2)/c(CO)，反应②的平衡常数K2＝c(H2O)/c(H2)，反应③的平衡常数K3＝c(CO2)·c(H2)/c((CO)·c(H2O))＝K1/K2，正确；C项，对于反应③温度升高，H2浓度减小，说明平衡逆向移动，该反应的ΔH<0，错误；D项，反应③恒温恒容下，增大压强，H2浓度可能增大、不变或减小，错误。
答案：B
5．[2019·江西吉安一中高二月考]某恒定温度下，在一个2
L的密闭容器中充入气体A、气体B，其浓度分别为2
mol·L－1、1
mol·L－1，且发生如下反应：3A(g)＋2B(g)??4C(？)＋2D(？)。反应一段时间后达到平衡状态，测得生成1.6
mol
C，且反应前后气体的压强比为5∶4，则下列说法中正确的是
( )
①该反应的平衡常数表达式为K＝
②B的转化率为35%
③增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变
④增加C的量，A、B的转化率不变
A．①②
B．②③ C．③④
D．①④
解析：反应一段时间后达到平衡状态，测得反应前后气体的压强比为5∶4，故反应后气体体积减小，C、D中至少有一种不为气体；在一个2
L的密闭容器中充入气体A、B，测得其浓度分别为2
mol·L－1和1
mol·L－1；则气体A、气体B的物质的量分别为2
mol·L－1×2
L
＝4
mol、1
mol·L－1×2
L＝2
mol，则反应前气体的总物质的量为4
mol＋2
mol＝6
mol；由反应前后气体的压强比为5∶4，可知平衡时气体的总物质的量为6
mol×＝4.8
mol；生成1.6
mol
C，则生成D的物质的量为1.6
mol×＝0.8
mol，参加反应的B的物质的量为1.6
mol×＝0.8
mol，A的物质的量为1.6
mol×＝1.2
mol，则平衡时，A、B、C、D的物质的量分别为4
mol－1.2
mol＝2.8
mol、2
mol－0.8
mol＝1.2
mol、1.6
mol、0.8
mol，因平衡时气体的总物质的量为4.8
mol，故D为气体，C为液体或固体。C不为气体，故C不能出现在平衡常数的表达式中，①错误；参加反应的B的物质的量为0.8
mol，故B的平衡转化率为×100%＝40%，②错误；反应后气体体积减小，故增大该体系压强，平衡向右移动，平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，③正确；C不为气体，故增加C的量，平衡不移动，A、B的转化率不变，④正确；题给说法中正确的是③④，答案选C。
答案：C
6．反应物和生成物均为气态的平衡体系，平衡常数表达式为K＝，有关该平衡体系的说法不正确的是( )
A．升高温度，该反应平衡常数K的变化无法判断
B．增大压强，W的质量分数减小
C．该反应的化学方程式为3Z(g)＋2W(g)??X(g)＋2Y(g)
D．增大X气体浓度，平衡向正反应方向移动
解析：根据平衡常数表达式且所有反应物和生成物均为气态，可得该反应的化学方程式为32(g)＋2W(g)??X(g)＋2Y(g)，C项正确；由于无法知道该反应是吸热反应还是放热反应，故升高温度无法判断化学平衡常数的变化，A项正确；增大压强，平衡右移，W的质量分数减小，B项正确；增大X的浓度，平衡逆向移动，D项错误。
答案：D
7．[2019·河南漯河高中矿高三模拟]加热N2O5，依次发生分解反应：①N2O5(g)??N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)??N2O(g)＋O2(g)。在容积为2
L的密闭容器中充入8
mol
N2O5，加热到t
℃，达到平衡状态后O2为9
mol，N2O3为3.4
mol，则t
℃时反应①的平衡常数为
( )
A．4.25
B．8.5
C．17
D．22.5
解析：在反应①中生成的N2O3与O2的物质的量之比为1∶1，如果不发生反应②，则两者物质的量相同。发生反应②，平衡后O2比N2O3多(9－3.4)
mol
＝5.6
mol；反应②中每减少1
mol
N2O3，增加1
mol
O2，又O2比N2O3多5.6
mol，则共分解了2.8
mol
N2O3；所以反应①中N2O5分解生成的N2O3的物质的量为(3.4＋2.8)mol＝6.2
mol，有6.2
mol
N2O5分解，所以平衡后N2O5的物质的量为(8－6.2)mol＝1.8
mol。容器容积为2
L，则反应①的平衡常数K＝＝＝8.5，故B正确。
答案：B
8．[2019·广西陆川中学高二期中]在2
L恒容密闭容器中充入2
mol
X和1
mol
Y发生反应：2X(g)＋Y(g)??32(g)，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是( )
A．Q点时，Y的转化率最大
B．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
C．升高温度，平衡常数增大
D．温度一定，平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
解析：Q点时，X的体积分数最小，则X的转化率最大，因X、Y初始量的比值等于化学计量数之比，则此时Y的转化率也最大，A正确；温度越高，化学反应速率越大，所以W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率，B错误；由题图可知，达到平衡后，升高温度，X的体积分数增大，则反应逆向进行，ΔH<0，故升高温度，平衡常数减小，C错误；该反应前后气体体积不变，所以平衡时充入Z，新平衡与原平衡等效，Z的体积分数不变，D错误。
答案：A
9．在25
℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质
X
Y
Z
初始浓度/(
mol·L－1)
0.1
0.2
0
平衡浓度/(
mol·L－1)
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是
( )
A．反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应可表示为X＋3Y??2Z，其平衡常数为1
600
C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大
D．改变温度可以改变此反应的平衡常数
解析：反应达到平衡时，X的转化率为×100%＝50%，A正确；根撼反应速率之比＝浓度变化量之比＝化学计量数之比可知：Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)＝0.05∶0.15∶0.1＝1∶3∶2，则反应的化学方程式为X＋3Y??2Z，K＝＝＝1
600，B正确；平衡常数只受温度的影响，温度不变时，平衡常数不变，C错误；平衡常数只受温度的影响，温度改变时，化学平衡常数一定改变，D正确。
答案：C
10．已知：3CH4(g)＋2N2(g)??3C(s)＋4NH3(g) ΔH>0，在700℃，CH4与N2在不同初始物质的量之比时CH4的平衡转化率如图所示，下列说法正确的是
( )
A.越大，CH4的转化率越高
B.不变时，若升温，NH3的体积分数会增大
C．b点对应的平衡常数比a点的大
D．b点对应的NH3的体积分数约为26%
解析：由图像看出，CH4的转化率随着的增大而降低，故A错误：ΔH>0，该反应的正反应是吸热反应，升高温度平衡正向移动，NH3的体积分数会增大，故B正确；a、b两点的温度相同，平衡常数只与温度有关，则平衡常数相同，故C错误；b点对应的甲烷转化率为22%，＝0.75，则设甲烷为3
mol，氮气为4
mol，
3CH4(g)＋2N2(g)??3C(s)＋4NH3(g) ΔH>0
起始量/mol
3
4
0
转化量/mol
0.66
0.44
0.88
平衡量/mol
2.34
3.56
0.88
则NH3的体积分数为数为×100%≈13%，故D错误。
答案：B
11．[2019·河北衡水中学月考，“变化观念与平衡思想”素养]在一容积恒定的密闭容器中发生反应：
CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，
该反应达到平衡后，测得相关数据如下：
实验序号
温度/℃
初始CO浓度/(mol·L－1)
初始H2O浓度/(mol·L－1)
CO的平衡转化率
1
110
1
1
50%
2
100
1
1
X
3
110
0.8
Y
60%
(1)实验1中，10
h后达到平衡，H2的平均反应速率为________mol·L－1·h－1。在此实验的平衡体系中再加入0.5
mol
CO(g)和0.5
mol
H2(g)，平衡________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(2)实验2中X的值________(填序号)。
A．等于50%
B．大于50%
C．小于50%
D．无法确定
(3)实验3中Y的值为____________。
(4)在100
℃下，下列选项中能说明反应CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g) ΔH<0达到平衡状态的是________(填序号)。
A．压强不再变化
B．生成H2O的速率和消耗H2的速率相等
C．混合气体的密度不变
D．H2的质量不再变化
解析：(1)由反应速率的公式可得v(CO)＝1
mol·L－1×50%÷10
h＝0.05
mol·L－1·h－1，根据反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知，v(H2)
＝v(CO)＝0.05
mol·L－1·h－1。反应达到平衡时可得CO、H2O、CO2、H2的浓度均为0.5
mol·L－1，且反应前后气体分子数不变，在此实验的平衡体系中再加入0.5
mol
CO和0.5
mol
H2，同时改变了反应物和生成物的浓度，并且变化量一致，则平衡不移动。(2)由题给信息可知，该反应的正反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，故实验2中CO的平衡转化率增大，B项正确。(3)由实验1可知，在110
℃时，该反应的平衡常数K＝[c(CO2)·c(H2)]/[c(CO)·c(H2O)]＝1，温度一定时，K为定值，故实验3的K＝(0.48×0.48)/[0.32×(Y－0.48)]＝1，求得Y＝1.2。(4)此反应前后气体分子数不变，反应前后体系压强始终不变，A项错误；生成H2O的速率和消耗H2的速率始终相等且都表示逆反应速率，B项错误；混合气体的密度始终不变，C项错误：H2的质量不再变化，即H2的消耗速率与生成速率相等，说明反应达到平衡状态，D项正确。
答案：(1)0.05 不 (2)B (3)1.2 (4)D
12．300
℃时，将2
mol
A和2
mol
B两种气体混合加入2
L密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)??2C(g)＋2D(g) ΔH,2
min末反应达到平衡，生成0.8
mol
D。
(1)在2
min末，A的平衡浓度为________，B的转化率为________，0～2
min内D的平均反应速率为________。
(2)该反应的平衡常数表达式为K＝______________。该温度下化学平衡常数数值K1＝____________。已知350
℃时K2＝1，则ΔH____________(填“>”或“<”)0。
(3)300
℃时，将该反应容器体积压缩为1
L，则A的转化率______________(填“增大”“减小”或“不变”)，原因是___________________________________________。若该条件下平衡常数为K3，则K3________(填“<”“>”或“＝”)K1，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是________(填序号)。
A．容器中压强不变
B．混合气体中c(A)不变
C．v(A)＝v(C)
D．混合气体密度不变
解析：(1)根据反应方程式3A(g)＋B(g)??2C(g)＋2D(g)可知，生成0.8
mol
D时，消耗A
1.2
mol，消耗B
0.4
mol，生成C
0.8
mol。故A的平衡浓度为(2－1.2)
mol÷2
L＝0.4
mol·L－1，B的转化率为0.4
mol÷2
mol×100%＝20%,0～2
min内D的平均反应速率为v＝Δc/Δt＝0.8
mol÷2
L÷2
min＝0.2
mol·L－1·min－1。
(2)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，则K＝。达到化学平衡时，c(A)＝0.4
mol·L－1，c(B)＝(2－0.4)
mol÷2
L＝0.8
mol·L－1，c(C)＝0.8
mol÷2
L＝0.4
mol·L－1，c(D)
＝0.8
mol÷2
L＝0.4
mol·L－1，所以化学平衡常数K1＝＝0.5。350
℃时K2＝1，可见升高温度，K值增大，说明升高温度化学平衡向正反应方向移动，故正反应是吸热反应，即ΔH>0。(3)在该反应中，反应前后气体分子数不变，所以增大压强(缩小容器体积)，化学平衡不移动。A、B的转化率都不会发生变化。化学平衡常数只与温度有关，所以K1＝K3。(4)当反应达到化学平衡时，各物质的浓度不变，用同一物质表示的正反应速率和逆反应速率相等，各物质的体积分数不变。在该反应中，由于容器的体积不变，且该反应是反应前后气体分子数不变的反应，所以任何时刻的压强不变，气体的密度也不变。本题选B。
答案：
(1)0.4
mol·L－1 20% 0.2
mol·L－1·min－1
(2) 0.5 >
(3)不变反应前后气体分子数不变，所以增大压强平衡不移动 ＝ K只与温度有关
(4)B
能力达标
13.甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。
反应Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)??CH30H(g) ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)：
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.0
0.27
0.012
(1)在一定条件下将2
mol
CO和6
mol
H2充入2
L的密闭容器中发生反应Ⅰ，5
min后测得c(CO)＝0.4
mol·L－1，计算可得此段时间的反应速率(用H2表示)为________mol·L－1·min－1。
(2)由表中数据判断ΔH1________(填“>”“<”或“＝”)0；反应CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝________(用ΔH1和ΔH2表示)。
(3)若容器容积不变，则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是________(填序号)。
a．充入CO，使体系总压强增大
b．将CH3OH(g)从体系中分离
c．充入He，使体系总压强增大
d．使用高效催化剂
(4)写出反应Ⅱ的化学平衡常数表达式：KⅡ＝________；保持恒温恒容，将反应Ⅱ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，则化学平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，平衡常数KⅡ________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)比较这两种合成甲醇的方法，原子利用率较高的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
解析：(1)CO浓度变化量为－0.4
mol·L－1＝0.6
mol·L－1，v(CO)＝＝0.12
mol·L－1·min－1，不同物质的速率之比等于化学计量数之比，故v(H2)＝2v(CO)＝2×0.12
mol·L－1·min－1＝0.24
mol·L－1·min－1。(2)由表中数据可知，随温度升高，平衡常数K减小，说明温度升高，平衡逆向移动，所以正反应是放热反应，即ΔH1<0；根据盖斯定律，由反应Ⅱ－反应Ⅰ得CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝ΔH2－ΔH1。(3)充入CO，使体系总压强增大，平衡向正反应方向移动，但CO的转化率降低，a项错误；将CH3OH(g)从体系中分离，平衡向正反应方向移动，CO转化率增大，b项正确；充入He，体系总压强增大，但各物质的浓度不变，平衡不移动，CO转化率不变，c项错误；使用高效催化剂，平衡不移动，d项错误。(4)反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)的平衡常数KⅡ＝；保持恒温恒容，将反应Ⅱ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，相当于增大压强，则平衡正向移动，因为温度不变，所以平衡常数不变。
答案：
(1)0.24
(2)< ΔH2－ΔH1
(3)b
(4) 正向 不变
(5)Ⅰ
14．在1.0
L密闭容器中放入0.10
mol
A(g)，在一定温度进行如下反应：
A(g)??B(g)＋C(g) ΔH＝＋85.1
kJ·mol－1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据如表：
时间t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
回答下列问题：
(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)由总压强p和起始压强p0，计算反应物A的转化率α(A)的表达式为____________，平衡时A的转化率为____________，列式并计算反应的平衡常数K：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)①由总压强p和起始压强p0表示达到平衡时反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)∶n总＝________mol，n(A)＝________mol。
②下表为反应物A的浓度与反应时间的数据，计算：a＝________。
反应时间t/h
0
4
8
16
c(A)/(mol·L－1)
0.10
a
0.026
0.006
5
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
由此规律推出反应在12
h时反应物的浓度c(A)为____________mol·L－1。
解析：
(1)该反应是一个气体体积增加的吸热反应，升温、减压均有利于平衡正向移动，提高A的转化率。
(2)结合pV＝nRT，该反应消耗A的物质的量即是体系增加的物质的量，α(A)＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%；α(A)＝×100%＝94.1%。(3)①结合在等温、等容下物质的量之比等于压强之比，那么＝，n总＝0.10
mol×；n(A)＝0.10
mol－(n总－0.10
mol)＝0.10
mol－(0.10×－0.10)mol＝0.10
mol×(2－)。②结合①，4
h时n(A)＝0.10
mol×(2－)＝0.051
mol，c(A)＝0.051
mol·L－1。由表格数据可知，达到平衡前每4
h，c(A)减小约一半，那么12
h时，c(A)约为0.013
mol·L－1。
答案：
(1)升高温度、减小压强
(2)(－1)×100% 94.1%
A(g) ?? B(g) ＋ C(g)
起始量/mol
0.10
0
0
平衡量/mol
0.10×(1－94.1%)
0.10×94.1%
0.10×94.1%
K＝＝＝1.5
(3)①0.10× 0.10×(2－)
②0.051 达到平衡前每间隔4
h，c(A)减少约一半
0．013
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-第2课时 化学平衡移动
记一记
1.增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。
2．升高温度，平衡向吸热的方向移动；降低温度，平衡向放热的方向移动。
3．对于有气体参与或生成的反应，增大压强，平衡向气体物质体积减小的方向移动；减小压强，平衡向气体物质体积增大的方向移动。
4．催化剂能够同等程度地增大正、逆反应速率，对化学平衡移动没有影响。
5．勒夏特列原理是指如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压等)，平衡就向能够使这种改变减弱的方向移动。
探一探
1.某一可逆反应，一定条件下达到了平衡，若气体颜色加深，平衡一定移动吗？
[提示] 不一定。对于可逆反应：2NO2(g)??N2O4(g)，若气体颜色加深，说明NO2浓度增大，压强增大，平衡向正反应方向移动；对于可逆反应：H2＋I2??2HI，若气体颜色加深，说明I2浓度增大，压强增大，但平衡不移动。
2．在恒温、恒容的密闭容器中，充入“惰性气体”，原平衡怎样移动？
[提示] 充入“隋性气体”，由于容器体积不变，引起压强增大，但各组分的浓度不变，平衡不移动。
3．在恒温、恒压的密闭容器中，充入“惰性气体”，反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)如何移动？
[提示] 充入“惰性气体”，引起容器体积增大，引起各反应组分浓度减小，平衡向气体总体积增大的方向移动，即该反应向逆反应方向移动。
4．在恒温、恒压的密闭容器中，充入“惰性气体”，反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g)如何移动？
[提示] 充入“惰性气体”，引起容器体积增大，引起各反应组分浓度减小，由于该反应是气体反应物化学计量数之和与气体生成物化学计量数之和相等的反应，各组分浓度变化程度相同，所以平衡不移动。
判一判
已知反应A2(g)＋2B2(g)??12AB2(g) ΔH<0，下列说法是否正确(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)升高温度，正反应速率增加，逆反应速率减小。(×)
(2)升高温度有利于反应速率的增加，从而缩短达到平衡所需的时间。(√)
(3)达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动。(×)
(4)达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动。(×)
(5)在温度和体积保持不变的情况下，增加A2气体的物质的量，平衡正向移动。(√)
(6)若B2气体为红棕色气体，其它为无色气体，若气体的颜色加深，说明该平衡一定向逆反应方向移动。(×)
(7)在温度和体积不变时，向体系中再充入AB2气体，达新平衡时，B2的体积分数增大。(×)
(8)温度、压强不变时，再充入AB2气体达新平衡时，AB2的体积分数不变。(√)
(9)使用催化剂可以缩短达到平衡的时间。(√)
(10)升高温度和减小压强都可以使该平衡逆向移动，达新平衡后A2、B2气体的转化率降低。(√)
练一练
1.[2019·大连高二月考]有甲、乙、丙三支试管，分别加入下列物质后，观察这三支试管的颜色，其中颜色最浅的是
( )
甲：10
mL
0.01
mol·L－1的FeCl3溶液和10
mL
0.01
mol·L－1的KSCN溶液
乙：5
mL
水、10
mL
0.01
mol·L－1的FeCl3溶液和5
mL
0.01
mol·L－1的的KSCN溶液
丙：10
mL
0.1
mol·L－1的FeCl3溶液和10
mL
0.1
mol·L－1的KSCN溶液
A．甲试管
B．乙试管
C．丙试管
D．无法判断
答案：B
2．[2019·深州高二检测]在一密闭烧瓶中，在25
℃时存在着平衡：2NO2??N2O4(正反应放热)。把烧瓶置于100
℃的水中，则下列几项性质中不会改变的是
( )
①颜色 ②平均相对分子质量 ③质量 ④压强 ⑤密度
A．①和③
B．②和④
C．④和⑤
D．③和⑤
答案：D
3．[2019·连云港高二摸底]已知化学反应2A(？)＋B(g)??2C(？)达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应方向移动，则下列情况可能的是
( )
A．A是气体，C是固体
B．A、C均为气体
C．A、C均为固体
D．A是固体，C是气体
答案：D
4．[2019·湘潭高二检测]下列不能用勒夏特列原理解释的事实是
( )
A．棕红色的NO2加压后颜色先变深后变浅
B．氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深
C．黄绿色的氯水光照后颜色变浅
D．合成氨工业使用高压以提高氨的产量
答案：B
知识点一
化学平衡的移动
1.下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是
( )
A．混合物中各组分的浓度改变
B．正、逆反应速率改变
C．混合物中各组分的含量改变
D．混合体系的压强发生改变
解析：如果混合物中各组分的浓度变化而各组分的含量不变，则平衡不发生移动，A项不符合题意；使用合适的催化剂，正、逆反应速率都改变，但平衡不移动，B项不符合题意；如果反应前后气体总物质的量不变，则压强的变化对平衡无影响，D项不符合题意。
答案：C
2．[2019·陕西西安八校联考]在密闭容器中，一定量混合气体发生反应：xA(g)＋yB(g)??zC(g)，达到平衡时，测得A的浓度为0.5
mol·L－1，在温度不变的条件下，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达到平衡时，测得A的浓度减小为0.3
mol·L－1，下列有关说法正确的是
( )
A．x＋yC．B的浓度增大
D．C的体积分数减小
解析：恒温条件下扩大容器容积，则体系的压强减小，平衡向气体总体积增大的方向移动。原平衡时A的浓度为0.5
mol·L－1，当容器容积扩大为原来的两倍，假设平衡不移动，则A的浓度将变为0.25
mol·L－1，而实际达到新平衡时A的浓度为0.3
mol·L－1，说明平衡向生成A的方向移动，即平衡向逆反应疗向移动，所以生成A的方向为气体总体积增大的方向，即x＋y>z，A错误；平衡向逆反应方向移动，B错误：虽然平衡向逆反应方向移动，但根据勒夏特列原理可知，达到新平衡时，B的浓度依然比原平衡时小，C错误；平衡向逆反应方向移动，消耗C，则C的体积分数减小，D正确。
答案：D
知识点二
影响化学平衡的因素
3.[2019·北京东城区高二期末]已知在K2Cr2O7溶液中存在着如下平衡：
Cr2O＋H2O??2CrO＋2H＋
(橙色) (黄色)
加入下列物质能使溶液显橙色的是
( )
A．氨水
B．稀硫酸
C．碳酸氢钠溶液
D．水
解析：加入氨水，与溶液中的H＋反应，c(H＋)减小，平衡向正反应方向移动，c(Cr2O)减小，c(CrO)增大，溶液显黄色，A错误；加入稀硫酸，溶液中c(H＋)增大，平衡向逆反应方向移动，c(CrO)减小，c(Cr2O)增大，溶液显橙色，B正确；加入碳酸氢钠会消耗H＋，c(H＋)减小，平衡向正反应方向移动，c(Cr2O)减小，c(CrO)增大，溶液显黄色，C错误；加水稀释，平衡正向移动，溶液显黄色，D错误。
答案：B
4．[2019·湖南津市一中高二期中]将1
mol
SO2和1
mol
O2通入一容积不变的密闭容器中，在一定温度和催化剂作用下发生反应SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)，达到平衡后SO3为0.3
mol，此时若移走0.5
mol
SO2和0.5
mol
O2，则重新达到平衡后S03的物质的量
( )
A．等于0.3
mol
B．等于0.15
mol
C．小于0.15
mol
D．大于0.15
mol，小于0.3
mol
解析：恒温恒容条件下，反应达到平衡时移走0.5
mol
O2和0.5
mol
SO2，达到新的平衡状态，该状态可以等效为开始时加入0.5
mol
O2和0.5
mol
SO2所到达的平衡状态，与原平衡相比，减小了压强，平衡向逆反应方向移动，反应物的转化率降低。若转化率不变，则生成的SO3的物质的量为0.3
mol×＝0.15
mol，由于转化率降低，故生成的SO3的物质的量小于0.15
mol，C正确。
答案：C
5．[2019·河南林州一中高二调研]已知反应mA(s)＋nB(g)??pC(g) ΔH<0，在一定温度下，反应达到平衡时，B的体积分数(B%)与压强变化的关系如图所示，下列叙述中一定正确的是
( )
①m＋n>p ②x点表示的正反应速率大于逆反应速率
③x点表示的反应速率比y点的小 ④n>p
A．①②
B．②④
C．②③
D．①③
解析：从题图的曲线变化特征可以看出，增大压强，B的百分含量增大，说明平衡向逆反应方向移动，A为固态，则有nv逆，故②正确；x点对应的压强小于y点，压强越大，反应速率越大，故x点比y点的反应速率小，故③正确。
答案：C
6．[2019·云南玉溪中学高二期中]一定条件下在固定容积的密闭容器中进行可逆反应：2M(g)＋N(g)??Q(g) ΔH>0，达到平衡后，若升高温度，则下列对于该混合气体的说法中正确的是
( )
A．密度增大
B．平均相对分子质量增大
C．总分子数增大
D．平衡逆向移动
解析：2M(g)＋N(g)??Q(g) ΔH>0，反应的正方向是气体体积减小的吸热反应，升高温度，平衡正向移动，反应前后气体质量不变，容器的容积不变，密度不变，故A、D错误；升高温度，平衡正向移动，气体总物质的量减小，总分子数减小，质量不变，平均相对分子质量增大，故B正确，C错误。
答案：B
综合考查
平衡移动综合分析
7.[2019·甘肃兰州舟曲中学高二月考]下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
( )
A．氯水中存在平衡：Cl2＋H2O??HCl＋HClO，当加入AgNO，溶液后，溶液颜色变浅
B．对于反应CO(g)＋NO2(g)??CO2(g)＋NO(g)，增大平衡体系的压强可使颜色变深
C．对于反应2NO2(g)??N2O4(g) ΔH<0，升高平衡体系的温度颜色变深
D．SO2催化氧化成SO3的反应，加入过量的空气
解析：氯水中存在平衡：Cl2＋H2O??HCl＋HClO，当加入AgNO3溶液后，生成AgCl沉淀，c(Cl－)减小，平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，故A不符合题意；该反应前后气体体积不变，增大压强，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，颜色加深是因为增大压强，气体浓度均增大，NO2红棕色加深，故B符合题意；反应2NO2(g)??N2O4(g) ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，体系颜色变深，能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；加入过量的氧气，平衡正向移动，提高SO2的转化率，能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意。
答案：B
8．[2019·江苏百校高三联考]将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应：X(g)＋3Y(g)??2Z(g) ΔH<0，并达到平衡。当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是
( )
选项
改变条件
新平衡与原平衡比较
A
升高温度
X的转化率减小
B
增大压强(减小体积)
X的浓度变小
C
充入一定量Y
Y的转化率增大
D
使用适当催化剂
X的体积分数减小
解析：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即逆向移动，X的转化率将减小，A项正确；增大压强(减小体积)，各物质的浓度均增大，平衡正向移动，根据勒夏特列原理，可知平衡只减弱浓度增大的趋势，而不能改变浓度增大的事实，故X的浓度应增大，B项错误；增大一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，而其本身的转化率将降低，C项错误；催化剂只能改变反应速率，对化学平衡移动没有影响，故各物质的体积分数不变，D项错误。
答案：A
9．在密闭容器中进行如下反应：CO2(g)＋C(s)2CO(g) ΔH>0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。
(1)增加C，平衡________，c(CO2)________。
(2)缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡__________，c(CO2)__________。
(3)保持反应容器的容积和温度不变，通人N2，则平衡________，c(CO2)________。
(4)保持反应容器的容积不变，升高温度，则平衡__________，c(CO)__________。
解析：(1)C为固体，增加C，其浓度不变，平衡不移动，c(CO2)不变。(2)缩小反应容器的容积，即增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动．c(CO2)增大。(3)通入N2，容积和温度不变，平衡不会发生移动，c(CO2)不变。(4)容积不变，温度升高，平衡向吸热方向移动，c(CO)增大。
答案：(1)不移动 不变 (2)向左移动 增大 (3)不移动 不变 (4)向右移动 增大
基础达标
1.反应2A(g)??2B(g)＋E(g)(正反应为吸热反应)达到平衡时，要使正反应速率降低，A的浓度增大，应采取的措施是
( )
A．加压
B．减压
C．减少E的浓度
D．降温
解析：正反应速率降低，可能是减压或降温，A的浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，只能是降温。
答案：D
2．对可逆反应2A(s)＋3B(g)??C(g)＋2D(g) ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是( )
①增加A的量，平衡向正反应方向移动
②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v正减小
③压强增大一倍，平衡不移动，v正、v逆不变
④增大B的浓度，v正>v逆
⑤加入催化剂，平衡向正反应方向移动
A．①②
B．④
C．③
D．④⑤
解析：①A是固体，增大A的量对平衡无影响，错误；②升高温度，v正、v逆均应增大，但v逆增大的程度大，平衡向逆反应方向移动，错误；③压强增大平衡不移动，但v正、v逆都增大，错误；④增大B的浓度，平衡向正反应方向移动，v正>v逆，正确；⑤加入催化剂，平衡不移动，错误。
答案：B
3．对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92
kJ·mol－1，若只改变下列一个条件，一定能增大正反应速率且使平衡向正反应方向移动的是
( )
A．升高温度
B．增大容器容积
C．降低c(NH3)
D．将三种物质的浓度均增大到原来的2倍
解析：该反应放热，升温平衡逆向移动，A硕错误；增大容器客积，压强减小，平衡向气体体积增大的逆反应方向移动．B项错误；降低c(NH3)，平衡正向移动，正反应速率逐渐减小，C项错误；将三种物质的浓度均增大到原来的2倍，化学反应速率加快，同时压强增大，平衡正向移动，D项正确。
答案：D
4．向一容积不变的密闭容器中充人H2和I2，发生反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g) ΔH<0，当达到平衡后，t0时若保持混合气体总物质的量不变而改变某一反应条件，使平衡移动(如图所示)，下列说法正确的是
( )
A．容器内气体颜色变深，平均相对分子质量不变
B．平衡不移动，混合气体密度增大
C．H2转化率增大，HI平衡浓度减小
D．t0时改变的条件为减小体积或升高体系温度
解析：条件改变后，正、逆反应速率均增大，但是逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，改变的条件应为升高温度，A项正确。
答案：A
5．在恒温时，一个容积不变的密闭容器中发生反应：2NO2(g)??N2O4(g)。达到平衡时，再向容器内通人一定量的NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比NO2的体积分数
( )
A．不变
B．增大
C．减小
D．无法判断
解析：假设再次通入的NO2是在与原平衡体系的温度和压强都相同的另一个容器中进行，则所得平衡体系与原平衡完全相同，将两个容器的隔板抽去，再压缩到原体积，平衡正向移动，故NO2的体积分数减小。
答案：C
6．已知反应：2NO2(g)??N2O4(g)，把NO2、N2O4的混合气体盛装在两个连通的烧瓶里，然后用止水夹夹住橡胶管，把烧瓶A放入热水里，把烧瓶B放入冰水里，如图所示。与常温时烧瓶内气体的颜色进行对比发现，A烧瓶内气体颜色变深，B烧瓶内气体颜色变浅。下列说法错误的是
( )
A．上述过程中，A烧瓶内正、逆反应速率均加快
B．上述过程中，B烧瓶内c(NO2)减小，c(N2O4)增大
C．上述过程中，A、B烧瓶内气体密度均保持不变
D．反应2NO2(g)??N2O4(g)的逆反应为放热反应
解析：A项，升高温度，正、逆反应速率都增大，正确；B项．B烧瓶内气体颜色变浅，说明平衡向生成N2O4的方向移动，B烧瓶内c(NO2)减小。c(N2O4)增大，正确；C项，容器的容积不变，混合气体的质量不变，A烧瓶、B烧瓶内气体密度都不变，正确；D项，放在热水中的A烧瓶内气体颜色变深，放在冰水中的B烧瓶内气体颜色变浅，说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动，降低温度平衡向生成N2O4的方向移动，故反应2NO2(g)??N2O4(g)的正反应为放热反应，错误，D项符合题意。
答案：D
7．对可逆反应：A(g)＋B(g)??C(s)＋2D(g) ΔH>0，如图所示为正逆反应速率(v)与时间(t)的关系，如果在t1时刻改变以下条件：
①加人A ②加入催化剂 ③加压 ④升温 ⑤移走C。符合图示条件的是( )
A．②③
B．①②
C．③④
D．④⑤
解析：使用催化荆只同倍增加正、逆反应速率，对化学平衡无影响；对于有气体参加的气体体积不发生变化的反应，改变压强平衡不移动。
答案：A
8．为了探索外界条件对反应aX(g)＋bY(g)??cZ(g)的影响，以X和Y的物质的量之比为a∶b开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。以下判断正确的是( )
A．ΔH>0，a＋b>c
B．ΔH>0，a＋bC．ΔH<0，a＋b>c
D．ΔH<0，a＋b解析：根据图像知，升高温度，平衡时Z的物质的量分数减小，说明正反应是放热反应，即ΔH<0；增大压强，平衡时Z的物质的量分数增大，说明正反应是气体分子数减小的反应，即a＋b>c，C项正确。
答案：C
9．在容积一定的密闭容器中发生可逆反应：A(g)＋2B(g)??2C(g) ΔH>0；平衡移动关系如图所示。下列说法正确的是
( )
A．p1B．p1>p2，纵坐标指C的质量分数
C．p1D．p1解析：A项，升高温度，平衡正向移动，A的质量分数减小，错误；B项，升高温度，平衡正向移动，C的质量分数增大，压强减小，平衡逆向移动，C的质量分数减小，正确；C项，升高温度，A的转化率增大，压强增大，A的转化率也增大，错误；D项，升高温度，平均摩尔质量增大，加压，平衡正向移动，平均摩尔质量应增大，错误。
答案：B
10．[2019·福建厦门双十中学高二期中]一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g)??CO(g)＋3H2(g)。设起始＝Z，在恒压条件下，平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示，下列说法正确的是
( )
A．该反应的焓变ΔH>0
B．图中Z的大小关系为a>3>b
C．图中X点对应的平衡混合物中＝3
D．温度不变时，增大X点对应的平衡体系的压强后，φ(CH4)减小
解析：由题图可知，Z一定时，温度越高，平衡时CH4的体积分数越小，表明正反应吸热，ΔH>0，A正确；CH4的物质的量一定的情况下，Z增大，H2O(g)的物质的量增大，促进平衡正向移动，CH4的转化率增大，平衡时CH4的体积分数减小，则b>3>a，B错误；反应起始时＝3，但H2O和CH4按1∶1反应，平衡混合物中二者比例一定不为3，C错误；温度不变时，压强增大，平衡逆向移动，φ(CH4)增大，D错误。
答案：A
11．在2
L密闭容器内，800
℃时反应：2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
n(NO)/mol
0.020
0.01
0.008
0.007
0.007
(1)800
℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是____________；升高温度，NO的浓度增大，则该反应是____________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。
a．及时分离出NO2气体
b．适当升高温度
c．增大O2的浓度
d．选择高效催化剂
解析：(1)平衡时，n(NO)＝0.007
mol，c(NO)＝＝0.0035
mol·L－1。升高温度，c(NO)增大．则平衡左移，正反应是放热反应。(2)分离出NO2气体，反应速率减慢，加入催化剂，平衡不移动，升高温度该反应向逆反应方向移动，所以a、b、d均错误。增大反应物O2的浓度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，C正确。
答案：(1)0.0035
mol·L－1 放热 (2)c
12．(1)已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)??qC(g)在密闭容器中进行。如图所示为反应在不同时间t，温度T和压强p与反应物B的体积分数的关系曲线。根据图像填空：
①化学计量数的关系：m＋n________q(填“>”“<”或“＝”)；
②该反应的正反应为________反应(填“吸热”或“放热”)；
③升高温度正反应速率________，逆反应速率________(填“加快”或“减慢”)．但v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。
(2)在FeCl3＋3KSCN??Fe(SCN)3＋3KCl的平衡体系中，回答下列问题(填“正向”“逆向”或“不”)：
①在溶液中加入少量的KSCN固体，平衡________移动。
②在溶液中加入少量的KCl固体，平衡________移动。
解析：(1)①温度相同时，比较压强，即比较曲线T1、p1与曲线T1、p2，根据先拐先平，先出现拐点先达到平衡，对应的曲线表示的压强高，所以p1T2。由图知温度越高，B的含量越低，所以平衡向正反应移动，升高温度，平衡向吸热方向移动，故正反应为吸热反应③升高温度正反应速率和逆反应速率均加快，升高温度，平衡向吸热的方向移动，故平衙向正反应方向移动，因此：v(正)>v(逆)。(2)①加入少量KSCN固体，反应中SCN－浓度增大，平衡向正反应方向移动。②加入少量KCl固体，溶液中Fe3＋、SCN－浓度下变，K＋和Cl－不参加反应，平衡不移动。
答案：
(1)①< ②吸热 ③加快 加快 >
(2)①正向 ②不
能力达标
13.如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2是当前科学家研究的重要课题。
(1)科学家用H2和CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2
L的密闭容器中充人1
mol
CO2和3.25
mol
H2，在一定条件下反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示。
①从反应开始到3
min时，氢气的平均反应速率v(H2)＝________。
②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是________(填序号)。
A．在原容器中再充入1
mol
CO2
B．在原容器中再充入1
mol
H2
C．在原容器中充人1
mol
He
D．使用更有效的催化剂
E．缩小容器的容积
F．将水蒸气从体系中分离出去
(2)科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料，其热化学方程式为2CO2(g)＋6H2(g)??CH3CH2OH(g)＋3H2O(g) ΔH＝a
kJ·mol－1，在一定压强下，测得该反应的实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。
①上述反应的a________0(填“大于”或“小于”)。
②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，则反应产生的热量________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③增大的值，则生成乙醇的物质的量________(填“增大”“减小”“不变”或“不能确定”)。
解析：(1)①从反应开始到3
min时，v(CO2)＝＝mol·L－1·min－1，根据题中信息可得反应的化学方程式：CO2＋3H2??CH3OH＋H2O，已知化学反应速率之比等于化学计量数之比，则v(H2)＝3v(CO2)＝0.25
mol·L－1·min－1。②在原容器中再充入1
mol
CO2，平衡右移，但CO2的转化率降低，A错误；在原容器中再充入1
mol
H2，平衡右移，且能增大CO2的转化率，B正确；在原容器中充入1
mol
He，容器容积没有变化，各组分浓度不变，平衡不移动，C错误；使用催化剂不能使平衡移动，不影响CO2的转化率，D错误；缩小容器的容积，压强增大，平衡右移，CO2的转化率增大，E正确；将水蒸气从体系中分离出去，减小了水蒸气的浓度，平衡右移，CO2的转化率增大，F正确。(2)①根据表格中数据可知，不变时，升高温度，CO2的转化率降低，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，a小于0。②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，催化剂不能使平衡移动，反应产生的热量不变。③增大的值，可能是增加氢气的量，也可能是减少二氧化碳的量，所以生成的乙醇的物质的量不确定是增大还是减小。
答案：(1)①25
mol·L－1·min－1 ②BEF
(2)①小于 ②不变 ③不能确定
14．(1)T1
℃时，密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g) ΔH<0。容器中各物质的浓度变化如下表所示：
时间/min
c(CO)(mol·L－1)
c(H2O)(mol·L－1)
c(CO2)(mol·L－1)
c(H2)(mol·L－1)
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
c1
c2
c3
c4
4
c1
c2
c3
c4
5
0.116
0.216
0.084
6
0.096
0.266
0.104
①一定处于平衡状态的时间段为____________。
②5～6
min时间段内，平衡移动方向为______________(填“向左移动”或“向右移动”)，根据表中数据判断，平衡移动的原因是________(填字母)。
a．增加了H2O(g)的量
b．增加氢气浓度
c．使用催化剂
d．降低温度
②T2
℃时(T2>T1)，在相同条件下发生上述反应，达到平衡时，CO的浓度________c1(填“>”“<”或“＝”)。
(2)工业上常用CO、CO2和H2合成甲醇燃料，其原理为：
①CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g) ΔH<0
②CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g) ΔH>0
当混合气体的组成固定时，CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。
图中的压强由大到小顺序为________________，判断理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
试解释CO平衡转化率随温度升高而减小的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)①从表格数据分析，3～4
min时间段内，体系中各物质的浓度不变，处于平衡状态。②5～6
min时间段内，反应物CO浓度减小，但H2O(g)浓度增大，产物CO2浓度增大，则平衡向右移动，移动的原因是增加了H2O(g)的量。③正反应放热，温度升高，平衡逆移，故T2
℃下，达平衡时CO浓度大于c1。(2)相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提高CO的转化率；而反应②为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高，所以图中的压强由大到小的顺序为p1>p2>p3。反应①为放热反应，升高温度时，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应②为吸热反应，升高温度，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；最终结果是随温度升高，CO的转化率降低。
答案：(1)①3～4
min ②向右移动 a ③>
(2)p1>p2>p3 相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提高CO的转化率；而反应②为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高 升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应②为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果是随温度升高，CO的转化率降低
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-第1课时 化学平衡状态
记一记
1.可逆反应“两特点”：
(1)正、逆两个反应是同一条件下同时进行的。
(2)可逆反应中反应物、生成物共存，反应物转化率小于100%。
2．化学平衡“五特征”：逆、等、定、动、变。
3．平衡状态判断“两依据”：
(1)根本依据：v(正)＝v(逆)。
(2)直接依据：各组分的浓度保持不变。
4．具体判断可逆反应达到平衡状态的方法
(1)从化学反应速率的角度判断(即v正＝v逆≠0)
有两层含义：对于同一物质，该物质的生成速率等于其消耗速率；对于不同的物质，速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。
(2)利用“变量”与“不变量”判断
①确定反应中的“变量”，即随反应的进行而变化的量，当变量不再变化时，表明反应已达平衡状态。而当“不变量”不变时，不能判断反应是否处于平衡状态。
②常见的变量有：气体的颜色；对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒客时混合气体的密度等。应当注意，在利用、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。
探一探
1.如何判断一个反应是否为可逆反应？
[提示] 同一条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行。
2．在一个可逆反应中，各物质转化率有没有可能达到100%?
[提示] 既然为可逆反应，反应物不可能全部转为生成物，反应物与生成物共存，各物质的转化率不可能为100%。
3．若反应体系的总压强不变，该可逆反应一定达平衡了吗？
[提示] 不一定，对前后气体体积相等的反应，压强不变不能作为平衡状态的判据。
4．若反应体系的气体密度不变，该可逆反应达平衡了吗？
[提示] 不一定，若可逆反应前后均为气体，且体系的容积不变，密度始终不变，不变量不能作为平衡状态的判断依据。
判一判
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)反应物和生成物能相互转化的反应都是可逆反应。(×)
(2)可逆反应不能进行到底，反应物和生成物并存。(√)
(3)可逆反应进行到一定程度时，反应就会停止。(×)
(4)可逆反应中反应物的转化率不能达到100%。(√)
(5)H2和O2的化合与H2O的分解是可逆反应。(×)
(6)乙酸和乙醇的酯化反应与乙酸乙酯在碱性条件下的水解反应是可逆反应。
(×)
(7)当一可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等且等于零。(×)
(8)如果某一可逆反应体系中各种气体物质的浓度不再发生变化，则该反应一定到达平衡。(√)
(9)3H2＋N2??2NH3若反应体系的温度和容积一定，则气体混合物的摩尔质量不变的状态就是化学平衡状态。(√)
(10)在绝热的密闭容器中，某一可逆反应体系的温度不再改变的状态就是化学平衡状态。(√)
练一练
1.[2019·烟台高二月考]在密闭容器中于一定条件下进行下列反应：2SO2＋O2??2SO3，当达到平衡时通入18O2，冉次平衡时，18O存在于
( )
A．SO2、O2
B．SO2、SO3
C．SO2、O2、SO3
D．O2、SO3
答案：C
2．[2019·苏州高二检测]在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，建立下列化学平衡：A(g)＋3B(g)??2C(g)，能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是
( )
A．体系的压强不再发生变化
B．3v正(B)＝2v逆(C)
C．混合气体密度不再变化
D．消耗1
mol
A的同时生成2
mol
C
答案：C
3．[2019·邯郸高二月考]可逆反应在一定条件下达到化学平衡时，下列说法不jF确的是( )
A．正反应速率等于逆反应速率
B．反应物和生成物浓度不再发生变化
C．反应体系中混合物的组成保持不变
D．正、逆反应速率都为零
答案：D
4．[2019·武汉高二检测]一定温度下，可逆反应：A(g)＋3B(g)??2C(g)达到平衡状态的标志是
( )
A．C生成的速率与C分解的速率相等
B．单位时间内生成n
mol
A，同时生成3n
mol
B
C．A、B、C三物质的浓度的变化量之比为1∶3∶2
D．平衡时A、B、C三物质的分子数之比为1∶3∶2
答案：A
知识点一
可逆反应
1.[2019·陕西黄陵中学高二期末]下列各组中两个反应互为可逆反应的是
( )
①2H2＋O22H2O与2H2O2H2↑＋O2↑
②H2SO4(浓)＋2HBr===2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
③2NO2===N2O4与N2O4===2NO2
④2SO2＋O22SO3与2SO32SO2＋O2
A．①②
B．②③
C．③④
D．②④
解析：可逆反应是在同一条件下同时向两个方向进行的反应，①中反应条件不同，不互为可逆反应；②中前一个反应，反应物是浓H2SO4，后一个反应，生成物是H2SO4，不互为可逆反应；③、④中两个反应均互为可逆反应，故C项符合题意。
答案：C
2．在一定条件下，某密闭容器中发生可逆反应2X(g)＋2Y(g)??3Z(g)＋2W(g)，X、Y的初始浓度分别为2.5
mol·L－1和2.0
mol·L－1，达平衡后，下列各生成物的浓度数据中肯定错误的是
( )
A．c(Z)＝1.5
mol·L－1
B．c(Z)＝2.4
mol·L－1
C.
c(W)＝1.6
mol·L－1
D．c(W)＝2.0
mol·L－1
解析：可逆反应中，反应物不可能完全转化。由于反应中X、Y按物质的量之比1∶1反应，所以X过量，若Y完全反应，则c(Z)＝3.0
mol·L－1，c(W)＝2.0
mol·L－1。但Y不可能完全反应，所以0
mol·L－1mol·L－1,0
mol·L－1mol·L－1。故D项肯定错误。
答案：D
知识点二
化学平衡状态的判断
3.在恒温下的密闭容器中，有可逆反应2NO(g)＋O2(g)????2NO2(g) ΔH<0，不能说明反应已达到平衡状态的是
( )
A．正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等
B．反应器中压强不随时间变化而变化
C．混合气体颜色深浅保持不变
D．混合气体平均相对分子质量保持不变
解析：A中正反应生成NO2的速率和逆反应生成O2的速率相等时，不符合化学式前的化学计量数之比，所以A不能说明已达到平衡状态。
答案：A
4．一个容积固定的密闭容器中进行反应N2＋3H2??2NH3，一定达到平衡状态的是
( )
①1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成；
②1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成；
③N2的体积分数不再改变；
④容器的压强不再改变；
⑤容器内气体的密度不再改变
A．①③④
B．①②④
C．①③⑤
D．②③④
解析：1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，N2的体积分数不再改变，反应达到平衡；容器的压强不再改变，说明反应物的量不再改变，反应达到平衡；容积固定，质量不变，无论是否达到平衡状态，气体密度都不变。
答案：A
5．[2019·浙江嘉兴高二月考]一定温度下，0.1
mol
N2和0.3
mol
H2在恒容的密闭容器中发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH<0。下列说法不正确的是( )
A．达到平衡状态时，v正(NH3)∶v逆(N2)＝2∶1
B．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)
＝1∶3∶2时，说明反应已达到平衡状态
C．容器内的压强不再变化时，说明反应已达到平衡状态
D．升高温度时，v正(NH3)增大，v逆(NH3)也增大
解析：达到平衡时，正、逆反应速率相等，因同一反应中恒有v正(NH3)＝2v正(N2)，＝时，可得v正(N2)＝v逆(N2)，说明反应达到平衡状态，A正确；浓度的比值与化学计量数的比值相等不能说明反应达到平衡状态，B错误；恒温恒容条件下，气体的压强之比等于物质的量之比，该反应的正反应为气体分子数减小的反应，压强不再改变时，说明气体总物质的量不再改变，则反应达到平衡状态，C正确；升高温度，正、逆反应速率都增夫，D正确。
答案：B
6．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下图所示，下列表述正确的是
( )
A．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：由曲线可知，N物质的量减少，是反应物；M物质的量增加，是生成物，A不正确。横轴t2对应纵轴数值为4，纵轴是物质的量轴，不是速率轴，B不正确。t3时刻以后，M、N物质的量不再改变，反应达到平衡状态，v(正)＝v(逆)，C不正确。t1时刻，N的物质的量为6
mol，M的物质的量为3
mol，D正确。
答案：D
知识点三
化学平衡的有关计算
7.在一定条件下，可逆反应2N2O5(g)??4NO2(g)＋O2(g)中，NO2的物质的量浓度c(NO2)随时间变化的实验数据如下表所示：
时间/min
0
5
10
15
20
25
c(NO2)/(mol·L－1
)
0
0.020
0.032
0.038
0.040
0.040
根据表中数据判断，该反应达到平衡时c(NO2)为( )
A．0.020
mol·L－1
B．0.032
mol·L－1
C．0.038
mol·L－1
D．0.040
mol·L－1
解析：根据表中数据可知，反应进行到20
min时NO2的浓度不再发生变化，所以平衡时NO2的浓度是0.040
mol·L－1。
答案：D
8．[2019·宁夏育才中学高二月考]将2
mol
X和2mol
Y充入2
L密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)??2Z(g)＋aQ(g)，2
min后达到平衡状态时生成0.8
mol
Z，测得Q的浓度为0.4
mol·L－1，则下列叙述错误的是
( )
A．a的值为2
B．平衡时X的浓度为0.2
mol·L－1
C．Y的转化率为60%
D．2
min内，平均反应速率v(Y)＝0.3
mol·L－1·min－1
解析：平衡时生成0.8
mol
Z，测得Q的浓度为0.4
mol·L－1，则生成的Q的物质的量n(Q)＝0.4
mol·L－1×2
L＝0.8
mol，所以2∶a＝0.8
mol∶0.8
mol，计算得出a＝2，A正确；平衡时生成0.8
mol
Z，则参加反应的x的物质的量为0.8
mol×＝0.4
mol，故平衡时X的物质的量为2
mol－0.4
mol＝1.6
mol，平衡时X的浓度为＝0.8
mol·L－1，B错误；平衡时生成0.8
mol
Z，则参加反应的Y的物质的量为0.8
mol×＝1.2
mol，故Y的转化率为×100%＝60%，C正确；2
min内平均反应速率v(Y)＝＝0.3
mol·L－1·min－1，D正确。
答案：B
9．恒温恒容下，将2
mol
A气体和2
mol
B气体通入体积为2
L的密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(s)，2
min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2
mol
B，并测得C的浓度为1.2
mol·L－1。
(1)从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为__________________。
(2)x＝____________。
(3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是________。
A．压强不再变化
B．气体密度不再变化
C．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1
D．A的百分含量保持不变
解析：
(1)v(C)＝＝0.6
mol·L－1·min－1。
(2) 2A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(s)
开始/(mol·L－1)
1
1
0
转化/(mol·L－1)
0.8
0.4
1.2
平衡/(mol·L－1)
0.2
0.6
1.2
由此可知，2∶1∶x＝0.8∶0.4∶1.2＝2∶1∶3，
所以x＝3。
(3)A项，x＝3，该反应前后气体的物质的量不变，无论反应是否达到平衡，压强均不会变化；B项，气体的密度不再变化，而气体的体积不变，说明气体的质量不再发生变化，由于D为固体，故气体的质量不再发生变化，说明反应已达到平衡状态；C项，A的消耗速率与B的消耗速率表示的反应方向一致，不能说明反应已达到平衡；D项，A的百分含量保持不变，说明反应已达到平衡。
答案：(1)0.6
mol·L－1·min－1 (2)3 (3)BD
基础达标
1.在平衡体系2NO(g)＋O2(g)??12NO2(g)中通入18O组成的氧气，重新达到平衡后，则18O
( )
A．只存在于O2中
B．只存在于NO2中
C．只存在于O2和NO2中
D．存在于NO、O2、NO2中
解析：反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)是可逆反应，在18O2投入后，在正、逆反应进行的过程中，18O存在于NO、O2、NO2中。
答案：D
2．下列各关系中能说明反应N2＋3H2??2NH3已达到平衡状态的是
( )
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：如果用不同物质表示的v(正)与v(逆)之比等于化学计量数之比，则该反应达到平衡状态；而v(正)∶v′(正)或v(逆)∶v′(逆)等于化学计量数之比，则不能判断该反应是否达到平衡状态。
答案：C
3．在一定条件下，可逆反应X(g)＋2Y(g)??2Z(g) ΔH＝－a
kJ·mol－1，达到化学平衡时，下列说法一定正确的是
( )
A．反应放出a
kJ热量
B．X和Y的物质的量之比为1∶2
C．反应物和生成物的浓度都不再发生变化
D．X的正反应速率等于Z的逆反应速率
解析：此反应为可逆反应，不能进行到底，故放出的热量小于a
kJ，A项错误；无法判定X和Y的物质的量之比，B项错误；平衡时X的正反应速率为Z的逆反应速率的，D项错误。
答案：C
4．一定条件下，向密闭容器中充入1
mol
NO和1
mol
CO进行反应：NO(g)＋CO(g)??N2(g)＋CO2(g)，测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示，其中处于化学平衡状态的点是
( )
A．d点
B．b点
C．c点
D．a点
解析：由图可知，a、b、c点的正反应速率均大于逆反应速率，都未达到平衡状态；只有d点正逆反应速率相等，由正逆反应速率相等的状态为平衡状态可知，图中处于化学平衡状态的点是d点，选项A正确。
答案：A
5．[2019·山东潍坊一中高二月考]用氮化硅陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)??Si3N4(s)＋12HCl(g) ΔH<0。一定条件下，在恒容密闭容器中发生上述反应，能说明反应达到化学平衡状态的是( )
A．3v正(N2)＝v正(H2)
B．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)
C．混合气体的密度保持不变
D．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)
＝1∶3∶6
解析：3v正(N2)＝v正(H2)，v正(HCl)＝4v正(SiCl4)，两个等式两边都表示正反应速率，反应过程中始终成立，不能说明达到化学平衡状态，故A、B错误；该反应有固体生成，属于反应前后气体的质量发生变化的反应，恒容密闭容器中，混合气体的密度保持不变，说明混合气体的总质量不变，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；某时刻各物质浓度关系与其起始浓度和转化率有关，与是否达到平衡状态无关，不能说明反应达到平衡状态，故D错误。
答案：C
6．[2019·安徽合肥高三质量检测]在一定温度下的恒容密闭容器中，
发生反应：2NO2(g)??N2O4(g)。当下列所给有关量不再变化时，不能表明该反应已达到化学平衡状态的是
( )
A．混合气体的压强
B．混合气体的密度
C．混合气体的平均相对分子质量
D.
解析：该反应的正反应为气体分子总数减小的反应，反应过程中气体总物质的量减小，压强减小，当压强不变时，说明反应达到平衡状态，A项不符合题意；该反应在恒温、恒容容器中进行，气体的总质量不变，混合气体的密度始终不变，与反应是否达到平衡状态无关，B项符合题意；反应过程中气体总质量不变，正反应为气体总物质的量减小的反应，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态，C项不符合题意；＝Q，Q表示浓度商，当浓度商保持不变时，说明反应达到平衡状态，D项不符合题意。
答案：B
7．一定条件下，可逆反应：X(g)＋3Y(g)??2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1
mol·L－1、c2
mol·L－1、c3
mol·L－1(均不为零)，反应达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1
mol·L－1、0.3
mol·L－1、0.08
mol·L－1。则下列判断不正确的是
( )
A．c1∶c2
＝1∶3
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为3∶2
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为O解析：根据题给数据和反应方程式分析，X和Y的平衡浓度之比为1∶3，反应中浓度变化量之比为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A正确；平衡时，Y和Z的生成速率之比等于化学方程式中化学计量数之比，等于3∶2，B正确；X、Y的变化量之比和起始量之比相同，所以二者转化率相等，C错误；利用极限法分析，c1的取值范围为0答案：C
8．一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g)??SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－41.8
mol·L－1，下列能说明反应达到平衡状态的是
( )
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和NO的体积比保持不变
D．每消耗1
moI
SO3的同时生成1
mol
NO2
解析：由于该反应为反应前后气体体积相等的反应，体系的压强始终保持不变，故压强不变反应不一定达到平衡，A错误；SO3与NO的体积比始终保持1∶1，C错误；消耗SO3和生成NO2为反应的同一方向，D错误。
答案：B
9．下列叙述中可以说明反应2HI(g)??H2(g)＋I2(g)已达平衡状态的是
( )
①单位时间内生成n
mol
H2的同时生成n
mol
HI
②反应体系的颜色不再变化
③百分组成w(HI)＝w(I2)
④反应速率v(H2)＝v(I2)＝v(HI)
⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1
⑥v分解(HI)＝v生成(HI)
⑦压强不变
A．①③⑤
B．②⑥
C．④⑤
D．④⑥⑦
解析：①中表示的反应速率的方向相反，但不能满足反应速率之比等于相应的化学计量数之比；②产物中I2(g)有颜色，当体系的颜色不再发生变化时，说明I2(g)的浓度不再变化，可以判断反应达到平衡；平衡时各物质的浓度不再发生变化，但各物质的浓度之间不一定满足某种关系，故③、⑤不能说明达平衡状态；反应速率之比等于相应的化学计量数之比，因此④中的关系是始终成立的，不能说明迭平衡状态；⑥v分解(HI)、v生成(HI)分别表示正、逆反应速率，二者相等时说明反应达平衡状态；根据反应方程式可知，反应前后气体体积是不变的，因此压强始终是不变的，所以⑦不能说明达平衡状态。
答案：B
10．[2019·邯郸高二检测]在一定条件下，将3
mol
A和1
mol
B两种气体混合于固定容积为2
L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(g)。2
min末该反应达到平衡，生成0.8
mol
D，并测得C的浓度为0.2
mol·L－1。下列判断错误的是
( )
A．x＝1
B．2
min内A的反应速率为0.3
mol·L－1·min－1
C．B的转化率为50%
D．若混合气体的平均相对分子质量不变，则表明该反应达到平衡状态
解析： 3A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(g)
起始(mol)
3
1
0
0
转化(mol)
3a
a
xa
2a
平衡(mol)
3－3a
1－a
xa
2a
由题意得：2a＝0.8
mol，a＝0.4
mol。
＝0.2
mol·L－1，x＝1，A正确；
v(A)＝＝＝0.3
mol·L－1·min－1，B正确；a(B)＝×100%＝40%，C错误；由于气体的总物质的量只有在平衡时才保持不变，所以平均相对分子质量不变能说明该反应达到平衡状态，D正确。
答案：C
11．在2
L密闭容器内，800
℃时反应2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.02
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)上图表示NO2的浓度变化的曲线是__________。
用O2表示从0～2
s内该反应的平衡速率v＝__________。
(2)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：该反应达平衡时，n(NO)＝0.007
mol，此时，n(NO2)＝0.013
mol，其浓度变化量为0.006
5
mol·L－1，所以表示NO2浓度变化的曲线是b。在(2)中，A表示是同一方向的速率，在任何时候都成立，而D中容器的体积及气体的总质量都不变，气体的密度也始终不变。
答案：(1)b 1.5×10－3
mol·L－1·s－1 (2)BC
12．一定温度下，在10
L密闭容器中加入5
mol
SO2和3
mol
O2.发生反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，10
min时，反应达到平衡状态，此时有3
mol
SO2发生了反应。
(1)反应生成了________mol
SO3，v(SO2)＝________。
(2)平衡时SO3的浓度是____________，SO2的转化率是____________。
(3)平衡时容器内气体的总物质的量为________mol。
(4)物质的浓度不再改变标志着该反应已达平衡，下列还可以说明该反应已达平衡的是________(填序号)。
①体系内压强不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④v正(SO3)＝2v逆(O2)
⑤n(SO3)∶n(O2)∶n(SO2)＝2∶1∶2
解析：v(SO2)＝＝＝0.03
mol·L－1·min－1
2SO2 ＋ O2 ?? 2SO3
开始：
5
mol
3
mol
0
变化：
3
mol
1.5
mol
3
mol
平衡：
2
mol
1.5
mol
3
mol
则平衡时SO3的浓度为＝0.3
mol·L－1，SO2的转化率为×100%＝60%，平衡时混合气体的总物质的量为2
mol＋1.5
mol＋3
mol＝6.5
mol。
(4)根据反应方程式知：①中体系压强不变，说明反应已达平衡状态；②中容器的体积不变，混合气体的质量不变，则反应过程中密度始终不变．密度不变不能说明反应已达平衡状态；③中混合气体的总质量不变，但反应过程中混合气体的总物质的量改变，若平均相对分子质量不变，说明反应已达平衡状态；④表示v正＝v逆，说明反应已达平衡状态；⑤中三者的物质的量之比等于化学计量数之比，不能说明反应已达平衡状态。
答案：
(1)3 0.03
mol·L－1·min－1
(2)0.3
mol·L－1 60%
(3)6.5
(4)①③④
能力达标
13.(1)对于反应N2O4(g)??2NO2(g) ΔH>0，将1
mol
N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。
(2)在一定条件下，使一定量的A和B气体混合发生2A(g)＋3B(g)??4C(g)反应。下列描述中，说明反应已达到平衡状态的是________。
a．各物质的浓度之比c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶3∶4
b．混合气体中各物质的浓度相等
c．单位时间内，若消耗了a
mol
A物质，同时也消耗了2a
mol
C物质
d．混合气体的体积是反应开始前的
(3)298
K时，将20
mL
3x
mol·L－1
Na3ASO3、20
mL
3x
mol·L－1
I2和20
mL
NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)＋I2(aq)＋20H－(aq)??AsO(aq)＋2I－
(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。
a．溶液的pH不再变化
b．v(I－)＝2v(AsO)
c．c(AsO)/c(AsO)不再变化
d．c(I－)＝y
mol·L－1
②tm时，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
③tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)密度不变时为平衡状态，a正确；对于给定的反应，ΔH一直保持不变，故不能说明反应达到平衡状态．b错误；正反应速率逐渐减小，最后保持不变，c错误；转化率一定时达到平衡，d正确。(2)a项，各物质的浓度之比c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶3∶4，无法判断各组分的浓度是否继续变化，则无法判断平衡状态，错误；b项，混合气体中各物质的浓度相等，无法判断各组分的浓度是否还发生变化，则无法判断是否达到平衡状态，错误；c项，单位时间内若消耗了a
mol
A物质，同时也消耗了2a
mol
C物质，表示的是正逆反应速率，且满足计量数关系，说明达到平衡状态，正确；d项，混合气体的体积是反应开始前的，无法判断各组分的百分含量是否变化，则无法判断是否达到平衡状态，错误。
(3)①溶液的pH不再变化，即OH－的浓度不再变化，所以平衡体系中各组分的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，a项正确；当v正(I－)＝2v逆(AsO)或v逆(I－)＝2v正(AsO)时，反应达到平衡状态，选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率，故b项错误；反应达到平衡之前，c(AsO)逐渐减小而c(AsO)逐渐增大，故c(AsO)/c(AsO)逐渐增大，当c(AsO)/c(AsO)不变时，反应达到平衡状态，c项正确；根据离子方程式可知，反应体系中恒有c(I－)＝2c(AsO)，观察图象可知反应达到平衡时c(AsO)＝y
mol·L－1，此时c(I－)＝2y
mol·L－1，故d项错误。②tm时，平衡向正反应方向移动，v正>v逆；③由图可知，tm时AsO浓度比tn时小，所以tm时的逆反应速率小于tn时的逆反应速率。
答案：(1)ad (2)c (3)①ac ②大于
③小于 tm时生成物浓度较低
14．恒温下，将a
mol
N2与b
mol
H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。
(1)反应进行到某时刻t时，nt(N2)＝13
mol，nt(NH3)＝6
mol，则a＝________。
(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8
L(标准状况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%，平衡时NH3的物质的量为________。
(3)原混合气体与平衡时混合气体的总物质的量之比n(始)：n(平)＝________(写出最简整数比，下同)。
(4)达到平衡时，N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)＝________。
解析：
(1)反应进行到t时，nt(N2)＝13
mol，nt(NH3)
＝6
mol，由化学方程式可知，参加反应的N2的物质的量为3
mol，故N2的起始物质的量为13
mol＋3
mol＝16
mol，即a＝16。
(2)反应达平衡时，混合气体的总物质的量n(总)＝＝32
mol，其中NH3的物质的量为32
mol×25%＝8
mol。
(3)利用差量法计算
N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) 减少的物质的量
转化量/mol
4
12
8
8
由以上分析可知，每生成8
mol
NH3，达到平衡时减少的物质的量为8
mol。由(2)知，平衡时混合气体总物质的量为32
mol，故原混合气体的物质的量为32
mol＋8
mol＝40
mol，原混合气体物质的量与平衡时混合气体的总物质的量之比为40
mol∶32
mol＝5∶4。
(4)由(1)(3)知原混合气体中H2的物质的量为40
mol－16
mol＝24
mol，所以达到平衡时，N2和H2的转化率之比α(N2)∶α(H2)＝∶＝1∶2。
答案：(1)16 (2)8
mol (3)5∶4 (4)1∶2
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15
-第二节 影响化学反应速率的因素
记一记
探一探
1.根据催化剂对化学反应速率的影响实质，分析催化剂对可逆反应中的正、逆反应速率的影响是否相同？
[提示] 因催化剂对化学反应速率的影响是降低反应的活化能，增加有效碰撞次数，对正、逆反应的影响是相同的，所以催化剂对正、逆反应速率的影响相同。
2．反应FeCl3＋3KSCN??Fe(SCN)3＋3KCl进行一段时间后，加入少量FeCl3固体，对反应速率有何影响？加入少量KCl呢？
[提示] 上述反应的实质是：Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3。因此加入少量FeCl3固体，增大了Fe3＋浓度，使反应速率加快。加入KCl固体，对反应组分的浓度无影响，不影响反应速率。
3．怎样正确分析压强对化学反应速率的影响。
[提示] 改变压强，对化学反应速率的影响的根本原因是引起浓度改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因。
4．在物理学中有s＝vt，s表示位移，t表示时间，v表示速度，试分析图像中阴影部分面积的含义。
[提示] 由公式v＝变形得Δc＝vt，即图中阴影部分所占的面积相当于时间t内的浓度变化。
判一判
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)增大压强一定能增大化学反应速率。
(×)
(2)增大压强一定改变了活化分子的百分数。(×)
(3)用相同质量的锌粉和锌片与同浓度的足量盐酸反应，产生氢气的量和速率都相同。
(×)
(4)升高温度一定能加快化学反应速率。(√)
(5)决定化学反应速率的根本因素是参加反应的各物质的性质。(√)
(6)具有较高能量的反应物分子称为活化分子。(×)
(7)加入反应物，使活化分子百分数增加，化学反应速率增大。( )
(8)对于COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0，升温能加快正反应速率，降低逆反应速率。
(×)
(9)催化剂能使不能发生的化学反应发生。(×)
(10)使用催化剂，可以增大活化分子百分数。化学反应速率可以加快。(√)
练一练
1.[2019·石家庄高二月考]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
答案：A
2．[2019·海淀高二检测]下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是
( )
A．C(s)＋CO22CO反应中，增大C的量
B．将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应制取H2
C．在H2SO4与NaOH两溶液反应时，增大压强
D．恒温恒容条件下，在工业合成氨反应中，增加氮气的量
答案：D
3．[2019·衡水中学高二检测]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
答案：D
4．下列说法正确的是
( )
A．(2018·全国卷Ⅲ)用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率
B．(2018·天津高考)反应活化能越高，该反应越易进行
C．(2018·江苏高考)在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快
D．(2018·全国卷Ⅱ)探究浓度对反应速率的影响：向2支盛有5
mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2
mL
5%
H2O2溶液，观察实验现象
答案：A
知识点一
应用有效碰撞理论理解反应速率
1.下列说法不正确的是
( )
A．增大压强，活化分子百分数不变，化学反应速率增大
B．升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
C．加入反应物，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
D．使用催化剂，活化分子百分数增大，化学反应速率增大
解析：增大压强，单位体积内活化分子的数目增大，活化分子的百分数不变，反应速率增大，故A正确；升高温度，给分子提供能量，活化分子的百分数增大，反应速率增大，故B正确；加入反应物，反应物的浓度增大，单位体积内活化分子的数目增大，但活化分子的百分数不变，故C错误；催化剂可以降低反应的活化能，增大活化分子百分数，故D正确。
答案：C
2．有气体参加的反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增大的方法是
( )
①增大反应物浓度 ②增大压强 ③升高温度 ④加入催化剂
A．①②③
B．②③④
C．①③④
D．③④
解析：①和②只能增大单位体积内活化分子数，不能增大活化分子百分数；而③和④既能增大活化分子数，又能增大活化分子百分数，故D项符合题意。
答案：D
知识点二
外界条件对化学反应速率的影响
3.在一定条件下，某分解反应X(g)===Y(g)＋Z(g)的部分实验数据如下：
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
c(X)/(mol·L－1
)
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
反应时间/min
60
70
80
90
100
c(X)/(mol·L－1)
0.040
0.030
0.020
0.010
0.000
下列有关说法正确的是
( )
A．X的浓度越大，反应速率越快
B．X的浓度越大，分解一半时所用的时间越短
C．X的分解速率与其浓度无关
D．X的分解速率先快后慢
解析：根据题给数据分析．x的分解速率是匀速的，与其浓度无关，A、D错误，C正确；X的分解速率不变，X的浓度越大，分解一半时所用的时间越长，B错误。
答案：C
4．设C(s)＋CO2(g)??2CO(g) ΔH>0的反应速率为v1，N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH<0的反应速率为v2，对于这两个反应，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
解析：温度升高时，不论是吸热反应还是放热反应，反应速率均增大，A项正确。
答案：A
5．[2019·河南鹤壁淇县一中高二月考]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引起反应速率增大的是
( )
A．将容器的体积缩小一半
B．增加碳的量
C．保持体积不变，充入N2使体系压强增大
D．保持压强不变，充入Ar使容器容积变大
解析：A项，将容器的体积缩小一半，H2O(g)的浓度增大，化学反应速率增大；B项，碳呈固态，增加碳的量，化学反应速率不变；C项，保持体积不变，充入N2使体系压强增大，但各物质的物质的量浓度不变，化学反应速率不变；D项，保持压强不变，充入Ar使容器容积变大，各物质的物质的量浓度减小，化学反应速率减小。综上所述，A项符合题意。
答案：A
6．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．5mL
10%
H2O2溶液
解析：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。
答案：B
综合考查
影响反应速率的因素
7.[2019·天津静海一中高二月考]少量铁粉与100
mL
0.01
mol·L－1的稀盐酸反应，反应速率较慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的
( )
①加水 ②加NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CuO固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴加几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)
A．①⑤⑦
B．②④⑥
C．③⑦
D．③⑥⑦
解析：①加水，稀释了盐酸，反应速率变慢；②加入氢氧化钠会消耗盐酸，盐酸浓度降低，与金属铁反应速率减慢；③加浓盐酸，盐酸浓度增大，反应速率加快，且不改变H2的产量；④加CuO固体会消耗盐酸，盐酸浓度降低，与金属铁反应速率减慢；⑤加NaCl溶液，稀释了盐酸，反应速率变慢；⑥滴加硫酸铜溶液，铁把铜置换出来，形成原电池，故反应速率加快，但与盐酸反应的铁减少，故减少了产生氢气的量；⑦升高温度，反应速率加快，且不改变H2的产量。综上所述，C项符合题意。
答案：C
8．对于反应COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g)。改变下列条件：①升高温度 ②恒容条件下通入惰性气体 ③增加COCl2浓度 ④减小压强 ⑤加催化剂 ⑥恒压条件下通人惰性气体，能加快化学反应速率的是
( )
A．①②⑤
B．①③⑤
C．②④⑥
D．③⑤⑥
解析：①升高温度、③增加COCl2浓度、⑤加催化剂均能加快反应速率；②恒容条件下通入惰性气体，各物质浓度不变，反应速率不变；④减小压强，反应速率减慢；⑥恒压条件下通入惰性气体，各物质浓度减小，速率减慢，故选B。
答案：B
9．反应2SO2＋O2??2SO3的ΔH<0，当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将生成SO3的反应速率的变化填入空格里(填写“增大”“减小”或“不变”)。
编号
改变的条件
生成SO3的速率
①
升高温度
②
降低温度
③
增大氧气的浓度
④
使用V2O5作催化剂
⑤
压缩体积
⑥
保持压强不变，充人N2
⑦
保持气体总体积不变，充人N2
解析：升高温度，反应速率增大，反之速率减小；增大反应物的浓度，反应速率增大；使用适当催化剂，反应速率增大；压缩体积，浓度增大，反应速率增大；恒容下通入无关气体，反应物、生成物浓度不变，反应速率不变；恒压下通入无关气体，容器体积增大，反应物、生成物浓度减小，速率减小。
答案：①增大 ②减小 ③增大 ④增大 ⑤增大 ⑥减小 ⑦不变
基础达标
1.在恒容条件下，能使NO2(g)＋CO(g)??CO2(g)＋NO(g)正反应速率增大且活化分子百分数也增加的措施是
( )
A．增大NO2或CO的浓度
B．减小CO2或NO的浓度
C．通入Ne使气体的压强增大
D．升高反应的温度
解析： 增大NO2或CO的浓度，反应速率加快，活化分子数目增大，但活化分子百分数不变，A错误；减小CO2或NO的浓度，反应速率减慢，活化分子数目减小，B错误；通入Ne使气体的压强增大，容积不变，反应体系中各物质的浓度不变，反应速率不变，C错误；升高反应温度，反应速率加快，活化分子百分数增大，D正确。
答案：D
2．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%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B．100
mL
2
mol·L－1的盐酸跟锌片反应时，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反应，所以升高温度，反应速率减慢
D．汽车尾气中的NO和CO反应转化为无害的N2和CO2，减小压强，反应速率减慢
解析：铁片和浓硫酸在加热时生成二氧化硫，不加热时铁在浓硫酸中发生钝化，反应不生成氢气，故A错误；加入适量的氯化钠溶液，溶液体积增大，反应物浓度减小，则反应速率减慢，故B错误；升高温度，反应物的活化分子百分数增大，反应速率增大，故C错误；减小压强，相当于减小反应物的浓度，则使反应速率减慢，故D正确。
答案：D
3．增大压强对下列反应的速率无影响的是
( )
A．CO2(g)＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
B．H2(g)＋I2(g)===2HI(g)
C．NaCl＋AgNO3??AgCl↓＋NaNO3
D．N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
解析：对于反应前后没有气体参与或生成的反应，如选项C中的反应，压强对化学反应速率无影响。
答案：C
4．把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生H2的速率随时间变化如图所示。在下列因素中，影响反应速率的因素是
( )
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．①②③
D．②③
解析：镁条和盐酸反应产生H2的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，是Mg与H＋间的置换反应，即反应速率与①盐酸的浓度有关，与④Cl－的浓度无关；在镁条的表面有一层氧化膜，将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸的接触面积不断增大，产生H2的速率会加快，即反应速率与②镁条的表面积有关；③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。
答案：C
5．某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g)??Z(g)＋W(s) ΔH>O，下列叙述正确的是
( )
A．在容器中加入氩气，反应速率不变
B．加入少量W，逆反应速率增大
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞次数增大
解析：在容器中加入氩气，各反应组分的浓度不变，反应速率不变，A项正确；W为固态，加入少量W，反应速率不变，B项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C项错误；将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子数和有效碰撞次数，但活化分子百分数不变，D项错误。
答案：A
6．下表中是各组反应的反应物和反应温度，反应刚开始时，放出H2速率最快的是
( )
选项
金属(粉末状)/mol
酸的浓度及体积
反应温度/℃
A
Mg,0.1
6
mol·L－1硝酸10
mL
60
B
Mg,0.1
3
mol·L－1盐酸10
mL
60
C
Fe,0.1
3
mol·L－1盐酸10
mL
60
D
Mg,0.1
3
mol·L－1硫酸10
mL
60
解析：Mg比Fe活泼，与盐酸反应Mg更快，C比B反应缓慢；Mg与稀HNO3反应不产生H2，A不符合题意；D项中c(H＋)是B项中c(H＋)的2倍，故D项中反应速率最快。
答案：D
7．为了探究影响化学反应速率的因素，4位同学分别设计了下列4个实验，其中结论不正确的是
( )
A．将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度、相同温度下的盐酸反应时，两者快慢相同
B．盛有相同浓度双氧水的两支试管，一支加入MnO2放在冷水中，一支直接放在冷水中，前者反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下，发现强光下的浓硝酸分解得快
D．升高温度，H2O2的分解速率加快，原因是反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
解析：影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，镁、铝的活泼性不同，故两者与同浓度的盐酸反应，快慢不同。
答案：A
8．[2019·齐鲁名校教科研协作体、湖北、山东部分重点中学高三联考]已知反应2HI(g)??H2(g)＋I2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是
( )
A．常温下，向体积为V
L的容器中充入2
mol
HI(g)充分反应，可吸收12.5
kJ的热量
B．加入催化剂，分子的能量不变，但单位体积内活化分子数增多，反应速率加快
C．其他条件不变，升高温度，反应速率加快，HI的分解率不变
D．H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的活化能为12.5
kJ·mol－1
解析：该反应为可逆反应，充入2
mol
HI(g)充分反应，反应不能进行到底，所以吸收的热量小于12.5
kJ，A错误；加入催化剂，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞增多，反应速率加快，B正确；从题图可知，该反应为吸热反应，其他条件不变，升高温度，反应速率加快，平衡右移，HI的分解率增大，C错误；由题图分析可知，H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的活化能Ea＝(185－12.5)kJ·mol－1＝172.5
kJ·mol－1，D错误。
答案：B
9．已知反应：2NO(g)＋Br2(g)??12NOBr(g) ΔH＝－a
kJ·mol－1(a>0)，其反应机理如下
①NO(g)＋Br2(g)??NOBr2(g) 快
②NO(g)＋NOBr2(g)??2NOBr(g) 慢
下列有关该反应的说法正确的是
( )
A．该反应的速率主要取决于①的快慢
B．NOBr2是该反应的催化剂
C．正反应的活化能比逆反应的活化能小a
kJ·mol－1
D．增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率
解析：反应速率主要取决于慢的一步，所以该反应的速率主要取决于②的快慢，故A错误；NOBr2是反应过程中的中间产物，不是该反应的催化剂，故B错误；由于该反应为放热反应，说明反应物总能量高于生成物总能量，所以正反应的活化能比逆反应的活化能小a
kJ·mol－1，故C正确；增大Br2(g)浓度，活化分子百分数不变，但单位体积内的活化分子数目增多了，所以能加快反应速率，故D错误。
答案：C
10．[2019·四川三台中学高二期末]为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果，甲、乙两位同学分别没计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述中不正确的是
( )
A．图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小
B．若图甲实验中反应速率为①>②，则一定说明Fe3＋比Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果好
C．用图乙所示装置测定反应速率，需要记录反应产生的气体体积及反应时间
D．为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位
解析：反应越剧烈，产生气泡越快，说明反应速率越大，A正确；若图甲所示实验中反应速率为①>②，则一定说明氯化铁比硫酸铜对H2O2分解反应的催化效果好，因所含的阴离子不同，故不能证明Fe3＋比Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果好，若要证明Fe3＋比Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果好，还要使选择的试剂中阴离子的种类相同，B错误；可利用题图乙中装置，通过记录一定时间内注射器活塞的位置变化，即反应生成的气体体积来测定反应速率，C正确；检查题图乙装置的气密性的操作：关闭A处活塞，将注射器的活塞拉出一定距离，过一段时间后再松开活塞，如活塞回到原位，说明装置气密性良好，否则漏气，D正确。
答案：B
11．[2019·广东阳东广雅学校高二月考]下列是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
实验序号
H2O2溶液浓度/%
H2O2溶液体积/mL
温度/℃
MnO2用量/g
收集O2的体积/mL
反应所需时间/s
①
5
1
20
0.1
4
16.75
②
15
1
20
0.1
4
6.04
③
30
5
35
—
2
49.21
④
30
5
55
—
2
10.76
(1)写出H2O2分解的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(2)通过实验①和②的对比可知，化学反应速率与____________有关；由实验③和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是
________________________________________________________________________。
(3)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，可加适量的水稀释，产生氧气的总物质的量__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：(1)过氧化氢分解生成氧气和水，反心的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑。(2)由表中数据分析可知，①②中除了H2O2浓度不同之外，其他各量均相同，所以可以判断出是反应物的浓度影响了反应速率，并且浓度越大，反应速率越大；③④则是温度不同、其他条件相同，温度越高，反应速率越大。(3)根据质量守恒定律可知，生成物的质量只与反应物的质量多少有关，而与反应物的浓度无关，向过氧化氢溶液中加入水，没有改变H2O2溶液中溶质的质量，所以产生氧气的质量不变，其总物质的量也不变。
答案：
(1)2H2O22H2O＋O2
↑
(2)反应物浓度(或浓度) 其他条件相同下，温度越高，化学反应速率越快
(3)不变
12．[2019·四川广安友谊中学高二月考]广安友谊中学高二某班学生为了研究外界条件对化学反应速率的影响设计了如一系列的实验，在实验过程中收集产生的气体，并记录获得相同体积的气体所需时间。
突验
①
②
③
④
浓度
50
mL4
mol·L－1H2SO4
50
mL2
mol·L－1H2SO4
50
mL4
mol·L－1H2SO4
50
mL4
mol·L－1H2SO4
温度/℃
20
20
20
40
固体形状
6.5
g块状Zn
6.5
g块状Zn
6.5
g粉末状Zn
6.5
g块状Zn
(1)①②④中化学反应速率由快到慢的顺序为____________(填序号，下同)。
(2)探究浓度对化学反应速率影响的实验是________；探究温度对化学反应速率影响的实验是________________；①③探究________________对化学反应速率影响。
(3)某同学查资料得知向上面的实验体系中加入少量硫酸铜固体能加快反应速率，其原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)①④中其他条件相同，影响化学反应速率的主要因素是温度，温度高的反应速率快，所以反应速率：④>①；①②中其他条件相同，影响反应速率的主要因素是浓度，浓度大的速率快，因此反应速率：①>②，则①②④中化学反应速率由快到慢的顺序为④①②。(2)①②组中其他条件相同，硫酸溶液的浓度不同，因此探究浓度对化学反应速率影响的是①②；①④组中其他条件相同，温度不同，因此探究温度对化学反应速率影响的是①④；①③组中其他条件相同，锌的表面积不同，因此探究的是固体的表面积或反应物的接触面积对化学反应速率的影响。(3)锌比铜活泼，硫酸铜和锌反应生成铜，铜与过量的锌形成原电池，能够加快反应速率。
答案：(1)④①②
(2)①② ①④ 固体的表面积或反应物的接触面积
(3)硫酸铜和锌反应生成铜，生成的铜与锌形成原电池，加快反应速率
能力达标
13.(1)某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的化学方程式为N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH<0。在1
L密闭容器中加入0.1
mol
N2和0.3
mol
H2，实验①、②、③中c(N2)随时问(t)的变化如图甲所示。
实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v(NH3)＝________；与实验①相比，实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的________、________(填序号)。
A．增大压强
B．减小压强
C．升高温度
D．降低温度
E．使用催化剂
(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图乙所示。250～300
℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题图甲可知，实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率
v(N2)＝＝0.004
mol·L－1·min－1，由v(NH3)∶v(N2)＝2∶1，得v(NH3)＝2v(N2)＝0.008
mol·L－1·min－1；与实验①相比，实验②达到平衡所需要的时间短，反应速率快，而物质的平衡浓度没有变化，说明平衡没有发生移动，则改变的实验条件应是加入催化剂；而实验③达到平衡所需要的时间短，反应速率快，但N2的平衡浓度比实验①高，说明平衡向逆反应方向移动，所以改变的实验条件应是升高温度。(2)分析题图乙可知，在250～300
℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250
℃时，催化剂的催化效率降低。
答案：(1)0.008
mol·L－1·min－1 E C
(2)温度超过250
℃时，催化剂的催化效率降低
14．[2019·甘肃兰州一中高二期中]某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
【实验内容及记录】
实验编号
室温下，试管中所加试剂及其用量/mL
溶液褪至无色所需时间/min
0.6
mol·L－1H2C2O4溶液
H2O
3
mol·L－1H2SO4溶液
0.05
mol·L－1KMnO4溶液
1
3.0
2.0
2.0
3.0
1.5
2
2.0
3.0
2.0
3.0
2.7
3
1.0
4.0
2.0
3.0
3.9
请回答下列问题：
(1)根据上表中的实验数据，可以得到的结论是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2＋)随时间变化的趋势如图甲所示，但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2＋)随时间变化的实际趋势如图乙所示。该小组同学根据图乙所示信息提出了新的假设，并继续遴行实验探究。
①该小组同学提出的假设是
________________________________________________________________________。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。
实验编号
室温下，试管中所加试剂及其用量/mL
溶液褪至无色所需时间/min
溶液褪至无色所需时间/min
0.6
mol·L－1H2C2O4溶液
H2O
3
mol·L－1H2SO4溶液
0.05
mol·L－1KMnO4溶液
4
________
2.0
2.0
3.0
MnSO4
t
③若该小组同学提出的假设成立，则t________1.5(填“大于”“小于”或“等于”)。
解析：(1)三个实验中改变的是草酸浓度(同一浓度的草酸溶液体积不同，但反应时溶液的总体积均为10
mL)，其他条件不变，草酸浓度越大，溶液褪至无色所需时间越短，反应速率越大。(2)①根据乙中图像可知，反应速率先加快后减慢，结合教材上的对应实验，提出的假设为反应生成的硫酸锰对反应起到催化作用。②进行实验时应注意其他条件不变，所以溶液总体积应该为10
mL，故应加入3.0
mL草酸溶液。③催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，溶液褪至无色所需时间变短。
答案：
(1)其他条件不变，增大H2C2O4浓度(或增大反应物浓度)，化学反应速率增大
(2)①生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2＋对该反应有催化作用) ②3.0
③小于
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14
-第一节 化学反应速率
记一记
1.化学反应速率三个“1”：
(1)1个公式：v＝。
(2)1个关系：化学反应速率之比＝化学计量数之比。
(3)1种换算：1
mol·L－1·s－1＝60
mol·L－1·min－1。
2．表示化学反应速率“三项注意”：
(1)指明具体的物质。
(2)不能用固体或纯液体物质表示。
(3)是平均反应速率，幂是瞬时速率。
探一探
1.对反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑能否用CaCO3来表示化学反应速率？
[提示] 不能用固体或纯液体表示化学反应速率。
2．在合成氨反应中，若已知N2的化学反应速率，能否确定相同条件下H2和NH3的化学反应速率？
[提示] 能够确定。它们之间的关系为v(NH3)＝2v(N2)，v(H2)＝3v(N2)。
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，则这段时间为多少？
[提示] 根据化学方程式知v(SO3)＝2v(O2)＝2×0.04
mol·L－1·s－1＝0.08
mol·L－1·s－1，根据v＝知，这段时间为0.4
mol·L－1÷0.08
mol·L－1·s－1＝5
s。
4．对于反应3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用A、B表示的反应速率分别为
条件①：v(A)＝0.6
mol·L－1·min－1；
条件②：v(B)＝0.45
mol·L－1·min－1；则该反应在哪个条件下的反应速率快？
[提示] 同一个化学反应，用不同物质表示其反应速率时，数值可能不同，所以比较同一个化学反应的反应速率的相对大小时，不能直接比较数值大小，应先转化为同一物质、同一单位，然后再比较其数值大小，数值越大表明反应越快。将条件①的反应速率换算成用B表示的反应速率为v(B)＝0.2
mol·L－1·min－1，即条件②的反应速率比条件①的反应速率快。
判一判
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。
(×)
(2)化学反应速率为0.8
mol·L－1·s－1是指1
s时某物质的浓度为0.8
mol·L－1。
(×)
(3)根据化学反应速率的大小可以推知化学反应进行的快慢。(√)
(4)对于化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。
(×)
(5)化学反应速率既有正值，又有负值。
(×)
(6)测定某化学反应从开始到2秒末的反应速率，指的是2秒末的瞬时速率。
(×)
(7)对于同一化学反应，选用不同的物质表示化学反应速率时，其数值一定不同。
(×)
(8)不能用固体和纯液体表示化学反应速率。(√)
(9)对同一化学反应，用不同物质表示的化学反应速率，数值大的反应快。(×)
(10)化学反应速率的大小与反应与物质本身的性质无关。(×)
练一练
1.[2019·无锡高二月考]
反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2
min，B的浓度减少0.6
mol·L－1。对此反应速率的表示正确的是
( )
A．用A表示的反应速率是0.4
mol·L－1·min－1
B．分别用B、C、D表示的反应速率之比是3∶2∶1
C．在2
min末的反应速率，用B表示是0.3
mol·L－1·min－1
D．在2
min内的反应速率，用C表示是－0.2
mol·L－1·min－1
答案：B
2．[2019·杭州高二检测]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(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，2
min时测得剩余N2
1
mol，下列化学反应速率不正确的是( )
A．v(N2)
＝0.25
mol·L－1·min－1
B．v(H2)＝0.75
mol·L－1·min－1
C．v(NH3)
＝1
mol·L－1·min－1
D．v(NH3)＝0.5
mol·L－1·min－1
答案：C
3．[2019·苏州高二摸底]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
答案：B
4．[2019·衡水高二月考]一定温度下，在0.5
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，10
s时达到化学平衡状态。则从反应开始到10
s末的反应速率用X表示是( )
A．0.08
mol·L－1·s－1 B．0.30
mol·L－1·s－1
C．0.16
mol·L－1·s－1
D．0.32
mol·L－1·s－1
答案：C
知识点一
化学反应速率的表示方法和计算
1.反应3X(g)＋Y(g)??2Z(g)＋2W(g)在2
L密闭容器中进行，5
min后Y减少了0.5
mol，则此反应的反应速率为
( )
A．v(X)＝0.05
mol·L－1·min－1
B．v(Y)＝0.10
mol·L－1·min－1
C．v(Z)＝0.10
mol·L－1·min－1
D．v(W)＝0.10
mol·L－1·s－1
解析：依题意，v(Y)＝＝0.05
mol·L－1·min－1，用单位时间内不同物质的浓度变化量表示的化学反应速率之间的关系为v(X)∶v(Y)∶v(Z)∶v(W)＝3∶1∶2∶2.故v(X)＝0.15
mol·L－1·min－1，v(Z)＝v(W)＝0.10
mol·L－1·min－1，C正确。
答案：C
2．化学反应4A(s)＋3B(g)??2C(g)＋D(g)，经2
min，物质B的浓度减少0.6
mol·L－1。对此反应速率的表示正确的是
( )
A．用A表示的反应速率是0.4
mol·L－1·min－1
B．2
min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的
C．2
min末的反应速率用B表示是0.3
mol·L－1·min－1
D．分别用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶2∶1
解析：物质A是固体，浓度不变，不能用A的浓度变化表示该反应的反应速率，故A错误；B是反应物，浓度降低，v正(B)逐渐减小，C是生成物，浓度增大，v逆(C)逐渐增大，故B错误；2
min末的反应速率为瞬时速率，用B表示的反应速率0.3
mol·L－1·min－1是2
min内的平均反应速率，故C错误；反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶2∶1，故D正确。
答案：D
3．在2CH4(g)＋2NH3(g)＋3O2(g)===2HCN(g)＋6H2O(g)反应中，已知v(HCN)＝n
mol·L－1·min－1，且v(O2)＝m
mol·L－1·min－1，则m与n的关系正确的是( )
A．m＝n B．m＝n
C．m＝n
D．m＝2n
解析：各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，＝，即m＝n。
答案：C
知识点二
化学反应速率的大小比较
4.反应4A(g)＋3B(g)===2C(g)＋5D(g)在四种不同条件下的反应速率分别为
①v(A)＝0.02
mol·L－1·s－1；
②v(B)＝0.6
mol·L－1·min－1；
③v(C)＝0.3
mol·L－1·min－1；
④v(D)＝1.2
mol·L－1·min－1。
其中表示该反应速率最慢的是
( )
A．①
B．②
C．③
D．④
解析：根据反应4A(g)＋3B(g)===2C(g)＋5D(g)，可以选择物质D为参照，根据化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，将题给的反应速率均转化为用D物质表示的反应速率，即为
①v(A)＝0.02
mol·L－1·s－1＝1.2
mol·L－1·min－1，v(D)＝1.2
mol·L－1·min－1×＝1.5
mol·L－1·min－1；
②v(D)＝0.6
mol·L－1·min－1×＝1
mol·L－1·min－1；
③v(D)＝0.3
mol·L－1·min－1×＝0.75
mol·L－1·min－1；④v(D)＝1.2
mol·L－1·min－1；所以表示该反应速率最慢的是③，C正确。
答案：C
5．[2019·上海崇明区高三二模]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①v(A)＝0.45
mol·L－1·s－1、②v(B)＝0.6
mol·L－1·s－1、③v(C)＝0.4
mol·L－1·s－1、④v(D)＝0.45
mol·L－1·s－1，该反应在四种不同情况下进行的快慢顺序为( )
A．①>③＝②>④
B．④>②＝③>①
C．②>①＝④>③
D．①>④>②＝③
解析：因在同一化学反应中，在反应速率的单位相同的情况下，用不同物质表示的化学反应速率与其化学计量数的比值越大，表示该反应速率越快，①＝0.45
mol·L－1·s－1；②＝0.2
mol·L－1·s－1；③＝0.2
mol·L－1·s－1；④＝0.225
mol·L－1·s－1，所以该反应在不同情况下，反应速率的快慢关系为①>④>②＝③，故D正确。
答案：D
知识点三
反应表达式的确定
6.[2019·山东济南历城区二中高二月考]一定温度下，浓度均为1
mol·L－1的A2和B2两种气体，在密闭容器中反应生成气体C，反应达到平衡后，测得：c(A2)＝0.58
mol·L－1，c(B2)＝0.16
mol·L－1，c(C)＝0.84
mol·L－1，则该反应的正确表达式为
( )
A．2A2＋B2??2A2B
B．A2＋B2??2AB
C．A2＋B2??A282
D．A2＋2B2??2AB2
解析：起始时A2和B2两种气体的浓度均为1
mol·L－1，在密闭容器内反应生成气体C，达平衡后，测得c(A2)＝0.58
mol·L－1，c(B2)＝0.16
mol·L－1，c(C)＝0.84
mol·L－1，故Δc(A2)＝1
mol·L－1－0.58
mol·L－1＝0.42
mol·L－1，Δc(B2)＝1
mol·L－1－0.16
mol·L－1＝0.84
mol·L－1，Δc(C)＝0.84
mol·L－1，故A2、B2、C的化学计量数之比为0.42
mol·L－1∶0.84
mol·L－1∶0.
84
mol·L－1＝1∶2∶2，故该反应可表示为A2＋2B2??2C，根据原子守恒可知，C为AB2，即该反应的表达式为A2＋2B2??2AB2，故D正确。
答案：D
7．[2018·山东枣庄高二期中]把0.6
mol
X气体和0.6
mol
Y气体混合于2
L的密闭容器中，使它们发生反应3X(g)＋Y(g)??nZ(g)＋2W(g)，5
min末生成0.2
mol
W。若测知以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.01
mol·L－1·min－1，则化学方程式中的n值为
( )
A．1
B．2
C．3
D．4
解析：5
min内W的平均反应速率v(W)＝＝0.02
mol·L－1·min－1，利用各物质的反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比，可知v(Z)∶v(W)
＝0.01
mol·L－1·min－1∶0.02
mol·L－1·min－1＝n∶2，解得n＝1，A正确。
答案：A
综合考查
化学反应速率的测量
8.[2019·广东东莞七校高二期中]在N2＋3H2??12NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6
mol·L－1，在此段时间内用N2表示的平均反应速率为0.15
mol·L－1·s－1，则此段时间是( )
A．1
s
B．2
s
C．4
s
D．1.33
s
解析：NH3的浓度增加0.6
mol·L－1，则N2的浓度减小了0.3
mol·L－1，根据v＝，可得Δt＝＝2
s，B正确。
答案：B
9．某学生设计如图Ⅰ装置，测定2
mol·L－1的硫酸溶液分别与锌粒、锌粉反应的速率。请回答：
(1)装置图Ⅰ中盛放硫酸溶液的仪器名称是________________。
(2)按照图Ⅰ装置实验时，已限定了两次实验时间均为10
min，还需要测定的另一个数据是____________________。
(3)实验结束后，得到的结论是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该学生又将图Ⅰ装置中的气体收集装置改为图Ⅱ，实验完毕待冷却后，该学生准备读取水准管上液面所在处的刻度数，发现水准管中液面高于干燥管中液面，应首先采取的操作是__________________________________________________。
解析：
(1)根据装置的特点可知，装置图Ⅰ中盛放硫酸溶液的仪器名称是分液漏斗。
(2)根据v＝可知，要测定反应速率，则还需要测定的另一个数据是收集到气体的体积。
(3)由于增大反应物的接触面积可以加快反应速率，所以该实验中得出的结论是其他条件相同时，锌粉与硫酸反应的速率比锌粒与硫酸反应的速率快。
(4)由于气体的体积受压强的影响较大，所以在读数之前还需要采取的措施是调节水准管的高度，使得两侧液面相平。
答案：(1)分液漏斗
(2)收集到气体的体积
(3)其他条件相同时，锌粉与硫酸反应的速率比锌粒与硫酸反应的速率快
(4)调节水准管的高度使得两侧液面相平
基础达标
1.下列说法正确的是
( )
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率表示化学反应在某时刻的瞬时速率
D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
解析：反应速率通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示，A错误；化学反应速率为平均速率，C错误；化学反应速率均为正值，不出现负值，因为Δc(变化量)不能为负，D错误。
答案：B
2．[2019·广东肇庆实验中学高二期中]在1
L密闭容器中加入1
mol
N2和3
mol
H2，一定条件下发生反应：N2＋3H2??2NH3,1
min后测得生成0.06
mol
NH3，下列判断不正确的是
( )
A．v(NH3)＝0.06
mol·L－1·min－1
B．v(NH3)
＝2v(N2)
C．v(NH3)
＝0.12
mol·L－1·min－1
D．v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)
＝1∶3∶2
解析：v(NH3)＝＝＝0.06
mol·L－1·min－1，A项正确，C项错误；同一反应用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，故v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，v(NH3)＝2v(N2)
，B、D项正确。
答案：C
3．[2018·吉林长春外国语学校高二期末]已知：4NH3＋5O2===4NO＋6H2O。若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列关系式正确的是( )
A．4v(NH3)＝5v(O2)
B．5v(O2)＝6v(H2O)
C．3v(NH3)
＝2v(H2O)
D．5v(O2)＝4v(NO)
解析：由于反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则根据反应的化学方程式可知v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)＝4∶5∶4∶6，则只有C项中的关系式正确。
答案：C
4．[2019·甘肃武威六中高二段考]在反应A??2B中，A、B的浓度变化如图所示，则2
min内的平均反应速率为
( )
A．vA＝9
mol·L－1·min－1
B．vA＝4.5
mol·L－1·s－1
C．vB＝18
mol·L－1·min－1
D．vB＝9
mol·L－1·min－1
解析：由题图可知2
min内Δc(A)＝18
mol·L－1－9
mol·L－1＝9
mol·L－1，Δc(B)＝18
mol·L－1，所以v(A)＝＝＝4.5
mol·L－1·min－1；v(B)＝＝＝9
mol·L－1·min－1，故D正确。
答案：D
5．将气体A2、B2各1
mol充人1
L的密闭容器中反应，生成气体C，一段时间后，测得c(A2)为0.58
mol·L－1，c(B2)为0.16
mol·L－1，c(C)为0.84
mol·L－1，则C的化学式为
( )
A．AB
B．A2B
C．AB2
D．A2B2
解析：由题意可得A2、B2、C三种物质的物质的量浓度的变化值之比为(1－0.58)mol·L－1∶(1－0.16)mol·L－1∶0.84
mol·L－1＝0.42∶0.84∶0.84＝1∶2∶2，则A2、B2、C三种物质的化学计量数之比为1∶2∶2，A2＋2B2===2C，由质量守恒定律可知C的化学式为AB2。
答案：C
6．[2019·安徽师大附中高二月考]把4
mol
A和2.5
mol
B混合于2L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋2B(s)??xC(g)＋D(g)，5
min后反应达到平衡，容器内压强变小，测得D的平均反应速率为0.05
mol·L－1·min－1，下列有关说法错误的是
( )
A．A的平均反应速率为0.15
mol·L－1·min－1
B．平衡时，C的浓度为0.25
mol·L－1
C．B的平均反应速率为0.1
mol·L－1·min－1
D．平衡时，容器内压强为原来的0.875
解析：5
min后反应达到平衡，容器内压强变小，则x＋1<3，x<2，故x＝1；D的平均反应速率为0.05
mol·L－1·min－1，则生成的n(D)＝2
L×5
min×0.05
mol·L－1·min－1＝0.5
mol，则
3A(g)＋2B(s)??C(g) ＋ D(g)
起始量/mol
4
0
0
转化量/mol
1.5
0.5
0.5
平衡量/mol
2.5
0
5
0.5
A的平均反应速率为3v(D)＝3×0.05
mol·L－1·min－1＝0.15
mol·L－1·min－1，故A正确；平衡时，C的浓度为＝0.25
mol·L－1，故B正确；B为固体，浓度不变，不能用B表示反应速率，故C错误；平衡时，容器内压强为原来的＝0.875，故D正确。
答案：C
7．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)的反应中，经过一段时间后，SO3的浓度增加了0.9
mol·L－1，此时间内用O2表示的平均速率为0.45
mol·L－1·s－1，则这段时间是
( )
A．1
s
B．0.44
s C．2
s
D．1.33
s
解析：此时间内用O2表示的平均速率为0.45
mol·L－1·s－1，则用三氧化硫表示的反应速率为0.9
mol·L－1·s－1，t×0.9
mol·L－1·s－1＝0.9
mol·L－1，得t＝1
s。
答案：A
8．[2019·江西南康中学高二月考]某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5
g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40
mL
2.5
mol·L－1的硫酸溶液，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10
s时恰好收集到气体的体积为50
mL(若折合成0
℃、101
kPa条件下的H2体积为44.8
mL)，在该温度下，下列说法不正确的是
( )
A．用锌粒表示的10
s内该反应的速率为0.013
g·s－1
B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示的10
s内该反应的速率为0.01
mol·L－1·s－1。
C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示的10
s内该反应的速率为0.
01
mol·L－1·s－1
D．用H2表示的10
s内该反应的速率为0.000
2
mol·L－1·s－1
解析：0
℃、101
kPa条件下，H2的体积为44.8
mL，其物质的量为0.002
mol，则根据Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑反应可知：Zn～H2SO4～ZnSO4～H2,
Δn(Zn)＝Δn(H2SO4)＝Δn(ZnSO4)＝Δn(H2)＝0.002
mol；Δm(Zn)＝0.002
mol×65
g·mol－1＝0.13
g，v(Zn)＝＝0.013
g·s－1，v(H＋)＝＝0.01
mol·L－1·s－1，v(Zn2＋)＝＝0.005
mol·L－1·s－1，v(H2)＝＝0.000
2
mol·L－1·s－1，故C错误。
答案：C
9．反应2SO2＋O2??2SO3经a
min后，SO3浓度的变化情况如图所示，在时间O～a
min内用O2表示的平均反应速率为0.04
mol·L－1·min－1，则a等于( )
A．0.1
B.
2.5
C．5
D．10
解析：由图像可知，v(SO3)＝＝mol·L－1·min－1，由化学方程式可得v(O2)＝v(SO4)＝mol·L－1·min－1＝0.04
mol·L－1·min－1，a＝5。
答案：C
10．[2019·北京师大附中高二期中]在一定温度下，10
mL
0.40
mol·L－1H2O2，溶液发生催化分解，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表：
t/min
0
2
4
6
8
10
v(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )
A．0～6
min内的平均反应速率：v(H2O2)＝3.3×10－2
mol·L－1·min－1
B．6～10
min内的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2
mol·L－1·min－1
C．反应到6
min时，c(H2O2)＝0.30
mol·L－1
D．反应到6
min时，H2O2分解了50%
解析：反应方程式为2H2O22H2O＋O2↑。0～6
min产生氧气的物质的量n(O2)＝＝0.001
mol，消耗的H2O2的物质的量n(H2O2)＝2n(O2)＝0.002
mol，v(H2O2)＝≈3.3×10－2
mol·L－1·min－1，A正确；0～6
min内生成氧气的平均速率为＝3.73
mL·min－1,6～10
min内生成氧气的平均速率为＝1.875
mL·min－1,3.73
mL·mol－1>1.875
mL·min－1，故单位时间内产生氧气的量：0～6
min大于6～10
min,6～10
min内的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2
mol·L－1·min－1，B正确；反应到6
min时，c(H2O2)：0.40
mol·L－1－＝0.20
mol·L－1，C错误；反应到6
min时，H2O2的分解率为×100%＝50%，D正确。
答案：C
11．[2019·山东青岛二中期中考试]在容积为2
L的密闭容器中进行如下反应：A(g)＋2B(g)??3C(g)＋nD(g)，开始时A为4
mol，B为6
mol；5
min末时测得C为3
mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2
mol·L－1·min－1。
试回答下列问题：
(1)5
min末A的物质的量浓度为____________。
(2)5
min内用B表示的化学反应速率v(B)为____________。
(3)化学方程式中n为______________。
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率如下：
①v(A)＝5
mol·L－1·min－1
②v(B)＝6
mol·L－1·min－1
③v(C)＝4.5
mol·L－1·min－1
④v(D)＝8
mol·L－1·min－1
其中反应速率最快的是________(填序号)。
解析：由题干信息可得：
A(g)＋2B(g)??3C(g)＋nD(g)
起始量/mol
4
6
0
变化量/mol
1
2
3
5
min末/mol
3
4
3
(1)据以上分析可知，5
min末A的物质的量浓度为3
mol/2
L＝1.5
mol·L－1。(2)据以上分析可知，5
min内用B表示的化学反应速率v(B)＝Δc(B)/Δt＝2
mol/(2
L×5
min)＝0.2
mol·L－1·min－1。(3)根据同一反应中、同一时间段内，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，则v(B)∶v(D)＝0.2
mol·L－1·min－1∶0.2
mol·L－1·min－1＝2∶n，n＝2。(4)把所有速率都换算成用A表示的反应速率：①v(A)＝5
mol·L－1·min－1；②由v(B)＝6
mol·L－1·min－1可知v(A)
＝3
mol·L－1·min－1；③由v(C)＝4.5
mol·L－1·min－1可知v(A)＝1.5
mol·L－1·min－1；④由v(D)＝8
mol·L－1·min－1可知v(A)＝4
mol·L－1·min－1，综上所述，反应速率最快的是①。
答案：(1)1.5
mol·L－1
(2)0.2
mol·L－1·min－1
(3)2
(4)①
12．Ⅰ.根据反应4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，试回答下列问题。
(1)常选用哪些物质来表示陔反应的化学反应速率______________。
(2)当生成SO2的速率为0.64
mol·L－1·s－1时，则氧气减少的速率为__________________。
(3)如测得4
s后O2的浓度为2.8
mol·L－1，此时间内SO2表示的速率为0.4
mol·L－1·s－1，则开始时氧气的浓度为______________________。
Ⅱ.将等物质的量的A和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)，经过5
min后测得D的浓度为0.5
mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的反应速率是0.1
mol·L－1·min－1，A在5
min末的浓度是__________，B的平均反应速率是__________，x的值是__________。
解析：Ⅰ.(1)一般不用固体和纯液体来表示反应速率，所以可用O2和SO2来表示该反应的反应速率。(2)不同物质表示的反应速率和方程式中对应物质的化学计量数成正比，所以氧气减少的速率为0.64
mol·L－1·s－1×＝0.88
mol·L－1·s－1。(3)此时间内SO2表示的速率为0.4
mol·L－1·s－1，则氧气表示的速率为0.4
mol·L－1·s－1×＝0.55
mol·L－1·s－1，所以氧气变化浓度为0.55
mol·L－1·s－1×4
s＝2.2
mol·L－1，则开始时氧气的浓度为2.8
mol·L－1＋2.2
mol·L－1
＝5
mol·L－1。
Ⅱ.反应生成C的浓度：0.1
mol·L－1·min－1×5
min＝0.5
mol·L－1。因为反应生成的C与D相等，故x＝2。设起始时A与B的浓度均为c。
由：
3A ＋
B ?? 2C ＋ 2D
起始浓度(mol·L－1)
c
c
0
0
变化浓度(mol·L－1)
0.75
0.25
0.5
0.5
5
min末浓度(mol·L－1)
(c－0.75)
(c－0.25)
0.5
0.5
根据题意得：(c－0.75)∶(c－0.25)＝3∶5
解得：c＝1.5
mol·L－1
从而A在5
min末的浓度为
1.5
mol·L－1－0.75
mol·L－1＝0.75
mol·L－1
v(B)＝＝0.05
mol·L－1·min－1。
答案：
Ⅰ.(1)SO2或O2 (2)0.88
mol·L－1·s－1
(3)5
mol·L－1
Ⅱ.0.75
mol·L－1 0.05
mol·L－1·min－1 2
能力达标
13.在2
L密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g)??pZ(g)＋qQ(g)，式中m、n、p、q为该反应的化学计量数。在0～3
min内，各物质物质的量的变化如下表所示：
物质
X
Y
Z
Q
起始量/mol
0.7
1
2
mm末量/mol
0.8
2.7
0.8
2.7
3
min末量/mol
0.8
已知2
min内v(Q)＝0.075
mol·L－1·min－1，v(Z)∶v(Y)＝1∶2。
(1)试确定：起始时n(Y)＝__________，n(Q)＝__________。
(2)方程式中m＝__________，n＝__________，p＝__________，q＝__________。
(3)用Z表示2
min内的平均反应速率为__________。
解析：2
min内v(Q)＝0.075
mol·L－1·min－1，则Δn(Q)＝0.075
mol·L－1·min－1×2
min×2
L＝0.3
mol，根据表中数据可知，2
nin内X的物质的量变化为Δn(X)＝0.8
mol－0.7
mol＝0.1
mol，Z的物质的量变化为Δn(Z)＝1
mol－0.8
mol＝0.2
mol，根据v(Z)∶v(Y)＝1∶2可知，Y的物质的量的变化为Δn(Y)＝2Δn(Z)＝0.4
mol，反应中各物质的Δn之比等于其在化学方程式中的化学计量数之比，则m∶n∶p∶q＝0.1
mol∶0.4
mol∶0.2
mol∶0.3
mol＝1∶4∶2∶3，所以m＝1、n＝4、p＝2、q＝3，反应方程式是X(g)＋4Y(g)??2Z(g)＋3Q(g)。
(1)2
min内生成0.1
mol
X，根据X(g)＋4Y(g)??2Z(g)＋3Q(g)可知，生成Y的物质的量是0.4
mol，则起始时Y的物质的量为2.7
mol－0.4
mol＝2.3
mol；Q在2
min内减少了0.3
mol，所以Q的起始物质的量是2.7
mol＋0.3
mol＝3
mol。(2)根据以上分析可知，m＝1、n＝4、p＝2、q＝3。(3)2
min内消耗的Z的物质的量是0.2
mol，则用Z表示2
min内的平均反应速率v(Z)＝＝0.05
mol·L－1·min－1。
答案：
(1)2.3
mol 3
mol
(2)1 4 2 3
(3)0.05
mol·L－1·min－1
14．已知：反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)，某温度下，在2
L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示。
(1)反应从开始到12
s时，用A表示的平均反应速率为________________。
(2)经测定前4
s内，用C表示的平均反应速率v(C)＝0.05
mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经过相同时间后，测得三个容器中的反应速率分别为
甲：v(A)＝0.3
mol·L－1·s－1；
乙：v(B)＝0.12
mol·L－1·s－1；
丙：v(C)＝9.6
mol·L－1·min－1。
则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为__________________。
解析：(1)从0到12
s，Δc(A)＝0.8
mol·L－1－0.2
mol·L－1＝0.6
mol·L－1，v(A)＝＝0.05
mol·L－1·s－1。(2)前4
s内，Δc(A)＝0.8
mol·L－1－0.5
mol·L－1＝0.3
mol·L－1，v(A)＝＝0.075
mol·L－1·s－1，v(A)∶v(c)＝a∶c＝0.075
mol·L－1·s－1∶0.05
mol·L－1·s－1＝3∶2。由图像知，在0～12
s内，Δc(A)∶Δc(B)＝0.6
mol·L－1∶0.2
mol·L－1＝3∶1＝a∶b，则a∶b∶c＝3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)??2C(g)。(3)丙容器中v(C)＝9.6
mol·L－1·min－1＝0.16
mol·L－1·s－1，则甲容器中v(B)＝＝＝0.1
mol·L－1·s－1，乙容器中v(B)＝0.12
mol·L－1·s－1，丙容器中v(B)＝＝＝0.08
mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。
答案：(1)0.05
mol·L－1·s－1
(2)3A(g)＋B(g)??2C(g)
(3)乙>甲>丙
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