6.1.3 化学反应的限度（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学必修第二册（苏教版2019）

第3课时　化学反应的限度 目录 新知探究(一)——化学反应的限度 新知探究(二)——化学平衡状态 课时跟踪检测 命题热点——化学反应速率和反应限度图像题分析 2 化学反应的限度 新知探究(一) 1.化学反应的限度 (1)氯气与水的反应 新制氯水中既含有 等分子,也含有__________ 等离子。说明氯气与水的反应只能进行到一定的限度。用化学方程式表示为 。 [微点拨]　氯水中还存在极少量OH-。 Cl2、H2O、HClO H+、Cl-、 ClO- Cl2+H2O HCl+HClO (2)FeCl3溶液与KI溶液的反应 (2Fe3++2I-===2Fe2++I2) ①实验探究 实验步骤 实验现象 实验结论 溶液由无色变成 色 有 生成 黄褐 碘单质 液体分层,下层呈 色,上层呈 色 Fe3+被还原成 ,I-被氧化成___ 溶液呈 色 下层溶液中含有_____ 续表 浅绿 紫红 Fe2+ I2 红 Fe3+ ②反应实质:由实验可知,反应物Fe3+(I-过量条件下) 转化为生成物(Fe2+),即Fe3+与I-发生的反应是有一定 的。 不能完全 限度 2.可逆反应 概念 在同一条件下,既能向 方向进行,又能向 方向进行的化学反应 特征 反应不能进行到底,或者在一定条件下反应物与生成物同时存在。在书写化学方程式时,可逆反应用符号“ ”表示 正反应 逆反应 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)把1 mol N2和3 mol H2充入密闭容器中充分反应,最终可以生成2 mol NH3。( ) (2)通过改变反应条件,可逆反应中反应物的转化率可达到100%。( ) (3)CaO+CO2===CaCO3和CaCO3 CaO+CO2↑互为可逆反应。( ) (4)CO2+H2O===H2CO3与H2CO3===CO2+H2O互为可逆反应。( ) [题点多维训练] × × × √ 2.下列说法中不正确的是 (　　) A.在一定条件下,当一个可逆反应达到平衡状态时,就是这个反应在该条件下所能达到的限度 B.2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O和Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,不互为可逆反应 C.可以通过控制反应条件,使2 mol SO2与1 mol O2反应生成2 mol SO3 D.化学反应的限度可以通过改变条件来改变 √ 解析:A项,对于可逆反应,达到平衡状态时,就是该反应的限度,正确;B项,两个反应的条件不同,不互为可逆反应,正确;C项,2SO2+O2 2SO3是可逆反应,无论怎样控制条件,反应物的转化率不可能达到100%,即2 mol SO2与1 mol O2反应不会生成2 mol SO3,错误;D项,化学反应的限度可通过改变条件(如温度、压强等)来改变,正确。 3.下列反应不属于可逆反应的是 (　　) A.工业上利用氮气和氢气合成氨气 B.水电解生成氢氧混合气体和氢氧混合气体爆炸生成水 C.密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压力下可以相互转化 D.密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定条件下可以生成三氧化硫,同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气 √ 解析:A项,工业上利用氮气和氢气合成氨气是可逆反应;B项,水电解生成氢氧混合气体和氢氧混合气体爆炸生成水的反应条件不同,不是可逆反应;C项,密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压力下可以相互转化,是可逆反应;D项,密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定条件下可以生成三氧化硫,同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气,属于可逆反应。 4.在5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液中滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液5~6滴后,再进行下列实验,其中可证明FeCl3溶液和KI溶液的反应是可逆反应的实验是 (　　) A.再滴加AgNO3溶液,观察是否有AgI沉淀产生 B.加入CCl4振荡后,观察下层液体颜色 C.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加AgNO3溶液,观察是否有AgI沉淀产生 D.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察是否出现血红色 √ 解析:FeCl3溶液与KI溶液反应的实质是:2Fe3++2I-===2Fe2++I2,由题意知,Fe3+不足,I-过量。若反应不是可逆反应,反应后的溶液中应无Fe3+;若反应是可逆反应,则反应后的溶液中含Fe3+,所以应滴加KSCN溶液,检验Fe3+是否存在。 化学平衡状态 新知探究(二) 1.化学平衡状态的建立 以2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)为例 (1)反应开始时:SO2和O2浓度很大,而SO3的浓度为零,v(正)最 , v(逆)为 。 (2)反应过程中:反应物SO2和O2浓度逐渐减小→v(正)逐渐 ,生成物SO3浓度逐渐增大→v(逆)从 开始逐渐 。 (3)反应达到平衡时:v(正) v(逆),反应物和生成物的浓度______ 。 大 零 减小 零 增大 = 保持 不变 2.化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 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 ,反应物和生成物的浓度 ,这种状态称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。 相等 不再发生变化 (2)化学平衡状态的特征 = 动态 保持不变 ≠ [典例]　在一定条件下,恒温、恒容密闭容器中进行可逆反应: N2+3H2 2NH3,试判断下列情况能说明该反应已经达到化学平衡状态的是(　　) ①单位时间内生成n mol N2同时生成3n mol H2 ②H2的生成速率等于NH3的生成速率 ③一个N≡N键断裂的同时,有三个H—H键形成 √ ④容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 ⑤反应物浓度等于生成物浓度 ⑥混合气体的总物质的量不变 A.①②④⑤　　　　　　 B.②⑤ C.②③⑥ D.③⑥ [解析]　判断化学平衡状态的标志有v(正)=v(逆),①叙述的都是逆反应,②根据化学计量数之比,转化为同一物质时v(正)≠v(逆),③叙述的是一正一逆两个反应,转化为同一物质时v(正)=v(逆),①、②不能说明,③可以。化学平衡状态时,各组分浓度保持不变,强调各自的浓度不变,而不是反应物浓度等于生成物浓度,也不是各组分浓度之比等于化学计量数之比,④、⑤都不能说明。该反应的反应前后气体物质的量不同,气体总物质的量不变能说明反应达到平衡,⑥可以。 |思维建模|化学平衡状态的标志 1.直接标志——“正逆相等”“浓度一定” 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的生成速率(或消耗速率)、在两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比; ③各组分的浓度不随时间的改变而改变; ④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——“变量不变” ①反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。 ②有颜色变化的可逆反应,体系中颜色不再改变。同一物质断裂化学键的数目与形成化学键的数目相等。 ③全是气体参加的且反应前后化学计量数改变的可逆反应,平均相对分子质量保持不变。 1.(2024·启东中学月考)下列描述的化学反应状态,不一定是平衡状态的是 (　) A.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),反应体系中相同时间内,生成H—H键的数目与断开H—O键的数目之比为1∶2 B.2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),混合气体的总物质的量不再改变 C.CaCO3(s) CO2(g)+CaO(s),恒温、恒容下,反应体系中气体的密度保持不变 D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应体系中,v正(N2)=v逆(NH3) [题点多维训练] √ 解析:生成H—H键与断开H—O键均为正反应,不能确定平衡状态,A符合题意。 √ 2.甲烷消除NO2的污染原理为CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+2H2O(g) +CO2(g)。在一定温度下,向恒容密闭容器中充入一定量的CH4和NO2进行上述反应。下列表述能用来判断该反应达到化学平衡状态的是(　) A.v正(CH4)=2v逆(NO2) B.容器中混合气体的密度不再变化 C.容器中混合气体的平均摩尔质量不再发生变化 D.单位时间内,消耗1 mol CH4同时生成1 mol CO2 解析:v正(CH4)=2v逆(NO2)不满足化学计量数关系,说明没有达到平衡状态,故A不选;该反应前后都是气体,气体总质量、容器容积为定值,则混合气体的密度始终不变,因此不能根据混合气体的密度判断平衡状态 ,故B不选;该反应为正向是气体体积增大的反应,气体的平均摩尔质量为变量,当容器中混合气体平均摩尔质量不再发生变化时,表明正、逆反应速率相等,达到平衡状态 ,故C选;单位时间内,消耗1 mol CH4同时生成1 mol CO2,表示的都是正反应速率,无法判断是否达到平衡状态,故D不选。 化学反应速率和反应限度图像题分析 命题热点 化学反应速率和化学平衡图像题是化学试题中的一种特殊题型,其特点是图像是题目的主要组成部分,把所要考查的化学知识寓于图中曲线上,具有简明、直观、形象的特点。化学反应速率和化学平衡图像题目分析方法如下: 1.看图像 看面 弄清楚横、纵坐标所表示的含义 看线 弄清楚线的走向和变化趋势 看点 弄清楚曲线上点的含义,特别是曲线上的转折点、交点、 最高点、最低点等 看辅助线 作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等) 看量的变化 弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化,还是转化率的变化 2.想规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系,各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系,外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时,外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。 3.做判断 利用有关规律,结合图像,通过对比分析,做出正确判断。 1.如图所示是425 ℃时,在1 L密闭容器中发生化学反应的各物质浓度随时间的变化示意图。 [题点多维训练] 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中的逆反应为H2(g)+I2(g) 2HI(g) D.图①②中当c(HI)=3.16 mol·L-1时,反应达到平衡状态 解析: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。 √ 2.(2024·泰州期末)在某容积为2 L的密闭容器中,A、B、C、D四种气体物质发生可逆反应,其物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如图所示: 下列说法正确的是(　　) A.前2 min内,v(A)=0.2 mol·L-1·min-1 B.在2 min时,图像发生改变的原因只可能是增加压强 C.其他条件不变,4 min时体系的压强不再发生变化 D.增加气体D的浓度,A的反应速率随之降低 √ 解析:从前2 min看,A、B、C、D改变的物质的量分别为0.4 mol、0.5 mol、0.6 mol、0.4 mol,且A、B的物质的量减少,应为反应物;C、D的物质的量增加,应为生成物。故反应方程式为4A+5B 6C+4D。选项A,前2 min内,v(A)==0.1 mol·L-1·min-1;选项B,从图像看,2~3 min时的图像斜率变大,说明化学反应速率变快,增大压强、升高温度、加入催化剂等均可;选项C,4 min时反应达到平衡状态,体系压强不再改变;选项D,增加生成物D的浓度,A的浓度随之增大,故A的反应速率加快。 3.在容积为5 L的密闭容器中,加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O(g),在催化剂存在的条件下高温加热,发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+ H2(g),并放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的曲线如图所示。 (1)根据图中数据,从反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为　　　　　　　　　;反应达到平衡时c(H2)=　　 　　　。  解析:由图分析10 min达到平衡,CO2浓度增加0.03 mol·L-1,则CO浓度减少0.03 mol·L-1,所以v(CO)==0.003 mol·L-1·min-1,由于起始时,H2浓度为0,所以达到平衡时c(H2)=0.03 mol·L-1; 0.003 mol·L-1·min-1 0.03 mol·L-1 (2)判断该反应达到平衡状态的依据是　 　(填字母)。  A.单位时间内CO消耗的物质的量和CO2消耗的物质的量相等 B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化 D.正、逆反应速率都为0 解析:CO减少的速率是正反应速率,CO2减小速率是逆反应速率,可作为判断化学平衡的依据。 AC 课时跟踪检测 (选择题第1~12小题每小题3分,第14小题5分,本检测满分50分) 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 √ 12 1.下列对可逆反应的认识正确的是 (　　) A.SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr与2HBr+H2SO4(浓) ===Br2+SO2↑+2H2O互为可逆反应 B.既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应 C.在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应 D.2H2+O2 2H2O与2H2O 2H2↑+O2↑互为可逆反应 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 解析:A项,两个反应中的后者需要浓硫酸,而前者H2SO4的浓度未限定,不互为可逆反应,错误;B项,未说明在相同条件下,错误;D项,两反应的反应条件不同,不互为可逆反应,错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 2.对于可逆反应2SO2+O2 2SO3,在混合气体中充入一定量18O2,足够长的时间后,18O原子(　　) A.只存在于O2中 B.只存在于SO3和O2中 C.只存在于SO2和O2中 D.存在于SO2、SO3和O2中 解析:可逆反应的特点,正、逆反应同时进行,反应物与生成物共存。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 3.在密闭容器中进行反应:X2(g)+3Y2(g) 2Z(g),其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是(　　) A.c(Z)=0.5 mol·L-1 B.c(Y2)=0.5 mol·L-1 C.c(X2)=0.2 mol·L-1 D.c(Y2)=0.6 mol·L-1 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:若反应正向进行,假设完全反应,则 　　　　　　　　　 X2(g)+3Y2(g) 2Z(g) 起始/(mol·L-1): 0.1 0.3 0.2 变化/(mol·L-1): 0.1 0.3 0.2 完全反应/(mol·L-1): 0 0 0.4 若反应逆向进行,假设完全反应,则 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 X2(g)+3Y2(g) 2Z(g) 起始/(mol·L-1): 0.1 0.3 0.2 变化/(mol·L-1): 0.1 0.3 0.2 完全反应/(mol·L-1): 0.2 0.6 0 由于为可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2 mol·L-1、0<c(Y2)<0.6 mol·L-1、0<c(Z)<0.4 mol·L-1,综上分析只有B项正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 4.(2024·常州期中)在一定条件下,某可逆反应X2(g)+Y2(g) 2XY(g)的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A.t1时刻,反应逆向进行 B.t2时刻,反应停止 C.t3时刻,反应已达该条件下的限度 D.t1~t2时刻,反应物的量逐渐增多 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:t1时刻,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,A错误;t2时刻,反应达到平衡状态,正、逆反应速率相等且不等于0,反应没有停止,B错误;t3时刻,反应处于平衡状态,反应已达该条件下的限度,C正确;t1~t2时刻,反应正向进行,反应物的量逐渐减少,D错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 5.在一定温度下,向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2,发生反应: NO2(g)+SO2(g) NO(g)+SO3(g),当化学反应达到平衡时,下列叙述正确的是(　　) A.SO2和SO3的物质的量一定相等 B.NO2和SO3的物质的量一定相等 C.反应后混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量 D.SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:题中没有给出各物质的投料情况,NO2、SO2、NO和SO3的量之间没有必然的关系,可能相等,也可能不相等,A、B、D项错误;该反应反应前后气体分子数不变,故反应后混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量,C项正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 6.一定条件下,可逆反应2A(g) B(g)+3C(g),在下列四种状态中,处于平衡状态的是(　　)   正反应速率 逆反应速率 A vA=2 mol·L-1·min-1 vB=2 mol·L-1·min-1 B vA=2 mol·L-1·min-1 vC=2 mol·L-1·min-1 C vA=1 mol·L-1·min-1 vB=2 mol·L-1·min-1 D vA=1 mol·L-1·min-1 vC=1.5 mol·L-1·min-1 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:将逆反应速率根据化学方程式统一换算成用A表示的速率,来表示A的生成速率,正反应速率表示A的消耗速率,二者相等,则说明反应达到了平衡状态。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 3 7.(2024·济南高一期末)在一定温度下的恒容密闭真空容器中,使一定量纯净的NH2COONH4发生反应(固体试样体积忽略不计): NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是(　　) A.CO2的体积分数不再改变 B.混合气体的密度不再改变 C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 D.2v正(NH3)=v逆(CO2) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 3 解析:混合气体中氨气、二氧化碳物质的量之比为定值2∶1,自反应开始二氧化碳的体积分数就不变,故A错误;该反应是固体的分解反应,且容器体积不变,则密闭容器中混合气体的密度为变量,当混合气体的密度不变时,表明达到平衡状态,故B正确;密闭容器中氨气和二氧化碳的物质的量之比不变,所以混合气体的平均摩尔质量始终不变,无法判断平衡状态,故C错误;v正(NH3)=2v逆(CO2),表示的是正逆反应速率,且满足化学计量数关系,说明达到平衡状态,故D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 8.某温度下,在一恒容密闭容器中进行反应:A(g)+3B(g) 2C(g),下列情况一定能说明反应已达到平衡状态的是(　　) ①单位时间内,有1 mol A反应,同时有2 mol C生成 ②容器内气体压强不随时间而变化　③单位时间内,有2 mol C生成,同时有1 mol A生成　④用A、B、C表示的该反应的化学反应速率之比为1∶3∶2　⑤气体的平均摩尔质量不随时间而变化 ⑥气体的密度不随时间而变化 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 A.③④⑤⑥ B.①②③ C.②④⑥ D.②③⑤ 解析:单位时间内,有1 mol A反应,同时有2 mol C生成,表示的均为正反应速率,①错误;正反应为气体物质的量减小的反应,在恒容密闭容器中,气体压强为变量,则容器内压强不随时间而变化说明反应已达到平衡状态,②正确;单位时间内,有2 mol C生成,同时有1 mol A生成,说明正、逆反应速率相等,则反应已达到平衡状态,③正确; √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 未指明正、逆反应速率,无法说明反应已达到平衡状态,④错误;气体的总质量不变,正反应为气体物质的量减小的反应,故气体的平均摩尔质量为变量,当气体的平均摩尔质量不随时间而变化,说明反应已达到平衡状态,⑤正确;恒容密闭容器,气体质量不变,则气体的密度为定值,气体的密度不随时间而变化无法说明反应已达到平衡状态,⑥错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 9.(2024·衡水一中段考)在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是(　　) A.SO2为0.6 mol·L-1,O2为0.4 mol·L-1 B.SO2为0.6 mol·L-1 C.SO2、SO3均为0.3 mol·L-1 D.SO3为0.8 mol·L-1 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:根据反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)可知,若SO2浓度为0.6 mol·L-1,则O2、SO3浓度分别为0.3 mol·L-1、0.2 mol·L-1,存在这种可能,故B正确,A错误;根据题干可知,SO2浓度为0.3 mol·L-1时,SO3浓度为0.5 mol·L-1,反之SO3浓度为0.3 mol·L-1时,SO2浓度为0.5 mol·L-1,故C错误;SO3浓度为0.8 mol·L-1时,SO2和O2完全反应,但是该反应为可逆反应,SO2和O2不可能反应完全,故D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 10.某温度下,在2 L恒容密闭容器中充入一定量A,发生反应xA(g) B(g)+yC(g)。反应达到平衡时,测得c(B)=0.2 mol·L-1,A、C的物质的量浓度随时间的变化如图所示。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 下列说法错误的是 (　　) A.x=2,y=3 B.M点时,A的消耗速率与C的生成速率相等 C.反应达平衡后,容器内A、B的物质的量之比为3∶2 D.容器内气体的平均摩尔质量不再改变,说明反应达平衡状态 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 3 解析:平衡时,Δc(B)=0.2 mol·L-1,Δc(A)=0.4 mol·L-1,Δc(C)=0.6 mol·L-1,根据浓度变化量之比等于化学计量数之比,可知x=2,y=3,A正确;M点A的消耗速率与C的生成速率之比等于2∶3,B错误;反应达平衡后,c(B)=0.2 mol·L-1,c(A)=0.3 mol·L-1,因此容器内A、B的物质的量之比为3∶2,C正确;气体质量不变,反应前后气体物质的量不相等,气体平均摩尔质量是变量,容器内气体的平均摩尔质量不再改变,说明反应达平衡状态,D正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 11.在一定条件下,将3 mol A气体和1 mol B气体通入容积为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,并测定C的浓度为0.2 mol·L-1。下列叙述错误的是(　　) A.x=1 B.2 min内A的反应速率为0.6 mol·L-1·min-1 C.达平衡时,B转化的物质的量为0.4 mol D.若体系的压强不变,则表明该反应达到平衡状态 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析: 列三段式: 　　　　　　 3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g) 开始/mol　　　3　　　1　　　 0　　0 转化/mol　　　1.2　　0.4　　　0.4x　0.8 平衡/mol　　　1.8　　0.6　　　0.4x　0.8 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 平衡时C的浓度是0.2 mol·L-1,所以有0.2 mol·L-1×2 L=0.4x mol,解得x=1,A正确;2 min内A的反应速率为=0.3 mol·L-1·min-1,B错误;根据三段式可知B转化的物质的量为0.4 mol,C正确;因为反应在恒容密闭容器中进行,且反应前后气体物质的量不相等,故体系压强是变量,则体系压强不变,表明该反应达到平衡状态,D正确。 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 3 12.(2024·佛山南海区南海中学阶段检测)一定条件下铁可以和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 A.t1 min时该化学反应达到平衡状态 B.在4 min时v正>v逆 C.4 min内,CO2的转化率约为71.4% D.4 min内,CO的平均反应速率v(CO)=0.25 mol·L-1·min-1 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:t1 min后CO、CO2的浓度继续改变,t1 min时该化学反应没有达到平衡状态,故A错误;在4 min时CO、CO2的浓度不再继续改变,反应达到平衡状态,v正=v逆,故B错误;4 min内,CO2的浓度减小0.5 mol·L-1,转化率约为×100%≈71.4%,故C正确;4 min内,CO的浓度增大0.5 mol·L-1,平均反应速率v(CO)==0.125 mol·L-1·min-1,故D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 13.(9分)298 K时,将20 mL 3x mol·L-1Na3AsO3、20 mL 3x mol·L-1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:As(aq)+I2(aq)+2OH-(aq) As(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(As)与反应时间(t)的关系如图所示。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (1)下列可判断反应达到平衡的是　　(填字母)。  a.溶液的pH不再变化 b.v(I-)=2v(As) c.c(As)/c(As)不再变化 d.c(I-)=y mol·L-1 ac 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:a项,随反应进行,溶液的pH不断降低,当pH不再变化时,说明反应达到平衡;b项,速率之比等于化学计量数之比,该结论在任何时刻都成立,故无法判断反应是否达到平衡;c项,随反应进行,c(As)不断增大,c(As)不断减小,当二者比值不变时,说明二者浓度不再改变,则反应达到平衡状态;d项,由图像并结合方程式可知,平衡时c(I-)=2y mol·L-1,故当c(I-)=y mol·L-1时,反应未达到平衡。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 (2)tm时,v正　　　(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。  解析:由图像可知tm时刻后c(As)仍在不断增加,说明反应还在正向进行,故此时v正大于v逆。 (3)tm时v逆　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)tn时v逆,理由是 　 。  解析:tm到tn时刻,反应一直正向进行,生成物的浓度逐渐增大,所以逆反应速率不断增大,故tm时v逆小于tn时v逆。 大于 小于 tm时生成物浓度较低 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 3 高阶思维训练(选做题) 14.对利用甲烷消除NO2污染进行研究:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。在2 L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50 mol CH4和1.20 mol NO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。下列说法正确的是 0 10 20 40 50 T1 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T2 0.50 0.30 0.18 0.15 0.15 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 A.T1温度下,0~20 min内,CH4的反应速率为0.012 5 mol·L-1·min-1 B.T1温度下,40 min时甲烷的转化率为20% C.T1温度下,40 min时NO2的浓度为0.20 mol·L-1 D.0~10 min内,CH4的反应速率:T1>T2 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 解析:T1温度下,0~20 min内,v(CH4)= =0.006 25 mol· L-1·min-1,A错误;40 min时,Δn(CH4)=0.50 mol-0.10 mol=0.40 mol,甲烷的转化率为×100%=80%,B错误;T1温度下40 min时,反应处于平衡状态,CH4的物质的量的变化量为0.40 mol,NO2的物质的量的变化量为0.80 mol,其浓度为=0.20 mol·L-1,C正确;T1温度下,0~10 min内Δn(CH4)=0.15 mol,T2温度下,0~10 min内Δn(CH4)=0.20 mol,则0~10 min内,CH4的反应速率:T1<T2,D错误。 $$