第六章 第二节 第2课时 化学反应的限度、化学反应条件的控制-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第二册教师用书word（人教版 多选）

本讲义聚焦化学反应的限度与条件控制核心知识点，系统梳理可逆反应的定义、特点及表示方法，化学平衡状态的建立、特征与判断方法，化学反应限度的理解，以及反应条件控制在工业生产中的应用，构建从基础概念到实际应用的完整知识链。 资料通过例题分析（如化学平衡状态判断）、实验探究（如煤燃烧效率问题）和工业实例（合成氨、硫酸工业），培养学生科学思维（证据推理）和科学探究与实践能力，课中辅助教师教学，课后帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

第2课时　化学反应的限度、化学反应条件的控制 素养目标 1．认识可逆反应，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。 2．了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用，体会从限度和快慢两个方面去认识和调控化学反应的重要性，培养科学探究与创新意识的化学核心素养。 [对应学生用书P69] 知识点一　化学反应的限度 1．可逆反应 (1)定义 在同一条件下，正反应方向和逆反应方向能同时进行的化学反应。 (2)特点 (3)表示方法：书写可逆反应的化学方程式时不用“===”而用“⥫⥬”。 2．化学平衡状态的建立 用速率变化图像表示化学平衡状态的建立 3．化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 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都　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。 (2)化学平衡状态的特征 4．化学反应的限度 (1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的　最大程度　，即该反应进行的限度。 (2)对化学反应限度的理解 ①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下转化为生成物的最大　转化率　。 ②同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的　限度　。 1．在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2置于密闭容器中充分反应，能得到2 mol NH3吗？ 提示　不能；原因是N2与H2合成氨的反应是可逆反应，反应物不能完全转化成生成物。 2．一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)。下列哪些情况能说明正反应速率和逆反应速率相等，反应达到了平衡状态　　　　(填序号)。 ①生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2 ②v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2 ③2v正(H2)＝3v正(NH3) ④1个N≡N断裂的同时，有6个N—H断裂 ⑤H2的百分含量保持不变 ⑥NH3的体积分数保持不变 提示　④⑤⑥ 化学平衡状态的判断方法 (1)利用正、逆反应的反应速率判断 v(正)＝v(逆) 同一物质 生成速率等于消耗速率 不同物质 化学速率之比等于化学计量数之比，且表示不同方向(即“一正一逆”) (2)利用“变量”与“不变量”来判断化学平衡状态 ①选变量：选定反应中“变量”，即随反应进行而变化的量，当变量不再变化时，反应已达平衡。 ②常见的变量：a.气体的颜色；b.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；c.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；d.对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。 ③说明：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。 1．一定条件下，乙烷发生分解反应：C2H6⥫⥬C2H4＋H2。一段时间后，各物质的浓度保持不变，这说明(　　) A．反应完全停止 B．反应达到平衡状态 C．反应物消耗完全 D．正反应速率大于逆反应速率 解析　一段时间后，各物质的浓度保持不变，则该反应达到最大限度，即处于平衡状态，此时正、逆反应速率相等，则B正确，D错误。由于该反应是可逆反应，反应不能完全向右进行到底，故反应物并未完全消耗，而是处于动态平衡状态，A、C均错误。 答案　B 2．(2025·黑龙江牡丹江期中)工业制硫酸的一步重要反应是2SO2＋O22SO3，若用18O标记O2，则下列说法错误的是(　　) A．反应过程中，SO2、O2和SO3始终共存 B．达到化学平衡状态时，SO2、O2和SO3中均存在18O C．SO2和O2的物质的量之比为2∶1，说明该反应达到化学平衡状态 D．反应达到平衡后，改变反应条件，可能改变平衡状态 解析　SO2和O2的物质的量之比为2∶1，不能说明浓度是否不再改变，不能说明该反应达到化学平衡状态，故选C。 答案　C 3．在一个体积固定的密闭容器中，进行的可逆反应：A(s)＋3B(g)⥫⥬3C(g)。下列叙述中表明可逆反应一定达到平衡状态的是(　　) ①C的生成速率与C的分解速率相等　②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B　③B的浓度不再变化　④混合气体总的物质的量不再发生变化　⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶3　⑥混合气体的密度不再变化 A．①②③ B．①③④⑥ C．①③⑥ D．①③④⑤ 解析　①C的生成速率与C的分解速率相等，说明正逆反应速率相等，故①正确；②化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，都存在单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B，故②错误；③当反应达到化学平衡状态时，各物质的浓度不变，故③正确；④气体反应物与气体生成物的化学计量数之和相等，无论是否达到平衡状态，混合气体总的物质的量都不变，故④错误；⑤平衡时各物质的物质的量取决于起始物质的量的比以及转化的程度，不能作为判断是否达到平衡状态的依据，故⑤错误；⑥A为固体，当反应达到平衡状态时，气体的总质量不变，反应达到平衡状态，故⑥正确。 答案　C 化学平衡状态判断的“三关注”“一等、一不变” (1)三关注 ①关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器。 ②关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应。 ③关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 (2)一等、一不变 知识点二　化学反应条件的控制 化学反应条件的控制 1．目的 2．化工生产中反应条件的调控 (1)考虑因素 化工生产中调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的　成本　和　实际可能性　。 (2)实例——合成氨生产条件的选择 1．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)通入适当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。 2．以下是2SO2＋O22SO3在不同条件下达到平衡状态时SO2的转化率。 温度/℃ 压强/MPa 0.1 0.5 1 10 400 99.2% 99.6% 99.7% 99.9% 500 93.5% 96.9% 97.8% 99.3% 600 73.7% 85.8% 89.5% 96.4% 从以上数据分析，要实现SO2转化率为93.5%，需控制的反应条件是什么？提高该化学反应限度的途径有哪些？ 提示　500 ℃、0.1 MPa。由表可知：要提高反应限度，可以采用增大压强或在一定范围内降低温度等方法。 反应条件调控的措施 (1)改变化学反应速率：改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的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、物质的浓度、气体的压强等。 1．(2025·湖北罗田月考)工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400～500 ℃下的催化氧化：2SO2＋O2⥫⥬2SO3，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法不正确的是(　　) A．在上述条件下，SO2不可能100%转化为SO3 B．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产率 C.达到平衡时，SO2与O2的浓度比始终保持2∶1 D．为了提高SO2的转化率，可以适当增大O2的浓度 解析　该反应是可逆反应，存在反应限度，反应物不可能100%转化为生成物，A正确；使用催化剂加快了反应速率，缩短反应时间，提高反应效率，平衡不移动，B正确；不清楚SO2与O2的起始量，故达到平衡时，SO2与O2的浓度比不确定，C错误；增大反应物O2的浓度，可提高反应正向进行的程度，提高SO2的转化率，D正确。 答案　C 2．据报道，在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇(CH3CH2OH)已成为现实：2CO2(g)＋6H2(g)⥫⥬CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)。下列叙述错误的是(　　) A．使用Cu­Zn­Fe催化剂可大大提高生产效率 B．升高温度，则CH3CH2OH的产率一定增大 C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率 D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O，可提高CO2和H2的利用率 解析　因催化剂能提高化学反应速率，加快反应进行，则在一定时间内提高了生产效率，A正确；升高温度是为了获得较快的反应速率，不能说明反应是向哪个方向移动，故CH3CH2OH的产率不一定增大，B错误；充入大量CO2气体，能使平衡正向移动，提高H2的转化率，C正确；从平衡混合物中及时分离出产物，使平衡正向移动，可提高CO2和H2的转化率，D正确。 答案　B [对应学生用书P73] 1．(2024·天津高一段考)下列各组两个反应互为可逆反应的是(　　) ①2Na＋Cl22NaCl与2NaCl2Na＋Cl2↑ ②H2SO4(浓)＋2HBr===2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 ③2NO2===N2O4与N2O4===2NO2 ④CO2＋H2O===H2CO3与H2CO3===H2O＋CO2↑ A．①②　　　　　 B．②③ C．③④ D．①④ 解析　①反应条件不一样，不是可逆反应，②物质不同，第一个反应物是浓硫酸，第二个生成物是稀硫酸，不是可逆反应；③④在相同条件下，能够同时向正、逆两个方向进行，都是可逆反应；故选C。 答案　C 2．(2025·河南洛阳期中)在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．t1时刻的逆反应速率大于t4时刻的正反应速率 B．t2时刻，正反应速率大于逆反应速率 C．t3时刻，在该条件下反应物转化为生成物达到了最大转化率 D．t4时刻，反应已经停止 解析　t2时刻，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，B正确；t3时刻，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，没有达到平衡状态，没有达到最大转化率，C错误；t4时刻达到平衡，正逆反应速率相等但不等于0，且大于t1时刻逆反应速率，A、D错误。 答案　B 3．(2024·四川成都考试)一定条件下，在恒容、密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)。当反应达到化学平衡时，下列说法错误的是(　　) A．N2的浓度保持不变 B．H2的浓度为0 mol/L C．NH3的质量保持不变 D．正、逆反应速率相等 解析　化学平衡时各物质的浓度、质量不再变化，正反应速率等于逆反应速率，但可逆反应中反应物不可能完全转化，H2的浓度不为0；故选B。 答案　B 4．(2025·河南洛阳段考)“液态阳光”源自中国科学院液态阳光研究组。核心反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，恒温恒容密闭容器中发生该反应，下列指标能说明反应达到平衡状态的是(　　) A．混合气体密度不再变化 B．CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度不再变化 C．单位时间内消耗3 mol H2，生成1 mol H2O D．CO2、H2的浓度比为1∶3 解析　A．恒容条件，体积V不变，质量守恒，质量m不变，ρ始终不变，不可说明反应达到平衡状态；B.CO2、H2、CH3OH、H2O均为气态，当浓度不再变化时可以说明反应达到平衡状态；C.单位时间内消耗3 mol H2，便会生成1 mol H2O，与平衡无关；D.CO2、H2的浓度比为1∶3与平衡状态时浓度不变条件无关；故选B。 答案　B 5．(2025·重庆城口期中)向2 L恒容密闭容器中加入4 mol CO2、10 mol H2，恒温下发生反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如图所示。 (1)3 min时，正反应速率　　　　(填“>”“<”或“＝”)逆反应速率。 (2)0～9 min内，用H2表示的平均反应速率v(H2)＝　　　　 mol·L-1·min-1。 (3)下列能说明反应CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)达到平衡状态的是　　　　(填字母)。 A．混合气体的密度保持不变 B．3v正(CH3OH)＝v逆(H2) C．c(CH3OH)＝c(H2O) D．2 mol C===O键断裂的同时生成3 mol H—H键 解析　(1)3 min后，反应继续生成产物乙醇，则3 min时，反应正向进行，正反应速率>逆反应速率。 (2)反应为CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)，0～9 min内，用H2表示的平均反应速率v(H2)＝3v(CH3OH)＝3× mol·L-1·min-1＝4.5 mol·L-1·min-1。 (3)A.容器体积和气体质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡；B.反应速率比等于系数比，3v正(CH3OH)＝v逆(H2)，则正逆反应速率相等，达到平衡；C.c(CH3OH)＝c(H2O)，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应已达平衡；D.2 mol C===O键断裂，反应向正反应方向进行，消耗1 mol CO2，生成3 mol H—H键，反应向逆反应方向进行，生成3 mol H2，消耗CO2物质的量与生成氢气物质的量之比等于化学计量数之比，因此2 mol C===O键断裂的同时生成3 mol H—H键，说明反应达到平衡；故选BD。 答案　(1)>　(2)4.5　(3)BD [对应知能达标训练P38] [基础训练] 1．在工业生产或实验中，下列做法与调控化学反应速率无关的是(　　) A．煅烧矿石时，向炉膛中鼓入空气增强火势 B．将Fe与稀H2SO4反应中的稀H2SO4换成稀HNO3 C．食品抽真空包装 D．实验室制氢气时，用锌粉代替锌块 解析　煅烧矿石时，向炉膛中鼓入空气，氧气浓度增大，反应速率加快，火势增强，故A不选；将稀H2SO4换成稀HNO3，铁与稀硝酸反应不能放出氢气，与反应速率无关，故B选；食品抽真空包装，降低氧气浓度，减慢食物氧化速率，故C不选；实验室制氢气时，用锌粉代替锌块，增大接触面积，反应速率加快，故D不选。 答案　B 2．(2025·辽宁大连期中)取3 mL 0.1 mol·L-1KI溶液于试管中，向其中加入10滴0.1 mol·L-1FeCl3溶液，振荡，用胶头滴管取适量反应后的溶液于点滴板上并编号甲、乙、丙、丁，分别滴入1～2滴如图所示溶液。下列可证明化学反应2Fe3+＋2I－⥫⥬2Fe2+＋I2存在限度的现象是(　　) A．甲中溶液变蓝 B．乙中溶液变红 C．丙中出现深蓝色浑浊 D．丁中出现黄色浑浊 解析　取3 mL 0.1 mol·L-1KI溶液，向其中滴加10滴0.1 mol·L-1FeCl3溶液，KI过量，若要证明化学反应2Fe3+＋2I－⥫⥬2Fe2+＋I2存在限度，只需证明溶液中存在FeCl3即可。A.证明存在I2；C.说明溶液中存在Fe2+；D.说明生成了AgI，无法证明该反应存在限度；故选B。 答案　B 3．(2025·湖南邵阳学业考试)在一定条件下的密闭容器中进行反应：H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)。下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是(　　) A．H2完全转化为HI B．H2的浓度不再变化 C．H2、HI的浓度相等 D．正、逆反应速率相等且等于零 解析　该反应为可逆反应，H2不可能完全转化为HI，A错误；当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，B正确；平衡时各物质的浓度关系取决于反应物的起始量和转化的程度，H2、HI的浓度相等不能作为达到平衡的依据，C错误；化学平衡是动态平衡，正、逆反应速率相等且不等于零，D错误。 答案　B 4．下列关于物质“反应程度”的说法正确的是(　　) A．一定条件下，2 mol SO2与足量O2反应可得到2 mol SO3 B．1 mol Cl2与足量的H2O反应可生成1 mol HClO C．1 mol H2与1 mol I2反应可制备2 mol HI D．一定条件下，1 mol N2与3 mol H2反应可制备1.0 mol NH3 解析　SO2与O2的反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，不会得到2 mol SO3，A错误；氯气和水的反应是可逆反应，1 mol Cl2与足量的H2O反应不会生成1 mol HClO，B错误；氢气与I2的反应是可逆反应，不能100%转化，1 mol H2与1 mol I2反应制备的HI少于2 mol，C错误；N2与H2的反应是可逆反应：N2＋3H22NH3，一定条件下，1 mol N2与3 mol H2反应可制备1.0 mol NH3，D正确。 答案　D 5．(2025·山东泰安期中)在容积不变的恒温密闭容器中，对于反应X(g)＋2Y(g)⥫⥬2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.3 mol·L-1，达平衡状态时，各物质的浓度不合理的是(　　) A.X的浓度为0.1 mol·L-1 B．X的浓度为0.15 mol·L-1，Z的浓度为0.2 mol·L-1 C．Y的浓度为0.45 mol·L-1 D．Y的浓度为0.2 mol·L-1，Z的浓度为0.35 mol·L-1 解析　若反应正向完全反应，X完全转化，此时体系中X、Y、Z的浓度分别为0、0.1 mol·L-1、0.5 mol·L-1；若反应逆向完全反应，Z完全转化，此时体系中X、Y、Z的浓度分别为0.25 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0；该反应为可逆反应，正、逆向均不能完全转化，故0<c(X)<0.25 mol·L-1、0.1 mol·L-1<c(Y)<0.6 mol·L-1、0 mol·L-1<c(Z)<0.5 mol·L-1；故选D。 答案　D 6．一定温度下，在恒容密闭容器中，充入一定量X，发生反应：2X(g)2Y(g)＋Z(s)，下列叙述中能说明该反应一定达到化学平衡状态的是(　　) ①Z的物质的量浓度不再改变 ②v逆(X)＝v正(Y) ③Y与Z的物质的量之比为2∶1 ④容器内压强不再改变 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑥混合气体的密度不再改变 A．①⑤⑥ B．②③⑥ C．②③④ D．②⑤⑥ 解析　Z是固体，Z的物质的量浓度不再改变，反应不一定达到化学平衡状态，故不选①；题给反应中生成物Y与Z的物质的量之比始终为2∶1，不能说明反应是否达到化学平衡状态，故不选③；反应前后气体物质的量不变，压强是恒量，容器内压强不再改变，不能说明反应达到化学平衡状态，故不选④；②⑤⑥说明反应一定达到化学平衡状态，故选D。 答案　D 7．工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400～500 ℃和常压下的催化氧化：2SO2＋O22SO3，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述相关说法中错误的是(　　) A．反应温度选择400～500 ℃是该反应催化剂的催化活性、反应速率、反应限度等角度综合考虑的结果 B．因为在常压下该反应的速率和SO2的转化率已经很高了，所以选择常压条件主要是从生产成本角度考虑 C.为提高SO2的转化率，应适当提高O2的浓度 D．使用催化剂是为了加快反应速率，提高SO3产率 解析　选择温度时，从速率考虑需要高温，但是该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，原料的转化率降低，故选择400～500 ℃是该反应催化剂的催化活性、反应速率、反应限度等角度综合考虑的结果，A正确；在二氧化硫的催化氧化中，常压下二氧化硫的转化率很高，增大压强会增加成本，B正确；反应：2SO2＋O2SO3中，适当增大氧气的量，可以提高二氧化硫的转化率，C正确；使用催化剂加快化学反应的速率，缩短反应的时间，提高生产效率，但不能提高SO3产率，D错误。 答案　D 8．Ⅰ.在一定条件下，向V L密闭容器中充入a mol SO2和b mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。 (1)当反应进行到v正与v逆　　　　时，此时可逆反应达到最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、浓度、质量分数、体积分数及总压强都　　　　。 Ⅱ.NO2与SO2混合可发生放热反应：NO2＋SO2⥫⥬SO3 ＋NO。在100 ℃下将1 mol NO2与1 mol SO2的混合气体置于绝热(不与外界进行热交换)恒容密闭容器中发生上述反应。 (2)SO2的正反应速率随时间变化的趋势如图所示，则下列说法正确的是　　　　　(填字母，下同)。 A．反应在c点达到平衡状态 B．反应物浓度：a点小于b点 C．当Δt1＝Δt2时，SO2的平均反应速率：ab段小于bc段 D．当Δt1＝Δt2时，SO2的消耗量：ab段大于bc段 (3)判断此反应达到平衡状态的标志是　　　　。 A．体系的压强不再发生变化 B．混合气体的密度不变 C．混合气体的平均相对分子质量不变 D.各组分的物质的量浓度不再改变 E．体系的温度不再发生变化 F．v正(NO2)＝v逆(NO) 解析　Ⅰ.(1)可逆反应发生时，当v正＝v逆，反应达到最大限度，即达到平衡状态，此时各组分的物质的量、浓度、质量分数及总压强都保持不变。Ⅱ.(2)反应达到平衡状态时，反应速率应保持不变，A项错误；随着反应的进行，反应物浓度越来越小，所以反应物浓度：a点大于b点，B项错误；由图可知，Δt1＝Δt2时，ab段的平均反应速率小于bc段，SO2的消耗量：ab段小于bc段，C项正确，D项错误。(3)该反应为气体体积不变的放热反应，在绝热的条件下进行，则体系的温度是不断升高的，直至平衡状态。根据上面的分析可知，反应过程中温度升高，体积不变，则体系压强增大，当体系的压强不再发生变化，则说明反应已经处于平衡状态，A项正确；该反应中混合气体的体积不变，质量不变，所以混合气体的密度不随反应的进行而改变，故不能作为达到平衡状态的标志，B项错误；反应前后混合气体的质量和物质的量都不变，所以混合气体的平均相对分子质量不随反应的进行而改变，故不能作为达到平衡状态的标志，C项错误；各组分的物质的量浓度不再改变，则反应处于平衡状态，D项正确；根据上面的分析可知，当体系的温度不再发生变化，则反应处于平衡状态，E项正确；v正(NO2)＝v逆(NO)，则反应处于平衡状态，F项正确。 答案　(1)相等　保持不变 (2)C　(3)ADEF [能力提升] 9．(双选)在密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，一定条件下发生如下反应：2SO2＋O22SO3。反应达到平衡后，各物质的物质的量可能为(　　) 选项 n(SO2)/mol n(O2)/mol n(SO3)/mol A 2.0 1.0 0 B 1.0 0.5 1.0 C 0.20 0.10 1.80 D 0 0 2.0 解析　反应2SO2＋O22SO3是可逆反应，加入 2.0 mol SO2和1.0 mol O2，最终各种物质都应该存在，不能全为反应物，也不能都为生成物，所以A、D错误；反应正向进行，所以向SO2生成SO3的方向进行，SO2与O2反应的物质的量关系为2∶1，所以SO2减小1 mol，消耗氧气0.5 mol，所以应该剩余氧气物质的量为0.5 mol，B、C正确。 答案　BC 10．(2025·广东珠海期中)在恒温恒容密闭容器中研究反应2NO2(g，红棕色)⥫⥬N2O4(g，无色)，反应过程中两种气体的浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．曲线甲代表NO2 B．达到反应限度时，反应物气体的转化率为40% C．X点时，曲线乙对应物质的生成速率小于消耗速率 D．可根据容器内气体颜色变化判断反应是否达到平衡 解析　根据图像可判断达到平衡时，甲曲线表示的物质减少了0.06 mol，乙曲线表示的物质增加了0.12 mol，二者的变化量之比是1∶2，所以曲线甲代表N2O4，A错误；达到反应限度时，反应物气体的转化率为×100%＝60%，B错误；X点没有达到平衡状态，NO2还在增大，故其生成速率大于其消耗速率，C错误；若容器中气体颜色深浅不变，即说明NO2的浓度不变，则反应达到平衡状态，D正确。 答案　D 11．(2024·湖北仙桃中学高一质检)下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是(　　) A．H2(g)＋Br2(g)⥫⥬2HBr(g)，绝热、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 B．2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 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．NH4Cl(s)⥫⥬NH3(g)＋HCl(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的平均摩尔质量保持不变 解析　该反应为等体积反应，但为绝热体系，随着反应进行，体系内温度升高，压强增大， 当压强不变时反应达到平衡状态，A不符合题意；恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，B不符合题意；该反应中只有二氧化碳是气体，随着反应进行，二氧化碳的物质的量不断变化，恒温、恒容条件下，体系气体的密度保持不变，说明反应达到平衡状态，C不符合题意；反应体系中气体只有氨气和氯化氢气体，且两者比例恒定为1∶1，则气体的平均摩尔质量始终保持恒定，不能据此说明反应达到平衡状态，D符合题意。 答案　D 12．(双选)一定温度下，有反应N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)，现将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(　　) 解析　充入N2O4，气体质量不变，容器体积变大，气体密度减小，当气体密度不变，说明反应达到平衡状态，A正确，B错误；充入1 mol N2O4，正向反应建立平衡，N2O4浓度减小，正反应速率减小，N2O4转化率增大，当达到平衡状态时，N2O4转化率不变，C错误，D正确；故选A、D。 答案　AD 13．(2025·安徽蚌埠段考)氨气可用于生产化肥、硝酸等，低成本合成氨技术的研发有利于降低化肥价格，提高种粮农户的积极性。 (1)合成氨工业中，考虑到动力和生产设备的要求，并兼顾化学反应速率和限度，应选择合适的　　　　；考虑到催化剂的活性、化学反应速率和限度，应选择合适的　　　　；如果起始投入2 mol N2和3 mol H2，平衡时，容器中还含有1.5 mol N2，则此时H2的转化率为　　　　%。 (2)利用生物燃料电池原理可在室温下合成氨，优点是条件温和、生成氨的同时释放电能，电池中通入氮气的一极是　　　　(填“正”或“负”)极，若外电路上通过1.806×1023个电子时，理论上会产生　　　　 g的氨气。 (3)一定温度下，向2 L的恒容密闭容器甲中通入2 mol N2和4 mol H2发生反应，若相同体积的恒容密闭容器乙采用下列投料和条件，容器乙中的化学反应速率比容器甲中快的是　　　　(填字母)。 a.N2和H2的量与容器甲相同，温度比容器甲高30 ℃ b．2 mol N2、4 mol H2和1 mol He c．1 mol N2、1 mol He和4 mol H2 解析　(1)合成氨反应的方程式为N2＋3H22NH3，平衡时氮气的物质的量为1.5 mol，氢气的转化率为×100%＝50%； (2)合成氨反应中，氮元素的化合价降低被还原，则电池中通入氮气的一极是燃料电池的正极，反应生成2 mol氨气，转移电子的物质的量为6 mol，则外电路上通过1.806×1023个电子时，理论上生成氨气的质量为××17 g/mol＝1.7 g； (3)a.甲和乙反应物的起始量相同，升高温度，反应速率加快；b.恒容条件下，乙中增加稀有气体的量，对氮气和氢气的浓度无影响，反应速率与甲相同；c.恒容条件下，乙中增加稀有气体的量，容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率比甲小；故选a。 答案　(1)压强　温度　50　(2)正　1.7　(3)a 14．甲、乙两个研究小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限度，在一定条件下会达到平衡状态。 Ⅰ.甲组：取5 mL 0.1 mol·L-1的KI溶液于试管中，滴加0.1 mol·L-1的FeCl3溶液2 mL，发生反应：2I－＋2Fe3+⥫⥬2Fe2+＋I2。为了证明该反应具有一定的限度，他们设计了如下实验：①取少量反应液，滴加AgNO3溶液，发现有少量的黄色沉淀(AgI)生成，证明反应物没有反应完全；②再取少量反应液，加入少量CCl4，振荡，发现CCl4层显浅紫色，因为I2更易溶于CCl4，即证明有I2生成。结合①②的结论，他们得出结论：该反应具有一定的可逆性，在一定条件下会达到反应限度。 (1)指导老师指出上述实验中①不合理，你认为原因是________________________ ________________________________________________________________________，改进的方法是______________________________________________________。 (2)有人认为步骤②适合检验生成I2较多的情况，还有一种简单的方法可以灵敏地检验是否生成了I2，这种方法是____________________________________________________。 Ⅱ.乙组：取4 mL 1 mol·L-1的CaCl2溶液于试管中，发现滴入1 mol·L-1的Na2SO4溶液6 mL后就不再产生白色沉淀了，发生的反应是Na2SO4＋CaCl2⥫⥬CaSO4↓＋2NaCl。请设计一个简单的实验，确认上述反应具有可逆性和反应限度，简要写出实验步骤和结论： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　甲组实验①不合理，因为所加的I－是过量的，不能通过检验I－存在证明反应的可逆性，要证明反应具有一定的限度，应检验反应后的溶液是否含有Fe3+，因此可用KSCN溶液检验。乙组从反应物的量的角度考虑，Na2SO4溶液过量，若反应无可逆性，则Ca2+沉淀完全，若反应有一定的可逆性，则Ca2+没有完全沉淀，故可用Na2CO3来证明Ca2+的存在。 答案　Ⅰ.(1)该反应中KI过量，滴加AgNO3溶液总会生成AgI沉淀　取少量反应液，滴加KSCN溶液，若出现红色，则证明还有Fe3+未完全反应 (2)取少量反应液，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝色，说明生成了I2 Ⅱ.取上层清液少许于试管中，滴加1 mol·L-1的Na2CO3溶液，若产生白色沉淀，则说明反应有一定的可逆性和反应限度 学科网（北京）股份有限公司 $