6.2 化学反应的速率与限度 第2课时（同步讲义）化学人教版必修第二册

第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 第2课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制 教学目标 1．了解可逆反应的含义和反应限度及化学平衡的特征，了解达到平衡的标志。 2．了解化学反应条件的控制及在生产和科技研究中的作用。 重点和难点 重点：化学平衡 难点：化学平衡状态的判定 ◆知识点一 化学反应的限度 1．可逆反应 (1)概念：在同一条件下 方向和 方向均能进行的化学反应。 (2)特点：①反应不能进行 ； ②在一定条件下反应物与生成物同时 ； ③正、逆反应方向同时 。 2．化学平衡 (1)化学平衡的建立 在一定条件下，向反应容器中加入N2和H2，发生反应： N2＋3H22NH3。 浓度 速率变化 v正、v逆关系 开始 反应物浓度 v正 v正 v逆 生成物浓度 v逆 变化 反应物浓度 v正 v正 v逆 生成物浓度 v逆 平衡 反应物浓度 v正 v正 v逆≠0 生成物浓度 v逆 速率—时间(v­t)图像如下 (2)化学平衡状态的概念：在一定条件下，当反应进行到一定程度时， 与 相等，反应物的 和生成物的 都不再改变，达到一种表面静止的状态，称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 (3)化学反应的限度是指可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的 程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大 。 (4)影响因素：改变反应条件，可以在一定程度上改变该反应的化学平衡状态。因此通过调控反应条件可使反应结果更好地符合人们预期的目的。 易错提醒 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。 (3)化学反应达到平衡状态的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。 (4)化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。 即学即练 1．在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫做可逆反应。下列属于可逆反应的是 A． B． C． D． 2．恒温恒容下，向密闭容器中按投料比通入气体，发生反应，下列能判断反应处于平衡状态的是 A． B．体积分数不再改变 C．体系内气体密度不再改变 D．与物质的量之比不再改变 3．一定条件下，向10L恒温恒容密闭容器中充入X(g)、Y(g)和Z(g)，这三种物质的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．容器内发生反应的化学方程式为 B．4～5min内，容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．当反应达到平衡状态时，向容器中通入一定量的Ar(不参与反应)，该反应的化学反应速率增大 D．反应开始时与反应达到平衡状态时的容器内气体的总物质的量之比为9∶11 ◆知识点二 化学反应条件的控制 1．目的 促进 的化学反应，抑制 的化学反应。 2．合成氨工业 (1)化学理论： 温、 压时有利于提高氨的产率。 (2)工业实际： ①温度——温度低，反应速率小，达到化学平衡所需时间长，生产成本高，工业上通常选择在 下进行。 ②压强——压强越大，对动力和生产设备的要求也越高，采用的压强通常为 。 3．提高燃料燃烧效率的措施 (1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是增大其与空气中O2的 ，煤粉燃烧 ，反应速率 ；通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧，生成CO2，放出 ；若空气不足，会造成煤燃烧 ，生成 ，产生热量 ，且会造成污染。 (2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是 。 (3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过 装置，供其他方面使用。 4．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。 易错提醒 (1)化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。 (2)不同条件下，同一可逆反应的化学反应限度不同；相同条件下，不同反应的化学反应限度也不同。 (3)改变反应条件，可以在一定程度上改变该反应的化学平衡状态。因此通过调控反应条件可使反应结果更好地符合人们预期的目的。 即学即练 1．下列关于工业合成氨反应的说法正确的是 A．使用铁做催化剂，可提高合成氨反应的速率和平衡转化率 B．左右比室温更有利于合成氨的反应，提高的平衡转化率 C．合成氨采用，因为该压强下铁触媒的活性最高 D．合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短到达平衡的时间 2．氨和硝酸是重要的化工产品，工业合成氨及制备硝酸的流程如图： 下列说法错误的是 A．工业上合成塔中采用的压强越大越好 B．“氨分离器”中主要应用了氨气易液化的性质 C．工业上可以使用具有碱性的溶液处理尾气 D．工业生产中为了盛装大量浓硝酸，可选择铁作为罐体材料 3．合成氨解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题，下列有关工业合成氨的说法错误的是 A．反应物是和 B．过程属于生物固氮 C．反应属于可逆反应 D．反应条件是高温、高压、催化剂 1．化学平衡状态的特征——“五字诀” 化学平衡状态的特征概括为逆、等、动、定、变，即 2．化学平衡状态的判定 (1)正、逆反应速率相等 ①同种物质：v正＝v逆≠0 ②不同种物质：＝ (2)各组分的浓度保持一定 ①各组分的浓度不随时间的改变而改变； ②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。 (3)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对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。 ③全是气体参加的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。 ④对绝热密闭容器，温度保持不变。 ⑤对恒压容器的非等体积气体反应，密度保持不变。 总之，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，反应已达平衡状态。 实践应用 1．可逆反应在恒容密闭容器中反应，可以作为达到平衡状态的标志是 ①单位时间内生成n molO2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n molO2的同时生成2n mol NO ③混合气体的颜色不再改变 ④混合气体的密度不再改变的状态 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①③⑤ B．②④⑤ C．①③④ D．①②⑤ 2．在一容积不变，绝热的密闭容器中发生可逆反应：，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是 A．容器内HF、SiF4、H2O物质的量之比等于4∶1∶2 B．容器内气体压强不再变化 C．相同时间内有4molH-O键断裂，同时有2molH-F键断裂 D．v正(H2O)=2v逆(HF) 3．在一定温度下，体积为的恒容密闭容器内发生某一反应，其中气体的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列表述正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．在时， C．容器内达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为 D．时，反应的正、逆反应速率相等，达到平衡状态 考点一 可逆反应与化学平衡的特征 【例1】一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。当、的浓度不再变化时，下列说法不正确的是 A．全部转化为 B．该反应已达化学平衡状态 C．正、逆反应速率相等，但不等于零 D．容器中气体颜色不再发生变化 归纳总结 端假设法确定物质的浓度范围 原理：可逆反应不可能进行完全，反应体系各物质同时共存。 假设：假设反应物全部转化为生成物，可得反应物浓度的最小值和生成物浓度的最大值；假设生成物全部转化为反应物，可得反应物浓度的最大值和生成物浓度的最小值。从而确定它们的浓度范围。注意：可逆反应中反应物转化率小于100%，故各物质浓度不能等于极值。 【变式1-1】在一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应。下列情况下能判断该反应达到平衡状态的是 A．在混合气体中的体积分数不再改变 B．容器气体的总质量不再改变 C．生成的速率与生成的速率相等 D．和的浓度之比为 【变式1-2】一定温度下，在恒容密闭容器中加入等物质的量的和，发生反应：，t min后反应达到最大限度，下列说法正确的是 A．反应过程中，体系压强始终不变 B．t min时，各物质逆反应速率数值相等 C．t min时，和的浓度一定相等 D．改变温度，可以改变该反应进行的程度 考点二 化学平衡的判定 【例2】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．时刻的逆反应速率大于时刻的正反应速率 B．时刻，正反应速率大于逆反应速率 C．时刻，在该条件下反应物已完全转化为生成物 D．时刻，反应已经停止 方法规律 化学平衡状态的判定 (1)速率标志 (2)组成标志 (3)对于压强、密度、平均相对分子质量的判断要视条件或反应特点而定，总之要抓住“变量不变”即可——如果所给的物理量随着反应的进行是一个变量，在某时间段内不变，就可以说明反应达到平衡状态；如果该物理量始终是一个定值，就不能作为判断的依据。 【变式2-1】在一定条件下，可逆反应达到反应限度时，下列说法正确的是 A．反应停止 B．即使改变外界条件，反应限度也不会改变 C．SO2和SO3的浓度一定相等 D．SO2的物质的量不再变化 【变式2-2】在恒压绝热的密闭容器中，发生可逆反应，下列情况能说明反应一定达到化学平衡的是 A．容器内的压强不再变化 B．容器内的温度不再变化 C．容器内气体的浓度 D．相同时间内，断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相等 考点三 化学反应条件的控制 【例3】工业上用氮气和氢气合成氨：N2+3H22NH3(反应放热)，从反应速率和化学平衡两方面看，合成氨的适宜条件一般为压强：，温度：700K左右，催化剂：铁触媒。下列有关合成氨工业的叙述不正确的是 A．使用铁触媒，可使氮气和氢气混合气体之间的反应在较低温度下取得较高的反应速率 B．工业上选择上述条件下合成氨，可以使氮气全部转化为氨 C．上述化学平衡的移动受到温度、反应物的浓度、压强等因素的影响 D．温度升高，不利于提高氮气的转化率 易错提醒 控制化学反应条件的基本措施 ①通过改变反应物的温度、浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积以及催化剂的使用等，改变化学反应的速率； ②通过改变可逆反应体系的温度、溶液浓度、气体压强(或浓度)等，改变可逆反应进行的限度。 注意：a.对于客观上不能发生的化学反应，无法改变其反应速率；对于不可逆反应，无法改变其反应进行的限度。 b．采用控制化学反应条件的措施时，要和物质与技术条件、经济与社会效益相结合，既要力所能及，又要物有所值，不能单纯为改变化学反应的速率和限度而采取措施。 【变式3-1】为进一步提高合成氨的生产能力，科研中最有开发价值的是 （ ）。 A．研制高温下活性较大的催化剂 B．寻求氮气的新来源 C．研制低温下活性较大的催化剂 D．研制耐高温和高压的新材料建造合成塔 【变式3-2】合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。哈伯法合成氨需要在10~30MPa的高压和500℃的高温下，并用铁作为催化剂，氨的转化率为10%~15%；最近美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为trans-Fe(DMeOPrPE)2的催化剂，在常温下合成氨。下列有关说法中错误的是 A．哈伯法合成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应 B．新法合成和哈伯法相比不需要在高温条件下，可节约大量能源 C．新法合成能在常温下进行也需要断裂化学键 D．新的催化剂降低了反应的活化能 基础达标 1．（23-24高一下·浙江·期末）下列反应属于可逆反应的是 ①            ② ③        ④ A．①③ B．②④ C．① D．②③ 2．在一定温度下，向固定容积的密闭容器中充入和发生可逆反应：。下列说法不正确的是 A．达到平衡时，正、逆反应速率均为零 B．达到平衡时，的物质的量浓度不再变化 C．达到平衡时，的物质的量不再改变 D．达到平衡时，不可能100%转化为 3．（2025高一上·云南玉溪·学业考试）一定温度下，向密闭容器中充入、两种气体，发生反应。该反应达到化学平衡状态后，下列情况一定存在的是 A．和的物质的量相等 B．正逆反应速率均为0 C．的质量保持不变 D．完全转化为 4．（23-24高一下·湖南邵阳·期中）在一定的条件下，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．时刻，正反应速率小于逆反应速率 B．时刻，反应达到平衡状态 C．时刻，正、逆反应速率均为零 D．时刻，反应逆向进行 5．在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应叫做可逆反应。下列关于可逆反应的说法正确的是 A．氯气溶于水生成盐酸与次氯酸的反应属于可逆反应 B．溶液和溶液发生的反应不属于可逆反应 C．与点燃生成水，水电解可以生成与，故是可逆反应 D．可逆反应达到化学平衡状态时，正逆反应的速率都变成0 6．（2024高二下·云南·学业考试）工业制硫酸中的一步重要反应为：，下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是 A．的质量保持不变 B．的含量保持不变 C．正反应速率等于逆反应速率 D．、和的物质的量之比为2：1：2 7．（23-24高一下·辽宁抚顺·期末）向某容积一定的密闭绝热容器中充入和，一定条件下发生反应：，其反应速率与反应时间关系如下图所示，下列说法正确的是 A．恒容，充入氩气，化学反应速率变大 B．M、N、P、Q四点中，N点时反应已达平衡状态 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率较小 D．单位时间内生成和的物质的量之比为时反应已达平衡状态 8．（23-24高一下·广东深圳·期中）化学反应速率的调控被广泛应用于生活、生产中。下列操作可减慢化学反应速率的是 A．用冰箱冷藏保鲜食物 B．向炉膛内鼓风可以使炉火更旺 C．工业制硫酸时采用400～500℃高温 D．工业合成氨使用催化剂 9．（2024高二上·山西·学业考试）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应为。若该反应已达到化学平衡状态，则下列叙述正确的是 A．、完全转化为 B．、、的浓度一定相等 C．的浓度保持不变 D．正、逆反应速率相等且等于零 10．下列关于化学反应限度的叙述错误的是（   ） A．任何可逆反应都有一定的限度 B．化学反应的限度是不可改变的 C．化学反应的限度与时间长短无关 D．化学反应达到反应限度时，正逆反应速率相等 综合应用 11．（25-26高一下·山东·课前预习）下列各组反应互为可逆反应的是 ①与 ②与 ③与 ④与 A．①② B．②③ C．②③④ D．①②④ 12．（24-25高一下·贵州毕节·期末）在恒温恒容密闭容器中，发生A物质转换为B物质的化学反应。其中A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．4min时，正反应速率等于逆反应速率 C．6min时，化学反应达到平衡状态 D．反应达到平衡后，向该容器中再通入一定量的氖气，将加快化学反应速率 13．（24-25高一下·安徽·期末）随着现代工业的发展，空气中碳、氮的污染日益严重。科学家研究利用催化剂使CO、发生可逆反应转化为两种大气成分消除污染。关于该反应下列说法不正确的是 A．反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应并没有停止 B．单位时间内，和的物质的量消耗量之比为1：2时，反应达到平衡 C．一定条件下，1mol和足量的一氧化碳反应，可生成分子数为 D．恒温恒容时，若保持不变，该化学反应达到平衡状态 14．（24-25高一下·河南·期末）硫酰氯是生产医药、农药、染料的重要原料。在某恒温恒容密闭容器中，发生反应，容器中随时间的变化如表： 时间/min 0 5 10 15 20 25      2.00 X 1.50 1.44 1.40 1.40 下列说法正确的是 A．时的消耗速率小于其生成速率 B．表中X的值可能为1.80 C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D．时正、逆反应速率均为0 15．（24-25高一下·天津·期中）下列有关化学反应限度的说法不正确的是 A．在一定条件下可逆反应达到反应限度时各物质的浓度不变 B．化学平衡状态是指一定条件下进行的可逆反应达到的最大限度 C．化学反应达到最大限度时，可逆反应的正、逆反应速率为零 D．外界条件改变可能会使原来的反应限度发生改变 16．（24-25高一下·广东·期中）氨是最基本的化工原料之一，工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应原理为。下列说法正确的是 A．当投料比大于等于时，能100%参与反应 B．延长反应时间一定可以增大合成氨的反应限度 C．合成氨达到最大限度状态时，反应停止 D．提高工业生产中合成氨的效率，要从反应条件的成本和实际可能性综合考虑 拓展培优 17．（24-25高一下·浙江杭州·期中）在一定温度下的恒容密闭容器中发生可逆反应：，已知、、、的初始浓度分别为、、、。当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能为 A． B． C． D． 18．（24-25高一下·宁夏石嘴山·期中）“接触法制硫酸”的核心反应是 该反应是放热反应，因SO2在催化剂表面与O2接触而得名，反应过程示意图如下。下列说法正确的是 A．过程①②中都有极性键、非极性键的断裂和形成 B．接触室里的催化剂常用V2O5 C．一定条件下， 2molSO2与足量氧气反应可生成2molSO3 D．生成的 SO3在吸收塔中用水吸收 19．（23-24高一下·河南周口·阶段练习）在2L密闭容器中，800℃时，反应体系中，随时间的变化如下表所示，各物质的浓度一时间曲线如图所示。 时间 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 回答下列问题： (1)用表示的化学反应速率 。从表中可以看出，该反应化学反应速率逐渐减慢，原因是 。 (2)图中曲线a、b能表示变化的是 ，若要使变为另一条曲线，可以采取的方法是 。 (3)图中A点处反应 (填“已达到”或“未达到”)平衡状态，A点处v(正) (填“＞”或“＜”)B点处v(逆)。 (4)若要加快该反应速率，可以采取的措施是 (任写两点)。 (5)下列能够说明反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。 A．混合气体的颜色不再变化 B． C．混合气体平均摩尔质量保持不变 D．发生反应同时生成 (6)已知该反应为放热反应，若生成放出热量为Q，则通入与足量充分反应生成放出的热量 (填“＞”“＜”或“=”)Q。 20．（23-24高一下·青海西宁·阶段练习）甲醇(CH3OH)既是重要的化工原料，也是性能优良的能源，利用CO2生产甲醇是实现“碳中和”的重要途径之一、在体积为2L的恒容密闭容器中，充入1.0mol CO2和3.0molH2，一定条件下发生反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化如图所示。 (1)t=3min时，M点正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”，下同)，t=15min时，正反应速率 逆反应速率。 (2)反应达到平衡时，消耗CO2的物质的量为 ，H2的转化率为 ，CH3OH的体积分数为 。 (3)下列事实能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A． B．体系压强不再变化 C．容器内气体的密度不再变化 D．容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率与限度 第2课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制 教学目标 1．了解可逆反应的含义和反应限度及化学平衡的特征，了解达到平衡的标志。 2．了解化学反应条件的控制及在生产和科技研究中的作用。 重点和难点 重点：化学平衡 难点：化学平衡状态的判定 ◆知识点一 化学反应的限度 1．可逆反应 (1)概念：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。 (2)特点：①反应不能进行到底； ②在一定条件下反应物与生成物同时存在； ③正、逆反应方向同时进行。 2．化学平衡 (1)化学平衡的建立 在一定条件下，向反应容器中加入N2和H2，发生反应： N2＋3H22NH3。 浓度 速率变化 v正、v逆关系 开始 反应物浓度最大 v正最大 v正＞v逆 生成物浓度最小 v逆最小 变化 反应物浓度减小 v正减小 v正＞v逆 生成物浓度增大 v逆增大 平衡 反应物浓度不变 v正不变 v正＝v逆≠0 生成物浓度不变 v逆不变 速率—时间(v­t)图像如下 (2)化学平衡状态的概念：在一定条件下，当反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态，称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 (3)化学反应的限度是指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。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。 (4)影响因素：改变反应条件，可以在一定程度上改变该反应的化学平衡状态。因此通过调控反应条件可使反应结果更好地符合人们预期的目的。 易错提醒 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。 (3)化学反应达到平衡状态的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。 (4)化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。 即学即练 1．在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫做可逆反应。下列属于可逆反应的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．水电解生成H2和O2的条件是电解，而逆反应（H2和O2生成水）通常需要点燃或高温，条件不同，不属于可逆反应，A不符合题意； B．SO2与O2在催化剂和加热条件下生成SO3，同时SO3在相同条件下也能分解为SO2和O2，正逆反应条件相同，属于可逆反应，B正确； C．NaOH与HCl中和生成NaCl和H2O的反应是强酸强碱的中和反应，其逆反应不能在该条件下进行，C不符合题意； D．CaCO3高温分解为CaO和CO2，CO2逸出，其逆反应不能在该条件下进行，D不符合题意； 故选B。 2．恒温恒容下，向密闭容器中按投料比通入气体，发生反应，下列能判断反应处于平衡状态的是 A． B．体积分数不再改变 C．体系内气体密度不再改变 D．与物质的量之比不再改变 【答案】D 【解析】A．根据反应速率与化学计量数关系，平衡时应，A中不满足平衡速率关系，A错误； B．起始投料比，设起始二氧化碳和氢气的物质的量均为1mol，平衡时转化转化的物质的量为xmol，则，平衡的体积分数为，体积分数始终不变，B错误； C．体系总质量守恒（反应前后均为气体），恒容下密度=，始终不变。因此密度不变不能作为平衡标志，C错误； D．初始投料比为1:1，但反应中的消耗量是的3倍，导致与的物质的量之比在反应过程中不断变化。当比值不再改变时，说明反应达平衡，D正确； 综上，答案是D。 3．一定条件下，向10L恒温恒容密闭容器中充入X(g)、Y(g)和Z(g)，这三种物质的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．容器内发生反应的化学方程式为 B．4～5min内，容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．当反应达到平衡状态时，向容器中通入一定量的Ar(不参与反应)，该反应的化学反应速率增大 D．反应开始时与反应达到平衡状态时的容器内气体的总物质的量之比为9∶11 【答案】B 【解析】A．根据图示，X和Y是反应物，Z是生成物，X、Y、Z的变化量之比是0.4∶0.2∶0.2=2∶1∶1，最终三者同时存在，为可逆反应，反应的化学方程式为：，A错误； B．4～5min内，已达到平衡状态，容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变，B正确； C．恒容条件下，向容器中通入一定量的Ar(不参与反应)，反应物气体浓度不变，反应速率不变，C错误； D．反应开始时与反应达到平衡状态时的容器内气体的压强之比等于物质的量之比：，D错误； 答案选B。 ◆知识点二 化学反应条件的控制 1．目的 促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。 2．合成氨工业 (1)化学理论：低温、高压时有利于提高氨的产率。 (2)工业实际： ①温度——温度低，反应速率小，达到化学平衡所需时间长，生产成本高，工业上通常选择在400～500 ℃下进行。 ②压强——压强越大，对动力和生产设备的要求也越高，采用的压强通常为10_MPa～30 MPa。 3．提高燃料燃烧效率的措施 (1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是增大其与空气中O2的接触面积，煤粉燃烧更充分，反应速率更大；通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；若空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减小，且会造成污染。 (2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。 (3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过热交换装置，供其他方面使用。 4．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。 易错提醒 (1)化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。 (2)不同条件下，同一可逆反应的化学反应限度不同；相同条件下，不同反应的化学反应限度也不同。 (3)改变反应条件，可以在一定程度上改变该反应的化学平衡状态。因此通过调控反应条件可使反应结果更好地符合人们预期的目的。 即学即练 1．下列关于工业合成氨反应的说法正确的是 A．使用铁做催化剂，可提高合成氨反应的速率和平衡转化率 B．左右比室温更有利于合成氨的反应，提高的平衡转化率 C．合成氨采用，因为该压强下铁触媒的活性最高 D．合成氨工业采用高压，不仅能提高转化率，还能缩短到达平衡的时间 【答案】D 【解析】A．催化剂只能加快反应速率，不影响平衡转化率，A错误； B．500℃高温会降低平衡转化率（因反应放热），但实际选择该温度是为了催化剂活性和反应速率，B错误； C．高压主要促进平衡正向移动，而非因催化剂活性，C错误； D．高压既提高转化率（平衡移动）又加快反应速率（浓度增加），缩短平衡时间，D正确； 故选D。 2．氨和硝酸是重要的化工产品，工业合成氨及制备硝酸的流程如图： 下列说法错误的是 A．工业上合成塔中采用的压强越大越好 B．“氨分离器”中主要应用了氨气易液化的性质 C．工业上可以使用具有碱性的溶液处理尾气 D．工业生产中为了盛装大量浓硝酸，可选择铁作为罐体材料 【答案】A 【分析】氮气和氢气在合成塔中合成氨气，分离出氨气后，通入空气氧化氨气生成一氧化氮，一氧化氮和水、空气一起在吸收塔中生成硝酸。 【解析】A．合成氨是物质的量减少的过程，增大压强，有利于向合成氨的方向进行，并不是压强越大越好，压强越大，对设备的制造和材料的强度要求就越高，且增大压强到一定程度，继续增大压强，物质的转化率增加并不大，增加资金投资，降低经济效益，故A错误； B．氨气易液化，将液氨分离出来，剩余的氮气、氢气可以循环利用，“氨分离器”中主要应用了氨气易液化的性质，故B正确； C．工业制硝酸的尾气是酸性气体，为NO、NO2，二者可与碱液反应，因此实验室模拟该流程时，为防止环境污染，可以使用具有碱性的溶液进行吸收，故C正确； D．常温下，浓硝酸能够使铁钝化，工业上可用铁槽车储运浓硝酸，故D正确； 故答案选A。 3．合成氨解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题，下列有关工业合成氨的说法错误的是 A．反应物是和 B．过程属于生物固氮 C．反应属于可逆反应 D．反应条件是高温、高压、催化剂 【答案】B 【解析】A．工业合成氨的原料是N2和H2  ，故A正确； B．工业合成氨属于人工固氮，故B错误； C．工业合成氨N2+3H2⇌2NH3是一个可逆反应，故C正确； D．为了有利于合成氨，选择了500℃左右的高温，20MPa-50MPa的高压，同时使用铁触媒做催化剂，故D正确； 故选：B。 1．化学平衡状态的特征——“五字诀” 化学平衡状态的特征概括为逆、等、动、定、变，即 2．化学平衡状态的判定 (1)正、逆反应速率相等 ①同种物质：v正＝v逆≠0 ②不同种物质：＝ (2)各组分的浓度保持一定 ①各组分的浓度不随时间的改变而改变； ②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。 (3)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对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。 ③全是气体参加的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。 ④对绝热密闭容器，温度保持不变。 ⑤对恒压容器的非等体积气体反应，密度保持不变。 总之，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，反应已达平衡状态。 实践应用 1．可逆反应在恒容密闭容器中反应，可以作为达到平衡状态的标志是 ①单位时间内生成n molO2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n molO2的同时生成2n mol NO ③混合气体的颜色不再改变 ④混合气体的密度不再改变的状态 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①③⑤ B．②④⑤ C．①③④ D．①②⑤ 【答案】A 【解析】①单位时间内生成n mol O2同时生成2n mol NO2，说明正逆反应速率相等，可以判断反应平衡，正确； ②生成O2和NO的比例是正反应的固有比例，无法判断平衡，错误； ③混合气体颜色不变说明NO2浓度不变，可以判断反应平衡，正确； ④混合气体总质量不变，容器体积不变，密度始终不变，无法判断反应平衡，错误； ⑤混合气体反应时总质量不变，总物质的量改变，平均相对分子质量不变说明总物质的量不变，可以判断反应平衡，正确； 符合题意的为①③⑤，故选A。 2．在一容积不变，绝热的密闭容器中发生可逆反应：，下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是 A．容器内HF、SiF4、H2O物质的量之比等于4∶1∶2 B．容器内气体压强不再变化 C．相同时间内有4molH-O键断裂，同时有2molH-F键断裂 D．v正(H2O)=2v逆(HF) 【答案】B 【解析】A．容器内HF、SiF4、H2O物质的量之比等于4∶1∶2，这仅是化学计量数之比，不能说明各物质的量不再变化，因此无法判断是否达到平衡，A错误； B．反应前后气体总物质的量从4mol变为3mol，压强变化，当压强不再变化时，说明气体总物质的量恒定，反应达到平衡，B正确； C．正反应中每生成2mol H2O会形成4mol H-O键，逆反应中每分解2mol H2O会断裂4mol H-O键。平衡时，断裂4mol H-O键（逆反应）应对应断裂4mol H-F键（正反应）。选项C中4mol H-O键断裂对应2mol H-F键断裂，比例不符，说明正逆反应速率不等，C错误； D．v正(H2O)=2v逆(HF)，其化学反应速率之比与计量数之比不相等，显然不是平衡状态，D错误； 故选B。 3．在一定温度下，体积为的恒容密闭容器内发生某一反应，其中气体的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列表述正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．在时， C．容器内达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为 D．时，反应的正、逆反应速率相等，达到平衡状态 【答案】C 【解析】A．达到平衡时Y减少8mol增加5mol，根据变化量之比是化学计量数之比可知该反应的化学方程式为，A错误； B．时，同方向反应速率比等于计量系数比，故；B错误； C．同温同压，气体压强比等于前后气体总物质的量之比，由图可知，反应前物质的量之和为10mol，平衡后物质的量之和为7mol，C正确； D．平衡时反应体系各组分的含量不变，t2之后，X、Y的量还在变化，反应未达到平衡状态，D错误； 答案选C。 考点一 可逆反应与化学平衡的特征 【例1】一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。当、的浓度不再变化时，下列说法不正确的是 A．全部转化为 B．该反应已达化学平衡状态 C．正、逆反应速率相等，但不等于零 D．容器中气体颜色不再发生变化 【答案】A 【解析】A．可逆反应无法完全转化，NO2不可能全部转化为N2O4，A错误； B．当  NO2 、  N2O4 的浓度不再变化浓度，说明反应达到了化学平衡的标志，B正确； C．化学平衡是动态平衡，平衡时正逆反应速率相等且不为零，C正确； D．NO2为红棕色，其浓度不变时颜色不再变化，D正确； 故答案为：A。 归纳总结 端假设法确定物质的浓度范围 原理：可逆反应不可能进行完全，反应体系各物质同时共存。 假设：假设反应物全部转化为生成物，可得反应物浓度的最小值和生成物浓度的最大值；假设生成物全部转化为反应物，可得反应物浓度的最大值和生成物浓度的最小值。从而确定它们的浓度范围。注意：可逆反应中反应物转化率小于100%，故各物质浓度不能等于极值。 【变式1-1】在一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应。下列情况下能判断该反应达到平衡状态的是 A．在混合气体中的体积分数不再改变 B．容器气体的总质量不再改变 C．生成的速率与生成的速率相等 D．和的浓度之比为 【答案】A 【解析】A．SO3的体积分数与各物质的浓度相关，当其不再变化时，表明正逆反应速率相等，系统达到平衡。A符合题意； B．反应中所有物质均为气体，总质量始终守恒，无法作为平衡标志。B不符合题意； C．根据反应速率关系，正反应中生成SO3的速率为2v正，逆反应中生成O2的速率为v逆。平衡时v正=v逆，但此时v逆≠2v正，故条件不成立。C不符合题意； D．浓度比与初始条件相关，可能出现在非平衡状态，不能作为平衡依据。D不符合题意； 故选A。 【变式1-2】一定温度下，在恒容密闭容器中加入等物质的量的和，发生反应：，t min后反应达到最大限度，下列说法正确的是 A．反应过程中，体系压强始终不变 B．t min时，各物质逆反应速率数值相等 C．t min时，和的浓度一定相等 D．改变温度，可以改变该反应进行的程度 【答案】D 【解析】A．该反应的正反应为气体物质的量减少的反应，恒容下压强会减小，直到平衡时不再变化，因此反应过程中压强并非始终不变，A错误； B．平衡时各物质的逆反应速率之比等于化学计量数之比，B错误； C．t min时，反应达到平衡，但是和的浓度不一定相等，C错误； D．改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度，亦即改变该反应的化学平衡状态，故改变温度，可以改变该反应进行的程度，D正确； 故选D。 考点二 化学平衡的判定 【例2】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．时刻的逆反应速率大于时刻的正反应速率 B．时刻，正反应速率大于逆反应速率 C．时刻，在该条件下反应物已完全转化为生成物 D．时刻，反应已经停止 【答案】B 【解析】A．时刻生成物浓度小于时刻生成物浓度，时刻达到平衡，正逆反应速率相等，且大于时刻逆反应速率，A错误； B．时刻，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，B正确； C．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，反应物没有完全转化为生成物，C错误； D．是平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，没有停止，D错误； 故选B。 方法规律 化学平衡状态的判定 (1)速率标志 (2)组成标志 (3)对于压强、密度、平均相对分子质量的判断要视条件或反应特点而定，总之要抓住“变量不变”即可——如果所给的物理量随着反应的进行是一个变量，在某时间段内不变，就可以说明反应达到平衡状态；如果该物理量始终是一个定值，就不能作为判断的依据。 【变式2-1】在一定条件下，可逆反应达到反应限度时，下列说法正确的是 A．反应停止 B．即使改变外界条件，反应限度也不会改变 C．SO2和SO3的浓度一定相等 D．SO2的物质的量不再变化 【答案】D 【解析】A．化学平衡的特征是正逆反应速率相等，各组分浓度（或物质的量）不再变化，但反应仍在动态进行，A错误； B．外界条件（如温度、压强等）改变时，平衡会发生移动，反应限度会改变，B错误； C．可逆反应达到平衡时，各组分的含量不再发生改变，但SO2和SO3的浓度不一定相等，C错误； D．SO2的物质的量不再变化是平衡的直接标志，D正确； 故选D。 【变式2-2】在恒压绝热的密闭容器中，发生可逆反应，下列情况能说明反应一定达到化学平衡的是 A．容器内的压强不再变化 B．容器内的温度不再变化 C．容器内气体的浓度 D．相同时间内，断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相等 【答案】B 【解析】A．在恒压条件下，容器体积会随反应变化以维持压强恒定，因此压强不变不能作为平衡标志，A错误； B．绝热条件下，反应放热或吸热会导致温度变化，温度不变说明正逆反应速率相等，系统达平衡，B正确； C．浓度比等于化学计量数比仅表示某一时刻的浓度关系，不能确定是否达平衡（如初始投料可能满足该比例但未反应），C错误； D．相同时间内，断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相等，表示的都是正反应，且不满足计量数关系，无法判断是否达到平衡状态，D错误； 故选B。 考点三 化学反应条件的控制 【例3】工业上用氮气和氢气合成氨：N2+3H22NH3(反应放热)，从反应速率和化学平衡两方面看，合成氨的适宜条件一般为压强：，温度：700K左右，催化剂：铁触媒。下列有关合成氨工业的叙述不正确的是 A．使用铁触媒，可使氮气和氢气混合气体之间的反应在较低温度下取得较高的反应速率 B．工业上选择上述条件下合成氨，可以使氮气全部转化为氨 C．上述化学平衡的移动受到温度、反应物的浓度、压强等因素的影响 D．温度升高，不利于提高氮气的转化率 【答案】B 【解析】A．铁触媒是该反应的催化剂，使用铁触媒，可使氮气和氢气混合气体之间的反应在较低温度下取得较高的反应速率，A正确； B．合成氨的反应是可逆反应，反应物的平衡转化率不可能达到100%，B错误； C．改变温度、反应物浓度、压强均可使合成氨正逆反应速率不同倍增大、减小，故上述化学平衡的移动受到温度、反应物的浓度、压强等因素的影响，C正确； D．合成氨反应是放热反应，温度升高，合成氨平衡逆向移动，故温度升高，不利于提高氮气的转化率，D正确。 答案选B。 易错提醒 控制化学反应条件的基本措施 ①通过改变反应物的温度、浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积以及催化剂的使用等，改变化学反应的速率； ②通过改变可逆反应体系的温度、溶液浓度、气体压强(或浓度)等，改变可逆反应进行的限度。 注意：a.对于客观上不能发生的化学反应，无法改变其反应速率；对于不可逆反应，无法改变其反应进行的限度。 b．采用控制化学反应条件的措施时，要和物质与技术条件、经济与社会效益相结合，既要力所能及，又要物有所值，不能单纯为改变化学反应的速率和限度而采取措施。 【变式3-1】为进一步提高合成氨的生产能力，科研中最有开发价值的是 （ ）。 A．研制高温下活性较大的催化剂 B．寻求氮气的新来源 C．研制低温下活性较大的催化剂 D．研制耐高温和高压的新材料建造合成塔 【答案】C 【解析】A．对于合成氨来说，500℃左右活性较大的催化剂是铁触媒，是已经使用的条件，选项A错误； B．空气中氮气含量最多，空气是氮气的主要来源，这不是要研究的课题，选项B错误； C．研制低温下活性较大的催化剂，符合现代工业合成氨的方向，有利于大幅提高氨的产率，选项C正确； D．研制耐高温、高压的新材料，成本过高，没有开发价值，选项D错误． 答案选C。 【变式3-2】合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。哈伯法合成氨需要在10~30MPa的高压和500℃的高温下，并用铁作为催化剂，氨的转化率为10%~15%；最近美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为trans-Fe(DMeOPrPE)2的催化剂，在常温下合成氨。下列有关说法中错误的是 A．哈伯法合成氨是吸热反应，新法合成氨是放热反应 B．新法合成和哈伯法相比不需要在高温条件下，可节约大量能源 C．新法合成能在常温下进行也需要断裂化学键 D．新的催化剂降低了反应的活化能 【答案】A 【解析】A．合成氨都是放热反应，催化剂不会改变反应热效应，故A错误； B．题目给出信息新法合成“在常温下合成氨”，所以新法合成和哈伯法相比不需要在高温条件下，可节约大量能源，具有发展前景，故B正确； C．新法合成能在常温下进行也发生了化学反应，任何化学反应都涉及旧键的断裂和新键的生成，即也需要断裂化学键，故C正确； D．哈伯法合成氨需要在10~30MPa的高压和500℃的高温下，并用铁作为催化剂，而新法合成能在常温下进行，即新的催化剂降低了反应所需要的活化能，故D正确； 答案选A。 基础达标 1．（23-24高一下·浙江·期末）下列反应属于可逆反应的是 ①            ② ③        ④ A．①③ B．②④ C．① D．②③ 【答案】C 【分析】可逆反应指同一条件下，既能正向进行，也能逆向进行的反应，判断关键是判断是否在相同的条件下。 【解析】①反应条件相同，属于可逆反应； ② 光合作用和呼吸作用场所不同，不属于可逆反应； ③条件不同，不属于可逆反应； ④反应条件不同，不属于可逆反应。 故选C 2．在一定温度下，向固定容积的密闭容器中充入和发生可逆反应：。下列说法不正确的是 A．达到平衡时，正、逆反应速率均为零 B．达到平衡时，的物质的量浓度不再变化 C．达到平衡时，的物质的量不再改变 D．达到平衡时，不可能100%转化为 【答案】A 【解析】A．达到平衡时，正、逆反应速率相等，但不等于零，是动态平衡，A错误； B．达到平衡时，各组成成分浓度保持不变，故的物质的量浓度不再变化，B正确； C．达到平衡时，各组成成分浓度保持不变，故的物质的量不再改变，C正确； D．可逆反应特点为反应物不能完全转化为生成物，反应物转化率，故达到平衡时，不可能100%转化为，D正确； 答案选A。 3．（2025高一上·云南玉溪·学业考试）一定温度下，向密闭容器中充入、两种气体，发生反应。该反应达到化学平衡状态后，下列情况一定存在的是 A．和的物质的量相等 B．正逆反应速率均为0 C．的质量保持不变 D．完全转化为 【答案】C 【解析】A．M和N的物质的量相等不一定平衡，平衡时物质的量取决于初始量和转化率，与系数无关，A不符合题意； B．化学平衡是动态平衡，正逆反应速率相等但不为零，B不符合题意； C．平衡时各物质浓度（或质量）不再变化，N的质量必然保持不变，C符合题意； D．可逆反应无法完全转化，M不可能全部转化为N，D不符合题意； 故选C。 4．（23-24高一下·湖南邵阳·期中）在一定的条件下，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．时刻，正反应速率小于逆反应速率 B．时刻，反应达到平衡状态 C．时刻，正、逆反应速率均为零 D．时刻，反应逆向进行 【答案】B 【解析】A．根据图象可知：在t1时刻，反应尚未达到平衡状态，正反应速率大于逆反应速率，故A错误； B．时刻，正反应速率等于逆反应速率，则反应处于平衡状态，故B正确； C．正反应速率等于逆反应速率但不等于0，故C错误； D．在t1时刻，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，故D错误； 故选B。 5．在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应叫做可逆反应。下列关于可逆反应的说法正确的是 A．氯气溶于水生成盐酸与次氯酸的反应属于可逆反应 B．溶液和溶液发生的反应不属于可逆反应 C．与点燃生成水，水电解可以生成与，故是可逆反应 D．可逆反应达到化学平衡状态时，正逆反应的速率都变成0 【答案】A 【解析】A．,属于可逆反应，A正确； B．FeCl3溶液和KI溶液发生的反应属于可逆反应，B错误； C．H2与O2点燃生成水和水电解生成H2与O2，不是在同一条件下的反应，故不是可逆反应，C错误； D．可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应速率相等，但均不为0，D错误； 故选A。 6．（2024高二下·云南·学业考试）工业制硫酸中的一步重要反应为：，下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是 A．的质量保持不变 B．的含量保持不变 C．正反应速率等于逆反应速率 D．、和的物质的量之比为2：1：2 【答案】D 【解析】A．的质量保持不变，则混合物中各物质的量不变，达到了平衡状态，A不符合题意； B．的含量保持不变，则混合物中各物质的量不变，达到了平衡状态，B不符合题意； C．正反应和逆反应的速率相等，达到了平衡状态，C不符合题意； D．平衡时各物质的物质的量之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故容器中、和的物质的量之比不能作为判断是否达到平衡状态的依据，D符合题意； 故选D。 7．（23-24高一下·辽宁抚顺·期末）向某容积一定的密闭绝热容器中充入和，一定条件下发生反应：，其反应速率与反应时间关系如下图所示，下列说法正确的是 A．恒容，充入氩气，化学反应速率变大 B．M、N、P、Q四点中，N点时反应已达平衡状态 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率较小 D．单位时间内生成和的物质的量之比为时反应已达平衡状态 【答案】D 【解析】A．恒容，充入氩气，压强增大，各物质浓度保持不变，则化学反应速率不变，故A错误； B．由图象可知，M、N、P、Q四点中，N点时反应速率还在变化，反应未达平衡状态，Q点时反应速率不变，反应达到平衡状态，故B错误； C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率也增大，故C错误； D．单位时间内生成和的物质的量之比为时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确； 故选D。 8．（23-24高一下·广东深圳·期中）化学反应速率的调控被广泛应用于生活、生产中。下列操作可减慢化学反应速率的是 A．用冰箱冷藏保鲜食物 B．向炉膛内鼓风可以使炉火更旺 C．工业制硫酸时采用400～500℃高温 D．工业合成氨使用催化剂 【答案】A 【解析】A．用冰箱冷藏保鲜食物，温度降低，可减缓食物腐败的速率，A符合题意； B．向炉膛内鼓风，增加氧气的浓度，反应速率加快，炉火更旺，B不符合题意； C．工业制硫酸时采用400～500℃高温，使催化剂保持较高的活性，加快反应速率，C不符合题意； D．工业合成氨使用催化剂可加快反应速率，D不符合题意； 故选A。 9．（2024高二上·山西·学业考试）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应为。若该反应已达到化学平衡状态，则下列叙述正确的是 A．、完全转化为 B．、、的浓度一定相等 C．的浓度保持不变 D．正、逆反应速率相等且等于零 【答案】C 【解析】A．合成氨反应为可逆反应，可逆反应不可能完全进行，所以氮气和氢气不可能完全转化为氨气，故A错误； B．反应达到平衡时，氮气、氢气和氨气的浓度保持不变，但三者的浓度不一定相等，故B错误； C．反应达到平衡时，正逆反应速率相等，氮气、氢气和氨气的浓度保持不变，故C正确； D．化学平衡为动态平衡，所以反应达到平衡时，正逆反应速率相等，但不等于零，故D错误； 故选C。 10．下列关于化学反应限度的叙述错误的是（   ） A．任何可逆反应都有一定的限度 B．化学反应的限度是不可改变的 C．化学反应的限度与时间长短无关 D．化学反应达到反应限度时，正逆反应速率相等 【答案】B 【解析】A.只要是可逆反应，就存在限度，故A正确； B.化学反应限度，改变条件，平衡被打破，重新建立新的平衡，故B错误； C.达到限度，跟反应速率的快慢无关系，故C正确； D.达到限度：一定条件下的可逆反应中，正逆反应速率相等，且各组分的浓度不再改变，故D正确； 故答案：B。 综合应用 11．（25-26高一下·山东·课前预习）下列各组反应互为可逆反应的是 ①与 ②与 ③与 ④与 A．①② B．②③ C．②③④ D．①②④ 【答案】B 【解析】可逆反应需在相同条件下正逆反应可同时进行。 ① 与 ，正反应需要加热，逆反应在常温下即可进行，反应条件不同，因此不是可逆反应； ② 与 ，两个反应在相同的常温、水溶液条件下可以同时进行，是可逆反应； ③ 与 ，正、逆反应都在催化剂、加热的相同条件下进行，是可逆反应； ④ 与 ，正反应在常温下进行，逆反应需要加热，反应条件不同，因此不是可逆反应； 因此互为可逆反应的是 ②③，故答案选 B。 12．（24-25高一下·贵州毕节·期末）在恒温恒容密闭容器中，发生A物质转换为B物质的化学反应。其中A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．4min时，正反应速率等于逆反应速率 C．6min时，化学反应达到平衡状态 D．反应达到平衡后，向该容器中再通入一定量的氖气，将加快化学反应速率 【答案】C 【解析】 A．由图知，6min后A、B物质的量保持不变，反应到达平衡，A、B都有剩余，反应为可逆反应，应当用可逆符号表达，故选项A错误； B ．正反应速率等于逆反应速率反应达到平衡，当反应达到平衡时，各物质的物质的量不再变化，由图像可见4 min时A、B的物质的量仍在变化，尚未达到平衡，故选项B错误； C．由曲线可知：从0到6 min，A、B的物质的量一直在变化，直至6 min后才趋于平衡并保持不变，因此化学反应在6 min时才达到平衡，选项C正确； D．在恒容条件下通入惰性气体(如Ne)并不影响反应物和生成物的浓度(分压)及其碰撞频次，既不改变平衡状态，也不会加快反应速率，故选项D错误； 故本题选C。 13．（24-25高一下·安徽·期末）随着现代工业的发展，空气中碳、氮的污染日益严重。科学家研究利用催化剂使CO、发生可逆反应转化为两种大气成分消除污染。关于该反应下列说法不正确的是 A．反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应并没有停止 B．单位时间内，和的物质的量消耗量之比为1：2时，反应达到平衡 C．一定条件下，1mol和足量的一氧化碳反应，可生成分子数为 D．恒温恒容时，若保持不变，该化学反应达到平衡状态 【答案】C 【解析】A．平衡时正逆反应速率相等，但反应仍在动态进行，A正确； B．配平后的反应式为4CO+2NO2N2+4CO2，NO2消耗（正反应）与CO2消耗（逆反应），物质的量消耗量之比为1:2时，正逆反应速率相等，反应达平衡，B正确； C．反应式为4CO+2NO2N2+4CO2，可逆反应无法完全转化，故1molNO2和足量的一氧化碳反应，N2实际生成量小于理论值 ，C错误； D．恒温恒容时，c(CO2)不变，说明各物质浓度不变，反应达平衡，D正确； 故选C。 14．（24-25高一下·河南·期末）硫酰氯是生产医药、农药、染料的重要原料。在某恒温恒容密闭容器中，发生反应，容器中随时间的变化如表： 时间/min 0 5 10 15 20 25      2.00 X 1.50 1.44 1.40 1.40 下列说法正确的是 A．时的消耗速率小于其生成速率 B．表中X的值可能为1.80 C．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D．时正、逆反应速率均为0 【答案】C 【解析】A．反应从开始到平衡，Cl2物质的量减小，故由表可知，5min时Cl2的物质的量仍在减少，说明反应正向进行，此时正反应速率（消耗SO2）大于逆反应速率（生成SO2），因此，SO2的消耗速率应大于其生成速率，A错误； B．若X=1.80，则前5分钟Cl2减少0.20mol，后5分钟减少0.30mol，不符合反应速率逐渐减小的规律，B错误； C．通过改变条件（如加压），可提高反应进行的程度（平衡右移），C正确； D．20min时反应为平衡状态，正逆反应速率相等但不为零，是动态平衡，D错误； 故选C。 15．（24-25高一下·天津·期中）下列有关化学反应限度的说法不正确的是 A．在一定条件下可逆反应达到反应限度时各物质的浓度不变 B．化学平衡状态是指一定条件下进行的可逆反应达到的最大限度 C．化学反应达到最大限度时，可逆反应的正、逆反应速率为零 D．外界条件改变可能会使原来的反应限度发生改变 【答案】C 【解析】A．在一定条件下可逆反应达到反应限度时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度保持不变，A正确； B．化学平衡状态是特定条件下可逆反应达到的最大限度，此时反应物转化率最高，B正确； C．化学反应达到最大限度时，正、逆反应速率相等但均不为零，C错误； D．外界条件（如温度、浓度等）改变可能导致平衡移动，从而改变反应限度，D正确； 故选C。 16．（24-25高一下·广东·期中）氨是最基本的化工原料之一，工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应原理为。下列说法正确的是 A．当投料比大于等于时，能100%参与反应 B．延长反应时间一定可以增大合成氨的反应限度 C．合成氨达到最大限度状态时，反应停止 D．提高工业生产中合成氨的效率，要从反应条件的成本和实际可能性综合考虑 【答案】D 【解析】A．当投料比达到或超过1:3时，H2无法完全反应，因为该反应是可逆的，反应物不可能100%转化，A错误； B．反应限度由平衡常数决定，仅与温度有关，延长反应时间不能改变限度，B错误； C．化学平衡是动态平衡，正逆反应速率相等但未停止，C错误； D．工业合成氨需综合考虑反应速率、转化率及实际条件（如催化剂、温度、压力等），以提高效率，D正确； 故选D。 拓展培优 17．（24-25高一下·浙江杭州·期中）在一定温度下的恒容密闭容器中发生可逆反应：，已知、、、的初始浓度分别为、、、。当反应达到平衡时，各物质的浓度不可能为 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】假设反应正向进行到底，A完全消耗，B减少0.5 mol/L（剩余0.3mol/L），C增加0.4mol/L（达0.8mol/L），D增加0.6mol/L（达1.4mol/L）；逆向进行到底时，C完全消耗，D减少0.6mol/L（剩余0.2mol/L），A增加0.4mol/L（达0.8mol/L），B增加0.5mol/L（达1.3mol/L）。实际为可逆反应，各物质浓度应在两极限之间但无法取到极值。 【解析】A．A的浓度在0~0.8mol/L之间，A不符合； B．B的浓度在0.3~1.3mol/L之间，B不符合； C．C的浓度在0~0.8mol/L之间，C不符合； D．D的浓度在0.2~1.4mol/L之间，不可能等于1.4mol/L，D符合； 答案选D。 18．（24-25高一下·宁夏石嘴山·期中）“接触法制硫酸”的核心反应是 该反应是放热反应，因SO2在催化剂表面与O2接触而得名，反应过程示意图如下。下列说法正确的是 A．过程①②中都有极性键、非极性键的断裂和形成 B．接触室里的催化剂常用V2O5 C．一定条件下， 2molSO2与足量氧气反应可生成2molSO3 D．生成的 SO3在吸收塔中用水吸收 【答案】B 【解析】A．过程①中只有V-O键（极性键）的断裂和S-O键（极性键）的形成，过程②中有O=O键（非极性键）的断裂和V-O键（极性键）的形成，A错误； B．“接触法制硫酸”接触室里的催化剂常用V2O5，B正确； C． SO2与氧气反应生成SO3为可逆反应，SO2不能完全转化生成SO3，则一定条件下， 2molSO2与足量氧气反应生成的SO3的物质的量小于2mol，C错误； D．为了防止SO3溶于水时反应放出大量热导致酸雾，降低SO3吸收效率，所以在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3，D错误； 故选B。 19．（23-24高一下·河南周口·阶段练习）在2L密闭容器中，800℃时，反应体系中，随时间的变化如下表所示，各物质的浓度一时间曲线如图所示。 时间 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 回答下列问题： (1)用表示的化学反应速率 。从表中可以看出，该反应化学反应速率逐渐减慢，原因是 。 (2)图中曲线a、b能表示变化的是 ，若要使变为另一条曲线，可以采取的方法是 。 (3)图中A点处反应 (填“已达到”或“未达到”)平衡状态，A点处v(正) (填“＞”或“＜”)B点处v(逆)。 (4)若要加快该反应速率，可以采取的措施是 (任写两点)。 (5)下列能够说明反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。 A．混合气体的颜色不再变化 B． C．混合气体平均摩尔质量保持不变 D．发生反应同时生成 (6)已知该反应为放热反应，若生成放出热量为Q，则通入与足量充分反应生成放出的热量 (填“＞”“＜”或“=”)Q。 【答案】(1) 随着反应进行，反应物浓度逐渐下降 (2) 曲线b 增加NO的起始量 (3) 未达到 ＞ (4)升温、加压(使用催化剂、增大反应物浓度等) (5)AC (6)＜ 【解析】（1）用O2表示的化学反应速率==；化学反应进行过程中，反应物被不断消耗，从表中可以看出，该反应化学反应速率逐渐减慢，原因是：随着反应进行，反应物浓度逐渐下降。 （2）反应开始时，c(NO)=0.010mol/L，则c曲线表示c(NO)浓度随时间的变化，从起点浓度看，化学反应方程式中，NO与NO2的化学计量数相等，则二者的浓度变化量都为0.0065mol/L，则图中曲线a、b能表示变化的是曲线b；a曲线中NO2的浓度变化量大，则反应物的变化量也应大，所以若要使变为另一条曲线，可以采取的方法是：增加NO的起始量。 （3）图中A点之后，NO、NO2的浓度继续改变，则A点处反应未达到平衡状态，此时反应物继续转化为生成物，则A点处v(正) ＞B点处v(逆)。 （4）增大浓度、升高温度、增大压强、加入催化剂，都可增大反应速率，则若要加快该反应速率，可以采取的措施是：升温、加压(使用催化剂、增大反应物浓度等)。 （5）A．混合气体的颜色不再变化，则NO2的浓度不变，反应达平衡状态，A符合题意； B．，反应进行的方向相反，但速率之比不等于化学计量数之比，则反应未达平衡状态，B不符合题意； C．反应前后气体的分子数不等，平衡前混合气体的平均相对分子质量在不断发生改变，当混合气体平均摩尔质量保持不变时，反应达平衡状态，C符合题意； D．发生反应同时生成，反应进行的方向相同，不能肯定反应达平衡状态，D不符合题意； 故选AC。 （6）NO与O2作用生成NO2的反应为可逆反应，若生成放出热量为Q，则通入与足量，充分反应生成的物质的量小于2mol，放出的热量＜Q。 20．（23-24高一下·青海西宁·阶段练习）甲醇(CH3OH)既是重要的化工原料，也是性能优良的能源，利用CO2生产甲醇是实现“碳中和”的重要途径之一、在体积为2L的恒容密闭容器中，充入1.0mol CO2和3.0molH2，一定条件下发生反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化如图所示。 (1)t=3min时，M点正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”，下同)，t=15min时，正反应速率 逆反应速率。 (2)反应达到平衡时，消耗CO2的物质的量为 ，H2的转化率为 ，CH3OH的体积分数为 。 (3)下列事实能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A． B．体系压强不再变化 C．容器内气体的密度不再变化 D．容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化 【答案】(1) ＞ = (2) 0.75 75% 30% (3)BD 【解析】（1）从图中可以看出，3min后，CO2的物质的量继续减小，则表明t=3min时，M点正反应速率＞逆反应速率，t=15min时，CO2、CH3OH的物质的量都保持不变，则此时反应达平衡状态，正反应速率=逆反应速率。 （2）反应达到平衡时，消耗CO2的物质的量为1.00mol-0.25mol=0.75，参加反应H2的物质的量为0.75mol×3=2.25mol，H2的转化率为=75%，CH3OH的体积分数为=30%。 （3）A．该反应达到平衡状态时，，时，反应并未发生，A不符合题意； B．反应前后气体分子数不等，随着反应的进行，体系的压强不断发生改变，当体系压强不再变化时，反应达平衡状态，B符合题意； C．容器内气体的质量、体积都不变，则密度始终不变，当气体的密度不再变化时，反应不一定达平衡状态，C不符合题意； D．容器内气体的压强不变，物质的量随反应的进行不断发生改变，混合气体的平均摩尔质量不断发生改变，当容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化时，反应达平衡状态，D符合题意； 故选BD。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $