名师教案：高中化学人教版2019选择性必修 第二册 化学反应的速率与限度

第六章化学反应与能量

第二节化学反应的速率和限度

第2课时化学反应的限度

一.可逆反应：

1.概念：在相同条件下，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。

2.特征：三同：相同条件，正、逆反应同时进行，反应物、生成物同时存在；

反应不能进行完全，即任一反应物的转化率均小于100机

3.表示：化学方程式中用表示。

4.很多化学反应在进行时都有一定的可逆性，不同反应的可逆性不同，有些化学反应在同一条

件下可逆程度很小，如2Na+2H2O===2NaOH+H",视为“不可逆”反应。

典型的可逆反应有：

2Hl,2so2+O2」2sO3,

SO2+H2O祖SQ，,NH3+H2ONH3.也0等。

二.化学反应的限度

1.化学反应平衡状态

(1)化学平衡的建立:

如在可逆反应2so2+0212S()3中，反应进行之初S0?和的起始浓度分别为2mol-•L

,此时正反应速率v最大，逆反应速率v训为零。

反应过程中，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小；生成物浓度逐渐增

大，逆反应速率逐渐增大。最终在时刻t时反应物浓度不再改变，生成物浓度

1

不再改变。正反应速率和逆反应速率」1>_。反应是否停止？反应并没有停止，动

态平衡。

（2）含义：可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，

反应物和生产物的浓度不在改变，此反应达到一种表面静止状态,我们称为—

化学平衡状态。

2.化学平衡的特征：

（1）逆：即化学平衡的研究对象是可逆反应。

（2）动：即化学平衡是一种动态平衡，即v正=丫逆工0,反应并未停止。

（3）等：即vm=v逆,同一物质的消耗速率与生成速率相等。

（4）定：在达化学平衡的混合体系中，各组成成分的浓度保持不变，各组分的百分含量

保持不变o

（5）变：化学平衡是在•定条件下的平衡,当外界条件改变时，化学平衡可能会发生变

化

【总结】

化学平衡状态时可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最

大程度，即该反应进行的限度。

三.化学反应条件的控制

1.在生产和生活中，人们希望促进有利的化学反应（提高反应物的转化率即原料的利用率，

加快反应速率等），抑制有害的化学反应（减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，

控制副反应的发生等），即通过控制化学反应的条件，使反应向着我们有利的方向进行。

案例分析：如何提高煤的燃烧效率？

（1）煤的状态与煤燃烧的速率有何关系？与煤的充分燃烧有何关系？

固体表面积增大，反应速率加快，能使煤燃烧更充分。

（2）空气用量对煤的充分燃烧及热能利用有什么影响？原因是什么？

空气过少，煤不能充分燃烧；空气过多，会带走热量，热量散失增多。

（3）应选择什么样的炉（灶）膛材料？理由是什么？

选择隔热保温耐热效果好的，减少热量散失。

（4）如何充分利用煤燃烧后烟道废气中的热量？

回收热量，产生蒸汽，转化为动能；循环冷却水，居民供暖。

2.基本措施

2

（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。

化学平衡状态的判断方法一一“两看”“两标志”

（1）“两看”

一看题干条件恒温恒容或恒温恒压或绝热容器

化学反应特点全部是气体参与，是等体积反应还是非等体积反应

（物质状态、

二看

气体计量系有固体或液体参与，是等体积反应还是非等体积反应

数）

⑵“两标志”

正、逆反应同一物质表示的正、逆反应速率相等丫正=丫逆，或者不同物质表示的

速率相等正、逆速率（或变化的物质的量、浓度）之比等于化学计量数之比

题目中的变量，指的是随着反应的进行而改变的量，（如某物质的质

变量量、浓度、百分含量，n总（气体）、压强、气体密度、气体平均分子质

不变量、颜色等），当“变量”不再变化（保持恒定）时，证明可逆反应

达到平衡，但“定量”无法证明。

【典例1】下列反应中，不属于可逆反应的是()

A.2叫=则与晒=2叫

B.H2+I2^=2HI与2HI=^H2+I2

C.CO2+H2O=H2CO3-^H2CO3=CO2t+H20

D.CaO+CO2=CaC()3与CaCO：,遢选CaO+CO"

【答案】D

3

【解析】

可逆反应是指在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。CaO+

C02=CaC03与CaCO；鱼暹CaO+CO2t在不同条件下进行，所以不属于可逆反应，D项正确。

【典例2】一定条件下，将A、B、C三种气体各1mol通入一个密闭容器中发生反应：2A+Bw

2C,达到化学反应限度时，B的物质的量可能是()

A.0B.0.5molC.1molD.1.5mol

【答案】c

【解析】

根据题意可知该反应为可逆反应。反应正向进行完全时，消耗1molA和0.5molB；反应逆

向进行完全时，C完全转化为1molA和0.5molB,0.5molB加上开始时充入的1molB总

共得到1.5molBo由于该反应是可逆反应，所以B的物质的量的范围在0.5mol到1.5mol

之间(不包括两个极端值)。四个选项中只有C符合。

【典例3】一定条件下，aL密闭容器中放入ImolM和3moi员发生昆+3也—2NHs的反应，下

列选项中能说明反应已达到平衡状态的是()

A.C(N2)：C(H2)：C(NH3)=1：3：2

B.2V(H,)=3V(NH3)

C.单位时间内1个N三N键断裂的同时，有6个N—H键断裂

D.单位时间消耗0.ImolM的同时，生成0.2molNH3

【答案】C

【解析】

根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、

百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随

着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。

A.C(N2):C(H2)：C(NH3)=1：3：2,并不能说明浓度不变，所以不一定是平衡状态，选项A

错误；

B、未体现正与逆的关系，选项B错误；

C、单位时间内1个N三N键断裂，等效于6个N—H键形成，同时有6个N—H键断裂，所以正

逆反应速率相等，反应达平衡状态，选项C正确；

D、只要反应发生就符合单位时间消耗0.ImolNz的同时，生成0.2molNH3,选项D错误；

4

答案选Co

基础练

1.（2021•浙江高一月考）下列有关化学反应限度的说法不IE碉的是（）

A.任何可逆反应的进程都有一定限度

B.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

C.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

D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变

【答案】D

【分析】

在不同的条件下，化学反应限度不同，当达到化学反应限度时.，正逆反应速率相等，反应物的

浓度和生成物的浓度不再改变，当外界条件发生改变，平衡发生移动，化学反应限度变化，据

此解答。

【详解】

A.在一定条件下，当正逆反应速率相等时，可逆反应达到一定的限度，即平衡状态，故A正

确；

B.当达到化学反应限度时，正逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，反

应物在该条件下的转化率最大，故B正确；

C.在一定条件下，当达到化学反应限度时，正逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓

度不再改变，即可逆反应达到的最大限度，故C正确；

D.当外界条件发生改变，平衡发生移动，化学反应限度变化，故D错误。

故选D。

2.某可逆反应达到平衡状态时，下列说法正确的是（）

①正反应和逆反应同时进行，两者的速率完全相等

②反应物和生成物同时存在，两者的浓度相同

③混合物的组成比例不会因时间而改变

A.只有①B.①③C.只有②D.①②③

【答案】B

5

【详解】

①可逆反应达到平衡状态时，v正=丫逆70,①项正确；

②反应物和生成物浓度相同，只是反应达到的某一特殊状态，并不一定达到平衡，②项错误；

③可逆反应达到平衡状态时，各组分的含量保持不变，③项正确；

答案选B。

3.可逆反应3H网、售3年、2阳的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化

来表示，下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（）

A.v正N）=v正（乩）

B.v正（N）=v逆（限）

C.2V正（H?）=3v逆（NHJ

D.v正（N2）=3V逆（压）

【答案】C

【分析】

因化学反应达到平衡时，正、逆反应速率相等（同种物质）或正、逆反应速率之比等于化学计量

数之比（不同物质）。

【详解】

A.无论该反应是否达到平衡状态都有3V正（2）=v正（凡），而v正（2）=v正（凡）不能说明正、

逆反应速率相等，则不能说明反应达平衡状态，A错误；

B.反应达到平衡状态时，v正（N?）:v逆（NHj=l:2,B错误；

C.反应达到平衡状态时，v正（H?）:v逆（NH3）=3:2,即2V正（H?）=3V逆（NHJ,C正确；

D.反应达到平衡状态时,v正（N）:v逆（旦）=1:3,即3V正（2）=丫逆（耳），D错误;

故选C。

4.下列叙述能说明在固定容积的密闭容器中进行的反应：3X（g）+Y（g）=i2Z（g）已经达到

平衡状态的是（）

A.X、Y、Z的物质的量之比为3：1：2

B.混合气体的压强不随时间的变化而变化

C.单位时间内每消耗3molX,同时生成2molZ

D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化

6

【答案】B

【详解】

A.X、Y、Z的物质的量之比为3：1：2时反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡，这与

开始时加入的反应物的物质的量的多少及反应条件有关，A错误；

B.该反应是反应前后气体物质的量不同的反应，若压强不变时，说明气体的物质的量不变，

反应达到平衡状态，B正确；

C.反应消耗X和生成Z表示的都是向正反应方向进行，不能据此判断反应是否达到平衡状态,

C错误；

D.反应混合物都是气体，反应遵循质量守恒定律，混合气体的总质量始终不变，因此不能据

此判断反应是否处于平衡状态，D错误；

故合理选项是Bo

5.下列描述中可以说明2Hl(g)UH2(g)+h(g)已达到平衡的是()

A.温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化

B.c(HI)：C(H2)：c(L)=2：1：1

C.反应速率v(H2)=V(I2)=Jv(HI)

D.温度和压强一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化

【答案】A

【详解】

A.温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化，说明碘蒸气的浓度不变，反应达到平衡状

态，A正确；

B.C(HI):C(H2):C(I2)=2:1:1,不能说明各物质的浓度不变，即不能说明反应是否达到平衡，B

错误；

C.反应速率v(H2)=v(L)=gv(HI),未体现正反应与逆反应的关系，不能说明反应是否达到

平衡，C错误；

D.该反应是气体的物质的量不变的反应，温度和压强一定时，混合气体的平均相对分子质量

始终不变，不能说明反应是否达到平衡，D错误；

故选A。

6.(2021•沐阳县修远中学高一月考)下图是可逆反应X2(g)+3%(g)w2Z2(g)在反应过程中的

7

反应速率（V）与时间（t）的关系曲线，下列叙述正确的是（）

A.3时亥ij,v正＞0,v逆=0

B.t,~t2,X2的消耗速率小于X2的生成速率

C.t2~t3,反应不再发生

D.t2-t3,各物质的浓度不再发生变化

【答案】D

【详解】

A.3时，vQvQO,A项错误；

B.由于3〜t2时，反应物X?与Y,物质的量逐渐减少至t/寸刻保持不变，X2的消耗速率大于人

的生成速率，B项错误；

C.t2〜t：s达平衡状态，V正7逆工0,C项错误；

D.t2〜t3达平衡状态，各物质的浓度不再发生变化，D项正确；

答案选D。

，8

7.（2021•黑龙江大庆市•大庆实验中学高一月考）当2so2+0?^^2S（）3达到平衡后，通入02

一定时间后，阳存在于（）

A.三氧化硫、氧气B.二氧化硫、三氧化硫、氧气

C.二氧化硫、氧气D.二氧化硫、三氧化硫

【答案】B

【详解】

2so2+O2w2s是可逆反应,氧气中的。为”0,通入‘七2，生成的SO3中有”0,含有阳的S03

分解时，S02中也会有"0,所以一定时间后，存在于所有物质中，故选B。

8.可逆反应2N02（g）02NO（g）+O2（g）在容积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是

)

8

A.单位时间内生成〃molO2的同时生成2AmolNO

B.用NO?、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2:2:1的状态

C.混合气体的颜色不再改变的状态

D.混合气体的总质量不再改变的状态

【答案】C

【解析】

单位时间内生成nmolO2表示正反应速率，生成2nmolNO也是表示正反应速率，该说法不

能说明正、逆反应速率相等，故不能说明反应达到平衡状态，A项错误；化学反应速率之比等

于化学计量数之比，故用NO口、NO、0?的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2：2：1的

状态不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据，B项错误；NO?为红棕色气体，和NO为无

色气体，故混合气体的颜色不再改变说明各物质的浓度不再改变，反应达到化学平衡状态，C

项正确；根据质量守恒定律可知反应前后气体的总质量始终不变，D项错误。

9.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和N02,使反应S02(g)+N0z(g)wS()3(g)+NO(g)在一定条件下

达到平衡，正反应速率随时间变化的曲线如图所示。由图可得出的正确

结论是()\/

A.反应在c点达到平衡状态;1；

B.反应物浓度：a点小于8点'

C.反应物的总能量低于生成物的总能量

D.△。=八七时，SO?的转化率：a〜Z?段小于力〜c段

【答案】D

【解析】

化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，且保持

不变，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达到平衡，A项错误；a到。时正反应

速率增加，反应物浓度不断减小，B项错误；随着反应的进行，反应物浓度减小，但正反应速

率增大，说明体系温度升高，正反应是放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C

项错误；因为反应一直正向进行且a〜。段正反应速率一直在增大，故SO?的转化率：a〜6段

小于。〜。段，D项正确。

10.在一定温度下，将1molA和2molB放入容积为5L的某密闭容器中发生反应：

A(s)+2B(g)wC(g)+2D(g)。5min后达到平衡，测得容器内B的浓度减少了0.2mol•L,

9

则下列叙述不正确的是()

A.在5min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02mol-L-1-min-1

B.平衡时B的转化率为50%

C.平衡时B的体积分数约为33.3%

D.初始时的压强与平衡时的压强比为4:5

【答案】C

【解析】

测得容器内B的浓度减少了0.2mol-L-',则C的浓度增加量为0.1mol-L-1,因此在5min

内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为以粤^一=0.02mol-r'-min-1,A项正确；

5mm

消耗B的物质的量为0.2mol•L'X5L=1mol,则平衡时B的转化率为产10096=50%,

2mol

B项正确；消耗B的物质的量为1mol,生成C、D的物质的量分别为0.5mol、1mol,A是固

体，所以平衡时B的体积分数为一厂一rX100%=40%,C项错误；一定条件下

1mol+一0.登5mo匕l+1moi

气体压强之比等于气体的物质的量之比，A是固体，所以初始时的压强与平衡时的压强比为

2inO

；-----7_i7177।；-----7=4:5,D项正确。

1mol十0.5mol+1mol

11.在某一容积为5L的密闭容器内，加入0.2mol的C0和0.2mol的比0,在催化剂存在的

条件下高温加热，发生如下反应：C0(g)+H20(g)^C02(g)+H2(g)o反应中C0?的浓度随时间变

化情况如图：

(1)根据图中数据，反应开始至达到平衡时，C0的反应速率为,反应达平衡时，C(H2)

(2)判断该反应达到平衡的依据是(填序号)。

①C0减小的速率和CO,减小的速率相等

②C0、比0、CO?、巴的浓度都相等

③CO、HQ、C02、%的浓度都不再发生变化

10

【答案】(1)0.003molmin，0.03mol•L^'(2)①③

【解析】

(D由图知,反应10min达到平衡，C02浓度增加了0.03mol-L\则C0浓度减小0.03mol•L

r,所以“CO)=则一=0.003mol•L-•min%由于起始时出的浓度为0,所以达

°,°：130min•1

到平衡时C(H2)=0.03mol•L%

(2)C0减小的速率是正反应速率，C0?减小的速率是逆反应速率，当二者相等时，P,E(C0)="

(CO),可逆反应达到平衡；反应达到平衡时，各组分的浓度不再发生变化。

能力练

11.(2020•卢龙县中学高一月考)一定温度下，在1L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右图所示。下列描述正确的是()

A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol/(L•s)

B.3时，Z和X的浓度相等，达到了化学平衡状态

C.反应进行到10s时，Y的正逆反应速率都等于0

D.反应的化学方程式为：X(g)+Y(g)#Z(g)

【答案】A

【分析】

由图像可知，X、Y的物质的量逐渐减小，是反应物；Z的物质的量逐渐增加，是生成物；10s

时，根据速率公式计算Z的化学反应速率；各物质的物质的量不再变化，达到平衡状态；体积

相同、时间相同，各物质的物质的量变化之比等于化学反应的计量数之比，得到化学反应方程

式，由此分析。

【详解】

A.根据化学反应速率数学表达式，HZ)=———0.158mol/(L-s),故A正确;

lOsxlL

B.达到化学平衡状态是各组分的浓度不再改变，而不是相等，故B错误；

C.反应进行到10s时，达到平衡状态；开始时到平衡逆，故C错误；

11

D.根据化学反应速率之比=化学计量数之比，因为是体积相同、时间相同，则物质的量的变化

值=化学计量数之比，即AX：AY：AZ=(1.2-0.41)mol：(1-0.21)mol：1.58mol=l：1：2,

反应方程式为:X(g)+Y(g)w2Z(g),故D错误；

答案选A。

12.(2020•广西河池市•高一期末)在一定条件下，可逆反应：X(g)+3Y(g)w2Z(g)能达到平

衡的标志是

A.Y的生成速率与X的分解速率相等

B.X、Y、Z的浓度不再变化

C.单位时间内反应3nmolY,同时生成2nmolZ

D.X、Y、Z的分子数之比保持为1：3：2

【答案】B

【分析】

当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的

一些量也不发生变化；选择判断的物理量，随着反应的进行需发生变化，当该物理量由变化到

定值时，说明可逆反应到达平衡状态，据此分析解答。

【详解】

A.对于可逆反应X(g)+3Y(g)02Z(g),由于X与Y的化学计量数不相等，Y的生成速率与X的

分解速率相等，不能说明正逆反应速率相等，说明没有达到平衡状态，故A不符合题意；

B.X、Y、Z的浓度不再变化即其百分含量不变，说明达到平衡状态，故B符合题意；

C.单位时间内反应3nmolY,同时生成2nmolZ,都表示正反应方向的速率，无法判断正逆反应

速率相等，故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，则X、Y、Z的物质的

量之比不一定是1：3：2,即X、Y、Z的分子数之比不一定是1：3：2,故D不符合题意；

答案选B。

【点睛】

同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率；不同的物质：速率之比等于方程式中的系数

比，但必须是不同方向的速率。

13.把2.5molA和2.5molB混合盛入容积为2L的密闭容器里，发生如下反应

3A(g)+B(g)UxC(g)+2D(g)，经5s反应达平衡，在此5s内C的平均反应速率为0.2mol*LH*s

同时生成ImolD,下列叙述中错误的是()

12

A.x=4

B.达到平衡状态时容器内气体的压强与起始时压强比为6：5

C.5s内B的反应速率v(B)=O.05mol・L、sT

D.达到平衡状态时A的物质的量为1.5mol

【答案】D

【详解】

根据C的平均反应速率可以算出5s内C的物质的量改变量为2moi。写出“三段式”进行分析;

3A(g)+B(g)0%C(g)+2D(g)

初始(mol)2.52.500

变化(mol)1.50.522

平衡(mol)1221

A.根据C和D的物质的量变化之比为2：1,可以确定x=4,A正确；

B.同温同体积下，气体的压强之比等于其物质的量之比。达到平衡时气体的总的物质的量为

6mol,起始时的物质的量为5mol,所以二者的压强之比为6：5,B正确；

C.5s内物质B消耗了0.5mol,浓度变化了0.25mol.L>,所以用B表示的化学反应速率为

0.25mol.L

=0.05molL-1C正确;

5s

D.达到平衡时物质A的物质的量为1mol,D错误;

故选Do

14.对于密闭容器中反应：N2(g)+3Hz(g)-^2NH:i(g),673K、30MPa下n(NH：J和n(Hj随时间

变化关系如图。下列叙述正确的是()

A.用同种物质表示的正反应速率：点a比点b的小

B.点c处反应达到平衡

C.点d(3时刻)和点e(t?时刻)处n(N2)不一样

D.在给定条件下，3时刻NH3的含量达到最高

【答案】D

13

【分析】

根据图像可知，a、b、c三点时，v(正)>v(逆)；d、e为平衡状态;

【详解】

A.a、b两点，氢气的浓度减小，用同种物质表示的正反应速率：点a比点b的大，A错误；

B.点c处v(正)>v(逆)，反应未达到平衡，B错误；

C点d(加时刻)和点e(t［时刻)处v(正)=v(逆),nW)一样,C错误；

D.在给定条件下，3时刻反应达到平衡状态，则NL的含量达到最高，D正确；

答案为D

15.在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g)^2Z(g),已知X2、丫2、Z的起始浓度分别

为O.lmoLLT、0.3molL-'>0.2molL-',在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有

可能是()

A.Y为0.2molL7iB.Y?为Q35molL7i

C.X2为0.2mol.LTD.Z^0.4molL-'

【答案】B

【详解】

若反应向正反应进行到达平衡，X>丫2的浓度最小，Z的浓度最大，假定完全反应，则：

X2(g)+Y2(g)^2Z(g)

起始(mol/L)0.10.30.2

，若反应逆正反应进行到达平衡，、、丫2的浓度最大，Z

转化(mol/L)0.10.10.2

平衡(mol/L)00.20.4

X2(g)+Y2(g)^2Z(g)

起始(mol/L)0.10.30.2

的浓度最小，假定完全反应，则:

转化(mol/L)0.10.10.2

平衡(mol/L)0.20.40

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)<0.2,0.2<C(Y2)<0.4,

0<c(Z)<0.4,故B正确、ACD错误；

答案选B。

【点睛】

化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从

哪个方向开始，物质都不能完全反应，若反应向正反应进行到达平衡，X2,Y2的浓度最小，

14

z的浓度最大；若反应逆正反应进行到达平衡，X2,丫2的浓度最大，Z的浓度最小；利用极

限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值。

16.(1)一定温度下，在密闭容器内进行某化学反应，气体X、Y的物质的量随反应时间变化的

曲线如图所示。

①写出该反应的化学方程式:

②在小和友时正反应速率分别为匕和外，则二者大小关系为匕丹(填或

③在小友和功三个时刻中，反应程度最大的是(填"V"犷或

⑵一定温度下，将一定量的反和乩充入固定体积的密闭容器中进行反应：N2(g)+

3叫高端化曹压2灿(或。

①下列描述能说明该可逆反应达到化学平衡状态的有0

A.容器内的压强不变

B.容器内气体的密度不变

C.相同时间内有3molH—H键断裂，有6molN—H键形成

D.C(N2):C(H2):C(NH3)=1:3:2

E.NL的质量分数不再改变

②若起始时向容器中充入10mol•LT的N?和15mol•的上」0min时测得容器内NH3浓度

为1.5mol-L_1o10min内用岫表示的反应速率为；此时乩的转化率为。

【答案】⑴①3Y(g)2X(g)②)③G

(2)(DAE②0.075mol-L-1•min-115%

【解析】

(1)①随着时间变化，Y的物质的量减少、X的物质的量增加，即Y为反应物、X为生成物，依

据物质的量变化量之比等于化学计量数之比，可得化学方程式为3Y(g)2X(g)o

15

②随着反应的进行，反应物的浓度降低，正反应速率减慢，即匕〉公

③反应正向进行，心时刻达到化学平衡，即G时刻反应程度最大。

(2)①反应前后气体计量数之和不相等，密闭容器体积固定，未平衡时随反应进行，气体总物

质的量变化导致压强变化，因此容器内的压强不变时，说明反应达到平衡，故A项正确；各组

分都是气体，气体总质量始终保持不变，容器为恒容状态，密度保持恒定，因此密度不变不能

说明反应达到平衡状态，故B项错误；H—H键断裂和N—H键形成都说明反应向正反应方向进

行，因此不能说明反应达到平衡，故C项错误；开始时通入量未知，因此已知物质的量浓度之

比，不能判断是否达到平衡，故D项错误；根据化学平衡状态的定义，NFh的质量分数不变，

说明反应达到平衡，故E项正确。

1.5mol・L-'

②根据化学反应速率的表达式，*NHJ=―G7瓦—=0.15mol•r1-min-1,化学反应速率

♦限

1-1

之比等于化学计量数之比，r(N2)=2=0.075mol•L^•min；消耗乩的物质的量浓

32.25mol•L-1

度为］XL5mol•L-l=2.25mol•L_1,H2的转化率为正mol•义100%=15%。

17.(2020•费县第二中学高一月考)(1)在2L的密闭容器中放入4molN2O5,发生如下反应:

2N205(g)^^4N02(g)+02(g)»反应至5min时，测得N2O5转化了20%,则“(N02)为—；

5min时，用。5在混合气体中的体积分数是—。

(2)某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如

①该反应的化学方程式为0

②若X、Y、Z均为气体，2min时反应达到平衡，此时体系内压强与开始时的压强之比为。

③若X、Y、Z均为气体，则达平衡时，容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时

(填“增大”“减小”或“相等”)。

④硫酸是一种重要的化工产品，硫酸消耗量常视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前

16

硫酸的重要生产方法是“接触法”，有关反应2so2+0,答计2s的说法正确的是―(多选)。

A.该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫

B.达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为0

C.一定条件下，向某密闭容器中加入2moiSO?和1mol02,则从反应开始到达平衡的过程中,

正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等

D.在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面

的问题

【答案】0.16mol•L•min161.5%3X+Y^^2Z9：10增大ACD

【详解】

(1)反应至5min时，测得弗。5转化了20%,根据化学方程式可知，5min时各物质的物质的

量为:〃(风。5)=4moi-4molX20%=3.2mol>z?(NO>)=l.6mol,z?(0)=0.4moLr(N0)=-Q

222Lx5min

mol-L--min相同条件下，气体的体积比等于物质的量之比，则也0$在混合气体中的体积

3.2mol

分数是:X100%=61.5%；

3.2mol+1.6mol+0.4mol

(2)①反应中各物质的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,则X：Y：Z=(l-0.7)mol：

(1-0.9)mol:(0.2-0)mol=3：1：2,2min后各物质的物质的量不再变化，此反应为可逆

反应，故反应的化学方程式为3X+Y=i2Z；

②相同条件下，压强之比等于气体物质的量之比，则(0.9+0.7+0.2)mol：(1.0+1.0)mol=9：

10；

③达平衡时，容器内气体的物质的量减少，但气体总质量不变，故混合气体的平均相对分子质

量比起始投料时增大；

④A.该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以在一定条件下二氧化硫和氧气

不可能全部转化为三氧化硫，故A正确；

B.达到平衡后，正反应速率等于逆反应速率但不为0,反应仍然在进行，故B错误；

C.一定条件下，向某密闭容器中加入2molSO?和1mol0?,则从反应开始到达平衡的过程

中，反应物不断减少，正反应速率不断减小，生成物不断增加，逆反应速率不断增大，某一时

刻达到平衡，正、逆反应速率相等，故C正确；