(苏教2019必修第二册)高中化学同步讲义6.1.3化学反应的限度化学平衡状态(学生版+解析)

专题6化学反应与能量变化第一单元化学反应速率与反应限度第3课时化学反应的限度化学平衡状态[学习目标]1、了解可逆反应及特点。2、理解化学平衡状态的特征及标志，会判断可逆反应的平衡状态。3、了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。课前预习课前预习知识点01可逆反应和化学反应的限度1．可逆反应（1）概念：在同一条件下，既能向方向又能向方向进行的化学反应。（2）特征：在一定条件下，可逆反应有以下特征：①和同时进行。②和同时存在。③反应完全进行到底。（3）表示：在可逆反应的化学方程式中，用“”号代替“===”号。2．化学反应的限度根据可逆反应的特征，可知可逆反应有一定的限度。（1）说明Cl2和H2O的反应是可逆反应的证据是：氯水既含有分子，也含有等离子。化学方程式为。（2）化学反应限度的实验探究少量FeCl3溶液和过量KI溶液反应，从反应后的溶液中分离出I2的实验操作是，实验现象是。检验反应后的溶液中仍然存在Fe3+的操作和现象是。知识点02化学平衡状态1．化学平衡的建立对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在一定温度下，将2molSO2(g)和1molO2(g)通入一定体积的密闭容器中。其化学反应速率与时间关系如图所示。分析回答下列问题：（1）反应开始时：v正，v逆为，原因是。（2）反应进行中，v正逐渐，v逆逐渐，原因是。（3）反应一段时间(t1)后，v正=v逆，反应物和生成物的浓度。2．化学平衡状态（1）概念：在一定条件下，反应进行到一定程度时，相等，不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态。（2）特征：①逆：只有反应才能在一定条件下建立化学平衡状态。②等：反应达到平衡时，v正=v逆。③动：化学平衡状态是一种平衡。达到平衡状态时，正反应和逆反应都依然在进行。④定：达到平衡状态时，反应混合物的组成。⑤变：当反应条件发生改变时，原有的平衡状态打破，一段时间后反应会达到新的。知识点总结知识点总结考点1可逆反应与化学反应限度1、Cl2与H2O的反应化学方程式Cl2＋H2O=HCl＋HClO溶液中微粒三分子H2O、Cl2、HClO四离子H＋、Cl-、ClO-、OH-反应特点反应不能进行到底2、FeCl3溶液与KI溶液的反应实验步骤实验现象溶液颜色由无色变为褐色溶液分层，下层为浅绿色，上层油状液体呈紫色溶液变为血红色实验结论有I2生成有Fe2＋和I2生成下层清液中含有未反应的Fe3＋离子方程式2Fe3＋＋2I-2Fe2＋＋I2反应特点I-过量条件下，反应物Fe3＋不能完全转化为生成物，即可逆反应具有一定的限度二、可逆反应1、定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，还能向逆反应方向进行的化学反应叫做可逆反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“=”，用“”。2、特征①双向性：正反应：反应物→生成物。逆反应：反应物←生成物。注意：正逆反应的热效应相反。若正反应是吸热反应，则逆反应是放热反应。②双同性：正、逆反应是在同一条件下同时进行的。③共存性：反应物和生成物同时存在。三、化学反应限度1、化学反应的限度是在给定的条件下，可逆反应所能达到或完成的最大程度。化学反应的限度的意义在于决定了反应物在该条件下的最大转化率。2、不同的可逆反应在给定条件下的化学反应的限度不同；同一可逆反应在不同条件（如温度、浓度、压强等），其反应的限度不同。考点2化学平衡状态化学平衡状态的建立过程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逆生成物浓度为0v逆为0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逆生成物浓度不变v逆不变二、化学平衡建立过程中化学反应速率的图像：三、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。注意：(1)在化学反应中,只有可逆反应才有可能达到化学平衡状态,非可逆反应不存在化学平衡状态。(2)可逆反应在有关条件(如温度、压强等)确定的前提下才能够达到化学平衡状态,即化学平衡状态是有条件的。(3)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下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)不同条件下,同一可逆反应的化学反应限度不一定相同,当条件(温度、压强、各组分的浓度等)改变时,化学平衡也随之改变。化学平衡状态的特征逆、动、等、定、变。逆：研究对象是可逆反应。动：化学平衡是一种动态平衡，也就是说可逆反应达到动平衡状态时，反应并没有停止，正反应和逆反应仍在进行。等：化学平衡状态建立的条件是同一物质的正反应速率与逆反应速率相等，这是化学平衡最本质的特征，即v(正)=v(逆)≠0。定：在一定条件下平衡体系的混合物中，各组分的含量（反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)都保持一定(即不随时间的改变而改变)。变：化学平衡是一定条件下达到的平衡，当外界条件发生改变时，如果导致正、逆反应速率不再相等，化学平衡状态就会发生改变，进而建立新的平衡。注意：反应条件改变时，化学平衡状态可能会改变，也可能不变,如恒温、恒容条件下，向反应体系中充入一定量不参与反应的"惰性气体"，化学平衡状态不改变。3、化学平衡状态的判断依据(1)直接依据——根据速率关系①同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。②不同物质：速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，如aA＋bBcC＋dD，eq\f(v正A,v逆B)＝eq\f(a,b)。即eq\x(逆向相等)—eq\x(\a\vs4\al\co1(速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，,且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等))(2)间接依据——根据各组分的量首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。即eq\x(变量不变)—eq\x(化学反应达到平衡状态)三、化学反应限度在生活生产中的应用：1、通过改变反应条件，促进有利反应，抑制有害反应。2、通过反应改变条件，控制反应速率、提高反应物的利用率。【大招总结】可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征：①v正＝v逆；②混合物中各组分的百分含量不变(除百分含量外其他在反应过程中变化的量，达到平衡后均不再发生变化。以上两个特征可作为判断可逆反应达平衡的标志。归纳如下：1．直接标志（1）v正＝v逆a．同一种物质的生成速率等于消耗速率；b．在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比；c．在化学方程式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。（2）各组分的浓度保持一定a．各组分的浓度不随时间的改变而改变；b．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（1）在恒温恒容条件下，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）在恒温恒压条件下，反应体系中的总体积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)。（3）反应体系中混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化（适用于反应先后气体体积不等的反应）。（4）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．可逆反应的特点（1）正反应和逆反应发生的条件相同。若正向进行和逆向进行的反应所需要的条件不同，不能称为可逆反应。（2）正、逆反应同时存在，同时进行。（3）反应不能进行彻底，反应物和生成物共存。（4）能量转化互逆。若正反应吸收能量，则逆反应释放能量。4．化学反应的限度的实验探究（1）实验原理：根据可逆反应的特征，要验证一个化学反应的限度，必须检验反应体系中既存在反应物，又存在生成物。（2）实验方法：需要分别检验反应物和生成物，其中被检验的反应物必须是少量的。如在探究FeCl3与KI反应的实验中，用少量FeCl3溶液和过量KI溶液反应，在分离出I2后，再检验反应体系中是否有Fe3+存在。典型例题典型例题【例1】下列叙述中正确的是(    )A.图1表示25 min内，用Y表示的平均反应速率为0.016 mol·LB.图2可表示碳与二氧化碳反应的能量变化C.图3表示在钢铁内部电子由碳一侧流向铁一侧D.图4表示反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)中【答案】B【解析】由于容器体积不知，故无法根据浓度变化计算平均反应速率，A项错误；生成物的总能量比反应物的总能量高，该反应为吸热反应，图2可表示碳与二氧化碳反应的能量变化，B项正确；铁为负极，碳为正极，电子从铁一侧流向碳一侧，C项错误；对反应2NO(g)+2CO(g)⇌

N2(g) + 2CO2(g)，若起始NO和CO加入的物质的量之比为1:2，任何时刻二者的转化率均为2:1，故NO和CO【例2】一定条件下铁可以和CO2发生反应Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g)

ΔH>0。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C(1)t1时，正、逆反应速率的大小关系为v正__________(填“>”“<”或“=(2)4 min内，CO2的转化率为____________；CO的平均反应速率(3)下列条件的改变能减慢其反应速率的是__________(填序号)。①降低温度②减少铁粉的质量③保持压强不变，充入He使容器的体积增大④保持体积不变，充入He使体系压强增大(4)下列描述能说明上述反应已达平衡状态的是__________(填序号)。①v(C②单位时间内生成nmol CO2③容器中气体压强不随时间而变化④容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化【答案】(1)>

(2)71.4%；0.125 mol·L(3)①③

(4)②④【解析】(1)因为t1时化学反应没有达到平衡状态，反应仍然向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率，即v(2)根据题给图像分析4 min内CO2的变化量为0.7 mol·L−1−0.2 mol·L−1=0.5 mol·L−1，转化率为0.5mol⋅L(3)根据影响化学反应速率的因素知降低温度，化学反应速率减慢，故①正确；因为铁粉是固体，减少铁粉的质量不影响化学反应速率，故②错误；保持压强不变，充入He使容器的体积增大相当于减小反应物和生成物的压强，化学反应速率减慢，故③正确；保持体积不变，充入He使体系压强增大，但不影响反应物和生成物的分压，所以化学反应速率不变，故④错误。(4)当v正(CO2)=单位时间内生成n

mol CO2的同时生成n

mol CO说明反应的正、逆反应速率相等，故反应前后气体体积相等的反应，容器中气体压强不随时间而变化，不能说明，故③错误；反应前后气体的物质的量不变，质量改变，所以容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化时，说明化学反应达到平衡状态，故④正确。【例3】2SO(1)该反应过程的能量变化如图1所示：由图中曲线变化可知，该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应通常用V2O5A.ΔH

B.E

C.ΔH−E

D.ΔH+E(2)在2 L绝热密闭容器中投入2 mol SO2和b mol O①10 min时，v(SO②反应达到平衡时，SO③下列情况能说明该反应达到化学平衡的是_____________________________。A.v(SOB.混合气体的密度保持不变C.t时刻，体系的温度不再发生改变

D.混合气体的总物质的量不再改变【答案】(1)放热；B(2)①0.05mol/(L·min)②70%③CD【解析】(1)由图中曲线变化可知反应物总能量高于生成物总能量，因此该反应为放热反应；该反应通常用V2O5作催化剂，加入V故答案为：放热；

B(2)①由图可知10min时生成三氧化硫是1mol，浓度变化量是0.5mol/L，v=故答案为：0.05mol/(L·min)②反应达到平衡时生成三氧化硫是1.4mol，则根据方程式可知消耗二氧化硫是1.4mol，SO2故答案为：70%③A.v(SOB.混合气体的密度始终保持不变，故B错误；C.绝热密闭容器中t时刻，体系的温度不再发生改变，说明正逆反应速率相等，达平衡状态，故C正确；D.正反应是体积减小的可逆反应，混合气体的总物质的量不再改变，说明正逆反应速率相等，达平衡状态，故D正确；故答案为：CD。

【例4】某温度时，在5L的容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。请通过计算回答下列问题。(1)反应开始至2min，Y的平均反应速率是________________。(2)分析有关数据，写出X、Y、Z的反应方程式____________________。答案：(1)0.03mol·L－1·min－1 (2)X(g)＋3Y(g)2Z(g)解析：(1)v(Y)＝eq\f(1.0mol－0.7mol,5L×2min)＝0.03mol·L－1·min－1(2)v(X)∶v(Y)∶v(Z)＝Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.1mol∶0.3mol∶0.2mol＝1∶3∶2反应方程式是X(g)＋3Y(g)2Z(g)【例5】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图所示。由图中数据分析：(1)该反应的化学方程式为_______________________________。(2)反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为________________________。(3)若在不同条件下①v(X)＝0.3mol·L－1·s－1，②v(Z)＝0.1mol·L－1·s－1，③v(Y)＝0.2mol·L－1·s－1，比较此反应在不同条件下反应速率最快的是________(填序号)。答案：(1)3X＋Y2Z (2)0.05mol·L－1·min－1(3)③解析：(1)由图可知，X、Y的物质的量随反应的进行而减小，Z的物质的量随反应的进行而增大，则X和Y为反应物，Z为生成物。Δn(X)＝1.0mol－0.7mol＝0.3molΔn(Y)＝1.0mol－0.9mol＝0.1molΔn(Z)＝0.2mol－0mol＝0.2molv(X)∶v(Y)∶v(Z)＝3∶1∶2，即反应方程式为3X＋Y2Z。(2)v(Z)＝eq\f(0.2mol,2L×2min)＝0.05mol·L－1·min－1。(3)把不同条件下的各种物质化为同一物质Y的反应速率，①v(Y)＝0.1mol·L－1·s－1，②v(Y)＝0.05mol·L－1·s－1，故可知③最快。强化训练强化训练1．已知反应X(s)⇌2Y(g)+Z(g)，在容积为1L的恒温密闭容器投入一定量X，下列叙述中不能说明反应达到平衡状态的是A．单位时间内生成1molX的同时生成1molZ B．体系的压强不再改变C．Z的体积分数不再改变 D．混合气体的密度不再改变2．对于可逆反应4NH3+5O2⇌4NO+6H2O，下列叙述正确的是A．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大B．保持容器内气体压强不变，向其中加入，化学反应速率不变C．保持容器容积不变，向其中加入，化学反应速率增大D．达到化学平衡时，4v正(O2)=5v逆(NO)3．对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-904kJ·mol-1，下列有关说法正确的是A．恒温恒容密闭容器中充入4molNH3和5molO2充分反应后放出热量为904kJB．该反应的正反应的活化能大于逆反应的活化能C．断裂1molN-H键的同时，断裂1molO-H键，说明该反应达到平衡状态D．达到平衡时，增大容器的体积，v(正)增加、v(逆)减小4．对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列叙述正确的是A．达到化学平衡时，4v正(O2)=5v逆(NO)B．若单位时间内生成nmolNO的同时，同时消耗nmolNH3，则反应达到平衡状态C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D．若单位时间内断裂4molN-H键，同时断裂6molH-O，则反应达到平衡状态5．可逆反应2NO2(红棕色)N2O4(无色)达到化学平衡时，有关说法正确的是A．反应停止了 B．体系中不存在N2O4C．红棕色消失 D．NO2浓度不再改变6．表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．中含有的中子数为B．与在一定条件下充分反应后，形成的N-H的数目为C．56g的铁与足量的浓硫酸反应转移的电子数为D．1mol苯乙烯()中只含有个碳碳双键7．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。当的浓度不再变化时，下列说法中，不正确的是A．该反应已达化学平衡状态 B．的浓度一定相等C．容器中同时存在 D．正、逆反应速率相等且不等于零8．根据下列实验操作及现象能够得到相应结论的是选项选项实验操作现象结论A将3体积与1体积混合并通过灼热的催化剂充分反应，产物依次通过溶液和品红溶液前者溶液中产生白色沉淀，后者溶液褪色与的反应为可逆反应B将铝和镁用导线连接后放入氢氧化钠溶液中，测定其正负极铝为负极，镁为正极铝比镁的金属性强C在20mL0.1mol/L溶液中滴加10mL0.1mol/LNaCl溶液，再滴加10mL0.1mol/L溶液开始生产白色沉淀，后又生成黑色沉淀溶解度：D取两支试管各加入4mL0.01mol/L酸性溶液，再分别加入2mL0.1mol/L和0.2mol/L的溶液前者比后者褪色需要时间长条件不变时，浓度越高，反应速率越快A．A B．B C．C D．D9．下列说法正确的是A．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐属于氮的固定B．氮气既可以做氧化剂，又可以做还原剂C．1mol氮气可与3mol氢气完全反应生成2mol氨气D．氮气性质稳定，因此金属镁不能与氮气反应10．一定温度下，向一恒容密闭容器中充入和，在催化剂作用下发生反比应：，下列有关说法错误的是A．温度升高，可以加快反应速率B．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率C．达到化学平衡时，生成的物质的量为D．若单位时间内消耗，同时生成，则反应达到平衡状态11．某温度下，在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：，12s时生成C的物质的量为1.2mol(过程如图所示)。下列说法中正确的是

A．2s时，用A表示反应的瞬时速率为B．b∶c＝1∶1C．图中m点达到了反应进行的限度D．12s时容器内的压强为起始压强的12．FeCl3溶液和KI溶液发生反应：2Fe3++2I-2Fe2++I2。下列关于该反应的说法正确的是A．升高温度能减慢反应速率B．增大Fe3+和I-的浓度能加快反应速率C．反应达到平衡时，溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)相等D．加入过量FeCl3溶液可使I-的转化率为100%13．下列理解不正确的是A．化学平衡是一个动态平衡B．化学平衡研究的对象主要是可逆反应C．化学反应速率是研究化学反应进行的快慢问题，化学平衡是研究化学反应进行的限度问题D．化学反应达到平衡时，正反应和逆反应速率相等，是对反应中不同物质而言14．反应X(s)+2Y(g)2W(g)

∆H=-akJ·mol-1(a＞0)，一定温度下，在恒容的密闭容器中，加入1molX和2molY发生反应，下列说法正确的是A．当容器中气体的压强不再改变时，表明该反应一定已达到平衡状态B．当达到平衡状态时，X和Y的转化率之比为1:2C．当Y与W的物质的量浓度之比为1:1时，表明该反应一定已到达平衡状态D．当容器内气体的密度不再改变时，表明该反应一定已达到平衡状态15．下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是选项反应条件可逆反应标志A恒温恒容混合气体的密度不变B恒温恒容混合气体颜色不变C恒温恒压在混合气体中的百分含量不变D恒温恒压A．A B．B C．C D．D16．一定条件下，在2L恒容密闭容器中充入一定量SO2和足量的O2发生反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)。SO2和SO3的物质的量随时间变化的关系曲线如图所示。

(1)在前5min内，以SO2的浓度变化表示的化学反应速率是。加快反应速率的措施有(提出两条)。(2)对于上述反应，下列说法正确的是(填序号)。A．2min时，v正(SO2)=v逆(SO3)B．当SO3的消耗速率等于O2消耗速率的2倍时，说明反应已达平衡状态C．容器内气体的密度保持不变，说明反应已达平衡状态D．改变条件，反应达到新平衡时可能存在c(SO2)=c(SO3)=5mol·L-1E．达到平衡后，反应生成的SO3不再分解F．平衡后，向容器中充入含O2，最终氧气、二氧化硫、三氧化硫中均存在O(3)第2min时v正(SO2)第5min时v逆(SO2)(填“>”“＜”“=”或“无法比较”)。(4)在下列方框中用微观示意图的形式表示上述反应。17．某温度下，在2L恒容的密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答：(1)该反应的化学方程式可表示为。(2)反应起始至tmin(设t＝5)，X的平均反应速率是。(3)在tmin时，该反应达到了状态，下列可判断反应已达到该状态的是(填字母，下同)。A．X、Y、Z的反应速率相等

B．X、Y的反应速率比为2∶3C．混合气体的密度不变

D．生成1molZ的同时生成2molX(4)从开始到t秒末X的转化率。(5)用一定能使该反应的反应速率增大的措施有。A．其他条件不变，及时分离出产物

B．适当降低温度C．其他条件不变，增大X的浓度

D．保持体积不变，充入Ar气使容器内压强增大(6)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amolA,同时生成3amolB；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。18．在2L的密闭容器中，充入1molN2和3molH2，在一定的条件下反应，在相同温度下，2分钟后测得平衡时NH3的物质的量为0.4mol，已知该条件下生成2molNH3放出92kJ热量。填写下列空白：(1)2分钟内，H2的平均反应速率为。反应放出热量kJ(2)N2的转化率为。(3)能说明这一反应已经达到化学平衡状态的是。A．N2的生成速率与分解的速率相等B．N2、H2、NH3的浓度相等C．容器内压强不再发生改变D．A、B、C的分子数之比为1∶3∶219．某固定容积的2L密闭容器中进行反应​。起始时加入的​均为2mol，5min后反应达到平衡，​的物质的量为3mol，求：(1)这5min内用​来表示该反应的反应速率。(2)平衡时​的物质的量浓度。(3)平衡时容器的压强为初始时压强之比。20．汽车尾气中CO、NO2在一定条件下可发生反应：。回答下列问题。(1)一定温度下，在体积不变的密闭容器中发生反应：，下列说法中可判断该反应达到平衡状态的是_______(填序号)。A．当生成nmolN2时，同时消耗2nmolNO2B．容器中混合气体的压强不再变化C．混合气体的颜色不再改变D．CO和CO2的物质的量相等(2)某温度下，将4molCO和2molNO2气体通入4L的恒容密闭容器中，发生上述反应(不考虑NO2与N2O4的转化)。反应进行到5s时，测得生成CO2的物质的量为1mol；反应进行到60s时达到平衡，此时容器内NO2与N2的物质的量相等。①0～5s内，用CO2表示的化学反应速率v(CO2)=。②5s时，容器中NO2的物质的量浓度为。③体系中起始时的压强与平衡时的压强之比为。(3)要想提高上述反应的反应速率，可采取的措施有(回答两种)。专题6化学反应与能量变化第一单元化学反应速率与反应限度第3课时化学反应的限度化学平衡状态[学习目标]1、了解可逆反应及特点。2、理解化学平衡状态的特征及标志，会判断可逆反应的平衡状态。3、了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。课前预习课前预习知识点01可逆反应和化学反应的限度1．可逆反应（1）概念：在同一条件下，既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的化学反应。（2）特征：在一定条件下，可逆反应有以下特征：①正反应和逆反应同时进行。②反应物和生成物同时存在。③反应没有完全进行到底。（3）表示：在可逆反应的化学方程式中，用“”号代替“===”号。2．化学反应的限度根据可逆反应的特征，可知可逆反应有一定的限度。（1）说明Cl2和H2O的反应是可逆反应的证据是：氯水既含有Cl2、H2O、HClO分子，也含有H+、Cl-、ClO-等离子。化学方程式为Cl2+H2OHCl+HClO。（2）化学反应限度的实验探究少量FeCl3溶液和过量KI溶液反应，从反应后的溶液中分离出I2的实验操作是向反应后的溶液中加入苯，振荡、静置，实验现象是溶液分为两层，上层为紫红色。检验反应后的溶液中仍然存在Fe3+的操作和现象是取下层液体，滴加KSCN溶液，溶液变为红色。知识点02化学平衡状态1．化学平衡的建立对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在一定温度下，将2molSO2(g)和1molO2(g)通入一定体积的密闭容器中。其化学反应速率与时间关系如图所示。分析回答下列问题：（1）反应开始时：v正最大，v逆为0，原因是反应物浓度最大，生成物浓度为0。（2）反应进行中，v正逐渐减小，v逆逐渐增大，原因是反应物浓度逐渐减小，生成物浓度逐渐增大。（3）反应一段时间(t1)后，v正=v逆，反应物和生成物的浓度不再发生变化。2．化学平衡状态（1）概念：在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态。（2）特征：①逆：只有可逆反应才能在一定条件下建立化学平衡状态。②等：反应达到平衡时，v正=v逆。③动：化学平衡状态是一种动态平衡。达到平衡状态时，正反应和逆反应都依然在进行。④定：达到平衡状态时，反应混合物的组成保持不变。⑤变：当反应条件发生改变时，原有的平衡状态打破，一段时间后反应会达到新的平衡状态。知识点总结知识点总结考点1可逆反应与化学反应限度1、Cl2与H2O的反应化学方程式Cl2＋H2O=HCl＋HClO溶液中微粒三分子H2O、Cl2、HClO四离子H＋、Cl-、ClO-、OH-反应特点反应不能进行到底2、FeCl3溶液与KI溶液的反应实验步骤实验现象溶液颜色由无色变为褐色溶液分层，下层为浅绿色，上层油状液体呈紫色溶液变为血红色实验结论有I2生成有Fe2＋和I2生成下层清液中含有未反应的Fe3＋离子方程式2Fe3＋＋2I-2Fe2＋＋I2反应特点I-过量条件下，反应物Fe3＋不能完全转化为生成物，即可逆反应具有一定的限度二、可逆反应1、定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，还能向逆反应方向进行的化学反应叫做可逆反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“=”，用“”。2、特征①双向性：正反应：反应物→生成物。逆反应：反应物←生成物。注意：正逆反应的热效应相反。若正反应是吸热反应，则逆反应是放热反应。②双同性：正、逆反应是在同一条件下同时进行的。③共存性：反应物和生成物同时存在。三、化学反应限度1、化学反应的限度是在给定的条件下，可逆反应所能达到或完成的最大程度。化学反应的限度的意义在于决定了反应物在该条件下的最大转化率。2、不同的可逆反应在给定条件下的化学反应的限度不同；同一可逆反应在不同条件（如温度、浓度、压强等），其反应的限度不同。考点2化学平衡状态化学平衡状态的建立过程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逆生成物浓度为0v逆为0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逆生成物浓度不变v逆不变二、化学平衡建立过程中化学反应速率的图像：三、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。注意：(1)在化学反应中,只有可逆反应才有可能达到化学平衡状态,非可逆反应不存在化学平衡状态。(2)可逆反应在有关条件(如温度、压强等)确定的前提下才能够达到化学平衡状态,即化学平衡状态是有条件的。(3)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下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)不同条件下,同一可逆反应的化学反应限度不一定相同,当条件(温度、压强、各组分的浓度等)改变时,化学平衡也随之改变。化学平衡状态的特征逆、动、等、定、变。逆：研究对象是可逆反应。动：化学平衡是一种动态平衡，也就是说可逆反应达到动平衡状态时，反应并没有停止，正反应和逆反应仍在进行。等：化学平衡状态建立的条件是同一物质的正反应速率与逆反应速率相等，这是化学平衡最本质的特征，即v(正)=v(逆)≠0。定：在一定条件下平衡体系的混合物中，各组分的含量（反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)都保持一定(即不随时间的改变而改变)。变：化学平衡是一定条件下达到的平衡，当外界条件发生改变时，如果导致正、逆反应速率不再相等，化学平衡状态就会发生改变，进而建立新的平衡。注意：反应条件改变时，化学平衡状态可能会改变，也可能不变,如恒温、恒容条件下，向反应体系中充入一定量不参与反应的"惰性气体"，化学平衡状态不改变。3、化学平衡状态的判断依据(1)直接依据——根据速率关系①同一物质：生成速率＝消耗速率，即v正(A)＝v逆(A)。②不同物质：速率之比＝化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，如aA＋bBcC＋dD，eq\f(v正A,v逆B)＝eq\f(a,b)。即eq\x(逆向相等)—eq\x(\a\vs4\al\co1(速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，,且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等))(2)间接依据——根据各组分的量首先分析该量是“变量”还是“恒量”，如为“恒量”，即随反应的进行永远不变，则不能作为判断平衡状态的依据；如为“变量”，即该量随反应进行而改变，当其“不变”时，则为平衡状态。即eq\x(变量不变)—eq\x(化学反应达到平衡状态)三、化学反应限度在生活生产中的应用：1、通过改变反应条件，促进有利反应，抑制有害反应。2、通过反应改变条件，控制反应速率、提高反应物的利用率。【大招总结】可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征：①v正＝v逆；②混合物中各组分的百分含量不变(除百分含量外其他在反应过程中变化的量，达到平衡后均不再发生变化。以上两个特征可作为判断可逆反应达平衡的标志。归纳如下：1．直接标志（1）v正＝v逆a．同一种物质的生成速率等于消耗速率；b．在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比；c．在化学方程式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。（2）各组分的浓度保持一定a．各组分的浓度不随时间的改变而改变；b．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（1）在恒温恒容条件下，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）在恒温恒压条件下，反应体系中的总体积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)。（3）反应体系中混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化（适用于反应先后气体体积不等的反应）。（4）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．可逆反应的特点（1）正反应和逆反应发生的条件相同。若正向进行和逆向进行的反应所需要的条件不同，不能称为可逆反应。（2）正、逆反应同时存在，同时进行。（3）反应不能进行彻底，反应物和生成物共存。（4）能量转化互逆。若正反应吸收能量，则逆反应释放能量。4．化学反应的限度的实验探究（1）实验原理：根据可逆反应的特征，要验证一个化学反应的限度，必须检验反应体系中既存在反应物，又存在生成物。（2）实验方法：需要分别检验反应物和生成物，其中被检验的反应物必须是少量的。如在探究FeCl3与KI反应的实验中，用少量FeCl3溶液和过量KI溶液反应，在分离出I2后，再检验反应体系中是否有Fe3+存在。典型例题典型例题【例1】下列叙述中正确的是(    )A.图1表示25 min内，用Y表示的平均反应速率为0.016 mol·LB.图2可表示碳与二氧化碳反应的能量变化C.图3表示在钢铁内部电子由碳一侧流向铁一侧D.图4表示反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)中【答案】B【解析】由于容器体积不知，故无法根据浓度变化计算平均反应速率，A项错误；生成物的总能量比反应物的总能量高，该反应为吸热反应，图2可表示碳与二氧化碳反应的能量变化，B项正确；铁为负极，碳为正极，电子从铁一侧流向碳一侧，C项错误；对反应2NO(g)+2CO(g)⇌

N2(g) + 2CO2(g)，若起始NO和CO加入的物质的量之比为1:2，任何时刻二者的转化率均为2:1，故NO和CO【例2】一定条件下铁可以和CO2发生反应Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g)

ΔH>0。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C(1)t1时，正、逆反应速率的大小关系为v正__________(填“>”“<”或“=(2)4 min内，CO2的转化率为____________；CO的平均反应速率(3)下列条件的改变能减慢其反应速率的是__________(填序号)。①降低温度②减少铁粉的质量③保持压强不变，充入He使容器的体积增大④保持体积不变，充入He使体系压强增大(4)下列描述能说明上述反应已达平衡状态的是__________(填序号)。①v(C②单位时间内生成nmol CO2③容器中气体压强不随时间而变化④容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化【答案】(1)>

(2)71.4%；0.125 mol·L(3)①③

(4)②④【解析】(1)因为t1时化学反应没有达到平衡状态，反应仍然向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率，即v(2)根据题给图像分析4 min内CO2的变化量为0.7 mol·L−1−0.2 mol·L−1=0.5 mol·L−1，转化率为0.5mol⋅L(3)根据影响化学反应速率的因素知降低温度，化学反应速率减慢，故①正确；因为铁粉是固体，减少铁粉的质量不影响化学反应速率，故②错误；保持压强不变，充入He使容器的体积增大相当于减小反应物和生成物的压强，化学反应速率减慢，故③正确；保持体积不变，充入He使体系压强增大，但不影响反应物和生成物的分压，所以化学反应速率不变，故④错误。(4)当v正(CO2)=单位时间内生成n

mol CO2的同时生成n

mol CO说明反应的正、逆反应速率相等，故反应前后气体体积相等的反应，容器中气体压强不随时间而变化，不能说明，故③错误；反应前后气体的物质的量不变，质量改变，所以容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化时，说明化学反应达到平衡状态，故④正确。【例3】2SO(1)该反应过程的能量变化如图1所示：由图中曲线变化可知，该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应通常用V2O5A.ΔH

B.E

C.ΔH−E

D.ΔH+E(2)在2 L绝热密闭容器中投入2 mol SO2和b mol O①10 min时，v(SO②反应达到平衡时，SO③下列情况能说明该反应达到化学平衡的是_____________________________。A.v(SOB.混合气体的密度保持不变C.t时刻，体系的温度不再发生改变

D.混合气体的总物质的量不再改变【答案】(1)放热；B(2)①0.05mol/(L·min)②70%③CD【解析】(1)由图中曲线变化可知反应物总能量高于生成物总能量，因此该反应为放热反应；该反应通常用V2O5作催化剂，加入V故答案为：放热；

B(2)①由图可知10min时生成三氧化硫是1mol，浓度变化量是0.5mol/L，v=故答案为：0.05mol/(L·min)②反应达到平衡时生成三氧化硫是1.4mol，则根据方程式可知消耗二氧化硫是1.4mol，SO2故答案为：70%③A.v(SOB.混合气体的密度始终保持不变，故B错误；C.绝热密闭容器中t时刻，体系的温度不再发生改变，说明正逆反应速率相等，达平衡状态，故C正确；D.正反应是体积减小的可逆反应，混合气体的总物质的量不再改变，说明正逆反应速率相等，达平衡状态，故D正确；故答案为：CD。

【例4】某温度时，在5L的容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。请通过计算回答下列问题。(1)反应开始至2min，Y的平均反应速率是________________。(2)分析有关数据，写出X、Y、Z的反应方程式____________________。答案：(1)0.03mol·L－1·min－1 (2)X(g)＋3Y(g)2Z(g)解析：(1)v(Y)＝eq\f(1.0mol－0.7mol,5L×2min)＝0.03mol·L－1·min－1(2)v(X)∶v(Y)∶v(Z)＝Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.1mol∶0.3mol∶0.2mol＝1∶3∶2反应方程式是X(g)＋3Y(g)2Z(g)【例5】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图所示。由图中数据分析：(1)该反应的化学方程式为_______________________________。(2)反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为________________________。(3)若在不同条件下①v(X)＝0.3mol·L－1·s－1，②v(Z)＝0.1mol·L－1·s－1，③v(Y)＝0.2mol·L－1·s－1，比较此反应在不同条件下反应速率最快的是________(填序号)。答案：(1)3X＋Y2Z (2)0.05mol·L－1·min－1(3)③解析：(1)由图可知，X、Y的物质的量随反应的进行而减小，Z的物质的量随反应的进行而增大，则X和Y为反应物，Z为生成物。Δn(X)＝1.0mol－0.7mol＝0.3molΔn(Y)＝1.0mol－0.9mol＝0.1molΔn(Z)＝0.2mol－0mol＝0.2molv(X)∶v(Y)∶v(Z)＝3∶1∶2，即反应方程式为3X＋Y2Z。(2)v(Z)＝eq\f(0.2mol,2L×2min)＝0.05mol·L－1·min－1。(3)把不同条件下的各种物质化为同一物质Y的反应速率，①v(Y)＝0.1mol·L－1·s－1，②v(Y)＝0.05mol·L－1·s－1，故可知③最快。强化训练强化训练1．已知反应X(s)⇌2Y(g)+Z(g)，在容积为1L的恒温密闭容器投入一定量X，下列叙述中不能说明反应达到平衡状态的是A．单位时间内生成1molX的同时生成1molZ B．体系的压强不再改变C．Z的体积分数不再改变 D．混合气体的密度不再改变【答案】C【详解】A．单位时间内生成1molX的同时生成1molZ，可以判断正逆反应速率相等，反应达到平衡；B．反应前后气体系数和不同，压强是变量，体系的压强不再改变，反应一定达到平衡状态；C．气体Y、Z生成的物质的量为2：1，Z的体积分数一直为33.3%；体积分数不是变量，不能做平衡标志；D．气体总质量会变、容器体积不变，密度是变化量，混合气体的密度不再改变，反应达到平衡；故选C。2．对于可逆反应4NH3+5O2⇌4NO+6H2O，下列叙述正确的是A．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大B．保持容器内气体压强不变，向其中加入，化学反应速率不变C．保持容器容积不变，向其中加入，化学反应速率增大D．达到化学平衡时，4v正(O2)=5v逆(NO)【答案】D【详解】A．达到化学平衡时，若增加容器体积，反应物和生成物的浓度均减小，则正逆反应速率均减小，A项错误；B．保持容器气体压强不变，加入，容器的体积会增大，反应物和生成物的浓度均减小，则正逆反应速率均减小，B项错误；C．保持容器容积不变，向其中加入，反应物和生成物的浓度都不变，化学反应速率不变，C项错误；D．时，正反应速率和逆反应速率相等，反应到达平衡状态，D项正确；答案选D。3．对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-904kJ·mol-1，下列有关说法正确的是A．恒温恒容密闭容器中充入4molNH3和5molO2充分反应后放出热量为904kJB．该反应的正反应的活化能大于逆反应的活化能C．断裂1molN-H键的同时，断裂1molO-H键，说明该反应达到平衡状态D．达到平衡时，增大容器的体积，v(正)增加、v(逆)减小【答案】C【详解】A．根据热化学方程式可知4molNH3和5molO2完全反应时反应出904kJ热量，但可逆反应不能反应完全，充入4molNH3和5molO2充分反应后放出热量小于904kJ，故A错误；B．该反应正向为放热反应，正反应活化能小于逆反应的活化能，故B错误；C．断裂1molN-H键的同时，断裂1molO-H键，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；D．达到平衡时，增大容器的体积，正逆反应速率均减小，故D错误；故选：C。4．对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列叙述正确的是A．达到化学平衡时，4v正(O2)=5v逆(NO)B．若单位时间内生成nmolNO的同时，同时消耗nmolNH3，则反应达到平衡状态C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D．若单位时间内断裂4molN-H键，同时断裂6molH-O，则反应达到平衡状态【答案】A【详解】A．平衡时正逆反应速率相等，即v正(O2)=v逆(O2)，同一方向不同物质的速率之比等于计量数之比，所以4v逆(O2)=5v逆(NO)，则4v正(O2)=5v逆(NO)，A项正确；B．生成NO和消耗NH3均为正反应，所以只要反应进行，单位时间内生成nmolNO的同时就会消耗nmolNH3，不能判断反应是否平衡，B项错误；C．增加容器体积，各物质的浓度都减小，所以正逆反应速率都减小，C项错误；D．达平衡时正逆反应速率相等，根据反应方程式可知，若单位时间内断裂12molN-H键，同时断裂12molH-O，则反应达到平衡状态。若单位时间内断裂4molN-H键，同时断裂6molH-O，说明v逆＞v正，反应没有达到平衡状态，D项错误；答案选A。5．可逆反应2NO2(红棕色)N2O4(无色)达到化学平衡时，有关说法正确的是A．反应停止了 B．体系中不存在N2O4C．红棕色消失 D．NO2浓度不再改变【答案】D【详解】A．化学平衡状态为动态平衡，达到平衡状态时正逆反应速率相等，反应不会停止，选项A错误；B．可逆反应中，反应物不可能完全转化成生成物，所以体系中一定存在N2O4，选项B错误；C．该反应为可逆反应，NO2不可能完全转化成N2O4，所以红棕色不会消失，选项C错误；D．达到平衡状态时，各组分的浓度不再变化，则NO2的浓度不再变化，选项D正确；答案选D。6．表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．中含有的中子数为B．与在一定条件下充分反应后，形成的N-H的数目为C．56g的铁与足量的浓硫酸反应转移的电子数为D．1mol苯乙烯()中只含有个碳碳双键【答案】D【详解】A．元素符号左上角的数字是质量数，左下角的数字为质子数，中子数=质量数-质子数=14-6=8，则中含有的中子数为，故A错误；B．氢气和氮气生成氨气的反应为可逆反应，无法计算生成氨气的量，故无法计算形成的N-H的数目，故B错误；C．常温下铁被浓硫酸钝化，在铁表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止浓硫酸与内部金属进一步反应，则转移的电子数小于，故C错误；D．苯环没有碳碳双键，故1mol苯乙烯()中只含有个碳碳双键，故D正确；故选D。7．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。当的浓度不再变化时，下列说法中，不正确的是A．该反应已达化学平衡状态 B．的浓度一定相等C．容器中同时存在 D．正、逆反应速率相等且不等于零【答案】B【分析】该反应为可逆反应，当的浓度不再变化时，说明反应达到平衡状态，正逆反应速率相等，平衡不再移动；【详解】A．由分析可知，该反应已达化学平衡状态，故A正确；B．的浓度不再改变，但是三者不一定相等，故B错误；C．反应为可逆反应，故容器中同时存在，故C正确；D．反应达到平衡状态，正逆反应速率相等且不等于零，故D正确。故选B。8．根据下列实验操作及现象能够得到相应结论的是选项选项实验操作现象结论A将3体积与1体积混合并通过灼热的催化剂充分反应，产物依次通过溶液和品红溶液前者溶液中产生白色沉淀，后者溶液褪色与的反应为可逆反应B将铝和镁用导线连接后放入氢氧化钠溶液中，测定其正负极铝为负极，镁为正极铝比镁的金属性强C在20mL0.1mol/L溶液中滴加10mL0.1mol/LNaCl溶液，再滴加10mL0.1mol/L溶液开始生产白色沉淀，后又生成黑色沉淀溶解度：D取两支试管各加入4mL0.01mol/L酸性溶液，再分别加入2mL0.1mol/L和0.2mol/L的溶液前者比后者褪色需要时间长条件不变时，浓度越高，反应速率越快A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A．将3体积与1体积反应，过量，品红溶液褪色，不能说明与的反应为可逆反应，故A错误；B．镁不能与氢氧化钠溶液发生自发氧化还原反应，但是铝可以，故铝为负极、镁为正极，但镁比铝活泼，故B错误；C．过量，再滴加10mL0.1mol/L溶液，直接生成，不是转化为，无法比较其溶解度的大小关系，故C错误；D．根据控制变量法的原则，在其他条件相同且草酸均过量的条件下，两支试管中只有的草酸浓度不同，浓度大的褪色快，可以得出增大反应物浓度化学反应速率加快的结论，故D正确；故答案为D。9．下列说法正确的是A．植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐属于氮的固定B．氮气既可以做氧化剂，又可以做还原剂C．1mol氮气可与3mol氢气完全反应生成2mol氨气D．氮气性质稳定，因此金属镁不能与氮气反应【答案】B【详解】A．氮的固定是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，A错误；B．氮气与氢气反应的时候会降到-3价，作为氧化剂；而与氧气反应的时候会上升到+2价，作为还原剂，B正确；C．氮气与氢气的反应为可逆反应，不可能完全转化，所以1mol氮气可与3mol氢气完全反应所生成的氨气小于2mol，C错误；D．氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，但是在高温、放电等条件下，氮气能够与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应，分别生成氮化镁、一氧化氮和氨气等，D错误；故合理选项为B。10．一定温度下，向一恒容密闭容器中充入和，在催化剂作用下发生反比应：，下列有关说法错误的是A．温度升高，可以加快反应速率B．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率C．达到化学平衡时，生成的物质的量为D．若单位时间内消耗，同时生成，则反应达到平衡状态【答案】C【详解】A．升高温度，可以加快反应速率，A正确；B．使用催化剂是为了加快反应速率，缩短到达平衡所需要的时间，提高生产效率，B正确；C．达到化学平衡时，由于转化率不可能是100%，因此生成的物质的量小于，C错误；D．若单位时间内消耗，同时生成，说明正逆反应速率相等，则反应达到平衡状态，D正确；答案选C。11．某温度下，在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：，12s时生成C的物质的量为1.2mol(过程如图所示)。下列说法中正确的是

A．2s时，用A表示反应的瞬时速率为B．b∶c＝1∶1C．图中m点达到了反应进行的限度D．12s时容器内的压强为起始压强的【答案】D【分析】图像描述的是反应物A和B的物质的量浓度随时间的变化图；【详解】A．2s内，A的物质的量的浓度的变化量为0.8-0.5=0.3mol/L，故用A表示反应的平均反应速率为，但反应物的浓度在减小，故用A表示反应的瞬时速率小于0.15mol/(L∙s)，A错误；B．12s时，B的物质的量的浓度的变化量为0.2mol/L，B的物质的量的变化量为0.4mol，C的物质的量的变化量为1.2mol，根据变化量之比等于化学计量系数之比可知b∶c＝1∶3，B错误；C．图中m点时A和B的物质的量还在减小，故未达到限度，C错误；D．恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比，起始时体系内总的气体的物质的量mol，12s时容器内气体总的物质的量mol，故12s时容器内的压强为起始压强的，D正确；故选D。12．FeCl3溶液和KI溶液发生反应：2Fe3++2I-2Fe2++I2。下列关于该反应的说法正确的是A．升高温度能减慢反应速率B．增大Fe3+和I-的浓度能加快反应速率C．反应达到平衡时，溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)相等D．加入过量FeCl3溶液可使I-的转化率为100%【答案】B【详解】A．升高温度可以加快反应速率，A选项错误；B．增大反应物浓度，可以加快反应速率，B选项正确；C．反应达到平衡时，溶液中c(Fe3+)与c(Fe2+)不变，但不一定相等，C选项错误；D．该反应是可逆反应，存在反应限度，不能完全转化，D选项错误；答案选B。13．下列理解不正确的是A．化学平衡是一个动态平衡B．化学平衡研究的对象主要是可逆反应C．化学反应速率是研究化学反应进行的快慢问题，化学平衡是研究化学反应进行的限度问题D．化学反应达到平衡时，正反应和逆反应速率相等，是对反应中不同物质而言【答案】D【详解】A．化学平衡状态的本质为，是一个动态平衡，故A不选；B．可逆反应才存在化学平衡，即化学平衡研究的对象主要是可逆反应，故B不选；C．化学反应速率是指表示化学反应进行的快慢；化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态，即化学反应进行的程度，故C不选；D．化学反应达到平衡时，正反应和逆反应速率相等，是对同种物质而言，其生成速率和消耗速率相等，不同种物质的速率之比和系数成正比，判据错误，故选D。答案选D。14．反应X(s)+2Y(g)2W(g)

∆H=-akJ·mol-1(a＞0)，一定温度下，在恒容的密闭容器中，加入1molX和2molY发生反应，下列说法正确的是A．当容器中气体的压强不再改变时，表明该反应一定已达到平衡状态B．当达到平衡状态时，X和Y的转化率之比为1:2C．当Y与W的物质的量浓度之比为1:1时，表明该反应一定已到达平衡状态D．当容器内气体的密度不再改变时，表明该反应一定已达到平衡状态【答案】D【详解】A．因为反应前后气体分子数相等，随反应进行混合气的压强始终不变，当容器中气体的压强不再改变时，反应不一定达平衡状态，A不正确；B．反应前，加入1molX和2molY，起始投入量之比等于化学计量数之比，当达到平衡状态时，X和Y的转化率之比为1:1，B不正确；C．当Y与W的物质的量浓度之比为1:1时，反应物的转化率为50%，正、逆反应速率不一定相等，则该反应不一定达平衡状态，C不正确；D．混合气的质量在不断改变，则混合气的密度始终改变，当容器内气体的密度不再改变时，反应达平衡状态，D正确；故选D。15．下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是选项反应条件可逆反应标志A恒温恒容混合气体的密度不变B恒温恒容混合气体颜色不变C恒温恒压在混合气体中的百分含量不变D恒温恒压A．A B．B C．C D．D【答案】B【详解】A．反应前后混合气体的质量和容器容积均是不变的，混合气体的密度一直不变，所以不一定是平衡状态，A错误。B．为红棕色气体，容器内混合气体的颜色不变，浓度不变，正逆反应速率相等，化学反应达到平衡状态，B正确。C．反应中和的生成量之比始终为，故在混合气体中的百分含量始终保持不变，故在混合气体中的百分含量不变无法判断反应是否达到平衡状态，C错误。D．，无法判断正逆反应速率相等，故无法判断化学反应是否达到平衡状态，D错误。故选B。16．一定条件下，在2L恒容密闭容器中充入一定量SO2和足量的O2发生反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)。SO2和SO3的物质的量随时间变化的关系曲线如图所示。

(1)在前5min内，以SO2的浓度变化表示的化学反应速率是。加快反应速率的措施有(提出两条)。(2)对于上述反应，下列说法正确的是(填序号)。A．2min时，v正(SO2)=v逆(SO3)B．当SO3的消耗速率等于O2消耗速率的2倍时，说明反应已达平衡状态C．容器内气体的密度保持不变，说明反应已达平衡状态D．改变条件，反应达到新平衡时可能存在c(SO2)=c(SO3)=5mol·L-1E．达到平衡后，反应生成的SO3不再分解F．平衡后，向容器中充入含O2，最终氧气、二氧化硫、三氧化硫中均存在O(3)第2min时v正(SO2)第5min时v逆(SO2)(填“>”“＜”“=”或“无法比较”)。(4)在下列方框中用微观示意图的形式表示上述反应。【答案】(1)0.8mol·L-1·min-1升高温度、加催化剂、增加SO2或O2浓度、加压等(2)BF(3)>(4)【详解】（1）在前5min内，v(SO2)=mol/(L·min)；加快反应速率的措施有升高温度、加催化剂、增加SO2或O2浓度、加压等，故答案为：0.8；升高温度、加催化剂、增加SO2或O2浓度、加压等；（2）A．由图可知，2min时反应正向进行，则v正(SO2)>v逆(SO3)，A错误；B．SO3的消耗为逆速率，O2消耗为正速率，当SO3的消耗速率等于O2消耗速率的2倍时，则正反应速率等于逆反应速率，反应平衡，B正确；C．根据密度公式，，根据质量守恒定律，m是恒定不变的，且容器为恒容容器，则密度不是变量，则密度保持不变，不能证明反应达到平衡，C错误；D．容器的体积为2L，则根据方程式和题给条件可知，两者的物质的量可能相等，此时两者的物质的量都为5mol，其浓度为c(SO2)=c(SO3)=2.5mol·L-1，D错误；E．化学反应平衡是动态平衡，平衡时反应依然在进行，E错误；F．化学反应平衡是动态平衡，平衡时反应依然在进行，则平衡后，向容器中充入含O2，最终氧气、二氧化硫、三氧化硫中均存在O，F正确；故选BF；（3）由图可知，2min时反应正向进行，随着反应继续进行，正速率减小，5min时反应达到平衡，平衡时正、逆反应速率相等，则第2min时v正(SO2)>第5min时v逆(SO2)；（4）2SO2+O22SO3为可逆反应，反应不能完全进行，反应后，将有SO2、O2、SO3三种物质共存，并且原子个数不变，用微观示意图的形式表示该反应为：

，故答案为：

。17．某温度下，在2L恒容的密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答：(1)该反应的化学方程式可表示为。(2)反应起始至tmin(设t＝5)，X的平均反应速率是。(3)在tmin时，该反应达到了状态，下列可判断反应已达到该状态的是(填字母，下同)。A．X、Y、Z的反应速率相等

B．X、Y的反应速率比为2∶3C．混合气体的密度不变

D．生成1molZ的同时生成2molX(4)从开始到t秒末X的转化率。(5)用一定能使该反应的反应速率增大的措施有。A．其他条件不变，及时分离出产物

B．适当降低温度C．其他条件不变，增大X的浓度

D．保持体积不变，充入Ar气使容器内压强增大(6)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amolA,同时生成3amolB；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。【答案】2X(g)3Y(g)＋Z(g)0.08mol·L-1·min-1化学平衡D33.3%C①③⑥【分析】根据图示中反应物的减少量与生成物的增加量确定化学方程式；根据所给条件中各组分的速率或浓度是否发生变化判断反应是否达到平衡状态；根据影响化学反应速率的因素判断化学反应速率的变化，据此分析。【详解】(1)由图象可以看出，X的物质的量逐渐减小，则X为反应物，Y、Z的物质的量逐渐增多，作为Y、Z为生成物，当反应到达tmin时，∆n(X)=0.8mol，∆n(Y)=1.2mol，∆n(Z)=0.4mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，∆n(X)：∆n(Y)：∆n(Z)=2：3：1，则所以反应的化学方程式为：2X(g)3Y(g)＋Z(g)；(2)某物质的化学反应速率等于这段时间内浓度的变化量与这段时间的比值，故X的平均反应速率v===0.08mol·L-1·min-1；(3)tmin时体系中各物质的物质的量不再发生变化，说明反应已经达到了化学平衡状态；A选项中由于各物质的化学计量数不等，则X、Y、Z的反应速率相等不能说明是否达到平衡状态，故A错误；B选项中由于化学反应速率之比等于化学计量数之比，但没有明确物质的生成速率还是反应速率，当X为消耗速率Y为生成速率时无论是否达到平衡状态，X、Y的反应速率比都为2：3，故B错误；C选项中由于反应在体积不变的密闭容器中进行，反应过程中气体的体积不变，质量不变，则混合气体的密度不变，不能判断是否达到平衡状态，故C错误；D选项中生成1molZ的同时生成2molX，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D正确；答案选D；(4)转化率等于这段时间内反应掉的物质的物质的量与物质的总物质的量的比值，故物质X的转化率==33.3%；(5)A选项，其他条件