高中化學(xué)必修二導(dǎo)學(xué)案：第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第三節(jié) 第2課時化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的控制 含答案

高中化學(xué)必修課程PAGE14-第2課時化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的控制[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.通過實驗認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的限度、可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡的含義，知道當(dāng)一定的外界條件改變時化學(xué)反應(yīng)限度可能發(fā)生改變。2.了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用。一化學(xué)反應(yīng)限度1．可逆反應(yīng)(1)定義：在同一條件下，正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向均能同時進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。(2)特征①可逆反應(yīng)在一定條件下不能進(jìn)行到底，只能進(jìn)行到一定程度，反應(yīng)有一定限度，即達(dá)到平衡狀態(tài)，此時各物質(zhì)的量都大于零；②在可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式中，用“”號代替“=”號。2．化學(xué)平衡的建立(1)對于可逆反應(yīng)2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3，在一定溫度下，將2molSO2(g)和1molO2(g)通入一定體積的密閉容器中。其化學(xué)反應(yīng)速率與時間關(guān)系如圖所示。分析回答下列問題：①反應(yīng)開始時，正反應(yīng)速率最大，原因是反應(yīng)物濃度最大；逆反應(yīng)速率為0，原因是生成物濃度為0；②反應(yīng)進(jìn)行中，正反應(yīng)速率的變化是逐漸減小，原因是反應(yīng)物濃度逐漸減??；逆反應(yīng)速率的變化是逐漸增大，原因是生成物濃度逐漸增大；③反應(yīng)一段時間(t1)后，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率的關(guān)系是大小相等，反應(yīng)物的濃度不再改變，生成物的濃度不再改變。(2)化學(xué)平衡狀態(tài)也可從逆反應(yīng)開始建立。如圖：3．化學(xué)平衡狀態(tài)(1)化學(xué)平衡狀態(tài)的概念：如果外界條件(溫度、濃度、壓強等)不發(fā)生改變，當(dāng)可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)，稱為“化學(xué)平衡狀態(tài)”，簡稱化學(xué)平衡，化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)。(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：4．影響化學(xué)反應(yīng)的限度的因素(1)決定因素：化學(xué)反應(yīng)的限度首先決定于反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)。不同的可逆反應(yīng)在給定條件下的化學(xué)反應(yīng)限度不同，反應(yīng)物的最大轉(zhuǎn)化率不同。(2)外界因素：化學(xué)反應(yīng)的限度受溫度、濃度、壓強等條件的影響。改變其中的一個條件，可以在一定程度上改變一個化學(xué)反應(yīng)的限度。要注意的是，壓強只影響有氣體物質(zhì)參與或生成的可逆反應(yīng)的限度。歸納總結(jié)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時主要有以下兩個特征：①v正＝v逆；②混合物中各組分的百分含量不變(除百分含量外其他在反應(yīng)過程中變化的量，達(dá)到平衡后均不再發(fā)生變化，即“變化量達(dá)不變”)。以上兩個特征均可作為判斷可逆反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志。對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，判斷下列條件下是否平衡。條件是否平衡正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系在單位時間內(nèi)消耗了mmolA，同時生成mmolA，則v正＝v逆平衡在單位時間內(nèi)消耗了nmolB，同時消耗了pmolC，則v正＝v逆平衡v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆不一定平衡在單位時間內(nèi)生成了nmolB，同時消耗了qmolD，v正不一定等于v逆不一定平衡變化量達(dá)不變的關(guān)系混合物體系中各成分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定平衡各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡總體積、總壓強、總物質(zhì)的量一定不一定平衡壓強m＋n≠p＋q時，總壓強一定(其他條件一定)平衡m＋n＝p＋q時，總壓強一定(其他條件一定)不一定平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量(eq\x\to(M)r)eq\x\to(M)r一定，且m＋n≠p＋q平衡eq\x\to(M)r一定，且m＋n＝p＋q不一定平衡溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化，當(dāng)體系溫度一定時(其他條件一定)平衡體系的密度密度一定不一定平衡其他如體系顏色不再變化等平衡1．某可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，下列說法正確的是()①正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時進(jìn)行，兩者的速率完全相等②反應(yīng)物和生成物同時存在，兩者的濃度相同③混合物的組成比例不會因時間而改變A．①B．①③C．②D．①②③答案B解析可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，v正＝v逆≠0，且各組分的含量保持不變，故①③正確；而反應(yīng)物和生成物濃度相同，只是反應(yīng)達(dá)到的某一特殊狀態(tài)，并不一定達(dá)到平衡。2．在一定溫度下，反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()A．單位時間內(nèi)生成nmolH2，同時就有nmolHI生成B．單位時間內(nèi)有nmolH2生成，同時就有nmolI2生成C．容器內(nèi)氣體的總壓強不隨時間的變化而變化D．1個H—H鍵斷裂的同時，有2個H—I鍵斷裂答案D解析選項A，生成H2是逆反應(yīng)，生成HI是正反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)關(guān)系，如果正、逆反應(yīng)速率相等，則生成nmolH2的同時應(yīng)有2nmolHI生成，因此A選項并沒有達(dá)到化學(xué)平衡；選項B，生成H2和生成I2均是逆反應(yīng)，沒有說明正反應(yīng)速率，且不管平衡是否建立，只要反應(yīng)進(jìn)行，生成H2和I2的物質(zhì)的量之比始終為1∶1，因此B選項并不一定達(dá)到化學(xué)平衡；選項C，該反應(yīng)前后氣體總的物質(zhì)的量保持不變，在其他條件一定時，反應(yīng)從開始到反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，壓強就一直保持不變，故氣體總的壓強不變不能說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；選項D，斷裂H—H鍵是正反應(yīng)，斷裂H—I鍵是逆反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)方程式的計量數(shù)關(guān)系，斷裂1個H—H鍵的同時，有2個H—I鍵斷裂，其正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，因此D選項一定達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。理解感悟在運用“v正＝v逆”來判斷反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，要把握兩點：①既要描述正反應(yīng)，又要描述逆反應(yīng)；②根據(jù)化學(xué)方程式的計量數(shù)關(guān)系來判斷速率是否相等。只有這兩點均滿足，才能說明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。二化學(xué)反應(yīng)條件的控制1．化學(xué)反應(yīng)條件的控制(1)目的：促進(jìn)有利的化學(xué)反應(yīng)，抑制有害的化學(xué)反應(yīng)。(2)基本措施①改變化學(xué)反應(yīng)速率：改變反應(yīng)物的溫度、溶液中溶質(zhì)的濃度、氣體壓強(或濃度)、固體表面積以及催化劑的合理使用等；②改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的限度：改變可逆反應(yīng)體系的溫度、溶液中溶質(zhì)的濃度、氣體壓強(或濃度)等。2．提高煤的燃燒效率問題探究(1)煤燃燒時，將煤塊粉碎成煤粉的依據(jù)是與空氣中O2的接觸面積增大，煤粉燃燒更充分，反應(yīng)速率快；通入過量空氣的依據(jù)是空氣充足，煤粉燃燒充分，生成CO2，放出熱量多，若空氣不足，煤燃燒不完全，生成CO，產(chǎn)生熱量減少，且會造成污染。(2)選擇保溫隔熱且耐熱的爐(灶)膛材料的主要目的是防止熱量散失。(3)充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量可采取的措施是將燃燒后的廢氣通過交換裝置，供其他方面使用。歸納總結(jié)1．提高燃料的燃燒效率的措施(1)盡可能使燃料充分燃燒，提高能量的轉(zhuǎn)化率。關(guān)鍵是燃料與空氣或氧氣要盡可能充分接觸，且空氣要適當(dāng)過量。(2)盡可能充分利用燃料燃燒所釋放出的熱能，提高熱能的利用率。2．提高燃料的燃燒效率的意義在于節(jié)約能源、節(jié)省資源、減少污染。3．將煤塊粉碎、經(jīng)脫硫處理、在適當(dāng)過量的空氣中燃燒，這樣處理的目的是()①使煤充分燃燒，提高煤的利用率②減少SO2的產(chǎn)生，避免造成“酸雨”③減少有毒的CO產(chǎn)生，避免污染空氣④減少CO2的產(chǎn)生，避免“溫室效應(yīng)”A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②③④答案A解析煤塊粉碎是為了提高煤的利用率；脫硫是為了減少SO2的產(chǎn)生；過量空氣是為了減少CO的產(chǎn)生。4．下列措施可以提高燃料燃燒效率的是()①提高燃料的著火點②降低燃料的著火點③將固體燃料粉碎④將液體燃料霧化處理⑤將煤進(jìn)行氣化處理⑥通入適當(dāng)過量的空氣A．①③④⑤ B．②③⑤⑥C．③④⑤⑥ D．①②③④答案C解析理論上，提高燃料燃燒效率的常用方法是增大燃料與空氣的接觸面積，并通入適當(dāng)過量的空氣。對于①和②，由于燃料的著火點是其固有的性質(zhì)，不可改變，故這兩項措施不可行。③、④、⑤所采取的措施均是為了增大燃料與空氣的接觸面積。理解感悟當(dāng)今世界各國能源研究的前沿課題之一就是如何提高燃燒效率，節(jié)約能源。如果我們能把煤等燃料的燃燒利用率提高一倍，就相當(dāng)于將這些燃料的使用時間延長一倍。燃料燃燒不充分，不僅使燃料燃燒產(chǎn)生的熱量減少，浪費資源，而且還會產(chǎn)生大量的CO等氣體。這些氣體及燃燒時產(chǎn)生的固體顆粒等隨煙氣排出后，會污染空氣，危害人體健康。為了提高鍋爐的供熱效率，工業(yè)上常采用粉碎固體燃煤的方法，從而使固體燃煤可以和液體燃料一樣，采用“噴霧”式的燃燒工藝，以增大燃料與空氣的接觸面積，提高燃燒效率。煤的氣化和液化是高效、清潔地利用煤炭的重要途徑。1．化學(xué)反應(yīng)限度的調(diào)控在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保技術(shù)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，如果設(shè)法提高化學(xué)反應(yīng)的限度，下列說法錯誤的是()A．能夠節(jié)約原料和能源B．能夠提高產(chǎn)品的產(chǎn)量C．能夠提高經(jīng)濟(jì)效益D．能夠提高化學(xué)反應(yīng)速率答案D2．下列對可逆反應(yīng)的認(rèn)識正確的是()A．SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr與2HBr＋H2SO4(濃)=Br2＋SO2↑＋2H2O互為可逆反應(yīng)B．既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫可逆反應(yīng)C．在同一條件下，同時向正、逆兩個方向進(jìn)行的反應(yīng)叫可逆反應(yīng)D．電解水生成氫氣和氧氣與氫氣和氧氣點燃生成水的反應(yīng)是可逆反應(yīng)答案C解析正確理解可逆反應(yīng)定義中的“同一條件下”、“同時”、“正、逆兩個方向”等關(guān)鍵字眼。3．對于化學(xué)反應(yīng)的限度的敘述，錯誤的是()A．任何可逆反應(yīng)都有一定的限度B．化學(xué)反應(yīng)達(dá)到限度時，正、逆反應(yīng)速率相等C．化學(xué)反應(yīng)的限度與時間的長短無關(guān)D．化學(xué)反應(yīng)的限度是不可改變的答案D解析任何可逆反應(yīng)都有一定的限度，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到限度時，此時v正＝v逆，對同一可逆反應(yīng)，當(dāng)外界條件不變時，反應(yīng)的限度不變，與時間長短無關(guān)，但當(dāng)外界條件發(fā)生改變時，化學(xué)反應(yīng)的限度也會發(fā)生改變。4．在一定溫度下的恒容密閉容器中，能說明反應(yīng)X2(g)＋Y2(g)2XY(g)已達(dá)到平衡的是()A．容器內(nèi)的總壓強不隨時間變化B．容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化C．XY氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變D．X2和Y2的消耗速率相等答案C解析該反應(yīng)的特點：一是可逆反應(yīng)；二是反應(yīng)前后氣體體積相等。根據(jù)氣體壓強之比等于氣體物質(zhì)的量之比推斷，該反應(yīng)在整個反應(yīng)過程中總壓強是不變的，A項不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡；同理推斷，容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不隨時間變化而變化，B項不能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡；X2和Y2的化學(xué)計量數(shù)相等，其消耗速率始終相等。5．將NO2裝入帶有活塞的密閉容器中，當(dāng)反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡后，改變某個條件，下列敘述正確的是()A．升高溫度，氣體顏色加深，則此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．慢慢壓縮氣體體積，平衡向正反應(yīng)方向移動，混合氣體的顏色變淺C．慢慢壓縮氣體體積，若體積減小一半，壓強增大，但小于原來的兩倍D．恒溫恒容時，充入惰性氣體，壓強增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，混合氣體的顏色變淺答案C解析升高溫度，氣體顏色加深，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤；首先假設(shè)平衡不移動，壓縮體積，氣體顏色加深，但平衡向正反應(yīng)方向移動，使混合氣體的顏色在加深后的基礎(chǔ)上變淺，但一定比原平衡的顏色深，B錯誤；同理C項，首先假設(shè)平衡不移動，若體積減小一半，則壓強變?yōu)樵瓉淼膬杀叮胶庀蛘磻?yīng)方向移動，使壓強在原平衡兩倍的基礎(chǔ)上減小，正確；體積不變，反應(yīng)物及生成物濃度不變，所以正、逆反應(yīng)速率均不變，平衡不移動，顏色無變化，D錯誤。40分鐘課時作業(yè)[經(jīng)典基礎(chǔ)題]一、可逆反應(yīng)的特點及其判斷1．反應(yīng)2SO2＋O22SO3達(dá)到平衡后，再向反應(yīng)容器中充入含氧的同位素eq\o\al(18,8)O的氧氣，經(jīng)過一段時間后，eq\o\al(18,8)O原子存在于()A．O2 B．SO2C．O2和SO2 D．O2、SO2和SO3答案D解析可逆反應(yīng)在相同條件下，可以同時向兩個反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)體系中各物質(zhì)同時存在，由于三種物質(zhì)均含有氧元素，故eq\o\al(18,8)O原子可能存在于三種物質(zhì)中。2．下列反應(yīng)中可判斷為可逆反應(yīng)的是()A．氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫，氯化氫受熱分解生成氫氣和氯氣B．氮氣與氫氣在高溫、高壓、催化劑作用下可以生成氨氣，同時氨氣又分解為氮氣和氫氣C．單質(zhì)溴可以置換出碘，氯氣又可以置換出溴D．氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，次氯酸在光照條件下可分解為鹽酸和氧氣答案B二、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征3．一定溫度下，可逆反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)未達(dá)到平衡的是()A．C的生成速率與C的分解速率相等B．單位時間生成nmolA同時消耗4nmolBC．A、B、C的濃度不再變化D．C的百分含量達(dá)到最大值答案B解析化學(xué)平衡的標(biāo)志是正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等。C的生成速率是正反應(yīng)速率，C的分解速率是逆反應(yīng)速率，A項達(dá)到平衡；A、B、C各物質(zhì)的濃度不變化，是平衡狀態(tài)的宏觀表現(xiàn)，C項達(dá)到平衡；逆反應(yīng)生成nmolA，同時生成3nmolB，對于正反應(yīng)卻消耗了4nmolB，說明v正>v逆，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，B項未達(dá)到平衡；C的百分含量達(dá)到最大值，說明反應(yīng)達(dá)到限度，即D項達(dá)到平衡。4．在一定溫度下，向密閉容器中充入一定量的NO2和SO2，發(fā)生反應(yīng)：NO2＋SO2NO＋SO3(g)，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時，下列敘述正確的是()A．SO2和SO3的物質(zhì)的量一定相等B．NO2和SO3的物質(zhì)的量一定相等C．反應(yīng)混合物的總物質(zhì)的量一定等于反應(yīng)開始時NO2和SO2的總物質(zhì)的量D．SO2、NO2、NO、SO3的物質(zhì)的量一定相等答案C解析題中沒有給出各物質(zhì)的投料情況，NO2、SO2和SO3的量之間沒有必然的關(guān)系，可能相等，也可能不等，A、B、D項錯；該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，故反應(yīng)混合物的總物質(zhì)的量一定等于反應(yīng)開始時NO2和SO2的總物質(zhì)的量，C項正確。5．在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度有可能是()A．Z為0.3mol·L－1 B．Y2為0.4mol·L－1C．X2為0.2mol·L－1 D．Z為0.4mol·L－1答案A三、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷6．一定條件下，可逆反應(yīng)2A(g)B(g)＋3C(g)，在下列四種狀態(tài)中，處于平衡狀態(tài)的是()正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率A．vA＝2mol·L－1·min－1vB＝2mol·L－1·min－1B．vA＝2mol·L－1·min－1vC＝2mol·L－1·min－1C．vA＝1mol·L－1·min－1vB＝2mol·L－1·min－1D．vA＝1mol·L－1·min－1vC＝1.5mol·L－1·min－1答案D解析將逆反應(yīng)速率根據(jù)化學(xué)方程式統(tǒng)一折算成A表達(dá)的速率來表示A的生成速率，正反應(yīng)速率表示A的消耗速率，二者相等，則說明達(dá)到了平衡狀態(tài)。7．在一定溫度下，反應(yīng)A2(g)＋B2(g)2AB(g)達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志是()A．容器內(nèi)A2、B2、AB三種氣體的濃度相等B．單位時間內(nèi)有xmolA2生成，同時就有xmolB2生成C．單位時間內(nèi)有xmolA2被消耗，同時就有2xmolAB生成D．單位時間內(nèi)有xmolB2發(fā)生反應(yīng)，同時就有2xmolAB被分解答案D解析選項A，達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志是反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不再變化，而不是濃度的具體值為多少，達(dá)到平衡時各物質(zhì)的濃度大小不僅與反應(yīng)限度有關(guān)，還與起始加入的物質(zhì)的濃度有關(guān)；選項B所指的均是逆反應(yīng)，選項C所指的均是正反應(yīng)，都不能體現(xiàn)出正、逆反應(yīng)速率相等，因此是錯誤的。8．在一定溫度下的定容密閉容器中，當(dāng)物質(zhì)的下列物理量不再變化時，表明反應(yīng)：A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)已達(dá)平衡的是()A．混合氣體的壓強 B．混合氣體的密度C．B的物質(zhì)的量濃度 D．氣體的總物質(zhì)的量答案C解析根據(jù)化學(xué)方程式的特點：各物質(zhì)均為氣態(tài)且反應(yīng)前后氣體的計量數(shù)之和相等，故在反應(yīng)過程中氣體的物質(zhì)的量不變，壓強也不變；由質(zhì)量守恒，該反應(yīng)在恒容容器中進(jìn)行，體系的密度不變，故A、B、D三項中的物理量均不能作為平衡狀態(tài)的判據(jù)。四、化學(xué)反應(yīng)條件的控制9．下列措施，能使煤炭燃燒更充分，提高熱能利用率的是()A．多加煤以使?fàn)t火更旺B．把煤炭做成大煤球C．把煤中摻和一些黃泥做成蜂窩煤D．把煤粉碎，在煤粉燃燒器中燃燒答案D解析A項中只會增加煤的用量，不會使煤炭燃燒充分，也不能提高熱能的利用率；B、C項無論從煤的粉碎程度，還是空氣用量上都比不上D項。10．天然氣和液化石油氣燃燒的主要化學(xué)方程式依次為CH4＋2O2eq\o(→,\s\up7(點燃))CO2＋2H2O，C3H8＋5O2eq\o(→,\s\up7(點燃))3CO2＋4H2O。現(xiàn)有一套以天然氣為燃料的灶具，今改為燃燒液化石油氣，應(yīng)采取的正確措施是()A．減少空氣進(jìn)入量或增大石油氣進(jìn)入量B．增大空氣進(jìn)入量或減少石油氣進(jìn)入量C．減少空氣進(jìn)入量或減少石油氣進(jìn)入量D．增大空氣進(jìn)入量或增大石油氣進(jìn)入量答案B解析從燃燒的化學(xué)方程式知，燃燒單位體積的天然氣比液化石油氣耗O2少。因此，原來燒天然氣的灶具今若改燒液化石油氣，必須增大空氣進(jìn)入量或減少石油氣進(jìn)入量。[能力提升題]11．某溫度時，在一個2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，試填寫下列空白：(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________。(2)從開始至2min，Z的平均反應(yīng)速率為__________________________________________；平衡時，Y的轉(zhuǎn)化率為________；平衡時，X的濃度為________。(3)下列敘述能說明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________(填字母)。A．容器內(nèi)壓強不再發(fā)生變化B．容器內(nèi)氣體原子總數(shù)不再發(fā)生變化C．X的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化D．相同時間內(nèi)消耗2nmol的Z的同時消耗nmol的YE．相同時間內(nèi)消耗nmol的Y的同時消耗3nmol的X答案(1)3X＋Y2Z(2)0.05mol·L－1·min－110%0.35mol·L－1(3)ACD解析(1)Δn(X)＝0.3mol，Δn(Y)＝0.1mol，Δn(Z)＝0.2mol，所以3X＋Y2Z。(2)v(Z)＝eq\f(0.2mol,2min×2L)＝0.05mol·L－1·min－1，α(Y)＝eq\f(0.1mol,1.0mol)×100%＝10%，c(X)＝eq\f(0.7mol,2L)＝0.35mol·L－1。12．在一定溫度下，發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，起始時，充入的N2和H2的物質(zhì)的量分別是3.0mol和6.0mol，平衡時生成NH3的物質(zhì)的量是2.4mol。已知容器的容積為5.0L，試求：(1)H2的轉(zhuǎn)化率是____________。(2)平衡時混合氣體中N2的體積分?jǐn)?shù)是____________。答案(1)60%(2)27.3%解析N2＋3H22NH3起始3.0mol6.0mol0轉(zhuǎn)化1.2mol3.6mol2.4mol平衡1.8mol2.4mol2.4mol(1)H2的轉(zhuǎn)化率＝eq\f(3.6mol,6.0mol)×100%＝60%。(2)N2的體積分?jǐn)?shù)＝eq\f(1.8mol,1.8＋2.4＋2.4mol)×100%≈27.3%。13．已知：①工業(yè)上合成氨：N2＋3H22NH3的反應(yīng)為可逆反應(yīng)；②鐵觸媒是合成氨反應(yīng)的催化劑，能同等程度的加快合成氨的正、逆反應(yīng)速率，但不能改變合成氨反應(yīng)的限度；③在一定條件下進(jìn)行的合成氨反應(yīng)的速率隨反應(yīng)時間變化的曲線如圖所示。(1)上述合成氨反應(yīng)進(jìn)行到什么時刻達(dá)到反應(yīng)限度？(2)t3時，向反應(yīng)混合物中加入了鐵觸媒，請你在圖中畫出t3后的速率隨反應(yīng)時間變化的曲線圖。答案(1)反應(yīng)進(jìn)行到t2時刻達(dá)到反應(yīng)限度。(2)14．某溫度下，將2molCO與5molH2的混合氣體充入容積為2L的密閉容器中，在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。經(jīng)過5min后，反應(yīng)達(dá)到平衡，此時轉(zhuǎn)移電子6mol。(1)v(CH3OH)＝________mol·L－1·min－1。(2)在其他條件不變的情況下，再增加2molCO與5molH2，達(dá)到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)下列不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。a．CH3OH的質(zhì)量不變b．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變c．v逆(CO)＝2v正(H2)d．混合氣體的密度不再發(fā)生改變(4)在一定壓強下，容積為VL的容器充入amolCO與2amolH2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。則p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)，該反應(yīng)的正反應(yīng)為________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。(5)能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是________。a．及時分離出CH3OH氣體b．適當(dāng)升高溫度c．增大H2的濃度d．選擇高效催化劑答案(1)0.15(2)增大(3)cd(4)小于放熱(5)c解析(1)某溫度下，將2molCO與5molH2的混合氣體充入容積為2L的密閉容器中，經(jīng)過5min后，反應(yīng)達(dá)到平衡，依據(jù)化學(xué)方程式可知轉(zhuǎn)移電子4mol消耗CO物質(zhì)的量為1mol，則此時轉(zhuǎn)移電子6mol，消耗CO物質(zhì)的量＝eq\f(6mol,4mol)×1mol＝1.5mol，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)起始量/(mol)250變化量/(mol)1.531.5平衡量/(mol)0.521.5甲醇表示的反應(yīng)速率v(CH3OH)＝eq\f(\f(1.5mol,2L),5min)＝0.15mol·L－1·min－1。(2)在其他條件不變的情況下，再增加2molCO與5molH2，相當(dāng)于增大壓強，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，平衡正向進(jìn)行，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大。(3)CH3OH的質(zhì)量不變，物質(zhì)的量不變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a不符合；反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化，當(dāng)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，b不符合；反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比，當(dāng)滿足2v逆(CO)＝v正(H2)時，說明氫氣的正、逆反應(yīng)速率相同，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，但v逆(CO)＝2v正(H2)不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，c符合；反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變