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人教版 (新课标)必修2第三节 化学反应的速率和限度教案
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这是一份人教版 (新课标)必修2第三节 化学反应的速率和限度教案，共21页。
第三节 化学反应的速率和限度
日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应，有的反应进行地轰轰烈烈瞬间完成(如图1烟花的燃放)，而有些反应却是在潜移默化中完成的(如图2铁的生锈)，有的则需要上亿年的时间(如煤、石油的形成)。所以有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢，那么我们在日常生活中怎样判断一个化学反应的快慢呢？我们如何能改变化学反应的快慢呢？
一、化学反应的速率
1．化学反应速率的含义及表示方法
—表示化学反应进行__快慢__的物理量
∣
—
∣
—__v＝__
∣
—__mol·L－1·s－1__或__mol－1·L－1·min－1__
∣
—
点拨：在一定温度下，固体和纯液体的浓度是恒定常数，故不能用固体和纯液体物质表示化学反应速率。
2．外界因素对化学反应速率的影响
(1)温度。
实验操作
实验现象
产生气泡由快到慢的顺序：__C＞B＞A__
实验结论
升高温度，反应速率__增大__；降低温度，反应速率__减小__
(2)催化剂。
实验操作
实验现象
产生气泡速率的相对大小：__b＞a__，__c＞a__
实验结论
催化剂能__加快__H2O2分解的反应速率
(3)其他影响因素：除温度、催化剂外，固体的__表面积__、反应物的状态、溶液的__浓度__、气体的__压强__、溶剂和光照等都可以影响化学反应速率。
点拨：反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。
二、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均能进行的化学反应。
(2)特点。
—反应物生成物
∣
—正、逆反应是在同一条件下同时进行的
∣
—反应物和生成物同时存在
2．化学反应的限度：
(1)化学平衡状态的建立。
图示：
(2)化学平衡状态的概念：在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度__不再改变__，达到一种表面静止的状态。
(3)化学反应的限度：化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下所能达到的__最大程度__，任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。
点拨：可逆反应达到化学平衡状态时，反应并没有停止，化学反应速率不等于零。
三、化学反应条件的控制
1．目的
促进有利反应
控制有害反应
2．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。
3．实例——燃料的燃烧
(1)燃料燃烧的条件。
①燃料与__空气或氧气__接触，且空气要适当过量。
②温度达到燃料的__着火点__。
(2)提高燃烧效率的措施。
①尽可能使燃料__充分燃烧__，提高能量的转化率。
②尽可能地充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。
1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是( A )
A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同
B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示
C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D．用CaCl2浓度的减少来表示其化学反应速率
解析：CaCO3是固体，H2O为液体，不能用它们表示化学反应速率；CaCl2是生成物，其浓度在反应过程中会增加。在同一反应中，选用不同的物质表示化学反应速率数值可能不同，也可能相同，但意义相同，故正确答案为A项。
2．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中正确的是( C )
A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
解析：速率之比等于化学方程式中化学计量数之比，A项，v(W)＝v(Z)；B项，3v(X)＝2v(Z)；D项，2v(W)＝3v(X)。
3．(2018·上海华东师大附中检测)下列说法正确的是( B )
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率的单位由时间单位和物质的量的单位决定
D．反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
解析：A项，化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化来表示，故错误；B项，用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比，故正确；C项，化学反应速率单位由时间单位和物质的量浓度的单位决定，故错误；D项，反应过程中，反应物浓度逐渐变小，用反应物或生成物浓度的变化量表示的化学反应速率均为正值，故错误。
4．(2018·山东潍坊高一期末)10 mL 1 mol·L－1盐酸与一小块大理石发生反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，下列措施对该反应的反应速率无影响的是( B )
A．将盐酸的温度升高10℃
B．加入一定量的CaCO3
C．加入5 mL 5 mol·L－1硝酸
D．加入5 mL H2O
解析：A项升高温度，反应速率加快；B项加入一定量的CaCO3，CaCO3是固体，对反应速率无影响；C项加入硝酸，增大了H＋浓度，反应速率加快；D项加入H2O，稀释了盐酸，H＋浓度减小，反应速率减慢。
5．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是( C )
①加热 ②不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸 ③增大稀硫酸的用量 ④不用铁片，改用铁粉
A．①② B．①③
C．②③ D．③④
解析：用98%的浓硫酸代替稀硫酸，不能增大Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑的反应速率，其原因是Fe在浓硫酸中钝化，Fe与浓硫酸反应不生成H2等。
6．(2018·广东肇庆实验中学期中)下列四支试管中，在不同条件下反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，判断产生H2的反应速率最快的是( D )
试管
盐酸浓度
温度
铁的状态
A
0.5 mol/L
20℃
块状
B
0.5 mol/L
20℃
粉末状
C
1 mol/L
35℃
块状
D
2 mol/L
35℃
粉末状
解析：盐酸浓度越大、温度越高、反应物接触面积越大，反应速率越快，故D正确。
7．下列不属于可逆反应的是( C )
A．氯气与水反应生成盐酸与次氯酸
B．N2与H2在一定条件下可以生成NH3，同时NH3又可分解为N2和H2
C．电解水生成H2和O2，氢气和氧气转化为H2O
D．SO2溶于水和H2SO3分解
解析：可逆反应指在同一条件下，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，电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气点燃生成水，反应条件不同，不是可逆反应。
8．(2018·黑龙江伊春二中期中)在密闭容器中充入PCl5，发生化学反应：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)，反应一段时间后又向其中加入37Cl2，在重新达到化学平衡状态后，37Cl原子存在于( D )
A．PCl5 B．PCl3
C．Cl2 D．三种物质中都有
解析：该反应是可逆反应，在生成产物的同时，生成物又反应产生反应物，因此反应一段时间后向其中加入37Cl2，在重新达到化学平衡状态后，37Cl原子存在于五氯化磷、三氯化磷以及氯气中，故D正确。
知识点一 化学反应速率的表示方法及注意事项
问题探究：1.某一化学反应在第5 s时的反应速率是0.2 mol·L－1·s－1的说法正确吗？
2．单位时间内，反应物消耗的物质的量越多，是不是反应速率越大？
探究提示：1.不正确。化学反应速率是平均速率，不是某时刻的瞬时速率。
2．不一定。反应物物质的量消耗得多，浓度变化不一定大。
知识归纳总结：
1．化学反应速率的表示方法
(1)计算公式：v＝。
v表示反应速率，Δc表示反应物(或生成物)浓度的变化，Δt表示反应时间的变化。
(2)单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。
用不同的单位(mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1)表示，化学反应速率可能不同，但意义相同，故表示化学反应速率必须在数值后面指明单位。
换算关系：1 mol·L－1·s－1＝60 mol·L－1·min－1
2．正确理解化学反应速率
(1)化学反应速率不论是用单位时间内反应物浓度的减小，还是用生成物浓度的增加来表示，化学反应速率均为正值。
(2)一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质，因而定量表示一个化学反应的速率时，必须指明具体物质，如v(B)。
(3)固体或纯液体的浓度为常数，即反应过程中Δc＝0，所以不用固体或纯液体的浓度变化表示化学反应速率。
(4)由于一个化学反应里各物质的化学计量数不一定相同，物质的反应速率之比等于该反应方程式中各物质的化学计量数之比。
如反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，v(N2)v(H2)v(NH3)＝132。
(5)某段时间内的反应速率实际上是这段时间内的平均速率，而非瞬时速率。
点拨：(1)各物质表示的化学反应速率之比等于该化学方程式中各物质的化学计量数之比，也等于各物质的浓度变化量之比，这是有关化学反应速率计算或换算的依据。
(2)比较同一个化学反应的反应速率的快慢时，应将反应速率转化为同一种物质，然后进行比较，且要注意单位统一。
典例1 下列关于化学反应速率的说法中正确的是( D )
A．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B．化学反应速率通常表示一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1
D．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
解析：A项，化学反应速率越大，反应现象不一定越明显，如盐酸与氢氧化钠溶液的反应；B项，固体或纯液体的浓度可视为常数，不用来表示化学反应速率；C项，0.8 mol·L－1·s－1；表示1 s的时间内，某物质的浓度变化了0.8 mol·L－1；D项，化学反应速率就是表示化学反应进行快慢的物理量。
〔变式训练1〕 (2018·聊城高一检测)反应A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45 mol·L－1·min－1；②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1；③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1；④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1。该反应进行的快慢顺序为( A )
A．④>③＝②>① B．④<③＝②<①
C．①>②>③>④ D．④>③>②>①
解析：若将各反应速率均转化为以B表示的反应速率，且以mol·L－1·s－1为单位，①、②、③、④表示的速率分别是0.022 5 mol·L－1·s－1、0.6 mol·L－1·s－1、0.6 mol·L－1·s－1、0.675 mol·L－1·s－1，故A正确。
知识点二 化学反应速率的影响因素
问题探究：
1．请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱保存食物。
2．铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时，增加铁粉的用量能否加快化学反应速率？
探究提示：1.食物腐败是因为发生了化学反应，在其他条件相同时，温度越低，化学反应越慢，人们用电冰箱把食物放置在低温下保存，以减缓食物的腐败。
2．不能。对于固态或纯液态物质，浓度可视为常数，改变其用量，浓度不发生改变，不影响化学反应速率。
知识归纳总结：
化学反应速率的影响因素
1．内因
(1)内容：反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。
(2)规律：反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之，化学反应速率越慢。
(3)实例：表面积相同的镁片和铁片分别与同浓度的盐酸反应时，前者反应速率更快。
2．外因
影响因素
影响结果
浓度
在其他条件相同时，增大反应物的浓度，v加快；减小反应物的浓度，v减慢
温度
在其他条件相同时，升高温度，v加快；降低温度，v减慢
压强
在其他条件相同时，增大气态反应物的压强，v加快；减小气态反应物的压强，v减慢
催化剂
在其他条件相同时，使用催化剂能极大地加快反应速率
固体反应物的表面积
在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快；减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢
其他
形成原电池、使用合适的溶剂等也影响化学反应速率
点拨：(1)由于增大反应物浓度造成的反应速率减慢，此时要考虑常温下铁和铝在浓硫酸和浓硝酸中的钝化。例如，铁和稀硫酸生成氢气的反应，若将稀硫酸换成浓硫酸，反应速率降低。
(2)中学阶段一般只讨论其他条件相同时，改变一个条件对化学反应速率的影响。
典例2 把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1硫酸的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示，请回答下列问题：
(1)反应时间由O→a不产生氢气的原因是__硫酸首先与铝片表面的氧化铝反应，不产生氢气__，
有关反应的化学方程式为__Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O__；
(2)反应时间由a→c产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是__放热使溶液温度升高__；
(3)反应时间从c以后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是__硫酸的浓度减小__。
解析：(1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气。(2)a→c段，虽然硫酸的浓度逐渐减小，但是该反应是放出热量的反应，反应进行中溶液温度逐渐升高，温度升高，化学反应速率增大。(3)反应时间从c以后，硫酸的浓度逐渐减小，成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐减小。
〔变式训练2〕 (2018·江西芦溪模拟)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程为：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是( D )
实验反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
解析：对于该反应来说反应物浓度越大，温度越高，反应速率越大，表中C、D温度较高，则应大于A、B的反应速率，C、D相比较，D的反应物浓度较大，则反应速率较大。
知识点三 化学反应(限度)平衡状态的判断
问题探究：1.把3 mol H2和1 mol N2充入密闭容器中反应，最终可以生成2 mol NH3吗？
2．“当可逆反应达到平衡状态时，化学反应就终止了”这种说法是否正确，为什么？
3．如何理解“正逆反应速率相等即达平衡状态”？
探究提示：1.不可以。该反应是可逆反应，当反应到一定限度后反应物就不再减少，生成物也不再增多。
2．不正确。化学反应达到平衡状态时，反应的正、逆反应速率相等，但反应并没有终止，是一种动态平衡。
3．是指同一物质的生成速率和消耗速率相等。
知识归纳总结：
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：
—化学平衡研究的对象是可逆反应
|
—达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等
|
—化学平衡是一种表面静止状态，反应并未停止，是一种动态平衡
|
—达到化学平衡状态后，各组分浓度保持不变，不随时间变化而变化
|
—外界条件发生改变时，原平衡状态将被打破，再在新条件下建立新的平衡状态
2．化学平衡状态的判断依据
直接判定依据
v(正)＝v(逆)
同一物质
生成速率等于消耗速率
不同物质
化学反应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”)
间接判定依据
各物质的某些物理量
各组成成分的质量、物质的量、分子数、物质的量浓度保持不变
各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变
典例3 (2018·山东聊城高一统考)下列关于化学反应限度的说法中正确的是( A )
A．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等且等于零
C．平衡状态时，各物质的浓度保持相等
D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
解析：平衡状态就是一个可逆反应在该条件下所能达到的最大限度，A正确；反应达到平衡时，v正＝v逆≠0，各物质的浓度保持不变但不一定相等，且当外界条件发生改变时，这种状态也会发生改变。
〔变式训练3〕 在一个不传热的固定容积的密闭容器中，可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当m、n、p、q为任意整数时，达到平衡的标志是( B )
①体系的压强不再改变
②体系的温度不再改变
③各组分的浓度不再改变
④各组分的质量分数不再改变
⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
⑥单位时间内m mol A发生断键反应，同时p mol C也发生断键反应
A．③④⑤⑥ B．②③④⑥
C．①③④⑤ D．①③④⑥
解析：判断化学平衡的根本标志是v正＝v逆，⑥中m mol A断键，则同时生成p mol C，而p mol C也发生断键反应，因此对C而言v正＝v逆，⑥正确；⑤中反应任一时刻反应速率之比都等于化学计量数之比，错误；平衡状态的直接标志是各组分的浓度不再改变，则各组分的质量分数也不再改变，③、④正确；间接标志是体系的温度不再改变，②正确；因m＋n与p＋q的相对大小不确定，故①无法确定，若m＋n＝p＋q，则压强始终不变化，则①错误。因此选B。
怎样探究温度如何影响二氧化氮和四氧化二氮的化学平衡？
温馨提示：本题实质上是考查温度对化学平衡的影响，请将反应的特点和平衡的移动联系起来。因此在考虑问题时要找出它们的联系。
条件改变→平衡移动→移动结果→移动方向→条件与反应特点关系。
化学平衡状态是在一定条件下建立的，当条件改变时，化学平衡状态会改变。
答案：该反应是可逆反应，且正反应是放热反应。在实验过程中，观察到浸入冰水中的烧瓶里的气体的混合物颜色变浅，说明二氧化氮浓度减小，四氧化二氮浓度增加，原平衡状态被破坏，平衡向正反应方向移动，即向放热反应方向移动；而浸入热水中的烧瓶中气体混合物颜色变深，说明二氧化氮浓度增加，四氧化二氮浓度减小，同样破坏了原平衡状态，说明平衡向逆反应方向移动。可见，当条件改变时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立新的平衡，即发生了化学平衡移动。
〔即时训练〕
用6 g CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取少量的CO2，反应过程中生成的CO2的体积(已折算为标准状况)随反应时间变化的情况如图所示。下列说法正确的是( D )
A．OE段表示的平均反应速率最快，可能的原因是该反应是放热反应
B．EF段用HCl浓度的减小表示的该反应的平均反应速率为0.2 mol·L－1·min－1
C．在F点收集到的CO2的体积最大
D．在G点以后收集的CO2的量不再增多，原因是稀盐酸已反应完全
解析：由图可知，1 min时间内，EF段生成的二氧化碳的体积最多，故EF段反应速率最快，故A错误；由图可知EF段生成的二氧化碳体积为672 mL－224 mL＝448 mL，二氧化碳的物质的量为＝0.02 mol，根据方程式CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O可知，Δn(HCl)＝2n(CO2)＝2×0.02 mol＝0.04 mol，故用盐酸表示该反应的平均反应速率为＝0.4 mol·L－1·min－1，故B错误；曲线上点的纵坐标的值即为该点收集的二氧化碳的体积，由图可知G点收集的二氧化碳最多，故C错误；根据反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O,6 g CaCO3完全反应生成二氧化碳应该是1.344 L，而G点是784 mL，说明CaCO3未反应完，盐酸完全反应，故D正确。
1．(2018·江苏泰兴一中质检)一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是( C )
A．该反应的化学方程式为3B(g)＋4D(g)6A(g)＋2C(g)
B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)
C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1
D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等
解析：A项，该反应中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝(1.2－0)mol∶(1.0－0.4)mol∶(1.0－0.2)mol∶(0.4－0)mol＝6∶3∶4∶2，又因为各物质的浓度最终不变，应为可逆反应，因此化学方程式为3B(g)＋4C(g)6A(g)＋2D(g)，故错误；B项，反应进行到1 s时，v(A)∶v(D)＝3∶1，故错误；C项，反应进行到6 s时，B物质的浓度改变0.3 mol/L，因此B的平均反应速率为0.05 mol/(L·s)，故正确；D项，各物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比， 故错误。
2．(2018·江苏苏州高一联考)下列各组反应中，不属于可逆反应的是( C )
A．N2＋3H22NH3和2NH3N2＋3H2
B．H2＋I22HI和2HIH2＋I2
C．2H2＋O22H2O和2H2O2H2↑＋O2↑
D．2SO2＋O22SO3和2SO32SO2＋O2
解析：根据可逆反应的定义，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反应叫做可逆反应。所以C中的反应不是可逆反应。
3．(2018·广西桂林期末质检)在光照条件下，纳米TiO2能将甲醛催化氧化成二氧化碳和水。经10小时(h)催化氧化后，某密闭空间内甲醛的浓度从2.0×10－7mol/L降到1.0×10－7mol/L，则甲醛在这段时间内的平均反应速率为( D )
A．4.0×10－8mol/(L·h) B．3.0×10－8mol/(L·h)
C．2.0×10－8mol/(L·h) D．1.0×10－8mol/(L·h)
解析：甲醛的浓度为2.0×10－7mol/L－1.0×10－7mol/L＝1.0×10－7mol/L，反应时间为10 h，因此甲醛的平均反应速率为1.0×10－8mol/(L·h)，故D正确。
4．(2018·山东青岛二中高一检测)可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，500℃时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入容积为10 L的密闭恒容容器中进行反应，则反应完成时，NH3的浓度不可能达到的值是( D )
A．0.1 mol·L－1 B．0.12 mol·L－1
C．0.05 mol·L－1 D．0.15 mol·L－1
解析：若N2与H2反应完全，则生成1.5 mol NH3，其浓度为0.15 mol·L－1，考虑可逆反应的特点，则有0
A．能够节约原料和能源
B．能够提高产品的产量
C．能够提高经济效益
D．能够提高化学反应速率
解析：提高化学反应的限度，可使更多的反应物转化为生成物，提高产品的产量，提高原料的利用率，但不一定提高化学反应速率。
6．(2018·山东烟台质检)可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是( A )
①用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1；②混合气体的颜色不改变；③混合气体的密度不再改变；④混合气体的压强不再改变；⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变；⑥c(NO2)＝c(NO)；⑦每消耗2 mol NO2的同时，也消耗2 mol NO；⑧每消耗4 mol NO2的同时又有4 mol NO2生成
A．②④⑤⑦⑧ B．①③⑤⑥⑦
C．①②⑤⑦⑧ D．全部
解析：①错误，无论达到平衡与否，各物质化学反应速率之比都等于化学计量数之比；②正确，有色气体的颜色不变，则表示NO2的浓度不再变化，说明反应已达到平衡；③错误，体积固定，反应前后气体质量守恒，密度始终不变；④正确，反应前后气体体积不等，压强不变，意味着各物质的含量不再变化；⑤正确，由于气体的质量不变，则气体的平均相对分子质量不变时，气体中各物质的物质的量不变，说明反应达到平衡；⑥错误，达平衡状态后，NO2、NO浓度保持不变，而不一定相等；⑦正确，符合v正＝v逆；⑧正确，符合v正＝v逆。
基 础 巩 固
一、选择题
1．有关反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的说法不正确的是( B )
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2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始至达到平衡的过程中，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
解析：对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为产物，反应只能进行到一定程度。在达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，最终正、逆反应速率相等，即达到平衡，此时反应物和生成物的浓度都不再随时间的变化而变化，但反应并没有停止，正、逆反应都仍在进行着。
2．在—定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是( D )
A．反应的化学方程式为：2MN
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
解析：分析本题图像可知，反应开始到时间t3时建立化学平衡。N的变化量为8 mol－2 mol＝6 mol，M的变化量为5 mol－2 mol＝3 mol，从图中可以看出N的量减少，是反应物，M的量增加，是生成物，因此该图所表示的化学反应方程式应为：2NM；t2时，M和N的物质的量相等(因反应在同一容器中进行，也可理解为浓度相等)，但正、逆反应速率并不相等，因为从图中可以看出反应并未达到平衡；t3时，已达到平衡，此时的正、逆反应速率相等；t1时，N和M的物质的量分别为6 mol和3 mol，且M、N在同一容器中，故N的浓度是M浓度的2倍。
3．可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物和生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达平衡状态的是( C )
A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
解析：本题需抓住两点分析：一是速率之比等于化学计量数之比，二是达平衡状态时正、逆反应速率相等。
4．(2018·浙江杭州学军中学模拟)一定条件下的可逆反应2NO2(红棕色)2NO(无色)＋O2(无色)，在恒压密闭容器中充入NO2，达到化学平衡状态的标志是( D )
A．反应停止了
B．NO的正反应速率与O2的逆反应速率相等
C．c(NO)∶c(O2)＝2∶1
D．气体的颜色不再变化
解析： A项，反应达到平衡时，正逆反应速率相等，但反应并没有停止，故错误；B项，NO的正反应速率与O2的逆反应速率之比为2∶1时才能确定反应达到平衡状态，故错误；C项，c(NO)∶c(O2)始终是2∶1，不能作为判断是否达到平衡的依据，故错误；D项，混合气体的颜色不再改变，说明NO2气体的浓度不变，达到平衡状态，故正确。
5．(2018·广西钦州钦南期末)一定温度下，在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应：2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下能作为该反应达到平衡标志的是( C )
A．X的分解速率与Y的消耗速率相等
B．X、Y与Z的物质的量之比为2∶1∶1
C．混合气体的密度不再变化
D．单位时间内生成1 mol Y的同时分解2 mol X
解析：A项，X的分解速率是Y生成速率的2倍，因此Y的生成速率不等于Y的消耗速率，因此没有达到平衡状态，故错误；B项，平衡时各物质浓度不再发生变化，但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系，故错误；C项，容积不变，当密度不变时说明混合气体的质量不变，又因为该反应有固体生成，故各物质的量不再变化，因此达到平衡状态，故正确；D项，生成Y和消耗X属于同一方向，因此不能作为达到平衡的标志，故错误。
6．在恒定温度下使NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡，不能判断该反应达到化学平衡的是( D )
A．v正(NH3)＝2v逆(CO2)
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
解析：反应达到平衡状态的标志有两个；一是正、逆反应速率相等；二是各物质的质量、浓度、物质的量分数等均恒定不变；B、C两项都体现了混合气体的质量、浓度等恒定不变，即正、逆反应速率相等，符合题意；D项NH3与CO2都是生成物，按比例生成，故无论平衡与否，氨气体积分数均不变。
7．将10 mol H2和5 mol N2放入10 L真空容器内，某温度下发生反应：3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)，在最初的0.2 s内，消耗H2的平均速率为0.06 mol·L－1·s－1，则在0.2 s末，容器中NH3的物质的量是( B )
A．0.12 mol B．0.08 mol
C．0.04 mol D．0.8 mol
解析：v(H2)∶v(NH3)＝3∶2，所以v(NH3)＝0.04 mol·L－1·s－1,0.2 s末时，n(NH3)＝0.04 mol·L－1·s－1×0.2 s×10 L＝0.08 mol。
8．(2018·福建厦门高一期末)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，现有下列几种说法：
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1
③2 s时物质A的转化率为70%
④2 s时物质B的浓度为0.7 mol/L－1
其中正确的是( B )
A．①③ B．①④
C．②③ D．③④
解析：题目中可以应用的信息主要是：①化学方程式中各物质的化学计量数；②有关数据。解答该题目时可以先计算出v(C)，然后根据化学计量数之比等于速率之比，解决相关计算问题。
根据v＝，v(C)＝＝0.3 mol/(L·s)
v(A)＝v(C)＝0.3 mol·L－1·s－1；
v(B)＝v(C)＝0.15 mol·L－1·s－1；
2 s时消耗A的物质的量为：
0．3 mol·L－1·s－1×2 L×2 s＝1.2 mol
所以A的转化率为×100%＝30%
2 s时，c(B)＝1 mol·L－1－0.15 mol·L－1·s－1×2 s＝0.7 mol·L－1
9．某温度下，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z。反应2 min后，测得参加反应的X2为0.6 mol·L－1，用Y2表示的反应速率v(Y2)＝0.1 mol·L－1·min－1，生成的c(Z)为0.4 mol·L－1，则该反应的化学方程式是( C )
A．X2＋2Y2===2XY2 B．2X2＋Y2===2X2Y
C．3X2＋Y2===2X3Y D．X2＋3Y2===2XY3
解析：用X2表示反应速率为v(X2)＝＝0.3 mol·L－1·min－1。用Z表示的反应速率为v(Z)＝＝0.2 mol·L－1·min－1。根据X2、Y2和Z反应速率之比即化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)＝0.3 mol·L－1·min－1∶0.1 mol·L－1·min－1∶0.2 mol·L－1·min－1＝3∶1∶2。根据原子守恒，可确定Z的化学式为X3Y。故可得出反应的化学方程式为3X2＋Y2===2X3Y。
10．(2018·湖南永州宁远一中月考)反应A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(g)，在不同情况下测得反应速率如下，其中反应速率最快的是( B )
A．v(A)＝0.15 mol·L－1·s－1
B．v(B)＝0.50 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.32 mol·L－1·s－1
D．v(D)＝5.40 mol·L－1·s－1
解析：以B的反应速率为标准进行判断。A项，v(B)＝3v(A)＝3×0.15 mol·L－1·s－1＝0.45 mol·L－1·s－1；B项，v(B)＝0.50 mol·L－1·s－1；C项，v(B)＝v(C)＝×0.32 mol·L－1·s－1＝0.48 mol·L－1·s－1；D项，v(B)＝v(D)＝×5.40 mol·L－1·min－1＝8.10 mol·L－1·min－1，即0.135 mol·L－1·s－1；综上所述，反应速率最快的是v(B)＝0.50 mol·L－1·s－1，故B正确。
二、非选择题
11．向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B，在一定条件下发生反应：
xA(g)＋yB(g)pC(g)＋qD(g)
已知：平均反应速率v(C)＝v(A)；反应2 min时，A的浓度减少了，B的物质的量减少了 mol有a mol D生成。
回答下列问题：
(1)反应2 min内，v(A)＝__ mol·L－1·min－1__，v(B)＝__ mol·L－1·min－1__；
(2)化学方程式中，x＝__2__、y＝__3__、p＝__1__，q＝__6__。
解析：(1)由题意可知：Δc(A)＝× mol·L－1＝mol·L－1，v(A)＝＝ mol·L－1·min－1，Δn(B)＝mol，则v(B)＝＝mol·L－1·min－1。
(2)根据化学反应速率之比等于Δn之比，可得
x∶y∶q＝∶∶a＝2∶3∶6，
又由于v(C)＝v(A)，所以有x∶y∶p∶q＝2∶3∶1∶6。
能 力 提 升
一、选择题
1．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( C )
①提高燃烧的着火点 ②降低燃烧的着火点
③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化
⑤将煤气化处理 ⑥通入适量的空气
A．①③④⑤ B．②③⑤⑥
C．③④⑤⑥ D．①②③④
解析：理论上，提高燃料燃烧效率的方法是增大燃料与空气的接触面积，并通入充足的空气。本题就此设问，具体解题方法有以下两种。
方法1(逐项分析)：可燃物的着火点是无法提高和降低的，①②不能提高燃料燃烧效率。将固体燃料粉碎、将液体燃料雾化、将煤气化都能增大燃料与空气的接触面积，③④⑤可提高燃料的燃烧效率。⑥通入适量的空气，也是提高燃料燃烧效率的一种方法。
方法2(排除法)：由以上分析可知，选项中有①者不可选。A、D被排除；选项中有②者不可选，B、D被排除。
2．(2018·福建宁德霞浦一中月考)在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：(甲)2X(g)Y(g) (乙)A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时，其中能表明(甲)、(乙)均达到化学平衡状态的有( C )
①混合气体的密度
②反应容器中生成物的百分含量
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比
④混合气体的压强
⑤混合气体的平均相对分子质量
⑥混合气体的总物质的量
A．①②③⑤ B．①③⑤⑥
C．②③⑤ D．②③④
解析：①甲混合气体的密度始终不变，所以不能作为平衡状态的标志，故错误；②反应容器中生成物的百分含量不变，说明各组分的量不变，达平衡状态，故正确；③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比，说明正逆反应速率相等，故正确；④乙混合气体的压强始终不变，故错误；⑤混合气体的平均相对分子质量不变，说明正逆反应速率相等，故正确；⑥乙混合气体的总物质的量始终不变，故错误。综上所述，C正确。
3．(2018·山东昌乐二中质检)化学反应条件的控制具有重要的现实意义。如下反应条件的控制中，不恰当的是( D )
A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率而加入MnO2
D．降温加快H2O2的分解速率
解析：A项，防止铁生锈，可在其表面涂一层防锈油漆，阻止铁与潮湿的空气接触；B项，面粉厂、加油站周围的空气中飘浮着可燃性的气体或粉尘，遇明火可能会发生爆炸，所以面粉厂、加油站均要严禁烟火；C项，加入MnO2，对KClO3的分解起催化作用，可以加快化学反应速率；D项，降温会使化学反应速率减小，减慢H2O2的分解速率。
4．工业上合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在实际生产中为提高合成氨的反应速率，下列说法正确的是( C )
A．温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好
B．压强越高，反应速率越快，因此采取的压强越高越好
C．催化剂能加快反应速率，因此可选用适当的催化剂
D．可向容器中加入一定量的水蒸气，使氨气溶解以提高反应速率
解析：A项，温度高反应速率快，但温度过高会消耗更多的燃料，因此实际生产中的温度不是越高越好，故错误；B项，压强大反应速率快，但压强过高会增加设备的成本，因此实际生产中的压强不是越高越好，故错误；C项，可选用适当的催化剂提高反应速率，故正确；D项，加入水蒸气会降低反应体系的温度、且氨气溶于水并不能提高反应速率，故错误。
5．(2018·河南重点中学联考)下列说法不正确的是( C )
A．化石燃料在燃烧过程中会产生污染环境的CO、SO2等有害气体
B．煤的气化和液化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径
C．在使用化石燃料时，为使之充分燃烧，需通入大量的空气
D．增大燃料与空气的接触面积可提高燃料的燃烧效率
解析：燃料燃烧时，由于空气不足；燃料与空气接触面积有限等因素会导致燃料燃烧不充分，产生的热量少，造成资源的浪费，同时还会产生有害气体污染环境。要克服这些缺点，一是增大燃料与空气的接触面积，二是发展洁净技术(如煤的气化和液化)，三是通入适量的空气(空气过量又会带走部分热量造成损失)。
6．通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中，能加快化学反应速率的是( C )
解析：扇子扇煤炉火的目的是增加反应物氧气的浓度，加快煤燃烧的速率。
7．(2018·山西大同一中月考)为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。下列说法正确的是( A )
实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 mol/L H2SO4溶液/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
A．V1＝30，V6＝10
B．反应一段时间后，实验A、E中的金属呈暗红色
C．加入MgSO4与Ag2SO4可以起与硫酸铜相同的加速作用
D．硫酸铜的量越多，产生氢气的速率肯定越快
解析：A项，反应的总体积应该相同。A组中硫酸为30 ml，那么其他组硫酸量也都为30 mL，因此V1＝30，而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜为20 mL，水为0 mL，那么总量为20 mL，因此V6＝10，故正确；B项，A中Zn反应较慢，看到金属呈灰黑色，而E中置换出大量的Cu，看到金属呈红色，故错误；C项，硫酸镁与锌不反应，不能形成原电池，故错误；D项，如果硫酸铜过多，生成的铜附着在锌表面，会阻碍锌与硫酸的反应，反而会降低反应速率，故错误。
二、非选择题
8．(2018·湖南五市十校教改共同体联考)草酸与高锰酸钾在酸性条件下发生如下反应：2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，用4.0 mL 0.001 mol·L－1 KMnO4溶液与2.0 mL 0.01 mol·L－1 H2C2O4溶液，研究反应的温度、反应物的浓度与催化剂等因素对化学反应速率的影响。改变的条件如表所示：
组别
10%硫酸体积/mL
温度/℃
其他物质
Ⅰ
2
20
Ⅱ
2
20
10滴饱和MnSO4溶液
Ⅲ
2
30
Ⅳ
1
20
1 mL蒸馏水
(1)实验I和Ⅱ可得出的结论：影响化学反应速率的因素是__催化剂__；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验I和__Ⅲ__(用I～Ⅳ表示)。
(2)实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是__确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变，实验Ⅳ中c(H＋)不同__。
解析：(1)实验I、Ⅱ中温度、浓度相同，研究了催化剂对化学反应速率的影响；研究温度对化学反应速率的影响，应保证浓度相同，且不使用催化剂，则选实验I和Ⅲ。(2)实验I和Ⅳ中，硫酸的浓度不同，可研究浓度对反应速率的影响，加1 mL蒸馏水可确保两实验中各物质浓度和总体积相等。
9．(2018·云南玉溪一中期末)在2 L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)800 ℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是__0.003_5_mol/L__。
(2)如图中表示NO2变化的曲线是__b__。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是__bc__。
a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大的是__bd__。
a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度
c．增大容器的容积 d．选择高效催化剂
解析：(1)平衡时各物质的物质的量浓度不再发生变化，则800℃反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是0.007 mol÷2 L＝0.003 5mol/L。(2)由化学方程式：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)可知，平衡时Δc(NO)∶Δc(O2)∶Δc(NO2)2∶1∶ 2，由表中数据可知，平衡时Δc(NO)＝(0.02 mol－0.007 mol)/2 L＝0.006 25 mol/L，曲线b平衡时的浓度为0.006 25 mol/L，故曲线b表示NO2的浓度变化。(3)a选项，未指明正逆反应速率，若都为同一方向速率，始终都存在v(NO2)＝2v(O2)关系，故不能说明达到平衡状态，若为不同方向的速率，速率之比等于化学计量数之比，说明达到平衡状态，所以错误；b选项，随反应进行气体的物质的量减小，压强减小，容器内压强保持不变，说明达到平衡状态，所以正确；c选项，不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，反应达到平衡状态，故v逆(NO)＝2v正(O2)，说明达到平衡状态，所以正确；d选项，反应混合气体的质量不变，容器的体积不变，密度始终不变，故容器内物质的密度保持不变。不能说明达到平衡状态，所以错误。(4)a选项，及时分离出NO2气体，反应速率降低，所以错误；b选项，适当升高温度，反应速率增大，所以正确；c选项，增大容器容积，浓度减小，反应速率减小，所以错误；d选项，选择高效的催化剂，可以增大反应速率，所以正确。
第三节 化学反应的速率和限度
日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应，有的反应进行地轰轰烈烈瞬间完成(如图1烟花的燃放)，而有些反应却是在潜移默化中完成的(如图2铁的生锈)，有的则需要上亿年的时间(如煤、石油的形成)。所以有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢，那么我们在日常生活中怎样判断一个化学反应的快慢呢？我们如何能改变化学反应的快慢呢？
一、化学反应的速率
1．化学反应速率的含义及表示方法
—表示化学反应进行__快慢__的物理量
∣
—
∣
—__v＝__
∣
—__mol·L－1·s－1__或__mol－1·L－1·min－1__
∣
—
点拨：在一定温度下，固体和纯液体的浓度是恒定常数，故不能用固体和纯液体物质表示化学反应速率。
2．外界因素对化学反应速率的影响
(1)温度。
实验操作
实验现象
产生气泡由快到慢的顺序：__C＞B＞A__
实验结论
升高温度，反应速率__增大__；降低温度，反应速率__减小__
(2)催化剂。
实验操作
实验现象
产生气泡速率的相对大小：__b＞a__，__c＞a__
实验结论
催化剂能__加快__H2O2分解的反应速率
(3)其他影响因素：除温度、催化剂外，固体的__表面积__、反应物的状态、溶液的__浓度__、气体的__压强__、溶剂和光照等都可以影响化学反应速率。
点拨：反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。
二、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均能进行的化学反应。
(2)特点。
—反应物生成物
∣
—正、逆反应是在同一条件下同时进行的
∣
—反应物和生成物同时存在
2．化学反应的限度：
(1)化学平衡状态的建立。
图示：
(2)化学平衡状态的概念：在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度__不再改变__，达到一种表面静止的状态。
(3)化学反应的限度：化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下所能达到的__最大程度__，任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。
点拨：可逆反应达到化学平衡状态时，反应并没有停止，化学反应速率不等于零。
三、化学反应条件的控制
1．目的
促进有利反应
控制有害反应
2．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。
3．实例——燃料的燃烧
(1)燃料燃烧的条件。
①燃料与__空气或氧气__接触，且空气要适当过量。
②温度达到燃料的__着火点__。
(2)提高燃烧效率的措施。
①尽可能使燃料__充分燃烧__，提高能量的转化率。
②尽可能地充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。
1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是( A )
A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同
B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示
C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D．用CaCl2浓度的减少来表示其化学反应速率
解析：CaCO3是固体，H2O为液体，不能用它们表示化学反应速率；CaCl2是生成物，其浓度在反应过程中会增加。在同一反应中，选用不同的物质表示化学反应速率数值可能不同，也可能相同，但意义相同，故正确答案为A项。
2．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中正确的是( C )
A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
解析：速率之比等于化学方程式中化学计量数之比，A项，v(W)＝v(Z)；B项，3v(X)＝2v(Z)；D项，2v(W)＝3v(X)。
3．(2018·上海华东师大附中检测)下列说法正确的是( B )
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率的单位由时间单位和物质的量的单位决定
D．反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
解析：A项，化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化来表示，故错误；B项，用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比，故正确；C项，化学反应速率单位由时间单位和物质的量浓度的单位决定，故错误；D项，反应过程中，反应物浓度逐渐变小，用反应物或生成物浓度的变化量表示的化学反应速率均为正值，故错误。
4．(2018·山东潍坊高一期末)10 mL 1 mol·L－1盐酸与一小块大理石发生反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，下列措施对该反应的反应速率无影响的是( B )
A．将盐酸的温度升高10℃
B．加入一定量的CaCO3
C．加入5 mL 5 mol·L－1硝酸
D．加入5 mL H2O
解析：A项升高温度，反应速率加快；B项加入一定量的CaCO3，CaCO3是固体，对反应速率无影响；C项加入硝酸，增大了H＋浓度，反应速率加快；D项加入H2O，稀释了盐酸，H＋浓度减小，反应速率减慢。
5．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是( C )
①加热 ②不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸 ③增大稀硫酸的用量 ④不用铁片，改用铁粉
A．①② B．①③
C．②③ D．③④
解析：用98%的浓硫酸代替稀硫酸，不能增大Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑的反应速率，其原因是Fe在浓硫酸中钝化，Fe与浓硫酸反应不生成H2等。
6．(2018·广东肇庆实验中学期中)下列四支试管中，在不同条件下反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，判断产生H2的反应速率最快的是( D )
试管
盐酸浓度
温度
铁的状态
A
0.5 mol/L
20℃
块状
B
0.5 mol/L
20℃
粉末状
C
1 mol/L
35℃
块状
D
2 mol/L
35℃
粉末状
解析：盐酸浓度越大、温度越高、反应物接触面积越大，反应速率越快，故D正确。
7．下列不属于可逆反应的是( C )
A．氯气与水反应生成盐酸与次氯酸
B．N2与H2在一定条件下可以生成NH3，同时NH3又可分解为N2和H2
C．电解水生成H2和O2，氢气和氧气转化为H2O
D．SO2溶于水和H2SO3分解
解析：可逆反应指在同一条件下，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，电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气点燃生成水，反应条件不同，不是可逆反应。
8．(2018·黑龙江伊春二中期中)在密闭容器中充入PCl5，发生化学反应：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)，反应一段时间后又向其中加入37Cl2，在重新达到化学平衡状态后，37Cl原子存在于( D )
A．PCl5 B．PCl3
C．Cl2 D．三种物质中都有
解析：该反应是可逆反应，在生成产物的同时，生成物又反应产生反应物，因此反应一段时间后向其中加入37Cl2，在重新达到化学平衡状态后，37Cl原子存在于五氯化磷、三氯化磷以及氯气中，故D正确。
知识点一 化学反应速率的表示方法及注意事项
问题探究：1.某一化学反应在第5 s时的反应速率是0.2 mol·L－1·s－1的说法正确吗？
2．单位时间内，反应物消耗的物质的量越多，是不是反应速率越大？
探究提示：1.不正确。化学反应速率是平均速率，不是某时刻的瞬时速率。
2．不一定。反应物物质的量消耗得多，浓度变化不一定大。
知识归纳总结：
1．化学反应速率的表示方法
(1)计算公式：v＝。
v表示反应速率，Δc表示反应物(或生成物)浓度的变化，Δt表示反应时间的变化。
(2)单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。
用不同的单位(mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1)表示，化学反应速率可能不同，但意义相同，故表示化学反应速率必须在数值后面指明单位。
换算关系：1 mol·L－1·s－1＝60 mol·L－1·min－1
2．正确理解化学反应速率
(1)化学反应速率不论是用单位时间内反应物浓度的减小，还是用生成物浓度的增加来表示，化学反应速率均为正值。
(2)一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质，因而定量表示一个化学反应的速率时，必须指明具体物质，如v(B)。
(3)固体或纯液体的浓度为常数，即反应过程中Δc＝0，所以不用固体或纯液体的浓度变化表示化学反应速率。
(4)由于一个化学反应里各物质的化学计量数不一定相同，物质的反应速率之比等于该反应方程式中各物质的化学计量数之比。
如反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，v(N2)v(H2)v(NH3)＝132。
(5)某段时间内的反应速率实际上是这段时间内的平均速率，而非瞬时速率。
点拨：(1)各物质表示的化学反应速率之比等于该化学方程式中各物质的化学计量数之比，也等于各物质的浓度变化量之比，这是有关化学反应速率计算或换算的依据。
(2)比较同一个化学反应的反应速率的快慢时，应将反应速率转化为同一种物质，然后进行比较，且要注意单位统一。
典例1 下列关于化学反应速率的说法中正确的是( D )
A．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B．化学反应速率通常表示一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1
D．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
解析：A项，化学反应速率越大，反应现象不一定越明显，如盐酸与氢氧化钠溶液的反应；B项，固体或纯液体的浓度可视为常数，不用来表示化学反应速率；C项，0.8 mol·L－1·s－1；表示1 s的时间内，某物质的浓度变化了0.8 mol·L－1；D项，化学反应速率就是表示化学反应进行快慢的物理量。
〔变式训练1〕 (2018·聊城高一检测)反应A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45 mol·L－1·min－1；②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1；③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1；④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1。该反应进行的快慢顺序为( A )
A．④>③＝②>① B．④<③＝②<①
C．①>②>③>④ D．④>③>②>①
解析：若将各反应速率均转化为以B表示的反应速率，且以mol·L－1·s－1为单位，①、②、③、④表示的速率分别是0.022 5 mol·L－1·s－1、0.6 mol·L－1·s－1、0.6 mol·L－1·s－1、0.675 mol·L－1·s－1，故A正确。
知识点二 化学反应速率的影响因素
问题探究：
1．请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱保存食物。
2．铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时，增加铁粉的用量能否加快化学反应速率？
探究提示：1.食物腐败是因为发生了化学反应，在其他条件相同时，温度越低，化学反应越慢，人们用电冰箱把食物放置在低温下保存，以减缓食物的腐败。
2．不能。对于固态或纯液态物质，浓度可视为常数，改变其用量，浓度不发生改变，不影响化学反应速率。
知识归纳总结：
化学反应速率的影响因素
1．内因
(1)内容：反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。
(2)规律：反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之，化学反应速率越慢。
(3)实例：表面积相同的镁片和铁片分别与同浓度的盐酸反应时，前者反应速率更快。
2．外因
影响因素
影响结果
浓度
在其他条件相同时，增大反应物的浓度，v加快；减小反应物的浓度，v减慢
温度
在其他条件相同时，升高温度，v加快；降低温度，v减慢
压强
在其他条件相同时，增大气态反应物的压强，v加快；减小气态反应物的压强，v减慢
催化剂
在其他条件相同时，使用催化剂能极大地加快反应速率
固体反应物的表面积
在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快；减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢
其他
形成原电池、使用合适的溶剂等也影响化学反应速率
点拨：(1)由于增大反应物浓度造成的反应速率减慢，此时要考虑常温下铁和铝在浓硫酸和浓硝酸中的钝化。例如，铁和稀硫酸生成氢气的反应，若将稀硫酸换成浓硫酸，反应速率降低。
(2)中学阶段一般只讨论其他条件相同时，改变一个条件对化学反应速率的影响。
典例2 把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1硫酸的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示，请回答下列问题：
(1)反应时间由O→a不产生氢气的原因是__硫酸首先与铝片表面的氧化铝反应，不产生氢气__，
有关反应的化学方程式为__Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O__；
(2)反应时间由a→c产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是__放热使溶液温度升高__；
(3)反应时间从c以后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是__硫酸的浓度减小__。
解析：(1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气。(2)a→c段，虽然硫酸的浓度逐渐减小，但是该反应是放出热量的反应，反应进行中溶液温度逐渐升高，温度升高，化学反应速率增大。(3)反应时间从c以后，硫酸的浓度逐渐减小，成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐减小。
〔变式训练2〕 (2018·江西芦溪模拟)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程为：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是( D )
实验反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
解析：对于该反应来说反应物浓度越大，温度越高，反应速率越大，表中C、D温度较高，则应大于A、B的反应速率，C、D相比较，D的反应物浓度较大，则反应速率较大。
知识点三 化学反应(限度)平衡状态的判断
问题探究：1.把3 mol H2和1 mol N2充入密闭容器中反应，最终可以生成2 mol NH3吗？
2．“当可逆反应达到平衡状态时，化学反应就终止了”这种说法是否正确，为什么？
3．如何理解“正逆反应速率相等即达平衡状态”？
探究提示：1.不可以。该反应是可逆反应，当反应到一定限度后反应物就不再减少，生成物也不再增多。
2．不正确。化学反应达到平衡状态时，反应的正、逆反应速率相等，但反应并没有终止，是一种动态平衡。
3．是指同一物质的生成速率和消耗速率相等。
知识归纳总结：
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：
—化学平衡研究的对象是可逆反应
|
—达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等
|
—化学平衡是一种表面静止状态，反应并未停止，是一种动态平衡
|
—达到化学平衡状态后，各组分浓度保持不变，不随时间变化而变化
|
—外界条件发生改变时，原平衡状态将被打破，再在新条件下建立新的平衡状态
2．化学平衡状态的判断依据
直接判定依据
v(正)＝v(逆)
同一物质
生成速率等于消耗速率
不同物质
化学反应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”)
间接判定依据
各物质的某些物理量
各组成成分的质量、物质的量、分子数、物质的量浓度保持不变
各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变
典例3 (2018·山东聊城高一统考)下列关于化学反应限度的说法中正确的是( A )
A．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等且等于零
C．平衡状态时，各物质的浓度保持相等
D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
解析：平衡状态就是一个可逆反应在该条件下所能达到的最大限度，A正确；反应达到平衡时，v正＝v逆≠0，各物质的浓度保持不变但不一定相等，且当外界条件发生改变时，这种状态也会发生改变。
〔变式训练3〕 在一个不传热的固定容积的密闭容器中，可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当m、n、p、q为任意整数时，达到平衡的标志是( B )
①体系的压强不再改变
②体系的温度不再改变
③各组分的浓度不再改变
④各组分的质量分数不再改变
⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
⑥单位时间内m mol A发生断键反应，同时p mol C也发生断键反应
A．③④⑤⑥ B．②③④⑥
C．①③④⑤ D．①③④⑥
解析：判断化学平衡的根本标志是v正＝v逆，⑥中m mol A断键，则同时生成p mol C，而p mol C也发生断键反应，因此对C而言v正＝v逆，⑥正确；⑤中反应任一时刻反应速率之比都等于化学计量数之比，错误；平衡状态的直接标志是各组分的浓度不再改变，则各组分的质量分数也不再改变，③、④正确；间接标志是体系的温度不再改变，②正确；因m＋n与p＋q的相对大小不确定，故①无法确定，若m＋n＝p＋q，则压强始终不变化，则①错误。因此选B。
怎样探究温度如何影响二氧化氮和四氧化二氮的化学平衡？
温馨提示：本题实质上是考查温度对化学平衡的影响，请将反应的特点和平衡的移动联系起来。因此在考虑问题时要找出它们的联系。
条件改变→平衡移动→移动结果→移动方向→条件与反应特点关系。
化学平衡状态是在一定条件下建立的，当条件改变时，化学平衡状态会改变。
答案：该反应是可逆反应，且正反应是放热反应。在实验过程中，观察到浸入冰水中的烧瓶里的气体的混合物颜色变浅，说明二氧化氮浓度减小，四氧化二氮浓度增加，原平衡状态被破坏，平衡向正反应方向移动，即向放热反应方向移动；而浸入热水中的烧瓶中气体混合物颜色变深，说明二氧化氮浓度增加，四氧化二氮浓度减小，同样破坏了原平衡状态，说明平衡向逆反应方向移动。可见，当条件改变时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立新的平衡，即发生了化学平衡移动。
〔即时训练〕
用6 g CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取少量的CO2，反应过程中生成的CO2的体积(已折算为标准状况)随反应时间变化的情况如图所示。下列说法正确的是( D )
A．OE段表示的平均反应速率最快，可能的原因是该反应是放热反应
B．EF段用HCl浓度的减小表示的该反应的平均反应速率为0.2 mol·L－1·min－1
C．在F点收集到的CO2的体积最大
D．在G点以后收集的CO2的量不再增多，原因是稀盐酸已反应完全
解析：由图可知，1 min时间内，EF段生成的二氧化碳的体积最多，故EF段反应速率最快，故A错误；由图可知EF段生成的二氧化碳体积为672 mL－224 mL＝448 mL，二氧化碳的物质的量为＝0.02 mol，根据方程式CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O可知，Δn(HCl)＝2n(CO2)＝2×0.02 mol＝0.04 mol，故用盐酸表示该反应的平均反应速率为＝0.4 mol·L－1·min－1，故B错误；曲线上点的纵坐标的值即为该点收集的二氧化碳的体积，由图可知G点收集的二氧化碳最多，故C错误；根据反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O,6 g CaCO3完全反应生成二氧化碳应该是1.344 L，而G点是784 mL，说明CaCO3未反应完，盐酸完全反应，故D正确。
1．(2018·江苏泰兴一中质检)一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是( C )
A．该反应的化学方程式为3B(g)＋4D(g)6A(g)＋2C(g)
B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)
C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1
D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等
解析：A项，该反应中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝(1.2－0)mol∶(1.0－0.4)mol∶(1.0－0.2)mol∶(0.4－0)mol＝6∶3∶4∶2，又因为各物质的浓度最终不变，应为可逆反应，因此化学方程式为3B(g)＋4C(g)6A(g)＋2D(g)，故错误；B项，反应进行到1 s时，v(A)∶v(D)＝3∶1，故错误；C项，反应进行到6 s时，B物质的浓度改变0.3 mol/L，因此B的平均反应速率为0.05 mol/(L·s)，故正确；D项，各物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比， 故错误。
2．(2018·江苏苏州高一联考)下列各组反应中，不属于可逆反应的是( C )
A．N2＋3H22NH3和2NH3N2＋3H2
B．H2＋I22HI和2HIH2＋I2
C．2H2＋O22H2O和2H2O2H2↑＋O2↑
D．2SO2＋O22SO3和2SO32SO2＋O2
解析：根据可逆反应的定义，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反应叫做可逆反应。所以C中的反应不是可逆反应。
3．(2018·广西桂林期末质检)在光照条件下，纳米TiO2能将甲醛催化氧化成二氧化碳和水。经10小时(h)催化氧化后，某密闭空间内甲醛的浓度从2.0×10－7mol/L降到1.0×10－7mol/L，则甲醛在这段时间内的平均反应速率为( D )
A．4.0×10－8mol/(L·h) B．3.0×10－8mol/(L·h)
C．2.0×10－8mol/(L·h) D．1.0×10－8mol/(L·h)
解析：甲醛的浓度为2.0×10－7mol/L－1.0×10－7mol/L＝1.0×10－7mol/L，反应时间为10 h，因此甲醛的平均反应速率为1.0×10－8mol/(L·h)，故D正确。
4．(2018·山东青岛二中高一检测)可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，500℃时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入容积为10 L的密闭恒容容器中进行反应，则反应完成时，NH3的浓度不可能达到的值是( D )
A．0.1 mol·L－1 B．0.12 mol·L－1
C．0.05 mol·L－1 D．0.15 mol·L－1
解析：若N2与H2反应完全，则生成1.5 mol NH3，其浓度为0.15 mol·L－1，考虑可逆反应的特点，则有0
A．能够节约原料和能源
B．能够提高产品的产量
C．能够提高经济效益
D．能够提高化学反应速率
解析：提高化学反应的限度，可使更多的反应物转化为生成物，提高产品的产量，提高原料的利用率，但不一定提高化学反应速率。
6．(2018·山东烟台质检)可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是( A )
①用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1；②混合气体的颜色不改变；③混合气体的密度不再改变；④混合气体的压强不再改变；⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变；⑥c(NO2)＝c(NO)；⑦每消耗2 mol NO2的同时，也消耗2 mol NO；⑧每消耗4 mol NO2的同时又有4 mol NO2生成
A．②④⑤⑦⑧ B．①③⑤⑥⑦
C．①②⑤⑦⑧ D．全部
解析：①错误，无论达到平衡与否，各物质化学反应速率之比都等于化学计量数之比；②正确，有色气体的颜色不变，则表示NO2的浓度不再变化，说明反应已达到平衡；③错误，体积固定，反应前后气体质量守恒，密度始终不变；④正确，反应前后气体体积不等，压强不变，意味着各物质的含量不再变化；⑤正确，由于气体的质量不变，则气体的平均相对分子质量不变时，气体中各物质的物质的量不变，说明反应达到平衡；⑥错误，达平衡状态后，NO2、NO浓度保持不变，而不一定相等；⑦正确，符合v正＝v逆；⑧正确，符合v正＝v逆。
基 础 巩 固
一、选择题
1．有关反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的说法不正确的是( B )
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2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始至达到平衡的过程中，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
解析：对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为产物，反应只能进行到一定程度。在达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，最终正、逆反应速率相等，即达到平衡，此时反应物和生成物的浓度都不再随时间的变化而变化，但反应并没有停止，正、逆反应都仍在进行着。
2．在—定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是( D )
A．反应的化学方程式为：2MN
B．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
解析：分析本题图像可知，反应开始到时间t3时建立化学平衡。N的变化量为8 mol－2 mol＝6 mol，M的变化量为5 mol－2 mol＝3 mol，从图中可以看出N的量减少，是反应物，M的量增加，是生成物，因此该图所表示的化学反应方程式应为：2NM；t2时，M和N的物质的量相等(因反应在同一容器中进行，也可理解为浓度相等)，但正、逆反应速率并不相等，因为从图中可以看出反应并未达到平衡；t3时，已达到平衡，此时的正、逆反应速率相等；t1时，N和M的物质的量分别为6 mol和3 mol，且M、N在同一容器中，故N的浓度是M浓度的2倍。
3．可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物和生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达平衡状态的是( C )
A．3v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．2v正(H2)＝3v逆(NH3) D．v正(N2)＝3v逆(H2)
解析：本题需抓住两点分析：一是速率之比等于化学计量数之比，二是达平衡状态时正、逆反应速率相等。
4．(2018·浙江杭州学军中学模拟)一定条件下的可逆反应2NO2(红棕色)2NO(无色)＋O2(无色)，在恒压密闭容器中充入NO2，达到化学平衡状态的标志是( D )
A．反应停止了
B．NO的正反应速率与O2的逆反应速率相等
C．c(NO)∶c(O2)＝2∶1
D．气体的颜色不再变化
解析： A项，反应达到平衡时，正逆反应速率相等，但反应并没有停止，故错误；B项，NO的正反应速率与O2的逆反应速率之比为2∶1时才能确定反应达到平衡状态，故错误；C项，c(NO)∶c(O2)始终是2∶1，不能作为判断是否达到平衡的依据，故错误；D项，混合气体的颜色不再改变，说明NO2气体的浓度不变，达到平衡状态，故正确。
5．(2018·广西钦州钦南期末)一定温度下，在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应：2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下能作为该反应达到平衡标志的是( C )
A．X的分解速率与Y的消耗速率相等
B．X、Y与Z的物质的量之比为2∶1∶1
C．混合气体的密度不再变化
D．单位时间内生成1 mol Y的同时分解2 mol X
解析：A项，X的分解速率是Y生成速率的2倍，因此Y的生成速率不等于Y的消耗速率，因此没有达到平衡状态，故错误；B项，平衡时各物质浓度不再发生变化，但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系，故错误；C项，容积不变，当密度不变时说明混合气体的质量不变，又因为该反应有固体生成，故各物质的量不再变化，因此达到平衡状态，故正确；D项，生成Y和消耗X属于同一方向，因此不能作为达到平衡的标志，故错误。
6．在恒定温度下使NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡，不能判断该反应达到化学平衡的是( D )
A．v正(NH3)＝2v逆(CO2)
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
解析：反应达到平衡状态的标志有两个；一是正、逆反应速率相等；二是各物质的质量、浓度、物质的量分数等均恒定不变；B、C两项都体现了混合气体的质量、浓度等恒定不变，即正、逆反应速率相等，符合题意；D项NH3与CO2都是生成物，按比例生成，故无论平衡与否，氨气体积分数均不变。
7．将10 mol H2和5 mol N2放入10 L真空容器内，某温度下发生反应：3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)，在最初的0.2 s内，消耗H2的平均速率为0.06 mol·L－1·s－1，则在0.2 s末，容器中NH3的物质的量是( B )
A．0.12 mol B．0.08 mol
C．0.04 mol D．0.8 mol
解析：v(H2)∶v(NH3)＝3∶2，所以v(NH3)＝0.04 mol·L－1·s－1,0.2 s末时，n(NH3)＝0.04 mol·L－1·s－1×0.2 s×10 L＝0.08 mol。
8．(2018·福建厦门高一期末)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，现有下列几种说法：
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1
③2 s时物质A的转化率为70%
④2 s时物质B的浓度为0.7 mol/L－1
其中正确的是( B )
A．①③ B．①④
C．②③ D．③④
解析：题目中可以应用的信息主要是：①化学方程式中各物质的化学计量数；②有关数据。解答该题目时可以先计算出v(C)，然后根据化学计量数之比等于速率之比，解决相关计算问题。
根据v＝，v(C)＝＝0.3 mol/(L·s)
v(A)＝v(C)＝0.3 mol·L－1·s－1；
v(B)＝v(C)＝0.15 mol·L－1·s－1；
2 s时消耗A的物质的量为：
0．3 mol·L－1·s－1×2 L×2 s＝1.2 mol
所以A的转化率为×100%＝30%
2 s时，c(B)＝1 mol·L－1－0.15 mol·L－1·s－1×2 s＝0.7 mol·L－1
9．某温度下，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z。反应2 min后，测得参加反应的X2为0.6 mol·L－1，用Y2表示的反应速率v(Y2)＝0.1 mol·L－1·min－1，生成的c(Z)为0.4 mol·L－1，则该反应的化学方程式是( C )
A．X2＋2Y2===2XY2 B．2X2＋Y2===2X2Y
C．3X2＋Y2===2X3Y D．X2＋3Y2===2XY3
解析：用X2表示反应速率为v(X2)＝＝0.3 mol·L－1·min－1。用Z表示的反应速率为v(Z)＝＝0.2 mol·L－1·min－1。根据X2、Y2和Z反应速率之比即化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)＝0.3 mol·L－1·min－1∶0.1 mol·L－1·min－1∶0.2 mol·L－1·min－1＝3∶1∶2。根据原子守恒，可确定Z的化学式为X3Y。故可得出反应的化学方程式为3X2＋Y2===2X3Y。
10．(2018·湖南永州宁远一中月考)反应A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(g)，在不同情况下测得反应速率如下，其中反应速率最快的是( B )
A．v(A)＝0.15 mol·L－1·s－1
B．v(B)＝0.50 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.32 mol·L－1·s－1
D．v(D)＝5.40 mol·L－1·s－1
解析：以B的反应速率为标准进行判断。A项，v(B)＝3v(A)＝3×0.15 mol·L－1·s－1＝0.45 mol·L－1·s－1；B项，v(B)＝0.50 mol·L－1·s－1；C项，v(B)＝v(C)＝×0.32 mol·L－1·s－1＝0.48 mol·L－1·s－1；D项，v(B)＝v(D)＝×5.40 mol·L－1·min－1＝8.10 mol·L－1·min－1，即0.135 mol·L－1·s－1；综上所述，反应速率最快的是v(B)＝0.50 mol·L－1·s－1，故B正确。
二、非选择题
11．向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B，在一定条件下发生反应：
xA(g)＋yB(g)pC(g)＋qD(g)
已知：平均反应速率v(C)＝v(A)；反应2 min时，A的浓度减少了，B的物质的量减少了 mol有a mol D生成。
回答下列问题：
(1)反应2 min内，v(A)＝__ mol·L－1·min－1__，v(B)＝__ mol·L－1·min－1__；
(2)化学方程式中，x＝__2__、y＝__3__、p＝__1__，q＝__6__。
解析：(1)由题意可知：Δc(A)＝× mol·L－1＝mol·L－1，v(A)＝＝ mol·L－1·min－1，Δn(B)＝mol，则v(B)＝＝mol·L－1·min－1。
(2)根据化学反应速率之比等于Δn之比，可得
x∶y∶q＝∶∶a＝2∶3∶6，
又由于v(C)＝v(A)，所以有x∶y∶p∶q＝2∶3∶1∶6。
能 力 提 升
一、选择题
1．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( C )
①提高燃烧的着火点 ②降低燃烧的着火点
③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化
⑤将煤气化处理 ⑥通入适量的空气
A．①③④⑤ B．②③⑤⑥
C．③④⑤⑥ D．①②③④
解析：理论上，提高燃料燃烧效率的方法是增大燃料与空气的接触面积，并通入充足的空气。本题就此设问，具体解题方法有以下两种。
方法1(逐项分析)：可燃物的着火点是无法提高和降低的，①②不能提高燃料燃烧效率。将固体燃料粉碎、将液体燃料雾化、将煤气化都能增大燃料与空气的接触面积，③④⑤可提高燃料的燃烧效率。⑥通入适量的空气，也是提高燃料燃烧效率的一种方法。
方法2(排除法)：由以上分析可知，选项中有①者不可选。A、D被排除；选项中有②者不可选，B、D被排除。
2．(2018·福建宁德霞浦一中月考)在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：(甲)2X(g)Y(g) (乙)A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时，其中能表明(甲)、(乙)均达到化学平衡状态的有( C )
①混合气体的密度
②反应容器中生成物的百分含量
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比
④混合气体的压强
⑤混合气体的平均相对分子质量
⑥混合气体的总物质的量
A．①②③⑤ B．①③⑤⑥
C．②③⑤ D．②③④
解析：①甲混合气体的密度始终不变，所以不能作为平衡状态的标志，故错误；②反应容器中生成物的百分含量不变，说明各组分的量不变，达平衡状态，故正确；③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比，说明正逆反应速率相等，故正确；④乙混合气体的压强始终不变，故错误；⑤混合气体的平均相对分子质量不变，说明正逆反应速率相等，故正确；⑥乙混合气体的总物质的量始终不变，故错误。综上所述，C正确。
3．(2018·山东昌乐二中质检)化学反应条件的控制具有重要的现实意义。如下反应条件的控制中，不恰当的是( D )
A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率而加入MnO2
D．降温加快H2O2的分解速率
解析：A项，防止铁生锈，可在其表面涂一层防锈油漆，阻止铁与潮湿的空气接触；B项，面粉厂、加油站周围的空气中飘浮着可燃性的气体或粉尘，遇明火可能会发生爆炸，所以面粉厂、加油站均要严禁烟火；C项，加入MnO2，对KClO3的分解起催化作用，可以加快化学反应速率；D项，降温会使化学反应速率减小，减慢H2O2的分解速率。
4．工业上合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在实际生产中为提高合成氨的反应速率，下列说法正确的是( C )
A．温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好
B．压强越高，反应速率越快，因此采取的压强越高越好
C．催化剂能加快反应速率，因此可选用适当的催化剂
D．可向容器中加入一定量的水蒸气，使氨气溶解以提高反应速率
解析：A项，温度高反应速率快，但温度过高会消耗更多的燃料，因此实际生产中的温度不是越高越好，故错误；B项，压强大反应速率快，但压强过高会增加设备的成本，因此实际生产中的压强不是越高越好，故错误；C项，可选用适当的催化剂提高反应速率，故正确；D项，加入水蒸气会降低反应体系的温度、且氨气溶于水并不能提高反应速率，故错误。
5．(2018·河南重点中学联考)下列说法不正确的是( C )
A．化石燃料在燃烧过程中会产生污染环境的CO、SO2等有害气体
B．煤的气化和液化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径
C．在使用化石燃料时，为使之充分燃烧，需通入大量的空气
D．增大燃料与空气的接触面积可提高燃料的燃烧效率
解析：燃料燃烧时，由于空气不足；燃料与空气接触面积有限等因素会导致燃料燃烧不充分，产生的热量少，造成资源的浪费，同时还会产生有害气体污染环境。要克服这些缺点，一是增大燃料与空气的接触面积，二是发展洁净技术(如煤的气化和液化)，三是通入适量的空气(空气过量又会带走部分热量造成损失)。
6．通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中，能加快化学反应速率的是( C )
解析：扇子扇煤炉火的目的是增加反应物氧气的浓度，加快煤燃烧的速率。
7．(2018·山西大同一中月考)为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。下列说法正确的是( A )
实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 mol/L H2SO4溶液/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
A．V1＝30，V6＝10
B．反应一段时间后，实验A、E中的金属呈暗红色
C．加入MgSO4与Ag2SO4可以起与硫酸铜相同的加速作用
D．硫酸铜的量越多，产生氢气的速率肯定越快
解析：A项，反应的总体积应该相同。A组中硫酸为30 ml，那么其他组硫酸量也都为30 mL，因此V1＝30，而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜为20 mL，水为0 mL，那么总量为20 mL，因此V6＝10，故正确；B项，A中Zn反应较慢，看到金属呈灰黑色，而E中置换出大量的Cu，看到金属呈红色，故错误；C项，硫酸镁与锌不反应，不能形成原电池，故错误；D项，如果硫酸铜过多，生成的铜附着在锌表面，会阻碍锌与硫酸的反应，反而会降低反应速率，故错误。
二、非选择题
8．(2018·湖南五市十校教改共同体联考)草酸与高锰酸钾在酸性条件下发生如下反应：2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，用4.0 mL 0.001 mol·L－1 KMnO4溶液与2.0 mL 0.01 mol·L－1 H2C2O4溶液，研究反应的温度、反应物的浓度与催化剂等因素对化学反应速率的影响。改变的条件如表所示：
组别
10%硫酸体积/mL
温度/℃
其他物质
Ⅰ
2
20
Ⅱ
2
20
10滴饱和MnSO4溶液
Ⅲ
2
30
Ⅳ
1
20
1 mL蒸馏水
(1)实验I和Ⅱ可得出的结论：影响化学反应速率的因素是__催化剂__；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验I和__Ⅲ__(用I～Ⅳ表示)。
(2)实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是__确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变，实验Ⅳ中c(H＋)不同__。
解析：(1)实验I、Ⅱ中温度、浓度相同，研究了催化剂对化学反应速率的影响；研究温度对化学反应速率的影响，应保证浓度相同，且不使用催化剂，则选实验I和Ⅲ。(2)实验I和Ⅳ中，硫酸的浓度不同，可研究浓度对反应速率的影响，加1 mL蒸馏水可确保两实验中各物质浓度和总体积相等。
9．(2018·云南玉溪一中期末)在2 L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)800 ℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是__0.003_5_mol/L__。
(2)如图中表示NO2变化的曲线是__b__。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是__bc__。
a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大的是__bd__。
a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度
c．增大容器的容积 d．选择高效催化剂
解析：(1)平衡时各物质的物质的量浓度不再发生变化，则800℃反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是0.007 mol÷2 L＝0.003 5mol/L。(2)由化学方程式：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)可知，平衡时Δc(NO)∶Δc(O2)∶Δc(NO2)2∶1∶ 2，由表中数据可知，平衡时Δc(NO)＝(0.02 mol－0.007 mol)/2 L＝0.006 25 mol/L，曲线b平衡时的浓度为0.006 25 mol/L，故曲线b表示NO2的浓度变化。(3)a选项，未指明正逆反应速率，若都为同一方向速率，始终都存在v(NO2)＝2v(O2)关系，故不能说明达到平衡状态，若为不同方向的速率，速率之比等于化学计量数之比，说明达到平衡状态，所以错误；b选项，随反应进行气体的物质的量减小，压强减小，容器内压强保持不变，说明达到平衡状态，所以正确；c选项，不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，反应达到平衡状态，故v逆(NO)＝2v正(O2)，说明达到平衡状态，所以正确；d选项，反应混合气体的质量不变，容器的体积不变，密度始终不变，故容器内物质的密度保持不变。不能说明达到平衡状态，所以错误。(4)a选项，及时分离出NO2气体，反应速率降低，所以错误；b选项，适当升高温度，反应速率增大，所以正确；c选项，增大容器容积，浓度减小，反应速率减小，所以错误；d选项，选择高效的催化剂，可以增大反应速率，所以正确。
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