高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度教案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度教案，共19页。教案主要包含了化学反应速率及其表示方法，影响化学反应速率的因素等内容，欢迎下载使用。
第三节 化学反应的速率和限度
第1课时 化学反应的速率
一、化学反应速率及其表示方法
1．化学反应速率及其表示方法
(1)概念：化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。
(2)表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
(3)计算：表达式为v＝Δt(Δc)或v＝V·Δt(Δn)。
式中：Δc为浓度的变化量，一般以mol·L－1为单位；
Δt为时间，一般以s或min为单位。
(4)常用单位mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。
2．化学反应速率之比与化学计量数的关系
在一个体积为2 L的密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)催化剂()2SO3(g)，经过5 s后，测得SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表：
有关反应物质
SO2(g)
O2(g)
SO3(g)
物质的量浓度变化
0.4 mol·L－1
0.2 mol·L－1
0.4 mol·L－1
化学反应速率
0.08 mol·L－1·s－1
0.04 mol·L－1·s－1
0.08 mol·L－1·s－1
化学反应速率之比
2∶1∶2


(1)表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。
(2)化学反应速率的计算方法
①定义式法：利用公式v＝Δt(Δc)计算化学反应速率，也可以利用该公式计算浓度变化量或反应时间。
②关系式法：化学反应速率之比＝物质的量浓度的变化量之比＝物质的量的变化量之比＝化学计量数之比。
例1 在1 L的密闭容器中，发生反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2 min后B的浓度减少0.6 mol·L－1。对此反应速率的正确表示是( )
A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1
B．用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
C．在第2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L－1·min－1
D．在这2 min内用B表示的速率的值逐渐减小，用C表示的速率的值逐渐增大
答案 B
解析 A为固体，一般不用固体表示反应速率，所以A项错误；同一反应中，用不同物质表示的反应速率与方程式中各物质的化学计量数成正比，B项正确；反应速率为平均值，并非2 min末的速率，所以C项错误；同一时间段内，用反应物、生成物表示的速率的意义是相同的，变化趋势也是一样的，D项错误。
思维启迪
(1)固体或纯液体的浓度视为常数，Δc＝0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
(2)化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。
例2 反应：3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为
①v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1 ②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1
③v(C)＝0.015 mol·L－1·min－1④v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1，则此反应在不同条件下进行最快的是( )
A．②③ B．①③ C．②④ D．②
答案 D
方法规律——化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。
(2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较a(v(A))与b(v(B))，若a(v(A))＞b(v(B))，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
二、影响化学反应速率的因素
1．温度对化学反应速率影响的探究
实验操作

实验现象
①产生气泡速率最慢
②产生气泡速率较快
③产生气泡速率最快
实验结论
对于反应2H2O2催化剂(=====)2H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率加快

2.催化剂对化学反应速率影响的探究
实验操作

实验现象
①有少量气泡出现
②能产生大量气泡
③能产生大量气泡
实验结论
MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快

3.浓度对化学反应速率影响的探究
实验操作

实验现象
装有12% H2O2溶液的试管中先产生气泡
实验结论
增大反应物浓度能使H2O2分解速率加快

4.影响化学反应速率的因素除温度、催化剂和反应物浓度外，还有反应物的状态、固体的表面积、气体的压强、溶剂、光照等许多因素。

影响因素
规律
内因
反应物本身的性质
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
外因
浓度
增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小
温度
升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小
催化剂
一般地，使用催化剂能极大地加快反应速率
固体的表面积
增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快
其他
光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率

例3 一定条件下，分别对反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)进行如下操作(只改变该条件)：①升高反应体系的温度；②增加反应物C的用量；③缩小反应体系的体积；④减少体系中CO的量。上述措施中一定能使反应速率显著变大的是( )
A．①②③④ B．①③④ C．①② D．①③
答案 D
思维启迪——压强对反应速率的影响
有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积，使反应物的浓度改变。
(1)压缩体积或充入反应物，使压强增大，都能加快化学反应速率。
(2)体积不变，充入不参与反应的气体。虽然总的压强增大，但反应物浓度不发生变化，故化学反应速率不变。
例4 CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如下图所示。下列结论不正确的是( )

A．反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大
B．一段时间后，反应速率减小的原因是c(H＋)减小
C．反应在2～4 min内平均反应速率最大
D．反应在2～4 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.06 mol·L－1·s－1
答案 D
解析 随着反应的进行c(H＋)减小，而前4 min内反应速率变大，根据反应是放热反应，可推出前4 min内温度对反应速率的影响比浓度大，A、B项正确；在2～4 min内n(CO2)的变化量最大(或曲线的斜率最大)，可判断出平均反应速率最大，C项正确；由题意及图可知，该题不知道容器体积，故不能计算出反应速率。
思维启迪——化学反应速率大小的分析判断
(1)在内因不相同的情况下(即反应物不相同)，只能根据反应事实及实验现象定性分析反应的快慢。
(2)在内因相同的情况下(即反应物相同)，可根据外界条件对反应速率的影响来定量判断反应速率的大小。


1．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是( )
A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B．化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质
C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
D．化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1
答案 C
解析 化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示，而不采用物质的质量或物质的量。
2．已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)高温、高压2NH3(g)，其浓度数据如下：

N2
H2
NH3
起始浓度/mol·L－1
1.0
3.0
0
2 s末浓度/mol·L－1
0.6
1.8
0.8

当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为( )
A．0.2 mol·L－1·s－1 B．0.4 mol·L－1·s－1
C．0.6 mol·L－1·s－1 D．0.8 mol·L－1·s－1
答案 B
3．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是( )
A．10 ℃ 20 mL 3 mol·L－1的X溶液 B．20 ℃ 30 mL 2 mol·L－1的X溶液
C．20 ℃ 10 mL 4 mol·L－1的X溶液 D．10 ℃ 10 mL 2 mol·L－1的X溶液
4．实验室用锌粒与2 mol·L－1硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是( )
A．用锌粉代替锌粒 B．改用3 mol·L－1硫酸溶液
C．改用热的2 mol·L－1硫酸溶液 D．向该硫酸溶液中加入等体积的水
答案 D
解析 A项，用锌粉代替锌粒，增大表面积，速率加快；B项，改用3 mol·L－1硫酸溶液，浓度增大，速率加快；C项，改用热的2 mol·L－1硫酸溶液，温度升高，速率加快；D项，向该硫酸溶液中加入等体积的水，浓度减小，速率减小。

题组一 化学反应速率及计算
1．下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
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
答案 D
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，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率；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。
2．将5.6 g铁粉投入足量的100 mL 2 mol·L－1稀硫酸中，2 min时铁粉刚好完全溶解。下列有关这个反应的反应速率表示正确的是( )
A．铁的反应速率＝0.5 mol·L－1·min－1 B．硫酸的反应速率＝0.25 mol·L－1·min－1
C．硫酸亚铁的生成速率＝0.5 mol·L－1·min－1 D．氢气的反应速率＝0.5 mol·L－1·min－1
答案 C
3．已知4NH3(g)＋5O2(g)催化剂4NO(g)＋6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系式为( )
A．4v(NH3)＝5v(O2) B．5v(O2)＝6v(H2O)
C．2v(NH3)＝3v(H2O) D．4v(O2)＝5v(NO)
答案 D
解析 在同一化学反应里，各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比。A选项应为5v(NH3)＝4v(O2)；B选项应为6v(O2)＝5v(H2O)；C选项应为3v(NH3)＝2v(H2O)。
4．在2A(g)＋B(g)⇌3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是( )
A．v(A)＝0.5 mol·L－1·s－1 B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1 D．v(D)＝1 mol·L－1·s－1
答案 B
解析 用反应速率判断反应快慢时，首先把各物质的反应速率除以其化学方程式中的化学计量数：A选项2(v(A))＝0.25 mol·L－1·s－1，B选项1(v(B))＝0.3 mol·L－1·s－1，C选项3(v(C))＝3(0.8) mol·L－1·s－1，D选项4(v(D))＝0.25 mol·L－1·s－1；然后比较大小，B选项最大。
5．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( )
A．X2＋2Y2===2XY2 B．2X2＋Y2===2X2Y
C．3X2＋Y2===2X3Y D．X2＋3Y2===2XY3
答案 C
6．在2 L密闭容器中，发生以下反应：2A(g)＋B(g)⇌2C(g)＋D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol，在前10 s A的平均反应速率为0.12 mol·L－1·s－1，则10 s时，容器中B的物质的量是( )
A．1.6 mol B．2.8 mol C．2.4 mol D．1.2 mol
答案 B
题组二 影响化学反应速率的因素
7．相同温度下，有关反应速率的下列说法中正确的是( )
A．0.1 mol·L－1盐酸和0.1 mol·L－1硫酸与2 mol·L－1 NaOH溶液反应的速率相同
B．大理石块和大理石粉与0.1 mol·L－1盐酸反应的速率相同
C．等量的镁粉、铝粉和0.1 mol·L－1盐酸反应的速率相同
D．0.1 mol·L－1盐酸和0.1 mol·L－1硝酸与相同形状和大小的大理石反应的速率相同
答案 D
解析 A选项是酸碱中和，硫酸的H＋浓度是盐酸H＋浓度的2倍，所以速率不同；B选项中大理石块与盐酸接触面积小，反应慢；C选项中Mg比Al活泼，反应速率快。
8．在反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)中，可使反应速率增大的措施是( )
①增大压强 ②升高温度 ③通入CO2 ④增加碳的量 ⑤用等量炭粉代替焦炭
A．①②③ B．②③④⑤
C．①②③⑤ D．②③④
答案 C
9．下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最大的是( )
选项
金属(粉末状)
酸的浓度
体积
反应温度
A
0.1 mol Mg
6 mol·L－1 硝酸
10 mL
60 ℃
B
0.1 mol Mg
3 mol·L－1盐酸
10 mL
60 ℃
C
0.1 mol Fe
3 mol·L－1盐酸
10 mL
60 ℃
D
0.1 mol Mg
3 mol·L－1硫酸
10 mL
60 ℃

答案 D
解析 金属与硝酸反应不产生H2，排除A项；Fe不如Mg活泼，排除C项；其他两项中只比较c(H＋)即可，显然3 mol·L－1盐酸中c(H＋)小于3 mol·L－1硫酸中c(H＋)，因此D项放出H2的速率最大。
10．某实验探究小组研究320 K时N2O5的分解反应：2N2O5===4NO2＋O2。如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是( )

t/min
0
1
2
3
4
c(N2O5)/mol·L－1
0.160
0.114
0.080
0.056
0.040
c(O2)/mol·L－1
0
0.023
0.040
0.052
0.060

A.曲线Ⅰ是N2O5的浓度变化曲线 B．曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线
C．N2O5的浓度越大，反应速率越快 D．O2的浓度越大，反应速率越快
答案 C
解析 结合表格中N2O5和O2的初始浓度可知曲线Ⅰ、Ⅱ分别是O2、N2O5的浓度变化曲线，A、B项错误；利用表格中数据进行计算，无论是用N2O5的浓度变化，还是用O2的浓度变化得出的反应速率都随着反应的进行而减小，而随着反应的进行，N2O5的浓度减小，O2的浓度增大，故C项正确，D项错误。
11．100 mL 6 mol·L－1硫酸溶液与过量锌粒反应，一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可采取的措施是( )
A．加入少量碳酸钠粉末 B．加入少量硫酸铜溶液
C．加入适量NaCl溶液 D．加热
答案 C
解析 加入少量碳酸钠粉末，消耗硫酸，生成氢气的总量减少，A项错误；加入少量的硫酸铜溶液，锌置换出铜，形成原电池，加快反应速率，B项错误；加入适量NaCl溶液，氢离子浓度减小，反应速率减小，不影响生成氢气的总量，C项正确；温度升高，反应速率增大，D项错误。
12．为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是( )
A．相同温度下，将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度的稀盐酸反应时，两者速率一样大
B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同的盐酸反应，大理石粉反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同
答案 A
[综合强化]
13．在密闭容器中发生下列反应：I2(g)＋H2(g)⇌2HI(g)(正反应为放热反应)。起始时，n(H2)＝a mol，n(I2)＝b mol。只改变表中列出的条件，其他条件不变，试将化学反应速率的改变填入相关的表格中(填“增大”“减小”或“不变”)。
编号
改变的条件
反应速率
(1)
升高温度

(2)
加入正催化剂

(3)
再充入a mol H2

(4)
将容器的容积扩大到原来的2倍

(5)
保持容积不变，通入b mol Ne


答案 (1)增大 (2)增大 (3)增大 (4)减小 (5)不变
14．(1)在反应A(g)＋3B(g)===2C(g)中，若以物质A表示该反应的化学反应速率为0.2 mol·L－1
·min－1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为 mol·L－1·min－1。
(2)在2 L的密闭容器中，充入2 mol N2和3 mol H2，在一定条件下发生反应，3 s后测得N2的物质的量为1.9 mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为 。
(3)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中，某温度下发生反应：3A(g)＋B(g)⇌2C(g)，在最初2 s内，消耗A的平均速率为0.06 mol·L－1·s－1，则在2 s 时，容器中有 mol A，此时C的物质的量浓度为 。
答案 (1)0.6 (2)0.05 mol·L－1·s－1 (3)8.8 0.08 mol·L－1
15．某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如表所示：
实验编号
锌的形态
反应温度/℃
收集100 mL氢气所需时间/s
Ⅰ
薄片
15
200
Ⅱ
薄片
25
90
Ⅲ
粉末
25
10

(1)该实验的目的是探究 、 对锌和稀盐酸反应速率的影响。
(2)实验Ⅰ和Ⅱ表明 ，化学反应速率越大。
(3)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是 和 。
(4)请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响： 。
答案 (1)固体表面积 温度 (2)温度越高 (3)Ⅱ Ⅲ (4)在相同的温度下，采用相同形态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应
解析 (1)影响化学反应速率的因素有固体表面积、温度、催化剂、浓度，对气体来说还有压强等。根据表格提供的信息，锌有薄片和粉末两种状态，反应温度有15 ℃和25 ℃，可知该实验的目的是探究固体表面积和温度对反应速率的影响。(2)根据表格提供的信息，实验Ⅰ和实验Ⅱ中锌片的形态相同，温度不同，温度高的收集相同体积的氢气所需时间短，说明化学反应速率大。(3)探究固体表面积对反应速率的影响，需要温度相同。(4)探究浓度对化学反应速率的影响，必须其他条件相同，故设计的实验方案为在相同的温度下，采用相同形态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应。
第2课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制
一、化学反应限度
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。书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“”。
(2)特征
①双向性：反应物正向反应生成物。
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。
2．化学平衡状态的建立
(1)可逆反应过程中正、逆反应速率的变化
①反应开始时：反应物浓度最大，正反应速率最大；生成物浓度为0，逆反应速率为0。
②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。
③反应达平衡时：反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，正反应速率和逆反应速率相等。
(2)用图像表示化学平衡状态的建立

3．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。
(2)化学平衡状态的特征

4．化学反应的限度
(1)化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应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。
(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。

(1)可逆反应必须在一定的外界条件下(如温度、浓度、压强等)才能建立化学平衡。相同条件下(如温度、浓度、压强等)，可逆反应无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终达到的平衡状态是相同的，即“殊途同归”。
(2)化学平衡状态的判断依据

直接判断依据
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)
间接判断依据
各物质的某些物理量保持不变
各组分的质量、物质的量、分子数、物质的量浓度保持不变
各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数保持不变

例1 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随时间而改变
A．① B．①③ C．② D．①②③
答案 B
思维启迪
化学反应达到平衡时，各组分的浓度保持不变，不要理解为浓度相等，也不要理解为浓度之比等于化学计量数之比。
例2 在体积固定的容器中，对于反应A(g)＋B(g)⇌3C(g)(正反应为放热反应)，下列叙述为平衡状态标志的是( )
①单位时间内A、B生成C的分子数与分解C的分子数相等
②外界条件不变时，A、B、C浓度不随时间变化
③体系温度不再变化
④体系的压强不再变化
⑤体系的分子总数不再变化
A．①② B．①②③ C．①②③④ D．①②③④⑤
答案 D
解析 ①同一物质的正、逆反应速率相等，说明已达平衡；②浓度不变，说明已达平衡；③如果该反应没有达到平衡，则反应要和外界有能量的交换，必然导致体系温度改变。体系温度不变，说明已达平衡；④⑤由于该反应是一个体积改变的反应，没有达到平衡之前，压强是改变的，分子总数也是改变的，只有平衡了，二者才不会改变，故①②③④⑤均正确。
特别提示
(1)化学平衡的实质是同种物质的正、逆反应速率相等。用不同物质的正、逆反应速率判断是否达到化学平衡状态时，要根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，转化为同种物质的速率进行比较。
(2)利用v正＝v逆＞0判断平衡状态时注意：反应速率必须是一正一逆，不能都是v正或都是v逆。
二、化学反应条件的控制
1．化学反应条件控制的意义与基本措施
(1)化学反应条件控制的意义
①促进有利的化学反应，提高原料的利用率，加快反应速率。
②抑制有害的化学反应，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生。
(2)化学反应条件控制的基本措施
①改变化学反应速率：改变反应物的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)、固体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、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)等。
2．控制反应条件、提高煤的燃烧效率
(1)煤的状态
煤被研得越细，与空气中氧气的接触面积越大，燃烧越充分，反应速率越大。
(2)空气用量
适当过量的空气有利于煤的充分燃烧。过多的空气会带走大量的热量，降低反应温度，减小燃烧速率，甚至会使燃烧停止(当温度达不到煤的着火点时)；少量的空气则会使煤燃烧不充分，造成能源浪费。
(3)炉(灶)膛材料的选择
炉(灶)膛材料采用隔热的耐高温材料。隔热可以减少热量的流失，耐高温材料可以防止炉(灶)膛熔融(或熔裂)而脱离。
(4)热量的利用
燃烧后废气中的热量可用于供暖或发电等。

(1)提高燃料的燃烧效率的措施
①尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触，且空气要适当过量。
②尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。
(2)提高燃料的燃烧效率的意义在于节约能源、节省资源、减少污染。
例3 将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是( )
①使煤充分燃烧，提高煤的利用率 ②减少SO2的产生，避免造成“酸雨” ③减少有毒的CO产生，避免污染空气 ④减少CO2的产生，避免“温室效应”
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④
答案 A
解析 煤块粉碎是为了提高煤的利用率；脱硫是为了减少SO2的产生；过量空气是为了减少CO的产生。
例4 下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( )
①提高燃料的着火点 ②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化处理
⑤将煤进行气化处理 ⑥通入适当过量的空气
A．①③④⑤ B．②③⑤⑥
C．③④⑤⑥ D．①②③④
答案 C


1．下列关于化学反应限度的说法中正确的是( )
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，正向反应速率和逆向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
答案 A
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，这种状态可能会发生改变，B、C、D错误。
2．一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( )
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
答案 D
3．在体积不变的密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g)高温、高压2NH3(g)，下列叙述表示该反应处于化学平衡状态的是( )
A．N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 B．混合气体的密度不随时间变化
C．当有1 mol N≡N键断裂时，有6 mol N—H键断裂 D．单位时间内生成2a mol NH3，同时消耗a mol N2
答案 C
4．化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下面说法中错误的是( )
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
答案 D
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。

[对点训练]
题组一 化学平衡状态
1．下列不属于可逆反应的是( )
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
考点 可逆反应与化学平衡状态
题点 可逆反应的判断
答案 C
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。
2．在密闭容器中发生反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到一定限度时，各物质的浓度可能是( )
A．X为0.2 mol·L－1
B．Y为0.1 mol·L－1
C．Z为0.4 mol·L－1
D．Z为0.1 mol·L－1时，Y为0.4 mol·L－1
考点 可逆反应与化学平衡状态
题点 可逆反应的特点
答案 B
解析 化学反应的限度决定了可逆反应中的各成分是不能完全转化的，反应可能正向进行，也可能逆向进行，所以当反应达到一定限度时各物质的浓度范围为0＜c(X)＜0.2 mol·L－1,0＜c(Y)＜0.6 mol·L－1,0＜c(Z)＜0.4 mol·L－1。而当c(Z)＝0.1 mol·L－1时，c(Y)＝0.45 mol·L－1。
3．向一密闭容器中放入1 mol X，进行可逆反应2X(g)3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是( )

A．t1时，只有正反应
B．t2～t3时，反应不再发生
C．t2时，容器内有1.5 mol Y
D．t2～t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化
考点 可逆反应与化学平衡状态
题点 化学平衡状态的建立
答案 D
解析 t1时，v正＞v逆＞0，正、逆反应都在发生，A项错误；t2～t3时，v正＝v逆＞0，反应并未停止，B项错误；该反应为可逆反应，1 mol X不能完全反应，所以当反应达到平衡时，容器内Y的物质的量小于1.5 mol，C项错误；t2～t3时为化学平衡状态，X、Y的物质的量均不发生变化，D项正确。
4．在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生反应：NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(g)，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是( )
A．SO2和SO3的物质的量一定相等
B．NO2和SO3的物质的量一定相等
C．反应后混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量
D．SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
考点 可逆反应与化学平衡状态
题点 化学平衡状态的特征
答案 C
解析 题中没有给出各物质的投料情况，NO2、SO2、NO和SO3的量之间没有必然的关系，可能相等，也可能不等，A、B、D项错；该反应反应前后气体分子数不变，故反应后混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量，C项正确。
题组二 化学平衡状态的判断
5．在一定条件下，使一定量的A和B气体混合发生反应2A(g)＋3B(g)4C(g)。下列描述中，说明反应已达到平衡状态的是( )
A．各物质的浓度之比c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶3∶4
B．混合气体中各物质的浓度相等
C．单位时间内，消耗a mol A物质的同时消耗2a mol C物质
D．混合气体的体积是反应开始前的5(4)
考点 化学平衡状态的判断
题点 由正、逆反应速率相等判断平衡状态
答案 C
解析 化学平衡状态时，各组分浓度保持不变，不是浓度相等；用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比为化学计量数之比。
6．可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦
C．①③④⑤ D．全部
考点 化学平衡状态的判断
题点 恒容下非等体反应平衡状态的判断
答案 A
解析 ①中单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，知v正＝v逆，所以①能说明达到平衡状态；②所描述的都是指正反应方向的速率，无法判断；③无论达到平衡与否，物质的反应速率之比都等于化学方程式中物质的化学计量数之比；④有色气体的颜色不变能够说明达到了化学平衡；因容器体积固定，密度是一个常数，所以⑤不能说明达到平衡；该反应是一个反应前后气体体积不等的反应，容器的体积又固定，所以⑥⑦均能说明达到平衡。
7．在下列说法中，可以说明恒温恒容密闭容器中的反应：P(g)＋Q(g)R(g)＋S(g)已达到平衡状态的是( )
A．反应容器内压强不随时间变化
B．P和S的生成速率相等
C．容器内P、Q、R、S的物质的量浓度之比为1∶1∶1∶1
D．反应容器内气体的总物质的量不随时间变化
考点 化学平衡状态的判断
题点 等体反应平衡状态的判断
答案 B
解析 反应前后气体分子总数不变，容器的压强始终不变，A项错误；由物质的反应速率之比等于相应的化学计量数之比得v逆(P)＝v逆(S)，根据题意知，v逆(P)＝v正(S)，则有v逆(S)＝v正(S)，说明反应达到平衡状态，B项正确；反应容器内P、Q、R、S的物质的量浓度之比为1∶1∶1∶1，但不一定不再改变，所以反应不一定达到平衡状态，C项错误；反应前后气体分子总数不变，气体的总物质的量不随时间变化，D项错误。
8．一定温度下，在某恒容的密闭容器中，建立化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。下列叙述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是( )
A．体系的压强不再发生变化
B．v正(CO)＝v逆(H2O)
C．生成n mol CO的同时生成n mol H2
D．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
考点 化学平衡状态的判断
题点 有固体参与的气体反应平衡状态的判断
答案 C
解析 A项，由于该反应前后气体体积改变，当体系的压强不再发生变化时，说明反应已达到化学平衡状态；B项，CO的正反应速率等于其逆反应速率，说明反应已达到化学平衡状态；C项，生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行，没有表示出正、逆反应速率的关系，不能说明反应已达化学平衡状态；D项，H—H键断裂和H—O键断裂是两个相反的反应方向，1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键，即消耗1 mol H2的同时消耗了1 mol H2O，可知H2的消耗量等于其生成量，说明反应已达到化学平衡状态。
题组三 化学平衡计算与图像
9．在容积可变的密闭容器中，2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生反应，达到平衡时，H2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近于( )
A．5% B．10% C．15% D．20%
考点 化学平衡计算与图像
题点 化学平衡的计算
答案 C
解析 达到平衡时，H2转化的物质的量为8 mol×25%＝2 mol。在一定条件下，N2与H2发生反应：
N2＋3H2一定条件()2NH3
起始物质的量/mol 2 8 0
转化物质的量/mol 3(2) 2 3(4)
平衡物质的量/mol 3(4) 6 3(4)
同温同压下，气体的体积比等于其物质的量之比，故平衡时氮气的体积分数为mol(4)×100%≈15%。
10．在一定温度下，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，下列表述正确的是( )

A．化学方程式：2NM
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，M的浓度是N浓度的2倍
考点 化学平衡计算与图像
题点 化学平衡的图像
答案 A
解析 在t2时，N的物质的量为4 mol，减少4 mol，M的物质的量为4 mol，增加2 mol，反应的化学方程式为2NM，A项正确；t2时，M、N物质的量还在变化，所以没有达到平衡状态，B项错误；t3时，达到平衡状态，则正、逆反应速率相等，C项错误；t1时，N的物质的量为6 mol，M的物质的量为3 mol，则N的浓度是M浓度的2倍，D项错误。
题组四 化学反应条件的控制
11．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( )
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
考点 化学反应条件的控制
题点 从反应速率的变化控制反应条件
答案 D
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。
12．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( )


考点 化学反应条件的控制
题点 生产生活中化学反应条件的控制
答案 C
[综合强化]
13．一定温度下，在容积为V L的密闭容器中进行反应：aN(g)bM(g)，M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示：

(1)此反应的化学方程式中b(a)＝ 。
(2)t1到t2时刻，以M的浓度变化表示的平均反应速率为 。
(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是
(填字母)。
A．反应中M与N的物质的量之比为1∶1
B．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D．单位时间内消耗a mol N，同时生成b mol M
E．混合气体的压强不随时间的变化而变化
考点 化学平衡状态的判断
题点 化学平衡状态的相关综合
答案 (1)2 (2)(t2－t1)×V(1) mol·L－1·min－1 (3)CE
解析 (1)化学计量数之比等于物质的物质的量的变化量之比，所以a∶b＝(8 mol－2 mol)∶(5 mol－2 mol)＝2∶1，该反应的化学方程式为2N(g)M(g)。
(2)v(M)＝(t2－t1) min×V L(4 mol－3 mol)＝(t2－t1)×V(1) mol·L－1·min－1。
(3)达到平衡状态时，各组分的浓度不再发生变化，M与N的物质的量之比为1∶1时，不能说明达到平衡状态，A选项错误；该反应的反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定律，反应前后混合气体的质量始终不变，B选项错误；该反应为气体体积减小的反应，若反应没有达到平衡状态，反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小，当该量不再发生变化时，则说明反应达到了平衡状态，C和E选项正确；消耗a mol N和生成b mol M都表示的是正反应速率，没有体现逆反应速率的大小，不能说明反应达到了平衡状态，D选项错误。
14．在一定条件下，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图。回答下列问题：

(1)该反应的化学方程式为 。
(2)0～t1 s内A的反应速率为 。
(3)反应后与反应前的压强之比为 。
(4)(t1＋10)s时，A气体的体积分数为 ，此时v正(A) (填“＞”“＜”或“＝”)v逆(B)。
(5)关于该反应的说法正确的是 (填字母)。
a．到达t1 s时反应已停止
b．在t1 s之前B气体的消耗速率大于它的生成速率
c．在t1 s时C气体的正反应速率等于逆反应速率
考点 化学平衡计算与图像
题点 化学平衡计算的综合
答案 (1)3A＋B2C (2)t1(0.6) mol·L－1·s－1 (3)9∶13 (4)22.2% ＞ (5)bc
解析 (1)从0到t1 s时，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1,Δc(B)＝0.5 mol·L－1－0.3 mol·L－1＝0.2 mol·L－1，Δc(C)＝0.4 mol·L－1，三者之比为Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝0.6 mol·L－1
∶0.2 mol·L－1∶0.4 mol·L－1＝3∶1∶2，所以化学方程式为3A＋B2C。
(2)0～t1 s内A的反应速率为t1 s(0.6 mol·L－1)＝t1(0.6) mol·L－1·s－1。
(3)压强之比等于物质的量之比，为9∶13。
(4)A气体的体积分数为0.2＋0.3＋0.4(0.2)＝9(2)≈22.2%；在t1～(t1＋10)s反应处于平衡状态，v正(A)＝3v逆(B)，故v正(A)＞v逆(B)。
(5)a项，可逆反应不可能停止，错误；b项，在t1 s之前，反应未达平衡，仍然向正反应方向进行，故B气体的消耗速率大于它的生成速率，正确；c项，在t1 s时，反应达到平衡，故C气体的正反应速率等于逆反应速率，正确。
15．以下是反应：2SO2＋O2一定条件()2SO3在不同条件下达到平衡状态时SO2的转化率。
压强
转化率
温度
0.1 MPa
0.5 MPa
1 MPa
10 MPa
400 ℃
99.2%
99.6%
99.7%
99.9%
500 ℃
93.5%
96.9%
97.8%
99.3%
600 ℃
73.7%
85.8%
89.5%
96.4%

试回答下列问题：
(1)提高该化学反应限度的途径：
。
(2)要实现SO2的转化率为93.5%，需控制的反应条件是 。
考点 化学反应条件的控制
题点 从化学反应限度控制反应条件
答案 (1)由表可知，要提高反应限度，可以采取增大压强或在一定范围内降低温度的方法等
(2)500 ℃、0.1 MPa
解析 在化工生产中，往往需要考虑反应的快慢和反应后所得产物的产率。前者研究的是化学反应速率，后者研究的是化学平衡即化学反应的限度，对于一个特定的化学反应来说，外部条件对化学反应速率和化学反应限度都存在一定的影响。因此，选择适宜的反应条件，既可以增大反应速率，缩短生产周期，又可以达到较大的反应限度，从而获得较大的产率。