化学必修 第二册第一单元 化学反应速率与反应限度第3课时学案

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第3课时　化学反应的限度
[核心素养发展目标]　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。
一、化学反应限度
1．化学反应的限度
(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－过量的条件下，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

2.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。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。


反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到反应限度后，再向反应容器中充入含18O的氧气，经过一段时间后，18O原子存在于哪些物质中？
提示　O2、SO2和SO3。

1．正误判断
(1)Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O为可逆反应(　　)
(2)1 mol N2和3 mol H2在一定条件下可完全生成2 mol NH3(　　)
(3)既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应(　　)
(4)在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应(　　)
(5)H2＋Cl22HCl与2HClH2＋Cl2互为可逆反应(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
2．对于化学反应的限度的叙述，错误的是(　　)
A．任何可逆反应都有一定的限度
B．有一定限度的化学反应，都是可逆反应
C．化学反应的限度与时间的长短无关
D．化学反应的限度是不可改变的
答案　D
解析　任何可逆反应都有一定的限度，反之，有一定限度的化学反应都是可逆反应，对同一可逆反应，当外界条件不变时，反应的限度不变，与时间长短无关，但当外界条件发生改变时，化学反应的限度也会发生改变。
3．在一定量的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1。当反应达到最大限度时，可能存在的数据是(　　)
A．N2为0.2 mol·L－1，H2为0.6 mol·L－1
B．N2为0.15 mol·L－1
C．N2、H2均为0.18 mol·L－1
D．NH3为0.4 mol·L－1
答案　B
解析　A项，可逆反应不能进行到底，N2的浓度范围是0～0.2 mol·L－1，H2的浓度范围是0～0.6 mol·L－1，NH3的浓度范围是0～0.4 mol·L－1，不能取最大值和最小值，错误；B项，氮气的物质的量浓度在范围内，正确；C项，虽然氮气和氢气的物质的量浓度在范围内，N2和H2都是反应物，浓度要么都增加，要么都减小，错误；D项，此反应是可逆反应，不能进行到底，错误。

(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)下，其反应的限度不同。
二、化学平衡状态
1．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0
v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

2.用速率变化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。
(2)化学平衡状态的特征


1．正误判断
(1)一定条件，可以通过延长化学反应的时间来改变反应物的最大转化率(　　)
(2)化学反应达到化学平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等(　　)
(3)可逆反应达到平衡状态时，各反应物、生成物的浓度相等(　　)
(4)化学反应在一定条件下建立平衡状态时，化学反应将会停止(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×
2．在一定温度下，在恒容的容器中充入2 mol SO2和1 mol O2发生反应：2SO2＋O22SO3。
一段时间后，该反应达到化学平衡，下列能说明反应达到化学平衡状态的是______(填序号)。
①v正(SO2)＝2v逆(O2)
②v(SO2)＝v(SO3)
③单位时间内消耗a mol SO2，同时生成a mol SO3
④SO2、O2和SO3的浓度之比为2∶1∶2
⑤混合气体的总的物质的量不再改变
⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的密度不再改变
⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变
答案　①⑤⑥⑧
解析　①因为v正(SO2)＝2v正(O2)，现有v正(SO2)＝2v逆(O2)，故v正(O2)＝v逆(O2)，为化学平衡状态；②v(SO2)和v(SO3)一直保持相等，不能说明反应达到化学平衡状态；③单位时间内消耗a mol SO2，必然生成a mol SO3，不能说明达到化学平衡状态；④非平衡状态下，SO2、O2和SO3的浓度之比也可能为2∶1∶2；⑤因为反应前后气体分子数不相等，若气体的总物质的量不再改变，说明正、逆反应速率相等，可以说明达到化学平衡状态；⑥因为反应前后气体分子数不相等，如未达到平衡，则压强随时间改变而改变，现压强不变，说明反应达到化学平衡状态；⑦该反应体系的容积不变，反应物及生成物都是气体，故气体的密度一直不变，密度不变，不能说明反应达到化学平衡状态；⑧根据M＝，该反应前后气体分子数不相等，故n是个变化的量，故M也是一个变化的量，如混合气体的平均相对分子质量不变，则n不变，反应一定达到化学平衡状态。

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＋bBcC＋dD，＝ 。
即—
(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—

1．反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，达到平衡后，再向反应容器中充入含18O的一氧化碳，经过一段时间后，18O存在于(　　)
A．CO B．H2O
C．CO2、CO D．CO、H2O、CO2
答案　D
解析　含18O的一氧化碳和H2O正向反应生成含18O的二氧化碳，同时含18O的二氧化碳和H2又逆向反应生成了一氧化碳和水，故最终CO、H2O和CO2中都含有了18O。
2．(2020·南京高一期中)可逆反应(g)(g)＋(g)在恒容密闭容器中进行：
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和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1
④混合气体的颜色不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
⑥混合气体的压强不再改变
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变
可说明该反应达到化学平衡状态的是(　　)
A．①④⑥⑦ B．②③④⑥
C．①④⑤⑦ D．①②⑥⑦
答案　A
解析　单位时间内生成n mol O2必同时消耗2n mol NO2，而生成2n mol NO2必同时消耗n mol O2，①能说明反应已达到化学平衡状态，②不能说明。③中无论反应是否达到化学平衡状态，各物质表示的化学反应速率之比都等于相应物质的化学计量数之比。④有色气体的颜色不再改变，则表示体系中各物质的物质的量浓度不再变化，说明反应已达到化学平衡状态。⑤体积固定，气体的质量反应前后不变，无论是否达到化学平衡状态，气体的密度始终不变。⑥反应前后气体的体积不相等，压强不变，意味着各物质的含量不再变化，说明反应已达到化学平衡状态。⑦由于反应前后气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，反应达到化学平衡状态。
3．哈伯因发明了用氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列说法正确的是(　　)
A．达到化学平衡时，N2完全转化为NH3
B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D．达到化学平衡时，正反应和逆反应速率都为零
答案　C
解析　可逆反应反应物不能完全反应，A错误；反应平衡时各物质的浓度是否相等取决于起始时各物质的量的关系和转化程度，N2、H2按1∶3混合，化学计量数为1∶3，所以转化率相等，平衡时，N2、H2的物质的量浓度之比一定为1∶3，B错误；随着反应的进行，N2、H2和NH3的物质的量浓度发生变化，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，C正确；化学平衡是动态平衡，达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率相等，但不为零，D错误。
4．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
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 5．甲酸(HCOOH)是一种弱酸，一定条件下在水溶液中部分电离出H＋和甲酸根离子(HCOO－)，达到平衡。
(1)甲酸的电离方程式为_________________________________________________。
(2)0.1 mol·L－1的甲酸溶液，当其电离达到平衡时溶液中的HCOO－浓度c为________(填字母)。
A．c>0.1 mol·L－1 B．c＝0.1 mol·L－1
C．0 答案　(1)HCOOHH＋＋HCOO－　(2)C


题组一　可逆反应
1．(2020·天津期中)下列反应不属于可逆反应的是(　　)
A．二氧化硫的催化氧化
B．氯气溶于水
C．工业合成氨
D．水电解生成H2和O2与H2在O2中的燃烧反应
答案　D
解析　二氧化硫催化氧化生成SO3是可逆反应，故A正确；氯气溶于水，氯气与水反应生成HCl和HClO，是可逆反应，故B正确；工业合成氨是可逆反应，故C正确；水电解生成H2和O2与H2在O2中的燃烧反应，反应条件不同，不是可逆反应，故D错误。
2．(2020·成都月考)500 ℃时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入体积为10 L的恒容密闭容器中，反应达到平衡时，NH3的浓度不可能是(　　)
A．0.1 mol·L－1 B．0.12 mol·L－1
C．0.05 mol·L－1 D．0.16 mol·L－1
答案　D
解析　由题干信息可知，N2和H2发生反应生成NH3，反应的化学方程式为N2＋3H22NH3，该反应中N2过量，假设2.25 mol H2完全反应，则生成NH3的物质的量为1.5 mol，浓度为0.15 mol·L－1，但该反应是可逆反应，H2不可能完全转化为NH3，因此达到平衡时，NH3的浓度小于0.15 mol·L－1，D选项符合题意。
题组二　化学反应的限度
3．(2020·大庆期中)已知反应：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)，起始时向某密闭容器中通入1 mol NO2、2 mol S18O2，反应达到平衡后，下列有关说法正确的是(　　)
A．NO2中不可能含18O
B．有1 mol N18O生成
C．S18O2的物质的量不可能为0.8 mol
D．SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，说明该反应达到平衡
答案　C
解析　该反应为可逆反应，则通入1 mol NO2、2 mol S18O2，反应达到平衡后，SO2、SO3、NO、NO2均含18O，故A错误；该反应为可逆反应，反应物不可能完全反应，所以通入1 mol NO2、2 mol S18O2，不可能有1 mol N18O生成，故B错误；该反应为可逆反应，反应物不可能完全反应，所以通入1 mol NO2、2 mol S18O2，则NO2、S18O2消耗都小于1 mol，所以S18O2的物质的量不可能为0.8 mol，故C正确；该反应为可逆反应，SO2、SO3、NO、NO2均含18O时，不能说明该反应达到平衡，故D错误。
4.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
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。
5．(2020·襄阳五中期中)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，若设法提高化学反应的限度，下面的说法错误的是(　　)
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能够节约原料和能源、提高产品的产量、提高经济效益，但是和化学反应速率的快慢无关，故选D。
6．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。当SO2、O2、SO3的浓度不再变化时，下列说法正确的是(　　)
A．SO2和O2全部转化为SO3
B．正、逆反应速率相等且等于零
C．该反应已达化学平衡状态
D．SO2、O2、SO3的浓度一定相等
答案　C
解析　A项，该反应是可逆反应，无论二者以何种比例混合，反应达到平衡时，SO2、O2不能完全转化为生成物SO3，错误；B项，可逆反应达到平衡状态时，反应仍然在进行，正、逆反应速率相等且不等于零，错误；C项，当SO2、O2、SO3的浓度不再改变时，任何物质的消耗速率等于生成速率，说明反应已达到化学平衡状态，正确；D项，当SO2、O2、SO3的浓度不再改变时，SO2、O2、SO3的浓度可能相等，也可能不相等，与加入物质的多少、反应条件有关，错误。
题组三　化学平衡状态的判断
7．一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
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状态的依据，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，则反应达到平衡状态，故正确。
8．(2020·海淀区校级检测)煤焦与水蒸气的反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)(反应吸热)是煤气化过程中的主要反应之一。若该反应在恒温、恒容的密闭体系中进行，仅通过以下数据可以判断t时刻反应是否达到平衡状态的是(　　)
①t时刻及其前后H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度
②t时刻，H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度
③t时刻，消耗H2O(g)的速率与生成CO(g)的速率
④t时刻，生成CO(g)的速率与消耗H2(g)的速率
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
答案　B
解析　t时刻及其前后各种气体的浓度不变时，该反应正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故①可以判断t时刻反应是否达到平衡状态；t时刻，各种气体的浓度只是一个数值，无法判断是否达到平衡状态，故②无法判断；无论反应是否达到平衡状态都存在消耗H2O(g)的速率与生成CO(g)的速率相等，所以不能据此判断平衡状态，故③无法判断；t时刻生成CO(g)的速率是正反应速率，消耗H2(g)的速率是逆反应速率，v正＝v逆可以判断平衡状态，故④可以判断t时刻反应是否达到平衡状态。
9．(2020·北京161中学期中)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应放热)，673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间t变化的关系如图所示。

下列叙述正确的是(　　)
A．c点处正反应速率和逆反应速率相等
B．a点的正反应速率比b点的大
C．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不同
D．在t2时刻，正反应速率大于逆反应速率
答案　B
解析　c点反应物和生成物的物质的量仍在变化，没有达到平衡状态，所以正、逆反应速率不相等，A错误；从a点到b点，氢气的物质的量逐渐减小，即其物质的量浓度逐渐减小，所以正反应的反应速率逐渐减小，即a点的正反应速率比b点的大，B正确；d点和e点都处于平衡状态，n(N2)不变，即d点和e点处n(N2)相等，C错误；在t2时刻，该反应处于化学平衡状态，所以正、逆反应速率相等，D错误。

10．在密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，一定条件下发生如下反应2SO2＋O22SO3。反应达到平衡后，各物质的物质的量可能为(　　)
选项
n(SO2)/mol
n(O2)/mol
n(SO3)/mol
A
2.0
1.0
0
B
1.0
0.8
1.0
C
0.2
0.1
1.8
D
0
0
2.0

答案　C
解析　反应2SO2＋O22SO3是可逆反应，加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，最终各种物质都应该存在，不能全为反应物，也不能都为生成物，所以A、D错误；反应正向进行，所以向生成SO3的方向进行，SO2与O2反应的物质的量关系为2∶1，所以SO2减小1 mol，消耗氧气0.5 mol，所以应该剩余氧气物质的量为0.5 mol，不能是0.8 mol，B错误。
11．一定条件下，对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若N2、H2、NH3的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时，N2、H2、NH3浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1和0.08 mol·
L－1，则下列判断不合理的是(　　)
①c1∶c2＝1∶3
②平衡时，H2和NH3的生成速率之比为2∶3
③N2和H2的转化率不相等
④c1的取值范围为0 A．①② B．③④ C．①④ D．②③
答案　D
12．500 ℃时，在一个容积为10 L的密闭容器中进行可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，开始时加入2 mol N2和2 mol H2，则达到平衡时，NH3的浓度不可能达到(　　)
A．0.04 mol·L－1 B．0.08 mol·L－1
C．0.16 mol·L－1 D．0.02 mol·L－1
答案　C
解析　开始时N2、H2的物质的量浓度都为0.2 mol·L－1，而该反应为可逆反应，反应物不可能完全转化，故反应后NH3的浓度最大也应小于mol·L－1≈0.133 3 mol·L－1。
13．一定温度下，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
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，不能说明反应已达到化学平衡状态；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。
14．在一定温度下，某容器内的某一反应中，X、Y的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列表述正确的是(　　)

A．t1时，Y的浓度是X的浓度的2倍
B．反应的化学方程式为X2Y
C．t2时，反应的正、逆反应速率相等，达到平衡状态
D．t3时，X、Y的量不再变化，化学反应停止了，正、逆反应速率为零
答案　A
解析　A项，由图像知，反应中Y的物质的量减少，X的物质的量增多，则Y为反应物，X为生成物，Y、X的物质的量变化量之比为(8－2)∶(5－2)＝6∶3＝2∶1，则化学方程式为2YX，t1时X的物质的量为3 mol，Y的物质的量为6 mol，因此Y的浓度是X的浓度的2倍，故A项正确、B项错误；在t2时，X和Y的物质的量相等，但反应未达到平衡，故正、逆反应速率不相等，故C项错误；在t3时，X和Y的物质的量不再随时间的变化而变化，反应达到平衡，此时正、逆反应速率相等，但不为零，故D项错误。
15．某温度下，在2 L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t min(设t＝5)，X的平均反应速率是________________。
(3)在t min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的反应速率之比为2∶3
C．混合气体的密度不变
D．生成1 mol Z的同时生成2 mol X
(4)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．保持温度不变，将容器体积压缩为1 L
答案　(1)2X3Y＋Z　(2)0.08 mol·L－1·min－1
(3)化学平衡　D　(4)CD
解析　(1)由图像可以看出X为反应物，Y和Z为生成物，当反应达到t min时，Δn(X)＝0.8 mol，Δn(Y)＝1.2 mol，Δn(Z)＝0.4 mol，化学反应中，各物质的物质的量变化值与化学计量数成正比，故Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝2∶3∶1，所以反应的化学方程式为2X3Y＋Z。
(2)v(X)＝＝＝0.08 mol·L－1·min－1。
(3)在t min时，反应中各物质的物质的量不再变化，反应达到化学平衡状态。A项，X、Y、Z的化学计量数不相等，则X、Y、Z的反应速率也不会相等，错误；B项，用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论平衡与否，X、Y的反应速率之比都为2∶3，错误；C项，据ρ＝，由于反应体系的体积不变，气体的总质量不变，则混合气体的密度不变，错误；D项，当生成1 mol Z的同时生成2 mol X，说明正、逆反应速率相等，达到平衡状态，正确。
(4)减小产物浓度，降低温度，会使反应速率减小，故A、B项错误；增大反应物浓度，压缩容器体积，会使反应速率增大，故C、D项正确。
16．在2 L密闭容器中，800 ℃时，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表所示：
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)上图中，A点处v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)图中表示NO2变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________________。
(3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是________(填字母，下同)。
a．v(NO2)＝2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2)
d．容器内的密度保持不变
(4)下列能使该反应的反应速率增大的是________。
a．及时分离出NO2气体
b．适当升高温度
c．增大O2的浓度
d．选择高效的催化剂
答案　(1)大于　(2)b　1.5×10－3 mol·L－1·s－1
(3)bc　(4)bcd
解析　(1)图中表明A点的反应时间小于1 s，表格中数据表明在0～1 s内n(NO)呈减小状态，则反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)在正向进行，v正＞v逆。
(2)上述反应正向进行，则c(NO)由逐渐减小到保持不变。表格中数据表明上述反应从开始到平衡，n(NO)的减小量为0.020 mol－0.007 mol＝0.013 mol，则n(NO2)的增加量为0.013 mol。上述反应容器的容积为2 L，则平衡时c(NO2)＝0.006 5 mol·L－1，则表示NO2变化的曲线是b。表格中数据表明，在0～2 s内n(NO)减小量为0.020 mol－0.008 mol＝0.012 mol，则n(O2)的减小量为0.006 mol，容器容积为2 L，则Δc(O2)＝0.003 mol·L－1，反应时间为2 s，根据v＝计算得v(O2)＝1.5×10－3 mol·L－1·s－1。
(3)化学平衡状态中正、逆反应速率相等，v正(NO2)＝2v逆(O2)体现了上述反应中正、逆反应速率相等，v(NO2)＝2v(O2)则不可以。上述反应，在达到平衡之前气体总物质的量不守恒，则在恒温、恒容下气体总压强不守恒；在达到平衡之后气体总物质的量守恒，则在恒温、恒容下气体总压强守恒；总之，上述反应的容器内压强保持不变，说明反应已经达到平衡。上述反应，在达到平衡前后气体质量守恒，由于容器容积不变，则容器内的密度不变不能说明反应达到平衡。
(4)其他条件一定，升高温度、增大反应物的浓度或使用催化剂，都能使化学反应速率增大。
17．Ⅰ.在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入一容积为2 L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间变化情况如图。

(1)该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示)____________________。
(2)a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是________。
Ⅱ.以下是关于化学反应2SO2＋O22SO3的两个素材：
素材1：某温度和压强下，2 L容器中，不同时间点测得密闭体系中三种物质的物质的量：
时间/s
物质的量/mol
物质
0
10
20
30
40
50
60
70
SO2
1
0.7
0.5
0.35
0.2
0.1
0.1
0.1
O2
0.5
0.35
0.25
0.18
0.1
0.05
0.05
0.05
SO3
0
0.3
0.5
0.65
0.8
0.9
0.9
0.9

素材2：反应在不同条件下进行时SO2的转化率(SO2的转化率是反应的SO2占起始SO2的百分数，SO2的转化率越大，化学反应的限度越大)。
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
300 ℃
93.5
96.9
97.8
99.3
600 ℃
73.7
85.8
90.0
96.4

根据以上的两个素材回答问题：
(3)根据素材1计算20～30 s内，用二氧化硫表示的化学反应的平均速率为______________。
(4)根据素材2中分析得到，提高该化学反应限度的途径有：________________________。
(5)根据素材1、素材2中分析得到，要实现素材1中SO2的转化率需控制的反应条件是________________________________________________________________________。
答案　Ⅰ.(1)Y2X　(2)bd　Ⅱ.(3)0.007 5 mol·L－1·s－1　(4)增大压强或在一定范围内降低温度
(5)温度为600 ℃，压强为1 MPa