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第2課時　化學反應的限度　化學反應條件的控制
[學習目標]　1.了解可逆反應及特點。　2.理解化學平衡狀態的特征及標志，知道改變條件化學平衡會發生移動。　3.了解控制反應條件在生產、生活和科學研究中的作用。
任務一　化學反應的限度
1．可逆反應
(1)可逆反應的概念
在同一條件下正反應方向和逆反應方向均能進行的化學反應。
(2)可逆反應的特點
①反應不能進行到底；
②在一定條件下反應物與生成物同時存在；
③正、逆反應方向同時進行。
[交流研討1]　向2 mL 0.01 mol·L-1KI溶液中逐滴加入1 mL 0.01 mol·L-1 FeCl3溶液，然后加入0.1 mol·L-1 KSCN 溶液，溶液變為紅色，說明什么問題？試分析原因。
提示：說明溶液中仍然存在Fe3+。在I－過量的情況下，Fe3+仍然沒完全反應，說明某些化學反應不能進行到底。
[交流研討2]　14CO2＋C 2CO，達到化學平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有________________________________________________________________________。
提示：14CO2、14C、14CO
2．化學平衡狀態的建立
(1)化學平衡狀態的建立過程
在一定條件下向反應容器中加入SO2和O2發生反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。
濃度 速率變化 v正、v逆關系
開始 反應物濃度最大 v正最大 v正＞v逆
生成物濃度為0 v逆為0
過程中 反應物濃度減小 v正減小 v正＞v逆
生成物濃度增大 v逆增大
平衡 反應物濃度不變 v正不變 v正＝v逆
生成物濃度不變 v逆不變
(2)用速率變化圖像表示化學平衡狀態的建立
3．化學平衡狀態
(1)概念
如果外界條件（溫度、濃度、壓強等）不發生改變，當可逆反應進行到一定程度時，正反應速率與逆反應速率相等，反應物的濃度和生成物的濃度都不再改變，達到一種表面靜止的狀態，稱為化學平衡狀態，簡稱化學平衡。
(2)特征
[交流研討3]　(1)化學平衡狀態建立后，反應停止，反應速率為0，這句話對嗎？為什么？
提示：不對。化學平衡建立后，v（正）＝v（逆）≠0，說明反應并沒有停止。
(2)對于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反應，當反應達到平衡時v正(N2)＝v逆(NH3)對嗎？為什么？
提示：不對。對同一物質v（正）＝v（逆），對不同物質正逆速率之比等于化學計量數之比即v正(N2)∶v逆(NH3)＝1∶2。
[交流研討4]　以3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)為例分析，判斷下列情形是否達到平衡狀態（填“是”或“否”）。
(1)若有1 mol N2消耗，則有1 mol N2生成。　　　　
(2)若有1 mol N2消耗，則有3 mol H2生成。　　　　
(3)若有1 mol N2消耗，則有2 mol NH3生成。　　　　
(4)若有1 mol N≡N鍵斷裂，則有6 mol N—H鍵斷裂。　　　　
(5)若有1 mol N≡N鍵斷裂，則有6 mol N—H鍵生成。　　　　
(6)若反應體系中N2、H2、NH3的百分含量不變。　　　　
(7)反應體系中平均相對分子質量一定。　　　　
(8)若體系的體積一定，氣體的密度一定。　　　　
(9)若體系的體積一定，氣體的壓強一定。　　　　
提示：(1)是　(2)是　(3)否　(4)是　(5)否　(6)是　(7)是　(8)否　(9)是
化學平衡狀態的判定
1．正、逆反應速率相等
(1)同種物質：v正＝v逆。
(2)不同種物質：＝。
2．間接依據——根據各組分的量
首先分析該量是“變量”還是“恒量”，如為“恒量”，即隨反應的進行永遠不變，則不能作為判斷平衡狀態的依據；如為“變量”，即該量隨反應進行而改變，當其“不變”時，則為平衡狀態。　　
4．化學反應的限度
(1)化學平衡狀態是可逆反應在一定條件下所能達到或完成的最大程度，即該反應進行的限度。
(2)化學反應的限度決定了反應物在一定條件下的最大轉化率。
(3)同一可逆反應，不同條件下，化學反應的限度不同，即改變條件可以在一定程度上改變一個化學反應的限度。
1．下列反應不屬于可逆反應的是(　　)
A．SO2與O2在一定條件下生成SO3，同時SO3又分解為SO2和O2
B．N2與H2在一定條件下生成NH3，同時NH3又分解為N2和H2
C．電解水生成H2和O2，氫氣在氧氣中燃燒生成H2O
D．SO2溶于水生成H2SO3，同時H2SO3又分解為SO2和H2O
答案：C
解析：可逆反應指在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應。電解水生成氫氣和氧氣，氫氣和氧氣點燃生成水，兩者反應條件不同，不是可逆反應。
2．恒溫恒容條件下，發生化學反應：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，下列選項中不能作為達到化學平衡狀態的標志的是(　　)
A．混合氣體顏色不再變化
B．單位時間內形成n mol H—H的同時斷裂2n mol H—I
C．若該反應在隔熱密閉體積恒定的容器中進行反應，體系的溫度不再變化
D．2v正(H2)＝v逆(HI)
答案：B
解析：A．碘蒸氣有顏色，其余均為無色氣體，因此當混合氣體顏色不再改變時，說明反應達到平衡，故A不符合題意；B．單位時間內形成H—H，反應向逆反應方向進行，斷裂H—I，反應也是向逆反應方向進行，因此單位時間內形成n mol H—H的同時斷裂2n mol H—I，不能說明反應達到平衡，故B符合題意；C．該反應為放熱反應，如果容器隔熱密閉，隨著反應進行，容器內氣體溫度升高，當體系溫度不再改變，說明反應達到平衡，故C不符合題意；D．利用不同物質的反應速率表示反應達到平衡，要求反應方向是一正一逆，且反應速率之比等于化學計量數之比，因此2v正(H2)＝v逆(HI)，能夠說明反應達到平衡，故D不符合題意；答案為B。
任務二　化學反應條件的控制
1．化學反應條件控制的目的
(1)促進有利的化學反應：提高反應速率；提高反應物的轉化率，即原料的利用率。
(2)抑制有害的化學反應：降低反應速率，控制副反應的發生，減少甚至消除有害物質的產生。
2．化工生產中反應條件的調控
(1)考慮因素
化工生產中調控反應條件時，需要考慮控制反應條件的成本和實際可能性。
(2)實例——合成氨生產條件的選擇
[交流研討]　下圖所示為工業合成氨的流程圖。下列有關生產條件的調控作用分析正確的是　　　　（填序號）。
(1)步驟①中“凈化”可以防止催化劑中毒
(2)步驟②中“加壓”可以加快反應速率
(3)步驟②采用的壓強是2×107 Pa，因為在該壓強下鐵觸媒的活性最大
(4)步驟③，選擇高效催化劑是合成氨反應的重要條件
(5)目前，步驟③一般選擇控制反應溫度為700 ℃左右
(6)步驟④⑤有利于提高原料的利用率，能節約生產成本
提示：(1)(2)(4)(6)
3．提高煤的燃燒效率
(1)煤燃燒時，將煤塊粉碎成煤粉目的是增大與空氣中O2的接觸面積，煤粉燃燒更充分，反應速率快；通入過量的空氣可以使煤粉充分燃燒，生成CO2，放出更多的熱量；若空氣不足，會造成煤燃燒不完全，生成CO，產生熱量減少，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熱交換裝置，供其他方面使用。
1．化學反應限度的調控在工業生產和環保技術等方面得到了廣泛的應用，如果設法提高化學反應的限度，下列說法錯誤的是(　　)
A．能夠節約原料和能源
B．能夠提高產品的產量
C．能夠提高經濟效益
D．能夠提高化學反應速率
答案：D
解析：提高化學反應的限度能夠節約原料和能源、提高產品的產量、提高經濟效益，但是和化學反應速率的快慢無關，故選D。
2．工業上合成氨的反應為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在實際生產中為提高合成氨的反應速率，下列說法正確的是(　　)
A．溫度越高，反應速率越快，因此采取的溫度越高越好
B．壓強越大，反應速率越快，因此采取的壓強越大越好
C．催化劑能加快反應速率，因此可選用適當的催化劑
D．可向容器中加入一定量的水蒸氣，使氨氣溶解以提高反應速率
答案：C
解析：A項，溫度高反應速率快，但溫度過高會消耗更多的燃料，因此實際生產中的溫度不是越高越好，錯誤；B項，壓強大反應速率快，但壓強過高會增加設備的成本，因此實際生產中的壓強不是越大越好，錯誤；C項，可選用適當的催化劑提高反應速率，正確；D項，加入水蒸氣會降低反應體系的溫度，且氨氣溶于水并不能提高反應速率，錯誤。
1．（2024·海南海口高一期中）任何反應都有一定的限度，下列反應可逆性最小的是(　　)
A．H2＋F2===2HF B．H2＋Cl2===2HCl
C．H2＋Br2===2HBr D．H2＋I2===2HI
答案：A
解析：非金屬性越強，單質越容易與氫氣化合，生成的氣態氫化物越穩定，非金屬性：F＞Cl＞Br＞I，故F2與H2反應最容易進行，可逆性最小。
2．（2024·江蘇淮安高一期中）可逆反應3H2＋N22NH3的正、逆反應速率可用各反應物或生成物濃度的變化來表示，下列各關系中能說明反應已達到平衡狀態的是(　　)
A．v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．3v正(H2)＝2v逆(NH3) D．3v正(N2)＝v逆(H2)
答案：D
解析：A．無論該反應是否達到平衡狀態都有3v正(N2)＝v正(H2)，而v正(N2)＝v正(H2)不能說明正、逆反應速率相等，則不能說明反應達平衡狀態，A錯誤；B．反應達到平衡狀態時，v正(N2)∶v逆(NH3)＝1∶2，B錯誤；C．反應達到平衡狀態時，v正(H2)∶v逆(NH3)＝3∶2，即2v正(H2)＝3v逆(NH3)，C錯誤；D．反應達到平衡狀態時，v正(N2)∶v逆(H2)＝1∶3，即3v正(N2)＝v逆(H2)，D正確。
3．（2023·遼寧鞍山高一檢測）可逆反應：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)，在2 L的密閉容器中反應，達到平衡的標志是(　　)
A．單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO
B．用NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態
C．混合氣體的顏色不再改變的狀態
D．混合氣體的密度不再改變的狀態
答案：C
解析：單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO，描述的均為正反應，沒有提到逆反應，不能說明v（正）＝v（逆），因此不能判斷反應達到平衡狀態，故A不符合題意；對于正反應（或逆反應）在任何時刻NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為2∶2∶1，不能說明v（正）＝v（逆），故B不符合題意；二氧化氮是紅棕色氣體，顏色不變時說明二氧化氮濃度保持不變，因此可以證明反應達到平衡狀態，故C符合題意；恒容條件下，該反應氣體的質量不變，體積也不變，所以反應過程中氣體密度一直不變，因此密度不變不能證明反應達到平衡狀態，故D不符合題意。
4．生活中有很多現象都存在化學知識，如爐火越扇越旺，但蠟燭的火焰一扇就滅。
(1)同樣是扇風為什么結果不同，試解釋其中的原因：__________________________
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________________________________________________________________________。
(2)炭在火爐中燃燒很旺時，在往爐膛底內的熱炭上噴灑少量水的瞬間，爐子內的火會更旺這是因為________________________________________________________________
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(3)如果欲使爐內炭更充分燃燒，下列措施可行的是　　　　（填字母）。
A．向爐內吹空氣
B．把塊狀炭碾碎
C．使用H2O作催化劑
D．提高爐膛內的溫度
答案：(1)“爐火越扇越旺”是扇風為燃燒提供了足量的氧氣促進燃燒；“蠟燭的火焰一扇就滅”是由于空氣流動帶走大量的熱量，使溫度降低，低于了蠟燭的著火點
(2)炭與水反應生成CO和H2，燃燒充分且更快，火焰更旺　
(3)AB
解析：往爐膛底內的熱炭上噴灑少量水，即在高溫下熾熱炭與H2O反應：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，這樣炭經反應變成氣體燃料，燃燒時與空氣接觸充分，燃燒充分且快，所以爐火更旺。使用催化劑或提高爐膛內溫度只能更快完成燃燒過程，而并不能為炭燃燒更充分提供條件。
課時測評13　化學反應的限度　化學反應條件的控制
（本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！）
題點一　可逆反應的理解
1．已知反應：NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)，起始時向某密閉容器中通入1 mol NO2、2 mol S18O2，反應達到平衡后，下列有關說法正確的是(　　)
A．NO2中不可能含18O
B．有1 mol N18O生成
C．S18O2的物質的量不可能為0.8 mol
D．SO2、SO3、NO、NO2均含18O時，說明該反應達到平衡
答案：C
解析：該反應為可逆反應，則通入1 mol NO2、2 mol S18O2，反應達到平衡后，SO2、SO3、NO、NO2均含18O，故A錯誤；該反應為可逆反應，反應物不可能完全消耗，所以通入1 mol NO2、2 mol S18O2，不可能有1 mol N18O生成，故B錯誤；該反應為可逆反應，反應物不可能完全消耗，所以通入1 mol NO2、2 mol S18O2，則NO2、S18O2消耗都小于1 mol，所以S18O2的物質的量不可能為0.8 mol，故C正確；該反應為可逆反應，SO2、SO3、NO、NO2均含18O時，不能說明該反應達到平衡，故D錯誤。
2．在一定條件下，向1 L密閉容器中充入3 mol X氣體和1 mol Y氣體，發生反應2X(g)＋2Y(g) 3Z(g)＋2W(g)，反應達到最大限度時，下列各生成物濃度的數據中一定錯誤的是(　　)
A．c(Z)＝0.75 mol/L B．c(Z)＝1.2 mol/L
C．c(W)＝0.8 mol/L D．c(W)＝1 mol/L
答案：D
解析：可逆反應不能進行到底，即反應物均有剩余，所以消耗Y的物質的量必小于1 mol，而生成Z的物質的量必小于1.5 mol，生成W的物質的量必小于1 mol，所以D錯誤。
題點二　化學反應的限度
3．在密閉容器中進行反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，下列說法正確的是(　　)
A．升高溫度能加快反應速率
B．充入氫氣能減慢反應速率
C．達到平衡時，反應速率：v正＝v逆＝0
D．達到平衡時，N2和H2能100%轉化為NH3
答案：A
4．下列有關化學反應限度的說法不正確的是(　　)
A．任何可逆反應都有一定的限度
B．化學反應的限度是可以改變的
C．化學反應的限度與反應進行時間的長短有關
D．化學反應達到限度時，正、逆反應速率相等
答案：C
解析：可逆反應不能進行到底，在一定條件下，當正、逆反應速率相等時，達到反應限度，所以任何可逆反應都有一定的限度，故A正確；當外界條件發生變化時，反應限度可能發生改變，故B正確；無論時間多長，可逆反應都不可能進行到底，反應限度與反應進行時間的長短無關，但達到反應限度需要一定時間，二者不能混淆，故C錯誤；對于可逆反應，當正、逆反應速率相等時，反應達到限度，故D正確。
題點三　化學平衡狀態的判斷
5．在一定條件下，可逆反應2A(g) B(g)＋3C(g)在四種狀態中處于平衡狀態的是(　　)
選項 正反應速率 逆反應速率
A vA＝2 mol ·L-1·min-1 vB＝2 mol ·L-1·min-1
B vA＝2 mol ·L-1·min-1 vC＝2 mol ·L-1·min-1
C vA＝1 mol ·L-1·min-1 vB＝2 mol ·L-1·min-1
D vA＝1 mol ·L-1·min-1 vC＝1.5 mol ·L-1·min-1
答案：D
解析：正反應速率和逆反應速率相等時，化學反應達到平衡狀態。通過化學方程式中的化學計量數進行變換比較。A項，vA（正）＝2 mol·L-1·min-1≠vA（逆）＝4 mol ·L-1·min-1；B項，vA（正）＝2 mol·L-1·min-1≠vA（逆）＝ mol ·L-1·min-1；C項，vA（正）＝1 mol ·L-1·min-1≠vA（逆）＝4 mol·L-1·min-1；D項，vA（正）＝1 mol·L-1·min-1＝vA（逆）＝1 mol·L-1·min-1。
6．在—定溫度下的密閉容器中，可逆反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)達到平衡狀態的標志是(　　)
A．N2、H2、NH3在容器中共存
B．混合氣體的總物質的量不再發生變化
C．單位時間內生成n mol N2，同時生成3n mol H2
D．單位時間內消耗n mol N2，同時消耗n mol NH3
答案：B
解析：反應一旦開始，無論反應是否達到平衡狀態，N2、H2、NH3均在容器中共存，A錯誤；該反應是反應前后氣體分子數不相等的反應，若混合氣體的總物質的量不再發生變化，說明反應達到平衡狀態，B正確；單位時間內生成n mol N2，同時生成3n mol H2，都表示反應逆向進行，不能判斷反應是否處于平衡狀態，C錯誤；單位時間內消耗n mol N2的同時必然會產生2n mol NH3，現消耗n mol NH3，說明反應正向進行，未達到平衡狀態，D錯誤。
題點四　化學反應條件的控制
7．（2023·連云港高一期中）化學反應條件的控制具有重要的現實意義。如下反應條件的控制中，不恰當的是(　　)
A．利用鈉在點燃的條件下與氧氣反應，制備過氧化鈉
B．為防止火災，在面粉廠、加油站等場所要嚴禁煙火
C．為加快KClO3的分解速率而加入MnO2
D．降溫加快H2O2的分解速率
答案：D
解析：鈉和氧氣在點燃或加熱條件下反應生成過氧化鈉，可以利用鈉在點燃的條件下與氧氣反應，制備過氧化鈉，故A正確；為防止火災，在面粉廠、加油站等場所要嚴禁煙火，故B正確；MnO2可以作為催化劑催化KClO3的分解反應，故C正確；降溫會減慢H2O2的分解速率，故D錯誤。
8．（2024·榆林市期中）化學反應速率和限度的研究對日常生活和工業生產有著重要意義。下列有關說法錯誤的是(　　)
A．向爐膛內鼓風，用煤粉代替煤塊可以使爐火更旺
B．將肉類食品進行低溫冷藏，能使其永遠不會腐敗變質
C．工業合成氨時，要同時考慮反應速率和反應限度兩個方面
D．我國西周時期已發明用“酒曲”釀酒，原理是利用催化劑改變反應速率
答案：B
解析：A．相同條件下，增大反應物的濃度或增大固體的表面積均可加快反應速率，所以向爐膛內鼓風，用煤粉代替煤塊使燃燒更充分，A項正確；B．低溫冷藏只能減慢肉類食品的變質速率，B項錯誤；C．工業合成氨是一個可逆的放熱反應，為提高產率，需要同時考慮反應速率和反應限度兩個方面，C項正確；D．“酒曲”是一種酶，釀酒過程中作催化劑，加快反應速率，D項正確；故選B。
9．在一定溫度下，容器內某一反應中M、N的物質的量隨反應時間的變化曲線如圖，下列表述中正確的是(　　)
A．該反應的化學方程式為2M N
B．t2時，正、逆反應速率相等，反應達到平衡
C．t3時，正反應速率大于逆反應速率
D．t1時，N的濃度是M的濃度的2倍
答案：D
解析：由圖像可知，反應中M的物質的量逐漸增多，N的物質的量逐漸減少，則在反應中N為反應物，M為生成物。在相等的時間內N和M的物質的量的變化量之比為2∶1，所以反應的化學方程式應為2N M，故A錯誤；t2時，反應沒有達到平衡，此時反應繼續向正反應方向進行，正反應速率大于逆反應速率，故B錯誤；t3時，反應達到平衡，正、逆反應速率相等，故C錯誤；t1時，N的物質的量為6 mol，M的物質的量為3 mol，N的濃度是M的濃度的2倍，故D正確。
10．某同學為探究FeCl3與KI的反應是否存在反應限度，設計了如圖所示的四種實驗方案（FeCl3溶液、KI溶液濃度均為0.1 mol·L-1），最合理的方案是(　　)
A．方案1 B．方案2
C．方案3 D．方案4
答案：D
解析：KI溶液和FeCl3溶液發生氧化還原反應生成Fe2+和I2，反應的離子方程式為2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2，Fe3+少量時，向反應后的溶液中加入CCl4，若液體分層且下層呈紫紅色，則說明生成了碘，取少量上層清液向其中滴加KSCN溶液，溶液顯紅色，發生反應Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3，說明Fe3+沒有反應完，則反應存在限度，故D正確。
11．在密閉容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，一定條件下發生反應：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。反應達到平衡后，各物質的物質的量可能為(　　)
選項 n(SO2)/mol n(O2)/mol n(SO3)/mol
A 2.0 1.0 0
B 1.0 0.8 1.0
C 0.20 0.10 1.80
D 0 0 2.0
答案：C
解析：反應2SO2＋O2 2SO3是可逆反應，加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，最終各種物質都應該存在，不能都為反應物，也不能都為生成物，所以A、D錯誤；反應正向進行，所以向生成SO3的方向進行，SO2與O2反應的物質的量關系為2∶1，所以SO2減小1 mol，消耗氧氣0.5 mol，所以應該剩余氧氣物質的量為0.5 mol，不能是0.8 mol，B錯誤。
12．將2 mol SO2和2 mol O2通入到一固定容積1 L的密閉容器中進行如下反應：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，已知反應進行到10 min時達到平衡，此時SO3的物質的量為1.8 mol。下列說法錯誤的是(　　)
A．10 min內，用O2表示該反應的平均反應速率為0.09 mol·L-1·min-1
B．10 min后反應體系的各組分的濃度不再發生變化
C．10 min時，v正(O2)＝2v逆(SO3)
D．11 min時，升高溫度，反應體系中各組分的體積分數發生改變
答案：C
解析：A．10 min內生成SO3的物質的量為1.8 mol，則反應的O2有0.9 mol，則用O2表示的反應速率為＝0.09 mol·L-1·min-1，A正確；B．10 min后反應達到平衡，體系中各組分的濃度不再發生變化，B正確；C．根據化學方程式可知，v正(O2)＝v正(SO3)，又因為10 min時反應達到平衡，v正(SO3)＝v逆(SO3)，則v正(O2)＝v逆(SO3)，C錯誤；D．升高溫度，化學平衡會發生移動，反應體系中各組分的體積分數發生改變，D正確；故答案選C。
13．某溫度下，在2 L密閉容器中充入4 mol A氣體和3 mol B氣體，發生下列反應：2A(g)＋B(g) C(g)＋xD(g)，5 s達到平衡。達到平衡時，生成了1 mol C，測定D的濃度為1 mol/L。
(1)求x＝　　　　。
(2)求這段時間A的平均反應速率為　　　　　。平衡時B的濃度為　　　　。
(3)下列敘述能說明上述反應達到平衡狀態的是　　　　（填字母）。
A．單位時間內每消耗2 mol A，同時生成1 mol C
B．單位時間內每生成1 mol B，同時生成1 mol C
C．D的體積分數不再變化
D．混合氣體的壓強不再變化
E．B、C的濃度之比為1∶1
F．混合氣體的密度不再變化
答案：(1)2　(2)0.2 mol/(L·s)　1 mol/L　(3)BC
解析：(1)5 s內，生成D的物質的量為1 mol/L×2 L＝2 mol，相同時間段內，生成C的物質的量為1 mol，變化的物質的量之比等于化學計量數之比，即x＝2；(2)根據反應方程式，5 s內，消耗A的物質的量為2 mol，用A表示的反應速率v(A)＝＝0.2 mol/(L·s)；5 s時反應達到平衡，根據反應方程式可知，該時間段內消耗B的物質的量為1 mol，則平衡時B的濃度為＝1 mol/L；(3)A．用不同物質的反應速率表示反應達到平衡，要求反應方向是一正一逆，消耗A、生成C反應都是正向進行，因此單位時間內每消耗2 mol A，同時生成1 mol C，不能說明反應達到平衡，故A不符合題意；B．用不同物質的反應速率表示反應達到平衡，要求反應方向是一正一逆，且反應速率之比等于化學計量數之比，單位時間內每生成1 mol B，同時生成1 mol C，推出v逆(B)∶v正(C)＝1∶1，能說明反應達到平衡，故B符合題意；C．根據化學平衡狀態的定義，當D的體積分數不再變化，說明反應達到平衡，故C符合題意；D．相同條件下，壓強與氣體物質的量成正比，根據反應方程式可知，反應前后氣體化學計量數之和相等，混合氣體的壓強始終保持不變，因此混合氣體的壓強不再變化，不能說明該反應達到平衡，故D不符合題意；E.根據上述分析，達到平衡時，B的物質的量濃度為1 mol/L，C的物質的量濃度為0.5 mol/L，物質的量濃度之比為2∶1，因此B、C的濃度之比為1∶1，不能說明反應達到平衡，故E不符合題意；F.組分都是氣體，混合氣體總質量保持不變，容器為恒容，根據密度的定義，混合氣體的密度始終保持不變，即混合氣體的密度不再變化，不能說明反應達到平衡，故F不符合題意；答案為BC。
14．某化學反應2A(g) B(g)＋D(g)在密閉容器中分別在下列三種不同條件下進行，B、D起始濃度為0，反應物A的濃度(mol·L-1)隨反應時間(min)的變化情況如下表：根據上述數據，完成下列填空：
實驗序號 時間濃度溫度 0 10 20 30 40 50 60
1 800 ℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800 ℃ c2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 800 ℃ c3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
根據上述數據，完成下列填空：
(1)實驗1中，在10～20 min時間內，以A的速率表示的平均反應速率為　　　　mol·L-1·min-1。
(2)實驗2中，A的初始濃度c2＝　　　　mol·L-1，反應經20 min就達到平衡，可推測實驗2中還隱含的條件是_____________________________________________。
(3)設實驗3的化學反應速率為v3，實驗1的化學反應速率為v1，則v3　　　　v1（填“>”、“＝”或“<”），且c3　　　　1.0 mol·L-1（填“>”、“＝”或“<”）。
答案：(1)0.013　(2)1.0　加入催化劑　(3)>　>　(共63張PPT)
第2課時　化學反應的限度　化學反應條件的控制
　
第六章　第二節　化學反應的速率與限度
1．了解可逆反應及特點。　
2．理解化學平衡狀態的特征及標志，知道改變條件化學平衡會發生移動。
3．了解控制反應條件在生產、生活和科學研究中的作用。
學習目標
任務一　化學反應的限度
新知構建
1．可逆反應
(1)可逆反應的概念
在同一條件下___________和___________均能進行的化學反應。
(2)可逆反應的特點
①反應不能進行到底；
②在一定條件下反應物與生成物同時存在；
③正、逆反應方向同時進行。
正反應方向
逆反應方向
交流研討1
向2 mL 0.01 mol·L-1KI溶液中逐滴加入1 mL 0.01 mol·L-1 FeCl3溶液，然后加入0.1 mol·L-1 KSCN 溶液，溶液變為紅色，說明什么問題？試分析原因。
提示：說明溶液中仍然存在Fe3+。在I－過量的情況下，Fe3+仍然沒完全反應，說明某些化學反應不能進行到底。
交流研討2
14CO2＋C 2CO，達到化學平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有_____________________。
14CO2、14C、14CO
2．化學平衡狀態的建立
(1)化學平衡狀態的建立過程
在一定條件下向反應容器中加入SO2和O2發生反應：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)。
濃度 速率變化 v正、v逆關系
開始 反應物濃度_____ v正_____ v正_____v逆
生成物濃度_____ v逆_____
過程中 反應物濃度_____ v正_____ v正_____v逆
生成物濃度_____ v逆_____
平衡 反應物濃度_____ v正_____ v正_____v逆
生成物濃度_____ v逆_____
最大
最大
為0
減小
為0
減小
增大
增大
不變
不變
不變
不變
＞
＞
＝
(2)用速率變化圖像表示化學平衡狀態的建立
3．化學平衡狀態
(1)概念
如果外界條件(溫度、濃度、壓強等)不發生改變，當______反應進行到一定程度時，___________與___________相等，反應物的濃度和生成物的濃度都_________，達到一種表面靜止的狀態，稱為化學平衡狀態，簡稱化學平衡。
可逆
正反應速率
逆反應速率
不再改變
(2)特征
可逆反應
相等
不再改變
交流研討3
(1)化學平衡狀態建立后，反應停止，反應速率為0，這句話對嗎？為什么？
提示：不對。化學平衡建立后，v(正)＝v(逆)≠0，說明反應并沒有停止。
(2)對于N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)反應，當反應達到平衡時v正(N2)＝v逆(NH3)對嗎？為什么？
提示：不對。對同一物質v(正)＝v(逆)，對不同物質正逆速率之比等于化學計量數之比即v正(N2)∶v逆(NH3)＝1∶2。
交流研討4
以3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)為例分析，判斷下列情形是否達到平衡狀態(填“是”或“否”)。
(1)若有1 mol N2消耗，則有1 mol N2生成___。　　　　
(2)若有1 mol N2消耗，則有3 mol H2生成___。　　　　
(3)若有1 mol N2消耗，則有2 mol NH3生成___。　　　　
(4)若有1 mol N≡N鍵斷裂，則有6 mol N—H鍵斷裂___。　　　　
(5)若有1 mol N≡N鍵斷裂，則有6 mol N—H鍵生成___。　　　　
(6)若反應體系中N2、H2、NH3的百分含量不變___。　　　　
(7)反應體系中平均相對分子質量一定___。　　　　
(8)若體系的體積一定，氣體的密度一定___。　　　　
(9)若體系的體積一定，氣體的壓強一定___。　　　
是
是
否
是
否
是
是
否
是
歸納總結
化學平衡狀態的判定
1．正、逆反應速率相等
(1)同種物質：v正＝v逆。
(2)不同種物質： ＝ 。
2．間接依據——根據各組分的量
首先分析該量是“變量”還是“恒量”，如為“恒量”，即隨反應的進行永遠不變，則不能作為判斷平衡狀態的依據；如為“變量”，即該量隨反應進行而改變，當其“不變”時，則為平衡狀態。　
4．化學反應的限度
(1)化學平衡狀態是可逆反應在一定條件下所能達到或完成的最大程度，即該反應進行的限度。
(2)化學反應的限度決定了反應物在一定條件下的最大轉化率。
(3)同一可逆反應，不同條件下，化學反應的限度不同，即改變條件可以在一定程度上改變一個化學反應的____。
限度
典例應用
1．下列反應不屬于可逆反應的是
A．SO2與O2在一定條件下生成SO3，同時SO3又分解為SO2和O2
B．N2與H2在一定條件下生成NH3，同時NH3又分解為N2和H2
C．電解水生成H2和O2，氫氣在氧氣中燃燒生成H2O
D．SO2溶于水生成H2SO3，同時H2SO3又分解為SO2和H2O
√
可逆反應指在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應。電解水生成氫氣和氧氣，氫氣和氧氣點燃生成水，兩者反應條件不同，不是可逆反應。
2．恒溫恒容條件下，發生化學反應：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，下列選項中不能作為達到化學平衡狀態的標志的是
A．混合氣體顏色不再變化
B．單位時間內形成n mol H—H的同時斷裂2n mol H—I
C．若該反應在隔熱密閉體積恒定的容器中進行反應，體系的溫度不再變化
D．2v正(H2)＝v逆(HI)
√
A．碘蒸氣有顏色，其余均為無色氣體，因此當混合氣體顏色不再改變時，說明反應達到平衡，故A不符合題意；B．單位時間內形成H—H，反應向逆反應方向進行，斷裂H—I，反應也是向逆反應方向進行，因此單位時間內形成n mol H—H的同時斷裂2n mol H—I，不能說明反應達到平衡，故B符合題意；C．該反應為放熱反應，如果容器隔熱密閉，隨著反應進行，容器內氣體溫度升高，當體系溫度不再改變，說明反應達到平衡，故C不符合題意；D．利用不同物質的反應速率表示反應達到平衡，要求反應方向是一正一逆，且反應速率之比等于化學計量數之比，因此2v正(H2)＝v逆(HI)，能夠說明反應達到平衡，故D不符合題意；答案為B。
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任務二　化學反應條件的控制
新知構建
1．化學反應條件控制的目的
(1)促進有利的化學反應：提高反應____；提高反應物的轉化率，即原料的______。
(2)抑制有害的化學反應：____反應速率，控制______的發生，減少甚至消除________的產生。
速率
利用率
降低
副反應
有害物質
2．化工生產中反應條件的調控
(1)考慮因素
化工生產中調控反應條件時，需要考慮控制反應條件的____和__________。
(2)實例——合成氨生產條件的選擇
成本
實際可能性
小
高
大
高
加快
交流研討
圖所示為工業合成氨的流程圖。
下列有關生產條件的調控作用
分析正確的是________(填序號)。
(1)步驟①中“凈化”可以防止催化劑中毒
(2)步驟②中“加壓”可以加快反應速率
(3)步驟②采用的壓強是2×107 Pa，因為在該壓強下鐵觸媒的活性最大
(4)步驟③，選擇高效催化劑是合成氨反應的重要條件
(5)目前，步驟③一般選擇控制反應溫度為700 ℃左右
(6)步驟④⑤有利于提高原料的利用率，能節約生產成本
(1)(2)(4)(6)
3．提高煤的燃燒效率
(1)煤燃燒時，將煤塊粉碎成煤粉目的是增大與空氣中O2的接觸面積，煤粉燃燒更充分，反應速率快；通入過量的空氣可以使煤粉充分燃燒，生成CO2，放出更多的熱量；若空氣不足，會造成煤燃燒不完全，生成CO，產生熱量減少，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熱交換裝置，供其他方面使用。
典例應用
1．化學反應限度的調控在工業生產和環保技術等方面得到了廣泛的應用，如果設法提高化學反應的限度，下列說法錯誤的是
A．能夠節約原料和能源
B．能夠提高產品的產量
C．能夠提高經濟效益
D．能夠提高化學反應速率
√
提高化學反應的限度能夠節約原料和能源、提高產品的產量、提高經濟效益，但是和化學反應速率的快慢無關，故選D。
2．工業上合成氨的反應為N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，在實際生產中為提高合成氨的反應速率，下列說法正確的是
A．溫度越高，反應速率越快，因此采取的溫度越高越好
B．壓強越大，反應速率越快，因此采取的壓強越大越好
C．催化劑能加快反應速率，因此可選用適當的催化劑
D．可向容器中加入一定量的水蒸氣，使氨氣溶解以提高反應速率
√
A項，溫度高反應速率快，但溫度過高會消耗更多的燃料，因此實際生產中的溫度不是越高越好，錯誤；B項，壓強大反應速率快，但壓強過高會增加設備的成本，因此實際生產中的壓強不是越大越好，錯誤；C項，可選用適當的催化劑提高反應速率，正確；D項，加入水蒸氣會降低反應體系的溫度，且氨氣溶于水并不能提高反應速率，錯誤。
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隨堂達標演練
1．(2024·海南海口高一期中)任何反應都有一定的限度，下列反應可逆性最小的是
A．H2＋F2==2HF B．H2＋Cl2==2HCl
C．H2＋Br2==2HBr D．H2＋I2==2HI
√
非金屬性越強，單質越容易與氫氣化合，生成的氣態氫化物越穩定，非金屬性：F＞Cl＞Br＞I，故F2與H2反應最容易進行，可逆性最小。
2．(2024·江蘇淮安高一期中)可逆反應3H2＋N2 2NH3的正、逆反應速率可用各反應物或生成物濃度的變化來表示，下列各關系中能說明反應已達到平衡狀態的是
A．v正(N2)＝v正(H2) B．v正(N2)＝v逆(NH3)
C．3v正(H2)＝2v逆(NH3) D．3v正(N2)＝v逆(H2)
√
A．無論該反應是否達到平衡狀態都有3v正(N2)＝v正(H2)，而v正(N2)＝v正(H2)不能說明正、逆反應速率相等，則不能說明反應達平衡狀態，A錯誤；B．反應達到平衡狀態時，v正(N2)∶v逆(NH3)＝1∶2，B錯誤；C．反應達到平衡狀態時，v正(H2)∶v逆(NH3)＝3∶2，即2v正(H2)＝3v逆(NH3)，C錯誤；D．反應達到平衡狀態時，v正(N2)∶v逆(H2)＝1∶3，即3v正(N2)＝v逆(H2)，D正確。
3．(2023·遼寧鞍山高一檢測)可逆反應：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)，在2 L的密閉容器中反應，達到平衡的標志是
A．單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO
B．用NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為2∶2∶1的狀態
C．混合氣體的顏色不再改變的狀態
D．混合氣體的密度不再改變的狀態
√
單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO，描述的均為正反應，沒有提到逆反應，不能說明v(正)＝v(逆)，因此不能判斷反應達到平衡狀態，故A不符合題意；對于正反應(或逆反應)在任何時刻NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為2∶2∶1，不能說明v(正)＝v(逆)，故B不符合題意；二氧化氮是紅棕色氣體，顏色不變時說明二氧化氮濃度保持不變，因此可以證明反應達到平衡狀態，故C符合題意；恒容條件下，該反應氣體的質量不變，體積也不變，所以反應過程中氣體密度一直不變，因此密度不變不能證明反應達到平衡狀態，故D不符合題意。
4．生活中有很多現象都存在化學知識，如爐火越扇越旺，但蠟燭的火焰一扇就滅。
(1)同樣是扇風為什么結果不同，試解釋其中的原因：_________________
____________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)炭在火爐中燃燒很旺時，在往爐膛底內的熱炭上噴灑少量水的瞬間，爐子內的火會更旺這是因為________________________________________
___________。
“爐火越扇越旺”是扇風為燃燒提供了足量的氧氣促進燃燒；“蠟燭的火焰一扇就滅”是由于空氣流動帶走大量的熱量，使溫度降低，低于了蠟燭的著火點
炭與水反應生成CO和H2，燃燒充分且更快，火焰更旺
(3)如果欲使爐內炭更充分燃燒，下列措施可行的是________(填字母)。
A．向爐內吹空氣
B．把塊狀炭碾碎
C．使用H2O作催化劑
D．提高爐膛內的溫度
往爐膛底內的熱炭上噴灑少量水，即在高溫下熾熱炭與H2O反應：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)，這樣炭經反應變成氣體燃料，燃燒時與空氣接觸充分，燃燒充分且快，所以爐火更旺。使用催化劑或提高爐膛內溫度只能更快完成燃燒過程，而并不能為炭燃燒更充分提供條件。
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AB
課時測評
題點一　可逆反應的理解
1．已知反應：NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)，起始時向某密閉容器中通入1 mol NO2、2 mol S18O2，反應達到平衡后，下列有關說法正確的是
A．NO2中不可能含18O
B．有1 mol N18O生成
C．S18O2的物質的量不可能為0.8 mol
D．SO2、SO3、NO、NO2均含18O時，說明該反應達到平衡
√
該反應為可逆反應，則通入1 mol NO2、2 mol S18O2，反應達到平衡后，SO2、SO3、NO、NO2均含18O，故A錯誤；該反應為可逆反應，反應物不可能完全消耗，所以通入1 mol NO2、2 mol S18O2，不可能有1 mol N18O生成，故B錯誤；該反應為可逆反應，反應物不可能完全消耗，所以通入1 mol NO2、2 mol S18O2，則NO2、S18O2消耗都小于1 mol，所以S18O2的物質的量不可能為0.8 mol，故C正確；該反應為可逆反應，SO2、SO3、NO、NO2均含18O時，不能說明該反應達到平衡，故D錯誤。
2．在一定條件下，向1 L密閉容器中充入3 mol X氣體和1 mol Y氣體，發生反應2X(g)＋2Y(g) 3Z(g)＋2W(g)，反應達到最大限度時，下列各生成物濃度的數據中一定錯誤的是
A．c(Z)＝0.75 mol/L B．c(Z)＝1.2 mol/L
C．c(W)＝0.8 mol/L D．c(W)＝1 mol/L
√
可逆反應不能進行到底，即反應物均有剩余，所以消耗Y的物質的量必小于1 mol，而生成Z的物質的量必小于1.5 mol，生成W的物質的量必小于1 mol，所以D錯誤。
題點二　化學反應的限度
3．在密閉容器中進行反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，下列說法正確的是
A．升高溫度能加快反應速率
B．充入氫氣能減慢反應速率
C．達到平衡時，反應速率：v正＝v逆＝0
D．達到平衡時，N2和H2能100%轉化為NH3
√
4．下列有關化學反應限度的說法不正確的是
A．任何可逆反應都有一定的限度
B．化學反應的限度是可以改變的
C．化學反應的限度與反應進行時間的長短有關
D．化學反應達到限度時，正、逆反應速率相等
√
可逆反應不能進行到底，在一定條件下，當正、逆反應速率相等時，達到反應限度，所以任何可逆反應都有一定的限度，故A正確；當外界條件發生變化時，反應限度可能發生改變，故B正確；無論時間多長，可逆反應都不可能進行到底，反應限度與反應進行時間的長短無關，但達到反應限度需要一定時間，二者不能混淆，故C錯誤；對于可逆反應，當正、逆反應速率相等時，反應達到限度，故D正確。
題點三　化學平衡狀態的判斷
5．在一定條件下，可逆反應2A(g) B(g)＋3C(g)在四種狀態中處于平衡狀態的是
選項 正反應速率 逆反應速率
A vA＝2 mol ·L-1·min-1 vB＝2 mol ·L-1·min-1
B vA＝2 mol ·L-1·min-1 vC＝2 mol ·L-1·min-1
C vA＝1 mol ·L-1·min-1 vB＝2 mol ·L-1·min-1
D vA＝1 mol ·L-1·min-1 vC＝1.5 mol ·L-1·min-1
√
正反應速率和逆反應速率相等時，化學反應達到平衡狀態。通過化學方程式中的化學計量數進行變換比較。A項，vA(正)＝2 mol·L-1·min-1≠vA(逆)＝4 mol ·L-1·min-1；B項，vA(正)＝2 mol·L-1·min-1≠vA(逆)＝ mol ·L-1·min-1；C項，vA(正)＝1 mol ·L-1·min-1≠vA(逆)＝4 mol·L-1·min-1；D項，vA(正)＝1 mol·L-1·min-1＝vA(逆)＝1 mol·L-1·min-1。
選項 正反應速率 逆反應速率
A vA＝2 mol ·L-1·min-1 vB＝2 mol ·L-1·min-1
B vA＝2 mol ·L-1·min-1 vC＝2 mol ·L-1·min-1
C vA＝1 mol ·L-1·min-1 vB＝2 mol ·L-1·min-1
D vA＝1 mol ·L-1·min-1 vC＝1.5 mol ·L-1·min-1
6．在—定溫度下的密閉容器中，可逆反應N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)達到平衡狀態的標志是
A．N2、H2、NH3在容器中共存
B．混合氣體的總物質的量不再發生變化
C．單位時間內生成n mol N2，同時生成3n mol H2
D．單位時間內消耗n mol N2，同時消耗n mol NH3
√
反應一旦開始，無論反應是否達到平衡狀態，N2、H2、NH3均在容器中共存，A錯誤；該反應是反應前后氣體分子數不相等的反應，若混合氣體的總物質的量不再發生變化，說明反應達到平衡狀態，B正確；單位時間內生成n mol N2，同時生成3n mol H2，都表示反應逆向進行，不能判斷反應是否處于平衡狀態，C錯誤；單位時間內消耗n mol N2的同時必然會產生2n mol NH3，現消耗n mol NH3，說明反應正向進行，未達到平衡狀態，D錯誤。
題點四　化學反應條件的控制
7．(2023·連云港高一期中)化學反應條件的控制具有重要的現實意義。如下反應條件的控制中，不恰當的是
A．利用鈉在點燃的條件下與氧氣反應，制備過氧化鈉
B．為防止火災，在面粉廠、加油站等場所要嚴禁煙火
C．為加快KClO3的分解速率而加入MnO2
D．降溫加快H2O2的分解速率
√
鈉和氧氣在點燃或加熱條件下反應生成過氧化鈉，可以利用鈉在點燃的條件下與氧氣反應，制備過氧化鈉，故A正確；為防止火災，在面粉廠、加油站等場所要嚴禁煙火，故B正確；MnO2可以作為催化劑催化KClO3的分解反應，故C正確；降溫會減慢H2O2的分解速率，故D錯誤。
8．(2024·榆林市期中)化學反應速率和限度的研究對日常生活和工業生產有著重要意義。下列有關說法錯誤的是
A．向爐膛內鼓風，用煤粉代替煤塊可以使爐火更旺
B．將肉類食品進行低溫冷藏，能使其永遠不會腐敗變質
C．工業合成氨時，要同時考慮反應速率和反應限度兩個方面
D．我國西周時期已發明用“酒曲”釀酒，原理是利用催化劑改變反應速率
√
A．相同條件下，增大反應物的濃度或增大固體的表面積均可加快反應速率，所以向爐膛內鼓風，用煤粉代替煤塊使燃燒更充分，A項正確；B．低溫冷藏只能減慢肉類食品的變質速率，B項錯誤；C．工業合成氨是一個可逆的放熱反應，為提高產率，需要同時考慮反應速率和反應限度兩個方面，C項正確；D．“酒曲”是一種酶，釀酒過程中作催化劑，加快反應速率，D項正確；故選B。
9．在一定溫度下，容器內某一反應中M、N的物質的量隨反應時間的變化曲線如圖，下列表述中正確的是
A．該反應的化學方程式為2M N
B．t2時，正、逆反應速率相等，反應達到平衡
C．t3時，正反應速率大于逆反應速率
D．t1時，N的濃度是M的濃度的2倍
√
由圖像可知，反應中M的物質的量逐漸增多，N的物
質的量逐漸減少，則在反應中N為反應物，M為生成
物。在相等的時間內N和M的物質的量的變化量之比
為2∶1，所以反應的化學方程式應為2N M，故A
錯誤；t2時，反應沒有達到平衡，此時反應繼續向正
反應方向進行，正反應速率大于逆反應速率，故B錯誤；t3時，反應達到平衡，正、逆反應速率相等，故C錯誤；t1時，N的物質的量為6 mol，M的物質的量為3 mol，N的濃度是M的濃度的2倍，故D正確。
10．某同學為探究FeCl3與KI的反
應是否存在反應限度，設計了如圖
所示的四種實驗方案(FeCl3溶液、
KI溶液濃度均為0.1 mol·L-1)，最
合理的方案是
A．方案1
B．方案2
C．方案3
D．方案4
√
KI溶液和FeCl3溶液發生氧化還原反應生
成Fe2+和I2，反應的離子方程式為2Fe3+
＋2I－===2Fe2+＋I2，Fe3+少量時，向反應
后的溶液中加入CCl4，若液體分層且下
層呈紫紅色，則說明生成了碘，取少量
上層清液向其中滴加KSCN溶液，溶液顯
紅色，發生反應Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3，說明Fe3+沒有反應完，則反應存在限度，故D正確。
11．在密閉容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，一定條件下發生反應：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。反應達到平衡后，各物質的物質的量可能為
選項 n(SO2)/mol n(O2)/mol n(SO3)/mol
A 2.0 1.0 0
B 1.0 0.8 1.0
C 0.20 0.10 1.80
D 0 0 2.0
√
反應2SO2＋O2 2SO3是可逆反應，加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，最終各種物質都應該存在，不能都為反應物，也不能都為生成物，所以A、D錯誤；反應正向進行，所以向生成SO3的方向進行，SO2與O2反應的物質的量關系為2∶1，所以SO2減小1 mol，消耗氧氣0.5 mol，所以應該剩余氧氣物質的量為0.5 mol，不能是0.8 mol，B錯誤。
選項 n(SO2)/mol n(O2)/mol n(SO3)/mol
A 2.0 1.0 0
B 1.0 0.8 1.0
C 0.20 0.10 1.80
D 0 0 2.0
12．將2 mol SO2和2 mol O2通入到一固定容積1 L的密閉容器中進行如下反應：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，已知反應進行到10 min時達到平衡，此時SO3的物質的量為1.8 mol。下列說法錯誤的是
A．10 min內，用O2表示該反應的平均反應速率為0.09 mol·L-1·min-1
B．10 min后反應體系的各組分的濃度不再發生變化
C．10 min時，v正(O2)＝2v逆(SO3)
D．11 min時，升高溫度，反應體系中各組分的體積分數發生改變
√
13．某溫度下，在2 L密閉容器中充入4 mol A氣體和3 mol B氣體，發生下列反應：2A(g)＋B(g) C(g)＋xD(g)，5 s達到平衡。達到平衡時，生成了1 mol C，測定D的濃度為1 mol/L。
(1)求x＝________。
2
5 s內，生成D的物質的量為1 mol/L×2 L＝2 mol，相同時間段內，生成C的物質的量為1 mol，變化的物質的量之比等于化學計量數之比，即x＝2；
(2)求這段時間A的平均反應速率為____________。平衡時B的濃度為________。
0.2 mol/(L·s)
1 mol/L
(3)下列敘述能說明上述反應達到平衡狀態的是________(填字母)。
A．單位時間內每消耗2 mol A，同時生成1 mol C
B．單位時間內每生成1 mol B，同時生成1 mol C
C．D的體積分數不再變化
D．混合氣體的壓強不再變化
E．B、C的濃度之比為1∶1
F．混合氣體的密度不再變化
BC
A．用不同物質的反應速率表示反應達到平衡，要求反應方向是一正一逆，消耗A、生成C反應都是正向進行，因此單位時間內每消耗2 mol A，同時生成1 mol C，不能說明反應達到平衡，故A不符合題意；B．用不同物質的反應速率表示反應達到平衡，要求反應方向是一正一逆，且反應速率之比等于化學計量數之比，單位時間內每生成1 mol B，同時生成1 mol C，推出v逆(B)∶v正(C)＝1∶1，能說明反應達到平衡，故B符合題意；C．根據化學平衡狀態的定義，當D的體積分數不再變化，說明反應達到平衡，故C符合題意；
D．相同條件下，壓強與氣體物質的量成正比，根據反應方程式可知，反應前后氣體化學計量數之和相等，混合氣體的壓強始終保持不變，因此混合氣體的壓強不再變化，不能說明該反應達到平衡，故D不符合題意；E.根據上述分析，達到平衡時，B的物質的量濃度為1 mol/L，C的物質的量濃度為0.5 mol/L，物質的量濃度之比為2∶1，因此B、C的濃度之比為1∶1，不能說明反應達到平衡，故E不符合題意；F.組分都是氣體，混合氣體總質量保持不變，容器為恒容，根據密度的定義，混合氣體的密度始終保持不變，即混合氣體的密度不再變化，不能說明反應達到平衡，故F不符合題意；答案為BC。
14．某化學反應2A(g) B(g)＋D(g)在密閉容器中分別在下列三種不同條件下進行，B、D起始濃度為0，反應物A的濃度(mol·L-1)隨反應時間(min)的變化情況如下表：根據上述數據，完成下列填空：
實驗序號 時間
濃度
溫度 0 10 20 30 40 50 60
1 800 ℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800 ℃ c2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 800 ℃ c3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
根據上述數據，完成下列填空：
(1)實驗1中，在10～20 min時間內，以A的速率表示的平均反應速率為________mol·L-1·min-1。
(2)實驗2中，A的初始濃度c2＝_______mol·L-1，反應經20 min就達到平衡，可推測實驗2中還隱含的條件是____________。
(3)設實驗3的化學反應速率為v3，實驗1的化學反應速率為v1，則v3_____v1(填“>”、“＝”或“<”)，且c3______1.0 mol·L-1(填“>”、“＝”或“<”)。
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1.0
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實驗序號 時間
濃度
溫度 0 10 20 30 40 50 60
1 800 ℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800 ℃ c2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 800 ℃ c3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60

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