化學反應的限度

【典例導悟】

【典例I*多選)(2009?汕頭模擬)對可逆反應1\H(g)+

5()：：(g)=~-lN()(g)+6H()(K)?下列敘述正確的是

A.平衡.v,i(())(())必成立

B.關系式$5(())總成證

C.用上述四種物質NH、()、N()、H()衣示的正反應

速率的數值中.5(11())現大

I).若投入1mN\H和5mol().通過控制外界條件.

必能生成ImolNO

【思路點撥】解答本題需要明確如下三點：

(1)化學平衡狀態的標志。

(2)化學反應速率和化學計量數之間的定量關系。

(3)可逆反應不可能進行到底。

【自主解答】選A、Co平衡時，正反應速率和逆反應速率相等，即同一種物質

的消耗速率和生成速率相等，A選項正確；在任意一個化學反應中，化學反應速

率之比等于化學計量數之比，即v(NH3)：v(02)：v(NO)：v(H20)

=4：5：4：6,所以4v正(02)=5v正(NO),v正(H20)的數值最大，B選

項錯誤，C選項正確；若4molNL和

5molO?恰好完全反應則正好生成4molNO,但是該反應為可逆反應，可逆反應

不可能完全反應，所以無論如何控制外界條件，都不可能生成4moiNO,D選項

錯誤。

【典例2】?定溫度下?某?密闈恒容的容器內可逆反應

A(g)+3B(g2C(g)達到平衡的標志是

A.C的生成速率與(’的分解速率相等

B.容器內混合氣體的密度不隨時間而變化

C.單位時間生成nmolA.同時生成3nmolB

D.A、B、(,的分子數之比為1：3：2

【思路點撥】解答本題需要注意以下三點:

(1)正反應速率與逆反應速率要相等。

（2）反應混合物中各組成成分的濃度要保持不變。

（3）反應前后氣體的體積如何變化。

【自主解答】選A。

選項內容指向?聯系分析結論

C的生成速率與分解速率分別就是

該反應中（'的正反應速率與逆反應

A正確

速率?由于這兩個反應速率相等.說

明該反應已達到化學平衡C

盡管該可逆反應反應前后％體的總

物質的量有變化.但容器中氣體的總

質量不變.容器的容積不變.則花合

B氣體的密度總是不變的.即無論是否錯誤

達到平衡.混合氣體的密度不會改

變.因此B中所述,不一定是化學平

衡狀態。

對于該可逆反應由于.、與B反應物

的化學計量效之比為1:3.不掄是否

平衡■.只要生成nmol；\的同時必然

生成3nmolB.它們僅表明了該反應錯誤

的逆反應速率.因此選項C不能確定

，正）、力逆）是否相等.則無法判斷

該反應是否達到化學平衡狀態。

在該可逆反應中.A、B的消耗分子數

與C的生成分子數之比是1：3：2.

而達到平衡狀態時.A、B剌余的分子

教與生成C的分子數之比不一定是

1：3：2。因此選項I）并不能說明反

應混合物中A,B,C濃度不變.也無

法判斷該反應是否達到化學平衡狀

態.

【互動探究】在上題中若混合氣體的平均摩爾質量不變，則能否說明該反應一定

達到平衡狀態？

提示：能。由平均摩爾質量的計算公式

M野哭.因為混合氣體的總質量不變.當混合氣體

的平均摩爾質量不變時.說明;足合氣體的總物質的量不

交,而該反應.\(*)+為反應前后氣體

物質的量不同的反應.若沒有達到平街.則沌合氣體的

總物質的量應該不斷地變化.所以當泄合氣體的總物質

的量不變時.說明反應達到了平衡.

【學業達標訓練】

1.下列各組反應中.屬于可逆反應的一組是()

.A.2H++()*.211+()2H()

B.Nll>iCO-1-11()--NIIJK'O.

NH;HCO——NH*+C()*+H()

C.H+1-+1

Cu()光照

I).2?\grBr---2Agl>r.2AgBr"^~2Ag-Hr：

【解析】選C。根據可逆反應的概念，可逆反應是在相同條件下同時向正、逆兩

個方向進行的反應，分析各選項，可知A、B、D三選項所列正、逆反應條件不同，

不是可逆反應。

2.(2010?臨沂高一檢測)對化學反應限度的敘述，錯誤的是()

A.化學反應的限度不可改變

B.反應達到限度時，正逆反應速率相等

C.化學反應的限度與時間的長短無關

D.任何可逆反應都有一定的限度

【解析】選A。化學平衡狀態是可逆反應進行的最大限度。化學平衡的建立與途

徑無關，即在外界條件不變的情況下，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆

反應開始或從中間狀態開始，都可以建立同一個化學平衡，在不同的過程中，所

用的時間可能不同，所以化學反應的限度與時間的長短無關。外界條件改變，化

學平衡可能會發生移動，即化學反應的限度發生了改變，A選項錯誤。

3.(2010?溫州高一檢測)在5mL0.1mol?L-1KI溶液中滴加0.1mol?L-l

FeCh溶液5?6滴后，再進行下列實驗，其中可證明FeCh溶液和KI溶液的反應

是可逆反應的實驗是()

A.再滴加AgNOa溶液，觀察是否有Agl沉淀產生

B.加入CC1,振蕩后，觀察下層液體顏色

C.加入CCL振蕩后，取上層清液，滴加AgN。；溶液，觀察是否有AgCl沉淀產生

D.加入CCL振蕩后，取上層清液，滴加KSCN溶液，觀察是否有血紅色

【解析】選D。KI溶液與FeCL溶液反應的離子方程式為：2Fe"+2b-2Fe"

+以根據題目條件可知KI溶液過量，則Fe"應完全反應，所以要證明該反應為

可逆反應，只需證明有Fe?.存在即可，可以用KSCN溶液檢驗。

4.哈伯因發明了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學獎。現

向一密閉容器中充入1mol此和3mol乩，在一定條件下使該反應發生，有關說

法正確的是()

A.達到化學平衡時，M將完全轉化為NH,

B.達到化學平衡時，N,、乩和NH；,的物質的量濃度一定相等

C.達到化學平衡時，岫、H?和ML的物質的量濃度不再變化

D.達到化學平衡時，正反應和逆反應的速率都為零

催(匕劑

【解析】選合成氨反應N：+3H>-2NH是

高溫、南區

一個可逆反應.反應不可能進行到底：化學平衡是一種動

態平衡.達到化學平衡狀態有兩個標志：①各組分的濃度

不再發生變化：②正反應和逆反應的速率相等.但是都不

等于事.

5.可逆反應：2S02(g)+02(g)==2S03(g)(正反應是放熱反應)，正反

應速率分別用v(SO?)、v(0。、v(SO：,)表示，逆反應速率分別用v'(SO?)、V，Q)、

v'(SO?)表示(單位均為mol?L—1?min—1)。當反應達到平衡時，正確的關

系是()

,

A.v(S0：i)=v(SO3)

B.v(S02)=v(02)=v(S03)

,

C.V(02)=2V(SO；,)

z,,

D.v(SO2)=v(02)=v(SO；；)

【解析】選A。當反應達到平衡時，正反應速率和逆反應速率相等，即同一種物

質的生成速率與分解速率相等。用不同物質表示的反應速率，必須用“化學反應

速率之比等于化學計量數之比”換算成同一種物質的反應速率，才能比較。

6.在一定溫度下，向aL密閉容器中加入1molX氣體和

2molY氣體，發生如下反應：X(g)+2Y(g)2Z(g),此反應達到平

衡的標志是()

A.容器內壓強不隨時間變化

B.v正(X)=v逆(Z)

C.容器內X、Y、Z的濃度之比為1：2：2

D.單位時間消耗0.1molX同時生成0.2molZ

【解析】選A。由于該反應正反應是恒溫恒容下氣體物質的量減小的可逆反應，

壓強不隨時間變化，表明反應達到了平衡，A項正確；B項可轉換為v正(X)=

2V逆(X),即正反應速率大于逆反應速率，未達平衡；當有0.5molX和Imol

Y反應生成1molZ時，X、Y、Z的濃度之比就為1：2：2,故C項并不能表明

反應達到了平衡狀態；D項也不符合題意，因為無論是否達到平衡，上述反應在

任何時候，消耗0.1molX同時一定生成0.2molZo

7.將等物質的量的N2>H,充入一定體積的密閉容器中，使其氣體的壓強為3X104

Pa,當反應達到平衡時若壓的轉化率為20%,而且溫度不變，則容器內混合氣的

壓強是()

A.2.4X104PaB.2.6X104Pa

C.2.8X104PaD.3.2X104Pa

【解析】選假設反應前N,和II的物質的量都是

3mol.則反應的直氣的物質的量為：△.(111)-3molX

20%-0.6mol.根據反應：N.+3H2An

2.所以反應后氣體的物質的量減小了.X0.6tnol

0.Irnolc在恒溫恒容條件下.氣體的壓強比箏于物質的

,,..?,小；I,;P.'i：；n>(>l'mol

量之比.所以有.3n1(,](>.1.noL

解存：p2.8X10*Pa.

8.2mol乩和3molL蒸氣在持續加熱的條件下使它們充分反應，反應后HI的

物質的量是（）

A.4molB.小于4mol

C.6molD.大于6mol

【解析】選B,在一定的條件下.11：與【化合反應是一個

可逆反應：11（氣）+1（氣）二工2111（氣屋反應物中碘蒸

氣是過量的.若2molH都完全■反應.則可以生成1mol

Hl.但是氨氣的轉化率不可能為10⑴.所以H1的物質

的量小于Imol.

9.（2010?寧波高一檢測）某溫度時，在2L密閉容器中，X、Y、Z三種物質

的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示。由圖中數據分析：

（1）該反應的化學方程式;

（2）反應開始至2min末，X的反應速率為一

mol,L-1?min-1；

（3）3min后圖中曲線所表示的含義是。

【解析】（1）分析本題圖像可知.反應開始到3tnin時X,

Y.Z三種物質的物質的量“不隨時間變化而變化.所以

此時反應達到了平衡狀態X物質的量的變化為

0.6mol0tnol0.6mcl;Y物質的量■的變化為0.8mol

0.6mo）0.2mcl.Z物質的量的變化為I.6mol

1.2mol0.Imol.三者物質的量的變化比為0.6mol:

0.2mol>0.1mol3：1：2.因此反應方程式為：Y+2Z

-一-3X。（2）反應開始至2min末：v（X）

0.Iinol0mol

0.Imol(1.,mif>)

2ininX2L

答案：(1)Y-2Z-3X(2)0.1

（3）反應達到了平衡狀態

10.(2010-常州高一檢測)往容積為10L的密閉容器內通入40molN?和120

molH2,在一定條件下進行反應，經2s后達到平衡狀態，平衡時c(Nz)為2mol/Lo

(1)用H2的濃度變化表示2s內的平均速率v(HJ