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二、 化学反应的速率与限度
练习2　化学反应的限度　化学反应条件的控制
高中化学 必修 第二册
化学反应与能量
第六章
必备知识练
1. (2024·余姚中学高一检测)下列各组两个反应中，互为可逆
反应的是(　　)
①2Na＋Cl22NaCl与2NaCl2Na＋Cl2↑
②H2SO4(浓)＋2HBr====2H2O＋Br2＋SO2↑与
Br2＋SO2＋2H2O====2HBr＋H2SO4
③2NO2====N2O4与N2O4====2NO2
④CO2＋H2O====H2CO3与H2CO3====H2O＋CO2↑
A. ①② B. ②③
C. ③④ D. ①④
C
2. 在500 ℃时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入容积为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
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＋3H2 2NH3，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正确。
3. 一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)，达到化学平衡状态时，下列说法中，正
确的是(　　)
A. N2和H2全部转化为NH3
B. NH3的浓度不再变化
C. 正反应和逆反应的速率相等且等于0
D. N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2
B
【解析】 可逆反应不能进行到底，A错误；正反应和逆反应速率相等但是不等于0，C错误；平衡时，N2、H2和NH3的物质的量之比取决于起始量与转化程度，这是个变量，该比值不能作为达到平衡的标志，D错误。
4. 将一定量的氢气和碘蒸气充入恒温恒容密闭容器中，使其发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，一段时间后，不能确定该反
应已经达到化学平衡状态的是(　　)
A. 容器中的压强不再变化
B. H2的浓度不再变化
C. 容器中混合物的颜色不再变化
D. HI的物质的量不再变化
A
【解析】 由于反应前后气体的化学计量数和相等，故在恒温恒容的密闭容器中，气体的压强始终保持不变，A正确；H2的浓度不再变化能够判断反应达到平衡状态，B错误；反应体系中H2和HI均为无色，而碘蒸气为紫色，故反应过程中容器中混合物的颜色一直在改变，故容器中混合物的颜色不再变化能够判断反应达到平衡状态，C错误；HI的物质的量不再变化能够判断反应达到平衡状态，D错误。
5. (2024·北仑中学高一检测)将1 mol固体A置于容积不变的真空密闭容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其分解：A(s) 2B(g)＋C(g)，下列可以判断该反应已达到化学平
衡状态的是(　　)
A. 物质的物质的量浓度：c(B)=2c(C)
B. 混合气体的密度保持不变
C. B的体积分数不变
D. 混合气体的平均摩尔质量保持不变
B
【解析】 c(B)=2c(C)不能说明正、逆反应速率相等，不能确定是否达到平衡状态，A错误；容器容积始终不变，而反应中气体的总质量为变量，则混合气体的密度不变，说明反应已达平衡，B正确；只有生成物为气体，生成B、C的物质的量之比为定值，则B的体积分数为定值，混合气体的平均摩尔质量为定值，则B的体积分数不变，混合气体的平均摩尔质量保持不变，都不能说明达到平衡，C、D错误。
6. 工业上合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，
在实际生产中，为提高合成氨的反应速率，下列说法中，正确
的是(　　)
A. 温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好
B. 压强越大，反应速率越快，因此采取的压强越大越好
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
C
7. (2024·舟山中学高一检测)在工业生产或实验中，下列做法
与调控化学反应速率无关的是(　　)
A. 煅烧矿石时，向炉膛中鼓入空气增强火势
B. 将Fe与稀硫酸反应中的稀硫酸换成稀硝酸
C. 食品抽真空包装
D. 实验室制氢气时，用锌粉代替锌块
B
关键能力练
8. (2024·湖州高一检测)一定条件下发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，若SO2、O2、SO3的起始浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1、c mol·L－1(均不为零)，达到平衡状态时，SO2、O2、SO3浓度分别为0.18 mol·L－1、0.09 mol·L－1和0.2 mol·L－1，下列说法中，错误的是(　　)
A. a＋c=0.38
B. b的取值范围为0＜b＜0.19
C. 平衡时，O2和SO3的生成速率之比为1∶2
D. 起始时，消耗SO2的速率一定大于生成SO2的速率
D
【解析】 根据质量守恒定律，反应前后硫元素守恒，所以a＋c=0.18＋0.2=0.38，A正确；利用“极值法”计算，假设开始反应时SO3的浓度为0，则需要氧气的浓度是0.1 mol·L－1，则氧气的起始浓度为0.1 mol·L－1＋0.09 mol·L－1=0.19 mol·L－1，该反应是可逆反应，不能完全转化，所以氧气的起始浓度范围为0＜b＜0.19，B正确；化学反应速率之比等于化学计量数之比，则平衡时O2和SO3的生成速率之比为1∶2，C正确；起始时，无法判断平衡是正向建立平衡还是逆向建立平衡，故消耗SO2的速率不一定大于生成SO2的速率，D错误。
9. 在一定温度下，在某恒容的密闭容器中，发生反应：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)。下列说法中，正确的是(　　)
A. 加入少量碳后，CO生成速率加快
B. 气体的密度不随时间而改变，说明反应已达到平衡
C. 升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D. 若2 mol H—O断裂，同时有1 mol H—H形成，说明反应已达到平衡
B
10. (2024·诸暨中学高一质检)下列描述的化学反应状态，不一
定是平衡状态的是(　　)
A. H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)，绝热、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
B. 2NO2(g) N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
C. CaCO3(s) CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D. NH4Cl(s) NH3(g)＋HCl(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的平均摩尔质量保持不变
D
【解析】 该反应为等体积反应，但为绝热体系，随着反应进行，体系内温度升高，压强增大， 当压强不变时反应达到平衡状态，A不符合题意；恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度不再变化，反应达到平衡状态，B不符合题意；该反应中只有二氧化碳是气体，随着反应进行，二氧化碳的质量不断变化，恒温、恒容条件下，体系气体的密度保持不变，说明反应达到平衡状态，C不符合题意；反应体系中气体只有氨气和氯化氢气体，且二者的物质的量的比恒为1∶1，则气体的平均摩尔质量始终保持恒定，不能据此说明反应达到平衡状态，D符合题意。
11. 在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol·L－1。下列说法中，正确的是(　　)
A. x=2
B. B的转化率为50%
C. 2 min内A的平均反应速率为0.3 mol·L－1·min－1
D. 若混合气体的密度保持不变，则表明该反应达到平衡状态
C
【解析】 C的浓度为0.2 mol·L－1，生成C的物质的量为
0.2 mol·L－1×2 L=0.4 mol，根据化学方程式可知：x∶2=
0.4 mol∶0.8 mol，则有x=1，A错误；根据“三段式”计算：
据以上分析可知，B的转化率=×100%=40%，B错误；2 min内A的平均反应速率v(A)==0.3 mol·L－1·min－1，C正确；因反应前后各物质均为气态，则反应前后气体的总质量不变，而反应容器的容积是固定的，则混合气体的密度在反应过程中是不变的，D错误。
拓展突破练
12. 为了净化汽车尾气，工业上采用CO与NO在催化剂的作用下反应转化为无害气体的工艺：2CO(g)＋2NO(g) 2CO2(g)＋N2(g)。某实验小组在实验室进行模拟实验，在250 ℃条件下，向5 L恒容密闭容器中通入等物质的量的CO和NO，测得n(CO)随时间的变化情况如下表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(CO)/mol 0.40 0.35 0.31 0.30 0.30 0.30
回答下列问题：
(1)0~2 s内用N2表示的反应速率是_____________________。
(2)平衡时CO2的物质的量浓度为________________。　
(3)能说明反应已达到平衡状态的是__________(填字母)。
A. n(CO2)=n(NO)　
B. n(CO2)=n(CO)
C. v逆(CO)=v正(CO)
0.004 5 mol·L－1·s－1
0.02 mol·L－1
C
【解析】 (1)0~2 s内CO减小0.40 mol－0.31 mol=0.09 mol，N2增加0.09 mol×=0.045 mol，则反应速率v(N2)==
0.004 5 mol·L－1·s－1。(2)由题表中数据可知，3 s后CO的量不再改变，即达到平衡状态，则平衡时CO减小0.40 mol－0.30 mol=0.10 mol，生成0.1 mol CO2，则c(CO2)==0.02 mol·L－1。(3)由化学平衡状态的概念可知，达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，且各物质的浓度不变，则n(CO2)=n(NO)、n(CO2)=n(CO)不一定是平衡状态，故A、B不选；v逆(CO)=v正(CO)，正、逆反应速率相等，反应已经达到平衡状态，C正确。
13. 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__________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。
(2)图中表示NO2变化的曲线是__________。在0~2 s内，用O2表示该反应的平均速率：v=__________________________。
大于
b
1.5×10－3 mol·L－1·s－1
(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. 容器内的压强保持不变
c. v逆(NO)=2v正(O2)
d. 容器内的密度保持不变
bc
(4)下列能使该反应的反应速率增大的是__________。　
a. 向容器中充入氩气
b. 适当升高温度
c. 增大O2的浓度
d. 选择高效的催化剂
bcd
【解析】 (1)在0~1 s内n(NO)呈减小状态，则反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)向正反应方向进行，v正＞v逆。(2)上述反应向正反应方向进行，则c(NO)由逐渐减小到保持不变。题表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。由题表中数据表明，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。(4)其他条件一定，升高温度或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；a项，充入与反应无关的氩气，v不变。
14. 用如图所示装置进行实验，请回答下列问题：
(1)在检查完装置气密性后，向试管a中加入10 mL 1 mol·L－1的硝酸和0.1 g铜片，立即用橡皮塞塞紧试管口。请写出试管a中发生反应的化学方程式：______________________________
__________________________________。
8HNO3(稀)＋3Cu====3Cu(NO3)2＋
2NO↑＋4H2O，2NO＋O2====2NO2
(2)在实验过程中，反应刚开始时的速率通常比较缓慢，随后逐渐加快，这是由于______________________________________ ________________________________________________________________，当反应进行一段时间后速率又逐渐减小，原因是____________________________________________________。
(3)欲较快地制得NO，可采取的措施是__________(填字母)。
A. 加热 B. 使用铜粉
C. 稀释HNO3溶液 D. 使用浓硝酸
反应刚开始时溶液温度较低，反应速率缓慢，该反应为放热反应，随着反应的进行，溶液温度升高，反应速率加快
反应一段时间后HNO3的浓度降低，故反应速率又逐渐减小
AB
15. 在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示。请回答下列问题：
(1)根据图中数据可知，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为________________________，反应达到平衡时，
c(H2)=_________________。
(2)判断该反应达到化学平衡的依据是__________(填序号)。
①CO减少的速率和CO2减少的速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
0.003 mol·L－1·min－1
0.03 mol·L－1
①③
16. 下表为合成氨反应(N2＋3H2 2NH3)在不同条件
下达到平衡时混合物中氨的含量表[起始时v(N2)∶v(H2)=1∶3]。
温度/℃ 氨在不同压强下的含量
0.1 MPa 10 MPa 30 MPa 60 MPa 100 MPa
200 0.153 0.815 0.899 0.954 0.988
300 0.022 0.520 0.710 0.842 0.926
400 0.004 0.251 0.470 0.652 0.798
分析上表中数据，请回答下列问题：
(1)200 ℃、100 MPa时，平衡混合物中氨的含量已达0.988，如果继续增大压强，__________(填“能”或“不能”)使平衡混合物中氨的含量等于1，理由是___________________________ _________________________________________________________________。
(2)欲使平衡时混合物中氨的含量增大，可采取的措施有______________________。
(3)欲使平衡混合物中氨的含量为0.710，则选择的反应条件应为_____________________________。
不能
该反应为可逆反应，在一定条件下进行时，将达到化学平衡状态，反应物不可能完全转化为生成物
增大压强，降低温度
温度为300 ℃，压强为30 MPa6.2 练习2　化学反应的限度　化学反应条件的控制
1. (2024·余姚中学高一检测)下列各组两个反应中，互为可逆反应的是( )
①2Na＋Cl22NaCl与2NaCl2Na＋Cl2↑
②H2SO4(浓)＋2HBr====2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O====2HBr＋H2SO4
③2NO2====N2O4与N2O4====2NO2
④CO2＋H2O====H2CO3与H2CO3====H2O＋CO2↑
A. ①② B. ②③
C. ③④ D. ①④
2. 在500 ℃时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入容积为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
3. 一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，达到化学平衡状态时，下列说法中，正确的是( )
A. N2和H2全部转化为NH3
B. NH3的浓度不再变化
C. 正反应和逆反应的速率相等且等于0
D. N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2
4. 将一定量的氢气和碘蒸气充入恒温恒容密闭容器中，使其发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，一段时间后，不能确定该反应已经达到化学平衡状态的是( )
A. 容器中的压强不再变化
B. H2的浓度不再变化
C. 容器中混合物的颜色不再变化
D. HI的物质的量不再变化
5. (2024·北仑中学高一检测)将1 mol固体A置于容积不变的真空密闭容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其分解：A(s) 2B(g)＋C(g)，下列可以判断该反应已达到化学平衡状态的是( )
A. 物质的物质的量浓度：c(B)=2c(C)
B. 混合气体的密度保持不变
C. B的体积分数不变
D. 混合气体的平均摩尔质量保持不变
6. 工业上合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在实际生产中，为提高合成氨的反应速率，下列说法中，正确的是( )
A. 温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好
B. 压强越大，反应速率越快，因此采取的压强越大越好
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
7. (2024·舟山中学高一检测)在工业生产或实验中，下列做法与调控化学反应速率无关的是( )
A. 煅烧矿石时，向炉膛中鼓入空气增强火势
B. 将Fe与稀硫酸反应中的稀硫酸换成稀硝酸
C. 食品抽真空包装
D. 实验室制氢气时，用锌粉代替锌块
8. (2024·湖州高一检测)一定条件下发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，若SO2、O2、SO3的起始浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1、c mol·L－1(均不为零)，达到平衡状态时，SO2、O2、SO3浓度分别为0.18 mol·L－1、0.09 mol·L－1和0.2 mol·L－1，下列说法中，错误的是( )
A. a＋c=0.38
B. b的取值范围为0＜b＜0.19
C. 平衡时，O2和SO3的生成速率之比为1∶2
D. 起始时，消耗SO2的速率一定大于生成SO2的速率
9. 在一定温度下，在某恒容的密闭容器中，发生反应：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)。下列说法中，正确的是( )
A. 加入少量碳后，CO生成速率加快
B. 气体的密度不随时间而改变，说明反应已达到平衡
C. 升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D. 若2 mol H—O断裂，同时有1 mol H—H形成，说明反应已达到平衡
10. (2024·诸暨中学高一质检)下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是( )
A. H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)，绝热、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
B. 2NO2(g) N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
C. CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D. NH4Cl(s) NH3(g)＋HCl(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的平均摩尔质量保持不变
11. 在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol·L－1。下列说法中，正确的是( )
A. x=2
B. B的转化率为50%
C. 2 min内A的平均反应速率为0.3 mol·L－1·min－1
D. 若混合气体的密度保持不变，则表明该反应达到平衡状态
12. 为了净化汽车尾气，工业上采用CO与NO在催化剂的作用下反应转化为无害气体的工艺：2CO(g)＋2NO(g) 2CO2(g)＋N2(g)。某实验小组在实验室进行模拟实验，在250 ℃条件下，向5 L恒容密闭容器中通入等物质的量的CO和NO，测得n(CO)随时间的变化情况如下表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(CO)/mol 0.40 0.35 0.31 0.30 0.30 0.30
回答下列问题：
(1)0~2 s内用N2表示的反应速率是 。　
(2)平衡时CO2的物质的量浓度为 。　
(3)能说明反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
A. n(CO2)=n(NO)　 B. n(CO2)=n(CO)
C. v逆(CO)=v正(CO)
13. 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 (填“大于”“小于”或“等于”)v逆。
(2)图中表示NO2变化的曲线是 。在0~2 s内，用O2表示该反应的平均速率：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. 容器内的压强保持不变
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. 向容器中充入氩气
b. 适当升高温度
c. 增大O2的浓度
d. 选择高效的催化剂
14. 用如图所示装置进行实验，请回答下列问题：
(1)在检查完装置气密性后，向试管a中加入10 mL 1 mol·L－1的硝酸和0.1 g铜片，立即用橡皮塞塞紧试管口。请写出试管a中发生反应的化学方程式： 。
(2)在实验过程中，反应刚开始时的速率通常比较缓慢，随后逐渐加快，这是由于 ，当反应进行一段时间后速率又逐渐减小，原因是 。
(3)欲较快地制得NO，可采取的措施是 (填字母)。
A. 加热 B. 使用铜粉
C. 稀释HNO3溶液 D. 使用浓硝酸
15. 在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示。请回答下列问题：
(1)根据图中数据可知，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为 ，反应达到平衡时，c(H2)= 。
(2)判断该反应达到化学平衡的依据是 (填序号)。
①CO减少的速率和CO2减少的速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
16. 下表为合成氨反应(N2＋3H22NH3)在不同条件下达到平衡时混合物中氨的含量表[起始时v(N2)∶v(H2)=1∶3]。
温度/℃ 氨在不同压强下的含量
0.1 MPa 10 MPa 30 MPa 60 MPa 100 MPa
200 0.153 0.815 0.899 0.954 0.988
300 0.022 0.520 0.710 0.842 0.926
400 0.004 0.251 0.470 0.652 0.798
分析上表中数据，请回答下列问题：
(1)200 ℃、100 MPa时，平衡混合物中氨的含量已达0.988，如果继续增大压强， (填“能”或“不能”)使平衡混合物中氨的含量等于1，理由是 。
(2)欲使平衡时混合物中氨的含量增大，可采取的措施有 。
(3)欲使平衡混合物中氨的含量为0.710，则选择的反应条件应为 。 6.2 练习2　化学反应的限度　化学反应条件的控制
1. (2024·余姚中学高一检测)下列各组两个反应中，互为可逆反应的是(　C　)
①2Na＋Cl22NaCl与2NaCl2Na＋Cl2↑
②H2SO4(浓)＋2HBr====2H2O＋Br2＋SO2↑与Br2＋SO2＋2H2O====2HBr＋H2SO4
③2NO2====N2O4与N2O4====2NO2
④CO2＋H2O====H2CO3与H2CO3====H2O＋CO2↑
A. ①② B. ②③
C. ③④ D. ①④
2. 在500 ℃时，将2 mol N2和2.25 mol H2充入容积为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(　D　)
A. 0.1 mol·L－1 B. 0.12 mol·L－1
C. 0.05 mol·L－1 D. 0.16 mol·L－1
【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正确。
3. 一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，达到化学平衡状态时，下列说法中，正确的是(　B　)
A. N2和H2全部转化为NH3
B. NH3的浓度不再变化
C. 正反应和逆反应的速率相等且等于0
D. N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2
【解析】 可逆反应不能进行到底，A错误；正反应和逆反应速率相等但是不等于0，C错误；平衡时，N2、H2和NH3的物质的量之比取决于起始量与转化程度，这是个变量，该比值不能作为达到平衡的标志，D错误。
4. 将一定量的氢气和碘蒸气充入恒温恒容密闭容器中，使其发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，一段时间后，不能确定该反应已经达到化学平衡状态的是(　A　)
A. 容器中的压强不再变化
B. H2的浓度不再变化
C. 容器中混合物的颜色不再变化
D. HI的物质的量不再变化
【解析】 由于反应前后气体的化学计量数和相等，故在恒温恒容的密闭容器中，气体的压强始终保持不变，A正确；H2的浓度不再变化能够判断反应达到平衡状态，B错误；反应体系中H2和HI均为无色，而碘蒸气为紫色，故反应过程中容器中混合物的颜色一直在改变，故容器中混合物的颜色不再变化能够判断反应达到平衡状态，C错误；HI的物质的量不再变化能够判断反应达到平衡状态，D错误。
5. (2024·北仑中学高一检测)将1 mol固体A置于容积不变的真空密闭容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其分解：A(s) 2B(g)＋C(g)，下列可以判断该反应已达到化学平衡状态的是(　B　)
A. 物质的物质的量浓度：c(B)=2c(C)
B. 混合气体的密度保持不变
C. B的体积分数不变
D. 混合气体的平均摩尔质量保持不变
【解析】 c(B)=2c(C)不能说明正、逆反应速率相等，不能确定是否达到平衡状态，A错误；容器容积始终不变，而反应中气体的总质量为变量，则混合气体的密度不变，说明反应已达平衡，B正确；只有生成物为气体，生成B、C的物质的量之比为定值，则B的体积分数为定值，混合气体的平均摩尔质量为定值，则B的体积分数不变，混合气体的平均摩尔质量保持不变，都不能说明达到平衡，C、D错误。
6. 工业上合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在实际生产中，为提高合成氨的反应速率，下列说法中，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. 压强越大，反应速率越快，因此采取的压强越大越好
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
7. (2024·舟山中学高一检测)在工业生产或实验中，下列做法与调控化学反应速率无关的是(　B　)
A. 煅烧矿石时，向炉膛中鼓入空气增强火势
B. 将Fe与稀硫酸反应中的稀硫酸换成稀硝酸
C. 食品抽真空包装
D. 实验室制氢气时，用锌粉代替锌块
8. (2024·湖州高一检测)一定条件下发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，若SO2、O2、SO3的起始浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1、c mol·L－1(均不为零)，达到平衡状态时，SO2、O2、SO3浓度分别为0.18 mol·L－1、0.09 mol·L－1和0.2 mol·L－1，下列说法中，错误的是(　D　)
A. a＋c=0.38
B. b的取值范围为0＜b＜0.19
C. 平衡时，O2和SO3的生成速率之比为1∶2
D. 起始时，消耗SO2的速率一定大于生成SO2的速率
【解析】 根据质量守恒定律，反应前后硫元素守恒，所以a＋c=0.18＋0.2=0.38，A正确；利用“极值法”计算，假设开始反应时SO3的浓度为0，则需要氧气的浓度是0.1 mol·L－1，则氧气的起始浓度为0.1 mol·L－1＋0.09 mol·L－1=0.19 mol·L－1，该反应是可逆反应，不能完全转化，所以氧气的起始浓度范围为0＜b＜0.19，B正确；化学反应速率之比等于化学计量数之比，则平衡时O2和SO3的生成速率之比为1∶2，C正确；起始时，无法判断平衡是正向建立平衡还是逆向建立平衡，故消耗SO2的速率不一定大于生成SO2的速率，D错误。
9. 在一定温度下，在某恒容的密闭容器中，发生反应：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)。下列说法中，正确的是(　B　)
A. 加入少量碳后，CO生成速率加快
B. 气体的密度不随时间而改变，说明反应已达到平衡
C. 升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D. 若2 mol H—O断裂，同时有1 mol H—H形成，说明反应已达到平衡
10. (2024·诸暨中学高一质检)下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是(　D　)
A. H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)，绝热、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
B. 2NO2(g) N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
C. CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D. NH4Cl(s) NH3(g)＋HCl(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的平均摩尔质量保持不变
【解析】 该反应为等体积反应，但为绝热体系，随着反应进行，体系内温度升高，压强增大， 当压强不变时反应达到平衡状态，A不符合题意；恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度不再变化，反应达到平衡状态，B不符合题意；该反应中只有二氧化碳是气体，随着反应进行，二氧化碳的质量不断变化，恒温、恒容条件下，体系气体的密度保持不变，说明反应达到平衡状态，C不符合题意；反应体系中气体只有氨气和氯化氢气体，且二者的物质的量的比恒为1∶1，则气体的平均摩尔质量始终保持恒定，不能据此说明反应达到平衡状态，D符合题意。
11. 在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol·L－1。下列说法中，正确的是(　C　)
A. x=2
B. B的转化率为50%
C. 2 min内A的平均反应速率为0.3 mol·L－1·min－1
D. 若混合气体的密度保持不变，则表明该反应达到平衡状态
【解析】 C的浓度为0.2 mol·L－1，生成C的物质的量为0.2 mol·L－1×2 L=0.4 mol，根据化学方程式可知：x∶2=0.4 mol∶0.8 mol，则有x=1，A错误；根据“三段式”计算：
据以上分析可知，B的转化率=×100%=40%，B错误；2 min内A的平均反应速率v(A)==0.3 mol·L－1·min－1，C正确；因反应前后各物质均为气态，则反应前后气体的总质量不变，而反应容器的容积是固定的，则混合气体的密度在反应过程中是不变的，D错误。
12. 为了净化汽车尾气，工业上采用CO与NO在催化剂的作用下反应转化为无害气体的工艺：2CO(g)＋2NO(g) 2CO2(g)＋N2(g)。某实验小组在实验室进行模拟实验，在250 ℃条件下，向5 L恒容密闭容器中通入等物质的量的CO和NO，测得n(CO)随时间的变化情况如下表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(CO)/mol 0.40 0.35 0.31 0.30 0.30 0.30
回答下列问题：
(1)0~2 s内用N2表示的反应速率是　0.004 5 mol·L－1·s－1　。　
(2)平衡时CO2的物质的量浓度为　0.02 mol·L－1　。　
(3)能说明反应已达到平衡状态的是　C　(填字母)。
A. n(CO2)=n(NO)　 B. n(CO2)=n(CO)
C. v逆(CO)=v正(CO)
【解析】 (1)0~2 s内CO减小0.40 mol－0.31 mol=0.09 mol，N2增加0.09 mol×=0.045 mol，则反应速率v(N2)==0.004 5 mol·L－1·s－1。(2)由题表中数据可知，3 s后CO的量不再改变，即达到平衡状态，则平衡时CO减小0.40 mol－0.30 mol=0.10 mol，生成0.1 mol CO2，则c(CO2)==0.02 mol·L－1。(3)由化学平衡状态的概念可知，达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，且各物质的浓度不变，则n(CO2)=n(NO)、n(CO2)=n(CO)不一定是平衡状态，故A、B不选；v逆(CO)=v正(CO)，正、逆反应速率相等，反应已经达到平衡状态，C正确。
13. 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　大于　(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。
(2)图中表示NO2变化的曲线是　b　。在0~2 s内，用O2表示该反应的平均速率：v=　1.5×10－3 mol·L－1·s－1　。
(3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是　bc　(填字母，下同)。
a. v(NO2)=2v(O2)
b. 容器内的压强保持不变
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　bcd　。　
a. 向容器中充入氩气
b. 适当升高温度
c. 增大O2的浓度
d. 选择高效的催化剂
【解析】 (1)在0~1 s内n(NO)呈减小状态，则反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)向正反应方向进行，v正＞v逆。(2)上述反应向正反应方向进行，则c(NO)由逐渐减小到保持不变。题表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。由题表中数据表明，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。(4)其他条件一定，升高温度或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；a项，充入与反应无关的氩气，v不变。
14. 用如图所示装置进行实验，请回答下列问题：
(1)在检查完装置气密性后，向试管a中加入10 mL 1 mol·L－1的硝酸和0.1 g铜片，立即用橡皮塞塞紧试管口。请写出试管a中发生反应的化学方程式：　8HNO3(稀)＋3Cu====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，2NO＋O2====2NO2　。
(2)在实验过程中，反应刚开始时的速率通常比较缓慢，随后逐渐加快，这是由于　反应刚开始时溶液温度较低，反应速率缓慢，该反应为放热反应，随着反应的进行，溶液温度升高，反应速率加快　，当反应进行一段时间后速率又逐渐减小，原因是　反应一段时间后HNO3的浓度降低，故反应速率又逐渐减小　。
(3)欲较快地制得NO，可采取的措施是　AB　(填字母)。
A. 加热 B. 使用铜粉
C. 稀释HNO3溶液 D. 使用浓硝酸
15. 在某一容积为5 L的密闭容器内，加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示。请回答下列问题：
(1)根据图中数据可知，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为　0.003 mol·L－1·min－1　，反应达到平衡时，c(H2)=　0.03 mol·L－1　。
(2)判断该反应达到化学平衡的依据是　①③　(填序号)。
①CO减少的速率和CO2减少的速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
16. 下表为合成氨反应(N2＋3H22NH3)在不同条件下达到平衡时混合物中氨的含量表[起始时v(N2)∶v(H2)=1∶3]。
温度/℃ 氨在不同压强下的含量
0.1 MPa 10 MPa 30 MPa 60 MPa 100 MPa
200 0.153 0.815 0.899 0.954 0.988
300 0.022 0.520 0.710 0.842 0.926
400 0.004 0.251 0.470 0.652 0.798
分析上表中数据，请回答下列问题：
(1)200 ℃、100 MPa时，平衡混合物中氨的含量已达0.988，如果继续增大压强，　不能　(填“能”或“不能”)使平衡混合物中氨的含量等于1，理由是　该反应为可逆反应，在一定条件下进行时，将达到化学平衡状态，反应物不可能完全转化为生成物　。
(2)欲使平衡时混合物中氨的含量增大，可采取的措施有　增大压强，降低温度　。
(3)欲使平衡混合物中氨的含量为0.710，则选择的反应条件应为　温度为300 ℃，压强为30 MPa　。

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