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第二节 化学反应的速率与限度
（第2课时 化学反应的限度及反应条件的控制）
一、选择题（共12题）
1．化学反应速率和化学反应的限度是化工生产研究的主要问题之一，下列对化学反应速率和反应限度的
认识正确的是
A．决定化学反应速率的主要因素是光照、超声波、压强和催化剂等
B．化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率的
C．可逆反应到一定程度时，会出现正、逆反应速率相等，各物质浓度相等的现象
D．化学限度（即平衡）理论，是研究怎样改变反应条件，提高产品的产率
【答案】D
【解析】
A. 决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质，A错误；B. 化学反应速率是研究反应快慢的，化学
反应的限度理论是研究怎样提高原料转化率的，B错误；C. 可逆反应到一定程度时，会出现正、逆反应速
率相等的现象，但各物质浓度不一定相等，C错误；D. 化学限度（即平衡）理论，是研究怎样改变反应条
件，提高产品的产率，D正确，答案选D。
2．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应： 。当 、 、
、 的浓度不再变化时，下列说法正确的是
A． 和 全部转化为 和
B．该反应已达到化学平衡
C．正、逆反应速率相等且等于零
D． 、 、 、 的浓度一定相等
【答案】B
【解析】
A．可逆反应有限度，转化率不可能为100%，故A错误；
学科网（北京）股份有限公司B．该反应是可逆反应， 、 、 、 的浓度不再变化时，说明达到平衡状态，故B正确；
C．根据B分析可知该反应达到平衡，正、逆反应速率相等但不等于零，故C错误；
D． 、 、 、 的浓度不再变化时，但浓度不一定相等，故D错误；
综上所述，答案为B。
3．T℃时，在 2 L 的密闭容器中，气体 X、Y 和 Z 三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下
列描述正确的是
A．容器中化学反应为 X(g)＋Y(g) Z(g)
B．0～10 s，X 表示的平均化学反应速率为 0.04 mol/(L·s)
C．使用催化剂只能加快 0～10 s 间的反应速率
D．0～4 s 的平均反应速率小于 0～10 s 的平均反应速率
【答案】B
【解析】
A. 由图像可知反应在10s时达到化学平衡，此时X、Y分别减少了0.8mol、0.8mol，Z增加了1.6mol，所以
反应的化学方程式为：X(g)+Y(g) 2Z(g)，故A错误；B. 0～10 s，X表示的平均化学反应速率为
（0.8mol÷2L÷10s）=0.04 mol/(L·s)，故B正确；C.使用催化剂不仅加快0～10s间的反应速度，平衡后的速率
也加快，故C错误；D.随着反应进行反应物浓度减小，速率减小，所以0～4s的平均反应速率大于0～10s
时平均反应速率，故D错误；答案选B。
4．一定温度下，向一恒容密闭容器中充入 和 ，在催化剂作用下发生反比应：
，下列有关说法错误的是
A．温度升高，可以加快反应速率
B．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率
学科网（北京）股份有限公司C．达到化学平衡时，生成 的物质的量为
D．若单位时间内消耗 ，同时生成 ，则反应达到平衡状态
【答案】C
【解析】
A．升高温度，可以加快反应速率，A正确；
B．使用催化剂是为了加快反应速率，缩短到达平衡所需要的时间，提高生产效率，B正确；
C．达到化学平衡时，由于转化率不可能是100%，因此生成 的物质的量小于 ，C错误；
D．若单位时间内消耗 ，同时生成 ，说明正逆反应速率相等，则反应达到平衡状态，D
正确；
答案选C。
5．2SO +O 2SO ∆H<0。实验发现，一定条件下向一密闭容器中充入SO 和18O ，反应一段时
2 2 3 2 2
间后，核素18O存在于SO 、O 、SO 中。下列分析不正确的是
2 2 3
A．18O 与O 的化学性质基本相同
2 2
B．断裂2molSO +1molO 中的共价键的能量小于断裂2molSO 中的共价键的能量
2 2 3
C．化合反应与分解反应可同时发生，说明反应存在可逆性
D．平衡时，18O 初始浓度c (18O )与平衡时各组分浓度c之间一定存在：2c (18O )=2c(S18O )+3c(S18O )+2c(18O )
2 0 2 0 2 2 3 2
【答案】D
【解析】
A．18O 与O 的结构相同，化学性质基本相同，故A正确；
2 2
B．该反应为放热反应，反应物的键能和小于生成物的键能和，故B正确；
C．该反应正向为化合反应，逆向为分解反应，在相同的条件下，反应既可以正向进行，也可以逆向进行，
可说明反应存在可逆性，故C正确；
D．在反应过程中还可能存在只含一个18O原子的二氧化硫，只含一个18O原子的三氧化硫等分子，故D错
误；
故选：D。
学科网（北京）股份有限公司6．甲烷消除NO 的污染原理为： 。在一定温度下，向恒容
2
密闭容器中充入一定量的CH 和NO 进行上述反应。下列表述能用来判断该反应达到化学平衡状态的是
4 2
A．v (CH )=2v (NO )
正 4 逆 2
B．容器中混合气体的平均密度不再变化
C．容器中混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
D．单位时间内，消耗1molCH 同时生成1molCO
4 2
【答案】C
【解析】
A．v (CH )=2v (NO )不满足化学计量数关系，说明没有达到平衡状态，故A不选；
正 4 逆 2
B．该反应前后都是气体，气体总质量、容器容积为定值，则混合气体密度始终不变，因不能根据混合气
体密度判断平衡状态 ，故B不选；
C．该反应为正向是气体体积增大的反应，气体的平均摩尔质量为变量，当容器中混合气体平均摩尔质量
不再发生变化时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态 ，故C选；
D．单位时间内，消耗1molCH 同时生成1molCO ，表示的都是正反应速率，无法判断是否达到平衡状态，
4 2
故D不选；
故选：C。
7．空气中久置的铝片5.0g投入盛有50mL0.5mol/L硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率
v与反应时间t可用如图所示的曲线来表示。下列推论错误的是
A．0→a段不产生氢气是因为表面的氧化物隔离了铝和硫酸溶液
B．b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高
C．t=c时反应处于平衡状态，产率最大
D．t＞c时，产生氢气的速率降低主要是因为溶液中c(H+)降低
【答案】C
学科网（北京）股份有限公司【解析】
由图可知，开始不生成氢气，为氧化铝与硫酸的反应，然后Al与硫酸反应生成氢气，开始温度较低，由于
反应放热，则温度升高反应速率加快，后来，氢离子浓度减小，则反应速率减小；
A．因铝的表面有一层致密的Al O 能与硫酸反应得到盐和水，无氢气放出，发生的反应为
2 3
Al O +3H SO =Al (SO ) +3H O，故A正确；
2 3 2 4 2 4 3 2
B．在反应过程中，浓度减小，反应速率减小，但反应放热，溶液温度升高，反应速率加快，且后者为主
要因素，故B正确；
C．t=c时反应反应没有停止，继续生成氢气，则产率不最大，故C错误；
D．随着反应的进行，溶液中的氢离子浓度逐渐降低，所以反应速率逐渐减小，故D正确；
故选：C。
8．一定温度和压强不变的条件下，发生可逆反应：A(g)＋3B(g) 4C(g)，下列叙述能作为该反应达到平衡
状态的标志的是 ⇌
①混合气体的平均摩尔质量不再变化 ②v(A)∶v(B)∶v(C)=1∶3∶4
③A、B、C的浓度不再变化 ④C的体积分数不再变化
⑤A、B、C的分子数之比为1∶3∶4 ⑥混合气体的密度不再变化
⑦单位时间消耗a mol A，同时生成3a mol B
A．②③④⑤⑥⑦ B．③④⑦
C．③④⑥⑦ D．①③⑤⑥⑦
【答案】B
【解析】
①反应前后气体体积不变，气体物质的量不变，质量守恒，所以混合气体的摩尔质量始终不变，不能据此
判断反应是否达到平衡状态，①错误；
②在任何情况下速率之比等于化学计量数之比，不能说明正、逆反应速率相等，因此不能据此判断反应是
否达到平衡状态，②错误；
③当混合气体中各组分浓度不变时，说明反应达到平衡状态，③正确；
④C的体积分数不变，说明正、逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，④正确；
⑤平衡时各物质的分子数之比，决定于开始加入物质的多少和反应程度，与平衡状态无关，⑤错误；
⑥混合气体质量守恒，体积不变，密度始终不变,所以密度不变不能说明反应达到平衡状态，⑥错误；
⑦消耗a mol A，同时生成3a mol B，说明正、逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，⑦正确；
可见能够判断反应达到平衡状态的叙述是③④⑦，故合理选项是B。
学科网（北京）股份有限公司9．一定温度和压强下，在2 L的密闭容器中合成氨气：N (g)+3H (g) 2NH (g) 。在反应过程中反应物和
2 2 3
生成物的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是：
A．0～10 min内，以NH 表示的平均反应速率为0.005 mol • L-1• min-1
3
B．10～20 min内，NH 浓度变化的原因可能是加入催化剂或缩小容器体积
3
C．该反应在20 min时达到化学平衡状态
D．N 的平衡转化率与H 平衡转化率相等
2 2
【答案】D
【解析】
由图可知，该反应在20 min时各物质浓度不变，说明反应达到化学平衡状态，10 min时改变条件的瞬间各
物质的物质的量不变，反应速率加快，可能是加入催化剂或缩小容器体积导致。
A项、0～10 min内，生成NH 的物质的量为0.1 mol，浓度为0.05mol • L-1，则以NH 表示的平均反应速率
3 3
为 = =0.005 mol • L-1• min-1，故A正确；
B项、10 min时改变条件的瞬间各物质的物质的量不变，10～20min内反应速率加快，则10～20 min内，
NH 浓度变化的原因可能是加入催化剂或缩小容器体积导致，故B正确；
3
C项、由图可知，该反应在20 min时各物质浓度不变，说明反应达到化学平衡状态，故C正确；
D项、反应达到平衡时，N 的平衡转化率为 100%=37.5%，H 平衡转化率
2 2
×
100%=75%，两者转化率不同，故D错误。
×
故选D。
10．一定条件下，等物质的量的 和 在容积为 的恒容密闭容器中发生如下反应：
学科网（北京）股份有限公司图表示该反应过程中 的物质的量 随反应时间( )的变化。下列叙述正确的
是
A．当反应达到平衡时， 的转化率为
B． 内反应的平均速率为
C． 末 的物质的量浓度为
D． 点对应的化学反应速率：
【答案】A
【解析】
A．根据图示，当反应达到平衡时，氮气的物质的量由5mol变为2mol， 和 的投料相等，则 的转化
率为 ，故A正确；
B． 内氮气的物质的量由5mol变为4mol，反应的平均速率为 ，故B
错误；
C． 内消耗1mol氮气， 末 的物质的量是2mol，NO的浓度为 ，故C错误；
D． 点反应达到平衡状态，正逆反应速率比等于系数比，对应的化学反应速率： ，故
D错误；
选A。
学科网（北京）股份有限公司11．在一定温度下的定容容器中，有反应 。当下列的物理量不再发生变化
时，表明已达到平衡状态的是
A．混合气体的密度 B．混合气体的压强
C．气体的总物质的量 D．物质A的物质的量浓度
【答案】A
【解析】
A．因为A为固体，所以反应中气体的总质量一直在变化，当混合气体的密度不变，说明气体的质量不变，
反应达平衡状态，故A正确；
B．方程式两边气体的计量数相等，所以混合气体的压强一直不变，故B错误；
C．混合气体的总物质的量一直不变，故C错误；
D．A为纯固体、物质的量浓度是常数，故D正确；
答案：A
12．在容积一定的密闭容器中，可逆反应：A(g)+B(g) xC(g)，符合图(I)所示关系，由此推断对图(II)的说法
正确的是 ⇌
A．P ＜P ，Y轴表示混合气体平均摩尔质量
3 4
B．P ＜P ，Y轴表示C的质量分数
3 4
C．P ＞P ，Y轴表示A的转化率
3 4
D．P ＞P ，Y轴表示混合气体密度
3 4
【答案】C
【解析】
A．若P ＜P ，增大压强，化学平衡向正反应移动，气体的物质的量减小，而气体的质量不变，则混合气体
3 4
平均摩尔质量会增大，图象与实际不相符，故Y轴不能表示混合气体平均摩尔质量，A错误；
学科网（北京）股份有限公司B．若P ＜P ，增大压强，化学平衡向正反应移动，C的物质的量及质量增大，C的质量分数也会增加，图
3 4
象与实际不相符，故Y轴不能表示C的质量分数，B错误；
C．若P ＞P ，在相同温度下增大压强，化学平衡向正反应方向移动，A的转化率会增大；同时升高温度化
3 4
学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致A的转化率降低，图象与实际符合，故Y轴表示A的转化率，C正
确；
D．若P ＞P ，由于混合气体的总质量不变，反应在恒容密闭容器中进行，容器的体积不变，混合气体的密
3 4
度不变，因此Y轴不能表示混合气体密度，D错误；
故合理选项是C。
二、非选择题（共3题）
13． 催化加氢还能合成甲醇，在体积为 的密闭容器中，充入 和 ，一定条件下发
生反应： ，测得 和 的浓度随时间变化如下图所示。
(1)在 到 时间段， _________ 。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是_________(填字母)。
A．反应中 与 的物质的量浓度相等时(即图中交叉点)
B．容器内气体的压强不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗 ，同时生成
学科网（北京）股份有限公司D． 的体积分数在混合气体中保持不变
(3)下列措施能增大反应速率的是_________(填字母)。
A．升高温度 B．扩大容器体积
C．充入一定量氦气 D．加入催化剂
(4)平衡时 的物质的量为_________。
【答案】(1) 0.15 (2) BD (3) AD (4)
【解析】
(1)在 到 时间段， ，由反应速率之比等于计量数之比，
则 3 ；
(2)A．由图可知反应中CO 与CH OH的物质的量浓度之比为1：1时，并未达到平衡状态，故A错误；
2 3
B．因反应前后气体分子数不相等，则压强是一变量，当容器内气体的压强不随时间的变化而变化，说明
达到平衡状态，故B正确；
C．无论是否达到平衡状态，都存在单位时间内每消耗3molH ，同时生成1molH O，故C错误；
2 2
D．CO 的体积分数在混合气体中保持不变，说明达到平衡状态，故D正确；
2
故答案为：BD；
(3)A．升高温度能增大反应速率，A正确；
B．扩大容器体积，浓度减小，反应速率减小，B错误；
C．由于体积不变，充入一定量氦气但浓度不变，反应速率不变，C错误；
D．加入催化剂可增大反应速率，D正确；
故选：AD；
(4)由图知平衡时n( )=cV=0.75mol/L×2=1.5mol，则消耗的n( )=3n( )=3×1.5mol=4.5mol，平
衡时 的物质的量为6-4.5=1.5mol。
14．某同学探究外界条件对H O 分解速率的影响
2 2
实验所用试剂：0.4 mol·L-1 H O 溶液、蒸馏水、MnO 粉末、Fe O 粉。
2 2 2 2 3
学科网（北京）股份有限公司实
收集112
验 H O 浓度 V(H O 溶
2 2 2 2 温度 催化剂 mLO 所需时
序 (mol·L-1) 液)(mL) 2
间(s)
号
几乎无气体
1 0.4 20 室温 无
产生
50℃水
2 0.4 20 无 296
浴
3 0.4 20 室温 0.5 g a 45
0.5 g
4 0.4 20 室温 100
MnO 粉末
2
5 0.4 b 室温 a >45
(1)实验1、2的目的是其他条件相同时，研究____对H O 分解速率的影响。
2 2
(2)表中a处所用试剂为_。对比实验3、4可得出的结论是__。
(3)实验3、5是其他条件相同时，探究浓度对该化学反应速率的影响。b处取用10 mL 0.4 mol·L-1 H O 溶液，
2 2
还应添加的试剂及用量为___。
(4)控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用0.4 mol·L-1 H O 溶液和3.0 mol·L-1 H SO 溶液处理。
2 2 2 4
①请配平方程式：___
Cu + H O + H+— Cu2+ + H O
2 2 2
②某同学在不同温度下完成该实验，测得铜的平均溶解速率分别为：
温度(℃) 20 30 40 50 60 70 80
铜的平均溶解速率
7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76
(×10-3 mol·L-1·min-1)
当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是：______。
【答案】 (1) 温度
(2) Fe O 粉末 其他条件相同时，不同催化剂对H O 分解速率影响不同
2 3 2 2
(3) 10 mL蒸馏水
(4) ① 1 1 2 1 2 ② 温度高于40℃时，有较多H O 分解，反应物浓度降低，使铜的平均溶
2 2
解速率降低
学科网（北京）股份有限公司【解析】
(1)由控制变量法可知，实验1、2的目的是其他条件相同时，研究温度对H O 分解速率的影响；
2 2
(2) 实验3、4是Fe O 粉末相比MnO 粉末具有更高的催化效率，对比实验3、4可得出的结论是其他条件
2 3 2
相同时，不同催化剂对H O 分解速率影响不同；
2 2
(3)为了保持溶液体积相同，此处还应添加的试剂及用量为10 mL蒸馏水；
(4) ①由得失电子守恒，电荷守恒：Cu+H O +2H+=Cu2+ +2H O；②温度高于40℃后，随着温度的升高，
2 2 2
H O 的分解速率加快，使溶液中H O 的浓度降低的更快，对铜的溶解速率的影响超过了温度升高对铜溶解
2 2 2 2
速率的影响，所以铜的溶解速率逐渐减小。
15．回收利用硫和氮的氧化物是保护环境的重要举措。
(1)H S与CO 在高温下发生反应：H S(g)+CO (g) COS(g)+H O(g)。在610K时，将0.10molCO 与0.40molH S
2 2 2 2 2 2 2
充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。H S的平衡转化率α =___%。
2 1
(2)在620K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H S的转化率α __α ，该反应的ΔH__0。(填“>”“<”
2 2 1
或“=”)
(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H S转化率增大的是__(填标号)。
2
A．H S B．CO C．COS D．N
2 2 2
(4)用NH 消除NO污染的反应原理为：4NH (g)+6NO(g) 5N (g)+6H O(l) ΔH=-1807.98kJ·mol-1。不同温度条件
3 3 2 2
下，NH 与NO的物质的量之比分别为4∶1、3∶1、1∶3，得到NO脱除率曲线如图所示。
3
学科网（北京）股份有限公司①曲线c中NH 与NO的物质的量之比为__。
3
②曲线a中NH 的起始浓度为4×10-5mol·L-1，从A点到B点经过1s，该时间段内NO的脱除速率为
3
___mg·L-1·s-1。
【答案】(1) 2.5
(2) ＞ ＞
(3)B
(4) 1：3 6×10-2(或0.06)
【解析】
(1)该反应前后气体系数之和相等，所以平衡后气体总物质的量为0.10mol+0.40mol=0.50mol，水的物质的量
分数为0.02，则n(H O)=0.50mol×0.02=0.01mol，根据方程式可知Δn(H S)=0.01mol，所以H S的平衡转化率
2 2 2
α = ×100%=2.5%
1
(2)升高温度，平衡时水的质量分数增大，说明平衡正向移动，所以α ＞α ，正反应为吸热反应，ΔH＞0；
2 1
(3)A．通入H S，虽然平衡正向移动，但其转化率会减小，A不符合题意；
2
B．通入CO ，平衡正向移动，H S的转化率增大，B符合题意；
2 2
C．通入COS，平衡逆向移动，H S的转化率减小，C不符合题意；
2
学科网（北京）股份有限公司D．恒容通入N ，各物质的浓度不改变，平衡不移动，D不符合题意；
2
综上所述答案为B；
(4)①当NO的量一定时，通入NH 平衡正向移动，NO的脱除率增大，即NH 与NO的物质的量之比越大，
3 3
NO的脱除率越大，相同温度时，曲线c表示的NO脱除率最小，所以曲线c中NH 与NO的物质的量之比为
3
1：3；
②根据①的分析可知曲线a中NH 与NO的物质的量之比为4∶1，NH 的起始浓度为4×10-5mol·L-1，则NO的
3 3
起始浓度为1×10-5mol·L-1，从A到B，NO的脱除率由0.55变为0.75，所以该时间段内NO的脱除速率为
=6×10-2(或0.06) mg·L-1·s-1。
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