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第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应的速率与限度 课时作业
第二课时 化学反应的限度及条件控制
基础达标
1．下列不属于可逆反应的是（ ）
A.氯气与水反应生成HC1与HClO
B.N 与H 在一定条件下可以生成NH ,同时NH 又可分解为N 和H
2 2 3 3 2 2
C.电解水生成H 和O,氢气和氧气燃烧生成HO
2 2 2
D.SO 溶于水生成HSO
2 2 3
【答案】C
【解析】可逆反应指在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向
进行的反应，电解水生成氢气和氧 气，氢气和氧气燃烧生成水，反应条件不同，不是可
逆反应。
2.对化学反应速率与化学反应限度的叙述，不正确的是( )
A．当化学反应达到最大限度时反应速率为0
B．同一化学反应，若反应条件不同，限度可能不同
C．化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等
D．化学反应的限度与时间的长短无关
【答案】A
【解析】A项反应达到最大限度时 v ＝v ≠0，A项错误；同一化学反应，条件改
正 逆
变，化学平衡可能被破坏，反应限度可能就会被改变，B项正确；任何可逆反应都有一定
的限度，当反应达到限度时，即反应达到化学平衡，此时 v(正)＝v(逆)，对同一可逆反应，
达到化学平衡时，当外界条件不变时，反应的限度不变，与时间长短无关。
3．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，如果设法提
高化学反应的限度，下列说法错误的是( )
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。
4．在一定条件下，使 NO 和 O 在一密闭容器中进行反应 2NO(g)＋O(g)
2 2
2NO (g)，下列说法中不正确的是( )
2
A．反应开始时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后为零
C．随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大
D．随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后与正反应速率相等
【答案】B
【解析】反应开始时，反应物浓度最大，正反应速率最大，生成物浓度为零，逆反应
速率为零，A正确；随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，生成
物浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大，达到平衡状态时正、逆反应速率相等，但不为
零，B错误，C、D正确。
5．已知反应：NO (g)＋SO (g) SO (g)＋NO(g)，起始时向某密闭容器中通入1 mol
2 2 3
NO 、2 mol S18O，反应达到平衡后，下列有关说法正确的是( )
2 2
A．NO 中不可能含18O
2
B．有1 mol N18O生成
C．S18O 的物质的量不可能为0.8 mol
2
D．SO 、SO 、NO、NO 均含18O时，说明该反应达到平衡
2 3 2
【答案】C
【解析】该反应为可逆反应，则通入 1 mol NO 、2 mol S18O ，反应达到平衡后，
2 2
SO 、SO 、NO、NO 均含18O，故A错误；该反应为可逆反应，反应物不可能完全消耗，
2 3 2
所以通入1 mol NO 、2 mol S18O ，不可能有1 mol N18O生成，故B错误；该反应为可逆反
2 2
应，反应物不可能完全消耗，所以通入1 mol NO 、2 mol S18O ，则NO 、S18O 消耗都小于
2 2 2 2
1 mol，所以S18O 的物质的量不可能为0.8 mol，故C正确；该反应为可逆反应，SO 、
2 2
SO 、NO、NO 均含18O时，不能说明该反应达到平衡，故D错误。
3 2
6. 一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g) Y(g)+Z(s)，下列叙
述不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
A.混合气体的密度不再变化 B.反应容器中Y的质量分数不变
C.X的分解速率与Y的消耗速率相等 D.单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X
【答案】C
【解析】因Z为固体，若未达到平衡，混合气体的密度会发生变化，A项可作平衡标志;C项中X的分解速率与Y的消耗速率之比等于2∶1时才符合要求。
7．在一定条件下，可逆反应2A(g) B(g)＋3C(g)在四种状态中处于平衡状态的是(
)
选项 正反应速率 逆反应速率
A v ＝2 mol·L－1·min－1 v ＝2 mol·L－1·min－1
A B
B v ＝2 mol·L－1·min－1 v ＝2 mol·L－1·min－1
A C
C v ＝1 mol·L－1·min－1 v ＝2 mol·L－1·min－1
A B
D v ＝1 mol·L－1·min－1 v ＝1.5 mol·L－1·min－1
A C
【答案】D
【解析】正反应速率和逆反应速率相等时，化学反应达到平衡状态。通过化学方程式
中的化学计量数进行变换比较。A项，v (正)＝2 mol·L－1·min－1≠v (逆)＝4 mol ·L－1·min－1；
A A
B项，v (正)＝2 mol·L－1·min－1≠v (逆)＝ mol ·L－1·min－1；C项，v (正)＝1 mol ·L－1·min－
A A A
1≠v (逆)＝4 mol ·L－1·min－1；D项，v (正)＝1 mol·L－1·min－1＝v (逆)＝1 mol·L－1·min－1。
A A A
8．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．t 时，Y的浓度是X的浓度的2倍
1
B．反应的化学方程式为X(g) 2Y(g)
C．t 时，反应的正、逆反应速率相等，达到平衡状态
2
D．t 时，X、Y物质的量不再变化，化学反应停止了，正、逆反应速率为零
3
【答案】A
【解析】A项，由题图知，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的物质的量变化之比为(8－2)∶(5－2)＝6∶3＝2∶1，则化学方程式为
2Y(g) X(g)，t 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
1
2倍，故A项正确，B项错误；在t 时，X和Y的物质的量相等，但反应未达到平衡，故
2
正、逆反应速率不相等，故C项错误；在t 时，X和Y的物质的量不再随时间的变化而变
3
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。
9.恒温恒容条件下，发生化学反应：H(g)＋I(g) 2HI(g)，下列选项中不能作为达
2 2到化学平衡状态的标志的是( )
A．混合气体颜色不再变化
B．单位时间内形成n mol H—H的同时断裂2n mol H—I
C．若该反应在隔热密闭体积恒定的容器中进行反应，体系的温度不再变化
D．2v(H ) ＝v(HI)
2 正 逆
【答案】B
【解析】A.碘蒸气有颜色，其余均为无色气体，因此当混合气体颜色不再改变时，说
明反应达到平衡，故A不符合题意；B.单位时间内形成H—H，反应向逆反应方向进行，
断裂H—I，反应也是向逆反应方向进行，因此单位时间内形成 n mol H—H的同时断裂2n
mol H—I，不能说明反应达到平衡，故B符合题意；C.该反应为放热反应，如果容器隔热
密闭，随着反应进行，容器内气体温度升高，当体系温度不再改变，说明反应达到平衡，
故C不符合题意；D.利用不同物质的反应速率表示反应达到平衡，要求反应方向是一正一
逆，且反应速率之比等于化学计量数之比，因此 2v(H ) ＝v(HI) ，能够说明反应达到平
2 正 逆
衡，故D不符合题意；答案为B。
10．化学反应速率和限度的研究对日常生活和工业生产有着重要意义。下列有关说法
错误的是( )
A．向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺
B．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质
C．工业合成氨时，要同时考虑反应速率和反应限度两个方面
D．我国西周时期已发明用“酒曲”酿酒，原理是利用催化剂改变反应速率
【答案】B
【解析】A.相同条件下，增大反应物的浓度或增大固体的表面积均可加快反应速率，
所以向炉膛内鼓风，煤粉比煤块燃烧更充分，A项正确；B.低温冷藏只能减慢肉类食品的
变质速率，B项错误；C.工业合成氨是一个可逆的放热反应，为提高产率，需要同时考虑
反应速率和反应限度两个方面，C项正确；D.酒曲是一种酶，酿酒过程中作催化剂，加快
反应速率，D项正确；故选B。
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11．煤焦与水蒸气的反应C(s)＋HO(g) CO(g)＋H(g)(吸热反应)是煤气化过程中的
2 2
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HO(g)、CO(g)、H(g)的浓度；
2 2
②t时刻，HO(g)、CO(g)、H(g)的浓度；
2 2
③t时刻，消耗HO(g)的速率与生成CO(g)的速率；
2
④t时刻，生成CO(g)的速率与消耗H(g)的速率。
2
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
HO(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
2
刻生成CO(g)的速率是正反应，消耗H(g)的速率是逆反应，若v(正)＝v(逆)可以判断已达到
2
平衡状态，故④可以判断t时刻反应是否达到平衡状态。
12．在密闭容器中加入 2.0 molS O 和1.0 mol O ，一定条件下发生反应：2SO (g)＋
2 2 2
O(g) 2SO (g)。反应达到平衡后，各物质的物质的量可能为( )
2 3
选项 n(SO )/mol n(O )/mol n(SO )/mol
2 2 3
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】反应2SO ＋O 2SO 是可逆反应，加入2.0 mol SO 和1.0 mol O ，最终各
2 2 3 2 2
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SO 的方向进行，SO 与O 反应的物质的量关系为2∶1，所以SO 减小1
3 2 2 2
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。
13．反应X(s)＋2Y(g) 2W(g) ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，一定温度下，在恒容的
密闭容器中，加入1 mol X和2 mol Y发生反应，下列说法正确的是( )
A．当容器中气体的压强不再改变时，表明该反应一定已达到平衡状态
B．当达到平衡状态时，X和Y的转化率之比为1∶2
C．当Y与W的物质的量浓度之比为1∶1时，表明该反应一定已到达平衡状态
D．当容器内气体的密度不再改变时，表明该反应一定已达到平衡状态【答案】D
【解析】A.因为反应前后气体分子数相等，随着反应进行，混合气体的压强始终不
变，当容器中气体的压强不再改变时，反应不一定达到平衡状态，A错误；B.反应前，加
入1 mol X和2 mol Y，起始投入量之比等于化学计量数之比，当达到平衡状态时，X和Y
的转化率之比为1∶1，B错误；C.当Y与W的物质的量浓度之比为1∶1时，反应物的转化率
为50%，正、逆反应速率不一定相等，则该反应不一定达到平衡状态，C错误；D.混合气
体的质量在不断改变，则混合气体的密度一直改变，当容器内气体的密度不再改变时，反
应达到平衡状态，D正确；故选D。
14．向某容积固定的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量(未知)的B三种气
体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体
的平均相对分子质量没有变化。请回答下列问题：
(1)密闭容器的容积是 L。
(2)若t＝15 s，则0～t 阶段以C物质浓度变化表示的反应速率为v(C)＝ 。
1 1
(3)写出反应的化学方程式： 。
(4)B的起始物质的量是 。
(5)判断该反应达到平衡状态的依据是 (填字母)。
a．t 时，正、逆反应速率均为零 b．混合气体的密度不再变化
2
c．v ∶v ∶v ＝3∶1∶2 d．t 时，c ＝0.06 mol·L－1，并保持不变
A B C 2 A
【答案】(1)2 (2)0.004 mol·L－1·s－1 (3)3A(g) B(g)＋2C(g) (4)0.04 mol (5)d
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15.已知可逆反应：N(g)＋3H(g) 2NH (g) ΔH＝－92 kJ·mol－1，下列关于此反应
2 2 3
的说法中错误的是( )
A．压缩反应容器使气体体积减小，可使该反应的反应速率变大
B．该反应中反应物的总能量比生成物的总能量高C．单位时间内生成1 mol N ，同时消耗3 mol H ，说明该反应达到平衡状态
2 2
D．将1 mol N 和3 mol H 混合进行反应，共放出的热量为92 kJ
2 2
【答案】D
【解析】A.压缩反应容器使气体体积减小，压强增大，化学反应速率增大，正确；B.
该反应的ΔH小于0，属于放热反应，所以反应物的总能量比生成物的总能量高，正确；C.
单位时间内生成1 mol N ，同时消耗3 mol H ，说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到
2 2
平衡状态，正确；D.因为N 与H 的反应是可逆反应，所以1 mol N 和3 mol H 只能反应一
2 2 2 2
部分，放出的热量小于92 kJ，错误。
16．CH、CHOH、CO等都是重要的能源，也是重要的化工原料。
4 3
(1)已知25℃、101kPa时，1g甲烷燃烧生成CO和液态水时放出38kJ热量，则该条件
下反应2CH(g)+3O(g)=2CO(g)+4HO(l)的 =________________。
4 2 2
(2)为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO 的含量，有效地开发利用
2
CO，工业上可以用CO 来生产甲醇燃料。在体积为2L的密闭容器中，充入lmolCO 和
2 2 2
3molH ，一定条件下发生反应：CO(g)+3H(g) CHOH(g)+H O(g)。经测得CHOH和
2 2 2 3 2 3
CO 的物质的量随时间变化如图所示。
2
①从反应开始到平衡，CO 的平均反应速率v(CO)=______________________。
2 2
②达到平衡时，H 的浓度为___________mol/L。
2
(3)工业上也可以用CO和H 为原料制备CHOH，反应方程式为：CO(g)+2H(g)
2 3 2
CHOH(g)，在一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO和H 进行上述反应。下列叙述中
3 2
能说明上述反应达到平衡状态的是___________。
A．反应中CO与CHOH的物质的量之比为1：1
3
B．混合气体的压强不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗1molCO，同时生成
1molCH OH
3
D．CHOH的质量分数在混合气体中保持不变
3
(4)某种甲烷燃料电池的工作原理如图所示：
甲烷通入的一极为电源的_______极，该电极反应式：
_______________________________当电路中累计有2mol电子通过时，消耗的氧气体积为
(在标准状况下)___________L
【答案】（1） -1216kJ·mol-1 （2）0.0375mol/(L·min) 0.375 （3）BD（4）负 CH-8e-+10OH-=+7H O 11.2
4 2
【解析】(1)已知25℃、101kPa时，1g甲烷燃烧生成CO和液态水时放出38kJ热量，
则该条件下32g甲烷燃烧生成CO和液态水时放出38kJ×32=1216kJ热量，因此2CH(g)
4
+3O (g)=2CO(g)+4HO(l)的ΔH=-1216kJ·mol-1，故答案为：-1216kJ·mol-1。
2 2
(2) ①由图可知，反应至10min时达到平衡状态，0～10min内Δc(CO)=(1-0.25)mol/
2
2L=0.375mol/L，因此CO 的平均反应速率v(CO)=Δc(CO)/Δt=
2 2 2
（0.375mol/L）/10min=0.0375mol/(L·min)，故答案为：0.0375mol/(L·min)。
②反应过程中Δn(H )=3Δn(CO)=3×0.75mol/L=2.25mol，因此达到平衡时，H 的浓度为
2 2 2
（3-2.25）mol/2L=0.375mol/L，故答案为：0.375。
(3)A．CO为反应物，CHOH为生成物，不确定反应中CO与CHOH的起始量以及转
3 3
化率，因此当反应中CO与CHOH的物质的量之比为1：1时，无法判断反应是否达到平
3
衡状态，故A不选；B．该反应正向为气体体积减小的反应，该反应在恒容密闭容器中进
行，容器内气体压强之比等于气体的物质的量之比，因此当混合气体的压强不随时间的变
化而变化，说明反应中各气体的物质的量不变，即反应达到平衡状态，故B选；C．反应
过程中CO与CHOH的系数比为1：1，因此任意时刻每消耗1molCO，同时生成
3
1molCH OH，因此不能确定该反应是否处于平衡状态，故C不选；D．反应过程中CHOH
3 3
的质量分数逐渐增大，因此当CHOH的质量分数在混合气体中保持不变，可说明反应达到
3
平衡状态，故D选；综上所述，答案为：BD。
