高中化學 第二章 化學反應與能量 2_3_2 化學反應的限度 化學反應條件的控制課時訓練(含解析)新人教版必修2
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第2課時化學反應的限度化學反應條件的控制課時訓練11化學反應的限度化學反應條件的控制基礎夯實1.下列反應不屬于可逆反應的是()A.SO2溶于水和H2SO3分解B.H2與I2化合成HI和HI分解C.SO2與O2化合成SO3和SO3分解D.NH3與HCl化合生成NH4Cl和NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl解析:可逆反應是指在相同條件下同時向正反兩個方向進行的反應,而D項中兩個反應的條件不同。答案:D2.對于可逆反應:M+NQ達到平衡時,下列說法中正確的是()A.M、N、Q三種物質的濃度一定相等B.M、N全部變成了QC.反應混合物中各成分的百分組成不再變化D.反應已經停止解析:可逆反應達到平衡時,v(正)=v(逆)0,反應仍在進行,M、N、Q的濃度不再發(fā)生變化,但它們不一定相等。答案:C3.工業(yè)煉鐵是在高爐中進行的,高爐煉鐵的主要反應是:2C+O22CO;Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。該煉鐵工藝中,焦炭的實際用量遠遠高于按照化學方程式計算所需要的量。其主要原因是()A.CO過量B.CO與鐵礦石接觸不充分C.煉鐵高爐的高度不夠D.反應都有一定限度解析:研究表明,反應都是可逆反應,都有一定的限度,因此反應中的碳和反應中的CO不能完全轉化,致使焦炭的實際用量遠遠高于按照化學方程式計算所需要的量。答案:D4.一定溫度下,在某恒容的密閉容器中,建立化學平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列敘述中不能說明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是()A.體系的壓強不再發(fā)生變化B.v正(CO)=v逆(H2O)C.生成n mol CO的同時生成n mol H2D.1 mol HH鍵斷裂的同時斷裂2 mol HO鍵解析:A項,由于該反應是一個反應前后氣體分子總數不相等的反應,當體系的壓強不再發(fā)生變化時,說明反應已達到化學平衡狀態(tài);B項,根據v正(CO)=v逆(H2O),可知CO的正反應速率等于其逆反應速率,說明反應已達到化學平衡狀態(tài);C項,生成CO、H2均表示反應向正反應方向進行,沒有表示出正、逆反應速率的關系,不能說明反應已達到化學平衡狀態(tài);D項,HH鍵斷裂和HO鍵斷裂是兩個相反的反應方向,1 mol HH鍵斷裂的同時斷裂2 mol HO鍵,即消耗1 mol H2的同時消耗了1 mol H2O,可知H2的消耗量等于其生成量,說明反應已達到化學平衡狀態(tài)。答案:C5.在一密閉容器中進行反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2 molL-1、0.1 molL-1、0.2 molL-1,當反應達到平衡時,可能存在的數據是()A.SO2為0.4 molL-1、O2為0.2 molL-1B.SO2為0.25 molL-1C.SO2、SO3均為0.15 molL-1D.SO3為0.4 molL-1解析:假設該時刻的SO3全部轉化為SO2和O2,則SO2、O2的濃度將分別達到0.4 molL-1、0.2 molL-1;而假設該時刻的SO2和O2全部化合生成SO3,則SO3的濃度將達到0.4 molL-1。因為該反應是可逆反應,三種物質必將同時存在(即可逆反應中的物質均不可能100%轉化),很顯然,A、D兩項是不可能的。要得到C項中的數據必須是SO2和SO3同時消耗而減少,這不符合S原子守恒,也是不可能的。答案:B6.在恒溫、恒容條件下,不能表示H2(g)+I2(g)2HI(g)達到化學平衡狀態(tài)的是()A.單位時間內消耗a mol H2的同時消耗2a mol HIB.容器內的總壓強不隨時間變化C.容器內H2、I2不再減少,HI不再增加D.混合氣體的顏色不再發(fā)生變化解析:化學反應H2(g)+I2(g)2HI(g),反應前后氣體分子總數沒有發(fā)生變化,不管反應是否達到平衡狀態(tài),容器內的總壓強始終不隨時間變化,B項不能表示反應已達到平衡狀態(tài)。答案:B7.硫酸是一種重要的化工產品,硫酸的消耗量常被視為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的一種標志。目前硫酸的重要生產方法是“接觸法”,有關接觸氧化反應2SO2+O22SO3的說法不正確的是()A.該反應為可逆反應,故在一定條件下二氧化硫和氧氣不可能全部轉化為三氧化硫B.達到平衡后,反應就停止了,故此時正、逆反應速率相等且均為0C.一定條件下,向某密閉容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,則從反應開始到達平衡的過程中,正反應速率不斷減小,逆反應速率不斷增大,某一時刻,正、逆反應速率相等D.在利用上述反應生產三氧化硫時,要同時考慮反應所能達到的限度和化學反應速率兩方面的問題解析:對于可逆反應來說,在一定條件下反應物不可能全部轉化為產物,反應只能進行到一定限度。在達到平衡的過程中,正反應速率不斷減小,逆反應速率不斷增大,最終正、逆反應速率相等,即達到平衡,此時反應物和生成物的濃度都不再隨時間的變化而變化,但反應并沒有停止,正、逆反應都依然進行著。答案:B8.在合成氨反應中,下列說法可以確定反應達到化學平衡狀態(tài)的是()A.當有1 mol 鍵斷裂的同時,有3 mol HH鍵斷裂B.當有1 mol 鍵斷裂的同時,有6 mol NH鍵形成C.當有1 mol 鍵斷裂的同時,有6 mol HH鍵形成D.當有1 mol 鍵斷裂的同時,有6 mol NH鍵斷裂解析:化學反應可看作反應物化學鍵的斷裂和生成物化學鍵的形成過程。N2+3H22NH3,當反應達到平衡時,有v(正)=v(逆),也就是當有1 mol N2參加反應的同時有2 mol NH3分解,即1 mol 鍵斷裂的同時,有6 mol NH鍵斷裂,D項正確。答案:D9.在2 L的密閉容器中有3種物質進行反應,X、Y、Z的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示,反應在t1 min時達到化學平衡狀態(tài)。(1)該反應的化學方程式為。(2)0t1 min內,Y的平均反應速率為。(3)下列關于該反應的說法正確的是。A.t1 min時,該反應已停止B.t1 min之前,X的消耗速率大于它的生成速率C.t1 min時,正反應速率等于逆反應速率D.t1 min時,反應達到化學平衡狀態(tài)是因為此時反應物的總物質的量與生成物的總物質的量相等解析:(1)由題給圖像知,0t1 min內,n(X)減小,n(Y)、n(Z)增大,可以確定X為反應物,Y、Z為生成物,從反應開始至t1 min時,X、Y、Z的物質的量的變化關系為n(X)n(Y)n(Z)=0.81.20.4=231,故該反應的化學方程式為2X3Y+Z。(2)v(Y)= molL-1min-1。(3)化學平衡是一種動態(tài)平衡,A項錯誤;t1 min之前,可逆反應尚未達到化學平衡狀態(tài),此時物質X的正、逆反應速率大小關系為v(正)v(逆),B項正確;t1 min時,可逆反應已達到化學平衡狀態(tài),此時正、逆反應速率相等,C項正確;t1 min時,反應達到化學平衡狀態(tài)是因為此時正、逆反應速率相等,反應混合物中各組分的濃度不再隨時間的變化而發(fā)生改變,D項錯誤。答案:(1)2X3Y+Z(2) molL-1min-1(3)BC10.往2 L密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定條件下發(fā)生合成氨反應,2 min時達到平衡。測得平衡混合氣體中NH3的體積分數為25%,則:(1)02 min內,v(NH3)=。(2)H2在平衡混合氣中的體積分數=。(3)平衡時容器的壓強與起始時的壓強之比為。解析:設02 min內,消耗的N2的物質的量為x,則 N2+3H22NH3起始物質的量/mol130變化物質的量/molx3x2x平衡時物質的量/mol1-x3-3x2x則有=25%,解得x=0.4 mol,v(NH3)=0.2 molL-1min-1,H2在平衡混合氣體中的體積分數為100%=56.25%,平衡時容器的壓強與起始時的壓強之比為3.24=45。答案:(1)0.2 molL-1min-1(2)56.25%(3)45能力提升1.對可逆反應4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列敘述正確的是()A.NH3、O2、NO、H2O(g)同時存在時,則反應達到化學平衡狀態(tài)B.單位時間內生成x mol NO,同時消耗x mol NH3時,說明反應達到化學平衡狀態(tài)C.達到化學平衡狀態(tài)時,若增大容器體積,則正反應速率減小,逆反應速率增大D.化學反應速率關系是3v正(NH3)=2v正(H2O)解析:四種氣體同時存在時,不能說明可逆反應達到了化學平衡狀態(tài),A項錯誤;NO的生成與NH3的消耗均表示正反應,B項錯誤;達到化學平衡狀態(tài)時,增大容器體積,反應物、生成物濃度同時減小,正、逆反應速率同時減小,C項錯誤;在反應的任意狀態(tài)總有v正(NH3)v正(H2O)=46,即3v正(NH3)=2v正(H2O),D項正確。答案:D2.導學號52090066(2016河南南陽測試)如圖曲線a表示釋放能量的反應X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)進行過程中X的轉化率隨時間變化的關系。若改變起始條件,使反應過程按b曲線進行,可采取的措施是()A.升高溫度B.加大X的投入量C.加催化劑D.增大體積解析:由圖可知:a曲線換為b曲線,只是縮短達到平衡的時間,即加快了反應速率而平衡沒有移動,加入催化劑能同等程度加快正逆反應速率,而平衡不移動,故C對,而A、B、D中的措施都會使平衡發(fā)生移動。答案:C3.一定溫度下的恒容容器中,下列哪些物理量不再發(fā)生變化時,表明反應A(g)+2B(g)C(g)+D(g)已達到化學平衡狀態(tài)()混合氣體的壓強混合氣體的密度B的物質的量濃度混合氣體的總物質的量混合氣體的平均相對分子質量混合氣體的總質量混合氣體的總體積A.B.C.D.解析:由于反應物、生成物全部是氣體,且反應在恒容容器中進行,反應前后氣體的質量不變,故反應過程中氣體的密度一直保持不變,故不符合題意。答案:B4.導學號52090067一定溫度下,在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示:下列描述正確的是()A.從反應開始到10 s,用Z表示的反應速率為0.158 molL-1s-1B.從反應開始到10 s,X的物質的量濃度減少了0.79 molL-1C.從反應開始到10 s時,Y的轉化率為79.0%D.反應的化學方程式為X(g)+Y(g)Z(g)解析:從反應開始到10 s時,X的量減少了1.20 mol-0.41 mol=0.79 mol,Y的量減少了1.00 mol-0.21 mol=0.79 mol,Z增加了1.58 mol,所以反應的化學方程式為X(g)+Y(g)2Z(g),D項錯誤。用Z表示的反應速率為=0.079 molL-1s-1,A項錯誤。X物質的量濃度減少了=0.395 molL-1,B項錯誤。答案:C5.在一密閉容器中通入A、B、C三種氣體,保持一定溫度,在t1t4 s時測得各物質的濃度如表,則下列判斷正確的是()測定時刻/s濃度t1t2t3t4c(A)/(molL-1)6322c(B)/(molL-1)53.533c(C)/(molL-1)12.533A.在t3 s時反應已經停止B.t3t4 s內正、逆反應速率不相等C.在容器中發(fā)生的反應為A(g)+B(g)C(g)D.在t2t3 s內A的平均反應速率為 molL-1s-1解析:由題給數據可知,t3 s時可逆反應達到化學平衡狀態(tài),此時,v(正)=v(逆)0,A項錯誤;t3t4 s內,A、B、C的濃度沒有發(fā)生變化,反應處于化學平衡狀態(tài),正、逆反應速率相等,B項錯誤;達到化學平衡狀態(tài)時,A、B、C的濃度變化量之比為422=211,故該反應的化學方程式為2A(g)+B(g)C(g),C項錯誤;t2t3 s內,c(A)=1 molL-1,故用A表示的該時間段的平均化學反應速率為 molL-1s-1,D項正確。答案:D6.在一定條件下,將3 mol A和1 mol B兩種氣體混合于固定容積為2 L的密閉容器中,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)。2 min時該反應達到平衡,生成了0.8 mol D,并測得C的濃度為0.2 molL-1。下列判斷錯誤的是()A.x=1B.平衡時B與C的濃度之比為32C.平衡時A與B的轉化率相等,均為40%D.平衡時加入少量D可提高該反應的反應速率解析:生成C的物質的量為0.2 molL-12 L=0.4 mol,濃度變化的量與化學計量數成正比,故x=1,A項正確;B減少的量為0.4 mol,平衡時濃度為(1 mol-0.4 mol)2 L=0.3 molL-1,B項正確;B的轉化率為100%=40%,同樣可計算出A的轉化率也為40%,C項正確;因D為固體,平衡時加入少量D,各物質的濃度沒有改變,故反應速率不變,D項錯誤。答案:D7.在2 L密閉容器中,800 時反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中,n(NO)隨時間的變化如下表:時間/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上述反應(填“是”或“不是”)可逆反應。(2)如圖所示,表示NO2變化曲線的是。用O2表示從02 s內該反應的平均速率v=。(3)能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是(填序號)。A.v(NO2)=2v(O2)B.容器內壓強保持不變C.v逆(NO)=2v正(O2)D.容器內密度保持不變解析:(1)該反應是可逆反應。(2)由平衡體系2NO(g)+O2(g)2NO2(g)知,NO2為生成物,n(NO2)=n(NO)=0.020 mol-0.007 mol=0.013 molc(NO2)=0.006 5 molL-1故表示NO2變化曲線的為b。v(NO)=0.003 molL-1s-1,則v(O2)=v(NO)=0.001 5 molL-1s-1。(3)A項中未指明正、逆反應速率,故無法說明該反應是否達到平衡狀態(tài);由于該反應是反應前后氣體體積不相等的反應,當容器內壓強保持不變時,說明該反應已達到平衡狀態(tài),故B項正確;C項中已說明正、逆反應速率相等,故說明該反應已達到平衡狀態(tài);由于氣體總質量不變,氣體總體積也不變,因此,無論該反應是否達到平衡,容器內密度保持不變,故D項無法說明該反應是否達到平衡狀態(tài)。答案:(1)是(2)b0.001 5 molL-1s-1(3)BC8.導學號52090068在容積為5 L的密閉容器中,加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O(g),在催化劑存在的條件下高溫加熱,發(fā)生反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),并放出熱量。反應中CO2的濃度隨時間變化的曲線如圖所示。(1)根據圖中數據,從反應開始至達到平衡時,CO的化學反應速率為;反應達到平衡時c(H2)=。(2)判斷該反應達到平衡狀態(tài)的依據是(填字母)。A.單位時間內CO消耗的物質的量和CO2消耗的物質的量相等B.CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等C.CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化D.正、逆反應速率都為0解析:(1)由題圖可知從第10 min時反應達到平衡狀態(tài),則v(CO)=v(CO2)=0.003 molL-1min-1;反應時轉化的濃度之比=化學方程式中化學計量數之比,所以c(H2)=c(H2)=c(CO2)=0.03 molL-1。(2)達到化學平衡狀態(tài)的標志是各物質的百分含量保持一定,濃度保持不變,正、逆反應速率相等且不為0。答案:(1)0.003 molL-1min-10.03 molL-1(2)AC- 配套講稿:
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