2021-2022学年高中人教版化学必修2训练：第二章　第三节　第2课时　化学反应的限度　化学反应条件的控制 WORD版含解析.docx

1、第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制课后篇巩固提升基础巩固1.下列各组中的反应属于可逆反应的是()A.氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,氯化氢受热分解生成氢气和氯气B.氮气与氢气在高温、高压、催化剂作用下可以生成氨气,同时氨气又分解为氮气和氢气C.单质溴可以置换出碘,氯气又可以置换出溴D.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸在光照条件下可分解为盐酸和氧气答案B2.某温度下,在一固定容积的容器中进行反应:SO3(g)+NO(g)NO2(g)+SO2(g),下列情况一定能说明反应达到化学平衡状态的是()A.气体的密度不再随时间而改变B.体系总质量不再随时间而改变C.NO(g)和NO2(g)的生成速率

2、相同D.SO3(g)和NO(g)的浓度比为11解析反应前后气体物质的量不变,则体系总压强始终不变,所以总压强不随时间而改变的状态不一定是平衡状态,A错误;反应前后都是气体,体系气体总质量始终是不变的,B错误;NO(g)和NO2(g)的生成速率相同,说明正逆反应速率相等,则反应达到平衡状态,C正确;SO3(g)和NO(g)的浓度比为11,不能说明正逆反应速率相等,即不一定是平衡状态,D错误。答案C3.在一定温度下,向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2,发生反应:NO2+SO2NO+SO3,当化学反应达到平衡时,下列叙述正确的是()A.SO2和SO3的物质的量一定相等B.NO2和SO3的物质的量

3、一定相等C.反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量D.SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等解析题中没有给出各物质的投料情况,NO2、SO2和SO3的量之间没有必然的关系,可能相等,也可能不等,A、B、D错;该反应反应前后气体分子数不变,故反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量,C正确。答案C4.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 molL-1、0.1 molL-1、0.2 molL-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是()A.SO2为0

4、.4 molL-1、O2为0.2 molL-1B.SO2为0.25 molL-1C.SO2、SO3均为0.15 molL-1D.SO3为0.4 molL-1解析当SO3全部转化为SO2和O2,则SO2、O2的浓度将分别达到0.4molL-1、0.2molL-1;当SO2和O2全部化合生成SO3,则SO3的浓度将达到0.4molL-1。因为该反应是可逆反应,三种物质必将同时存在(即可逆反应中的物质均不可能100%转化),很显然,A、D两项错误。要得到C项中的数据必须是SO2和SO3同时消耗而减少,这不符合S原子守恒,C项错误。答案B5.硫酸是一种重要的化工产品,硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发

5、展水平的一种标志。目前硫酸的重要生产方法是“接触法”,有关接触氧化反应2SO2+O22SO3的说法不正确的是()A.该反应为可逆反应,故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫B.达到平衡后,反应就停止了,故此时正、逆反应速率相等且均为0C.一定条件下,向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,则从反应开始到反应达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等D.在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题解析对于可逆反应来说,在一定条件下反应物不可能全部转化为产物,反应只能进行到一定限度。在

6、达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,最终正、逆反应速率相等,即达到平衡,此时反应物和生成物的浓度都不再随时间的变化而变化,但反应并没有停止。答案B6.一定温度下,在某恒容的密闭容器中,建立化学平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列叙述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是()A.体系的压强不再发生变化B.v正(CO)=v逆(H2O)C.生成n mol CO的同时生成n mol H2D.1 mol HH键断裂的同时断裂2 mol HO键解析A项,由于该反应是一个反应前后气体分子总数不相等的反应,当体系的压强不再发生变化时,说明反应已达到化学平衡状态;B项,

7、根据v正(CO)=v逆(H2O),可知CO的正反应速率等于其逆反应速率,说明反应已达到化学平衡状态;C项,生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行,没有表示出正、逆反应速率的关系,不能说明反应已达到化学平衡状态;D项,HH键断裂和HO键断裂是两个相反的反应方向,1molHH键断裂的同时断裂2molHO键,即消耗1molH2的同时消耗了1molH2O,可知H2的消耗量等于其生成量,说明反应已达到化学平衡状态。答案C7.一定温度下,在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是()混合气体的密度不变容器内气体的压强不变混合气体的总物质的

8、量不变B的物质的量浓度不变v正(C)=v逆(D)v正(B)=2v逆(C)A.B.C.D.只有解析容积恒定的密闭容器中,混合气体密度不变,也就是混合气体的质量不变,对于有固体和气体参与的反应来说,混合气体的质量不变说明已经达到平衡。对于反应前后气体物质的量不变的反应,压强不变不能说明反应达到平衡。该反应是反应前后气体的化学计量数不变的反应,也就是气体物质的量不变的反应,不能用混合气体的总物质的量是否变化衡量反应是否达到平衡。B的物质的量浓度不变说明生成B的量与消耗B的量相等,也就是正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。v正(C)=v逆(D)说明正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。v正(B)=v

9、逆(C)说明正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。答案A8.在一定条件下的密闭容器中,能表示反应X(g)+2Y(g)2Z(g)达到化学平衡状态的是()X、Y、Z的物质的量之比为122X、Y、Z的浓度不再发生变化容器中的压强不再发生变化单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol YA.B.C.D.解析X、Y、Z的物质的量之比为122时,浓度不一定不再改变,所以反应不一定达到平衡,故错误;当反应达到平衡时,X、Y、Z的浓度不再发生变化,所以能判断该反应达到平衡状态,故正确;该反应前后气体物质的量不相等,所以当反应达到平衡状态时,容器中的压强不再变化,即压强不变能判断该反应达到平衡状态,故正

10、确;单位时间内生成nmolZ,同时生成2nmolY,根据化学方程式可知正逆反应速率不相等,该反应一定没有达到平衡状态,故错误。答案C9.一定温度下,在容积为V L的密闭容器中进行反应:aN(g)bM(g),M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示:(1)此反应的化学方程式中ab=。(2)t1到t2时刻,以M的浓度变化表示的平均反应速率为。(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是(填字母)。A.反应中M与N的物质的量之比为11B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化D.单位时间内每消耗a mol N,同时生成b mol ME.混合气体的压强不随时

11、间的变化而变化解析(1)根据化学计量数之比等于物质的量的变化量之比,所以ab=(8mol-2mol)(5mol-2mol)=21,该反应的化学方程式为2N(g)M(g)。(2)v(M)=4mol-3mol(t2-t1) minVL=1(t2-t1)VmolL-1min-1。(3)达到平衡状态时,各组分的浓度不再发生变化,物质的量之比不变,不能说明物质的量相等,A选项错误;该反应的反应物和生成物都是气体,根据质量守恒定律,反应前后,混合气体的质量始终不变,B选项错误;该反应为气体体积减小的反应,若反应没有达到平衡状态,反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小,当该量不再发生变化时,则说明反应达

12、到了平衡状态,C和E选项正确;消耗amolN和生成bmolM都表示的是正反应速率,没有体现逆反应速率的大小,不能说明反应达到了平衡状态,D选项错误。答案(1)2(2)1(t2-t1)V molL-1min-1(3)CE10.H2、CO、CH3OH等都是重要的能源,也是重要的化工原料。(1)为倡导“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。在体积为2 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。经测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间变

13、化如图所示。从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=。达到平衡时,H2的转化率为。下列措施不能提高反应速率的是。A.升高温度B.加入催化剂C.缩小体积,增大压强D.及时分离出CH3OH(2)工业上也用CO和H2为原料制备CH3OH,该反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO和H2进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是。A.反应中CO与CH3OH的物质的量之比为11B.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1 mol CO,同时生成1 mol CH3OHD.CH3OH的质量分数在混合气体中保持

14、不变E.混合气体的密度保持不变解析(1)根据题意利用三段式解题:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始量mol1300变化量mol0.752.250.750.75平衡量mol0.250.750.750.75反应达平衡时,CO2的平均反应速率v(CO2)=0.75210molL-1min-1=0.0375molL-1min-1。达到平衡时,H2的转化率为2.25mol3mol100%=75%。A.升高温度,反应速率加快,不符合题意;B.加入催化剂,更大程度地加快反应速率,不符合题意;C.缩小体积,增大压强,物质浓度增大,反应速率加快,不符合题意;D.及时分离出CH3OH,减

15、小了生成物浓度,反应速率减慢,符合题意。(2)平衡时反应混合物各组分的物质的量不变,但各组分的物质的量不一定相等,A错误;因为该反应为气体总量减小的反应,随反应进行混合气体总物质的量发生变化,混合气体的压强不随时间的变化而变化时,说明混合气体总的物质的量不再改变,说明反应达到平衡,B正确;单位时间内消耗1molCO,同时生成1molCH3OH,都表示正反应速率,反应始终按此比例关系进行,不能说明达到平衡,C错误;CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变,说明可逆反应到达最大限度,即平衡状态,D正确;反应前后气体总质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度始终为定值,因此密度不变,不能判定反应达到

16、平衡状态,E错误;正确选项为BD。答案(1)0.037 5 molL-1min-175%D(2)BD能力提升1.工业合成氨的反应为:N2+3H22NH3,该反应在一定条件下的密闭容器中进行。下列关于该反应的说法正确的是()A.达到平衡时,反应速率:v(正)=v(逆)=0B.使用催化剂可加快反应速率,提高生产效率C.为了提高H2的转化率,应适当增大H2的浓度D.若在密闭容器加入1 mol N2和过量的H2,最后能生成2 mol NH3解析化学平衡态是动态平衡,达到平衡时反应速率:v(正)=v(逆)0,A项错误;使用催化剂可加快反应速率,提高生产效率,B项正确;为了提高H2的转化率,可增加氮气的浓

17、度或减小氨气的浓度,C项错误;此反应为可逆反应,反应有一定限度,氢气和氮气不能完全转化成氨气,D项错误。答案B2.如图曲线a表示释放能量的反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是()A.升高温度B.加大X的投入量C.加催化剂D.增大体积解析由图可知:a曲线换为b曲线,只是缩短达到平衡的时间,即加快了反应速率而平衡没有移动,加入催化剂能同等程度地加快正逆反应速率,而平衡不移动,故C正确。答案C3.下列说法中,可以说明反应P(g)+Q(g)R(g)+T(g)在恒温下已经达到平衡状态的是()A.反应

18、容器内的压强不随时间变化B.反应容器内P、Q、R、T四者共存C.P和T的生成速率相等D.反应容器内混合物的总物质的量不随时间变化解析反应前后气体体积不变,压强始终不变,因此反应容器内的压强不随时间变化不能说明反应达到平衡状态,A错误;由于是可逆反应,反应容器内P、Q、R、T四者共存不能说明反应达到平衡状态,B错误;P和T的生成速率相等说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,C正确;反应前后气体体积不变,混合气体的物质的量始终不变,因此反应容器内混合物的总物质的量不随时间变化不能说明反应达到平衡状态,D错误。答案C4.一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线

19、如图所示:下列描述正确的是()A.从反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为0.158 molL-1s-1B.从反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了0.79 molL-1C.从反应开始到10 s时,Y的转化率为79.0%D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)Z(g)解析从反应开始到10s时,X的量减少了1.20mol-0.41mol=0.79mol,Y的量减少了1.00mol-0.21mol=0.79mol,Z增加了1.58mol,所以反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),D项错误。前10s用Z表示的反应速率为1.58mol2L10s=0.079molL-1s-1,A项错误。

20、X物质的量浓度减少了0.79mol2L=0.395molL-1,B项错误。答案C5.在一密闭容器中通入A、B、C三种气体,保持一定温度,在t1t4 s时测得各物质的浓度如表,则下列判断正确的是()测定时刻/s浓度t1t2t3t4c(A)/(molL-1)6322c(B)/(molL-1)53.533c(C)/(molL-1)12.533A.在t3 s时反应已经停止B.t3t4 s内正、逆反应速率不相等C.在容器中发生的反应为A(g)+B(g)C(g)D.在t2t3 s内A的平均反应速率为1t3-t2 molL-1s-1解析由题给数据可知,t3s时可逆反应达到化学平衡状态,此时,v(正)=v(逆

21、)0,A项错误;t3t4s内,A、B、C的浓度没有发生变化,反应处于化学平衡状态,正、逆反应速率相等,B项错误;达到化学平衡状态时,A、B、C的浓度变化量之比为422=211,故该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)C(g),C项错误;t2t3s内,c(A)=1molL-1,故用A表示的该时间段的平均化学反应速率为1t3-t2molL-1s-1,D项正确。答案D6.一定条件下,对于反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时,X、Y、Z浓度分别为0.1 molL-1、0.3 molL-1和0.08 molL-1,则下列判断不合理的是(

22、)c1c2=13平衡时,Y和Z的生成速率之比为23X和Y的转化率不相等c1的取值范围为0c10,反应又是可逆的,正确。答案D7.(1)氨气可作为脱硝剂,在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3,在一定条件下发生反应:6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)。能说明该反应已达到平衡状态的标志是。a.反应速率v(NH3)=v(N2)b.容器内压强不再随时间而发生变化c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化d.容器内n(NO)n(NH3)n(N2)n(H2O)=6456某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示,图中b点对应的速率关系是v(正)v(逆)(填

23、“”“”“v(逆),d点为平衡状态,则v(正)=v(逆)。(2)用NO2表示02s内该反应的平均速率为0.04mol-0.01mol2L2s=0.0075molL-1s-1,在第5s时,NO2的转化率为0.04mol-0.005mol0.04mol100%=87.5%,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是随着反应进行,二氧化氮的物质的量浓度减小。答案(1)bc=(2)0.007 5 molL-1s-187.5%随着反应的进行,二氧化氮的物质的量浓度减小8.在容积为5 L的密闭容器中,加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O(g),在催化剂存在的条件下加热,发生反应:CO(g)+H2

24、O(g)CO2(g)+H2(g),并放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的曲线如图所示。(1)根据图中数据,从反应开始至达到平衡时,用CO表示的化学反应速率为;反应达到平衡时c(H2)=。(2)判断该反应达到平衡状态的依据是(填字母)。A.单位时间内CO消耗的物质的量和CO2消耗的物质的量相等B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化D.正、逆反应速率都为0解析(1)由题图可知从第10min时反应达到平衡状态,则v(CO)=v(CO2)=c(CO2)t=0.03molL-110min=0.003molL-1min-1;反应时转化的浓度之比=化学方程式中对应物质的化学计量数之比,所以c(H2)=c(H2)=c(CO2)=0.03molL-1。(2)达到化学平衡状态的标志是各物质的百分含量保持一定,浓度保持不变,正、逆反应速率相等且不为0。答案(1)0.003 molL-1min-10.03 molL-1(2)AC