PAGE11-第2課時化學反應的限度化學反應條件的限制基礎鞏固1.下列各組中的反應屬于可逆反應的是()A.氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫,氯化氫受熱分解生成氫氣和氯氣B.氮氣與氫氣在高溫、高壓、催化劑作用下可以生成氨氣,同時氨氣又分解為氮氣和氫氣C.單質(zhì)溴可以置換出碘,氯氣又可以置換出溴D.氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸,次氯酸在光照條件下可分解為鹽酸和氧氣答案B2.某溫度下,在一固定容積的容器中進行反應:SO3(g)+NO(g)NO2(g)+SO2(g),下列狀況肯定能說明反應達到化學平衡狀態(tài)的是()A.氣體的密度不再隨時間而變更B.體系總質(zhì)量不再隨時間而變更C.NO(g)和NO2(g)的生成速率相同D.SO3(g)和NO(g)的濃度比為1∶1解析反應前后氣體物質(zhì)的量不變,則體系總壓強始終不變,所以總壓強不隨時間而變更的狀態(tài)不肯定是平衡狀態(tài),A錯誤;反應前后都是氣體,體系氣體總質(zhì)量始終是不變的,B錯誤;NO(g)和NO2(g)的生成速率相同,說明正逆反應速率相等,則反應達到平衡狀態(tài),C正確;SO3(g)和NO(g)的濃度比為1∶1,不能說明正逆反應速率相等,即不肯定是平衡狀態(tài),D錯誤。答案C3.在肯定溫度下,向密閉容器中充入肯定量的NO2和SO2,發(fā)生反應:NO2+SO2NO+SO3,當化學反應達到平衡時,下列敘述正確的是()A.SO2和SO3的物質(zhì)的量肯定相等B.NO2和SO3的物質(zhì)的量肯定相等C.反應混合物的總物質(zhì)的量肯定等于反應起先時NO2和SO2的總物質(zhì)的量D.SO2、NO2、NO、SO3的物質(zhì)的量肯定相等解析題中沒有給出各物質(zhì)的投料狀況,NO2、SO2和SO3的量之間沒有必定的關系,可能相等,也可能不等,A、B、D錯;該反應反應前后氣體分子數(shù)不變,故反應混合物的總物質(zhì)的量肯定等于反應起先時NO2和SO2的總物質(zhì)的量,C正確。答案C4.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0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1,當反應達到平衡時,可能存在的數(shù)據(jù)是()A.SO2為0.4mol·L-1、O2為0.2mol·L-1B.SO2為0.25mol·L-1C.SO2、SO3均為0.15mol·L-1D.SO3為0.4mol·L-1解析當SO3全部轉化為SO2和O2,則SO2、O2的濃度將分別達到0.4mol·L-1、0.2mol·L-1;當SO2和O2全部化合生成SO3,則SO3的濃度將達到0.4mol·L-1。因為該反應是可逆反應,三種物質(zhì)必將同時存在(即可逆反應中的物質(zhì)均不行能100%轉化),很明顯,A、D兩項錯誤。要得到C項中的數(shù)據(jù)必需是SO2和SO3同時消耗而削減,這不符合S原子守恒,C項錯誤。答案B5.硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品,硫酸的消耗量常被視為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的一種標記。目前硫酸的重要生產(chǎn)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,故在肯定條件下二氧化硫和氧氣不行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.肯定條件下,向某密閉容器中加入2molSO2和1molO2,則從反應起先到反應達到平衡的過程中,正反應速率不斷減小,逆反應速率不斷增大,某一時刻,正、逆反應速率相等D.在利用上述反應生產(chǎn)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,在肯定條件下反應物不行能全部轉化為產(chǎn)物,反應只能進行到肯定限度。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更而變更,但反應并沒有停止。答案B6.肯定溫度下,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)生變更B.v正(CO)=v逆(H2O)C.生成nmolCO的同時生成nmolH2D.1molH—H鍵斷裂的同時斷裂2molH—O鍵解析A項,由于該反應是一個反應前后氣體分子總數(shù)不相等的反應,當體系的壓強不再發(fā)生變更時,說明反應已達到化學平衡狀態(tài);B項,依據(jù)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,H—H鍵斷裂和H—O鍵斷裂是兩個相反的反應方向,1molH—H鍵斷裂的同時斷裂2molH—O鍵,即消耗1molH2的同時消耗了1molH2O,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C7.肯定溫度下,在容積恒定的密閉容器中進行反應A(s)+2B(g)C(g)+D(g),下列敘述能表明該反應已達到平衡狀態(tài)的是()①混合氣體的密度不變②容器內(nèi)氣體的壓強不變③混合氣體的總物質(zhì)的量不變④B的物質(zhì)的量濃度不變⑤v正(C)=v逆(D)⑥v正(B)=2v逆(C)A.①④⑤⑥ B.②③⑥C.②④⑤⑥ D.只有④解析①容積恒定的密閉容器中,混合氣體密度不變,也就是混合氣體的質(zhì)量不變,對于有固體和氣體參加的反應來說,混合氣體的質(zhì)量不變說明已經(jīng)達到平衡。②對于反應前后氣體物質(zhì)的量不變的反應,壓強不變不能說明反應達到平衡。③該反應是反應前后氣體的化學計量數(shù)不變的反應,也就是氣體物質(zhì)的量不變的反應,不能用混合氣體的總物質(zhì)的量是否變更衡量反應是否達到平衡。④B的物質(zhì)的量濃度不變說明生成B的量與消耗B的量相等,也就是正、逆反應速率相等,此時反應達到平衡。⑤v正(C)=v逆(D)說明正、逆反應速率相等,此時反應達到平衡。⑥v正(B)=v逆(C)說明正、逆反應速率相等,此時反應達到平衡。答案A8.在肯定條件下的密閉容器中,能表示反應X(g)+2Y(g)2Z(g)達到化學平衡狀態(tài)的是()①X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2②X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變更③容器中的壓強不再發(fā)生變更④單位時間內(nèi)生成nmolZ,同時生成2nmolYA.①② B.①④ C.②③ D.③④解析X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2時,濃度不肯定不再變更,所以反應不肯定達到平衡,故①錯誤;當反應達到平衡時,X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變更,所以能推斷該反應達到平衡狀態(tài),故②正確;該反應前后氣體物質(zhì)的量不相等,所以當反應達到平衡狀態(tài)時,容器中的壓強不再變更,即壓強不變能推斷該反應達到平衡狀態(tài),故③正確;單位時間內(nèi)生成nmolZ,同時生成2nmolY,依據(jù)化學方程式可知正逆反應速率不相等,該反應肯定沒有達到平衡狀態(tài),故④錯誤。答案C9.肯定溫度下,在容積為VL的密閉容器中進行反應:aN(g)bM(g),M、N的物質(zhì)的量隨時間的變更曲線如下圖所示:(1)此反應的化學方程式中ab=(2)t1到t2時刻,以M的濃度變更表示的平均反應速率為。

(3)下列敘述能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是(填字母)。

A.反應中M與N的物質(zhì)的量之比為1∶1B.混合氣體的總質(zhì)量不隨時間的變更而變更C.混合氣體的總物質(zhì)的量不隨時間的變更而變更D.單位時間內(nèi)每消耗amolN,同時生成bmolME.混合氣體的壓強不隨時間的變更而變更解析(1)依據(jù)化學計量數(shù)之比等于物質(zhì)的量的變更量之比,所以a∶b=(8mol-2mol)∶(5mol-2mol)=2∶1,該反應的化學方程式為2N(g)M(g)。(2)v(M)=4mol-3mol(t2(3)達到平衡狀態(tài)時,各組分的濃度不再發(fā)生變更,物質(zhì)的量之比不變,不能說明物質(zhì)的量相等,A選項錯誤;該反應的反應物和生成物都是氣體,依據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應前后,混合氣體的質(zhì)量始終不變,B選項錯誤;該反應為氣體體積減小的反應,若反應沒有達到平衡狀態(tài),反應過程中氣體的總物質(zhì)的量和壓強始終在減小,當該量不再發(fā)生變更時,則說明反應達到了平衡狀態(tài),C和E選項正確;消耗amolN和生成bmolM都表示的是正反應速率,沒有體現(xiàn)逆反應速率的大小,不能說明反應達到了平衡狀態(tài),D選項錯誤。答案(1)2(2)1(t2-(3)CE10.H2、CO、CH3OH等都是重要的能源,也是重要的化工原料。(1)為提倡“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟”,降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,工業(yè)上可以用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。在體積為2L的密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,肯定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。經(jīng)測得CO2和CH3OH(g)的物質(zhì)的量隨時間變更如圖所示。①從反應起先到平衡,CO2的平均反應速率v(CO2)=。

②達到平衡時,H2的轉化率為。

③下列措施不能提高反應速率的是。

A.上升溫度B.加入催化劑C.縮小體積,增大壓強D.剛好分別出CH3OH(2)工業(yè)上也用CO和H2為原料制備CH3OH,該反應的化學方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在一體積固定的密閉容器中投入肯定量的CO和H2進行上述反應。下列敘述中能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是。

A.反應中CO與CH3OH的物質(zhì)的量之比為1∶1B.混合氣體的壓強不隨時間的變更而變更C.單位時間內(nèi)每消耗1molCO,同時生成1molCH3OHD.CH3OH的質(zhì)量分數(shù)在混合氣體中保持不變E.混合氣體的密度保持不變解析(1)依據(jù)題意利用三段式解題:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始量mol 1 3 0變化量mol 0.75 2.25 0.75平衡量mol 0.25 0.75 0.75①反應達平衡時,CO2的平均反應速率v(CO2)=0.752×10mol·L-1·min-1=0.0375mol·L-1②達到平衡時,H2的轉化率為2.③A.上升溫度,反應速率加快,不符合題意;B.加入催化劑,更大程度地加快反應速率,不符合題意;C.縮小體積,增大壓強,物質(zhì)濃度增大,反應速率加快,不符合題意;D.剛好分別出CH3OH,減小了生成物濃度,反應速率減慢,符合題意。(2)平衡時反應混合物各組分的物質(zhì)的量不變,但各組分的物質(zhì)的量不肯定相等,A錯誤;因為該反應為氣體總量減小的反應,隨反應進行混合氣體總物質(zhì)的量發(fā)生變更,混合氣體的壓強不隨時間的變更而變更時,說明混合氣體總的物質(zhì)的量不再變更,說明反應達到平衡,B正確;單位時間內(nèi)消耗1molCO,同時生成1molCH3OH,都表示正反應速率,反應始終按此比例關系進行,不能說明達到平衡,C錯誤;CH3OH的質(zhì)量分數(shù)在混合氣體中保持不變,說明可逆反應到達最大限度,即平衡狀態(tài),D正確;反應前后氣體總質(zhì)量不變,容器的體積不變,混合氣體的密度始終為定值,因此密度不變,不能判定反應達到平衡狀態(tài),E錯誤;正確選項為BD。答案(1)①0.0375mol·L-1·min-1②75%③D(2)BD實力提升1.工業(yè)合成氨的反應為:N2+3H22NH3,該反應在肯定條件下的密閉容器中進行。下列關于該反應的說法正確的是()A.達到平衡時,反應速率:v(正)=v(逆)=0B.運用催化劑可加快反應速率,提高生產(chǎn)效率C.為了提高H2的轉化率,應適當增大H2的濃度D.若在密閉容器加入1molN2和過量的H2,最終能生成2molNH3解析化學平衡態(tài)是動態(tài)平衡,達到平衡時反應速率:v(正)=v(逆)≠0,A項錯誤;運用催化劑可加快反應速率,提高生產(chǎn)效率,B項正確;為了提高H2的轉化率,可增加氮氣的濃度或減小氨氣的濃度,C項錯誤;此反應為可逆反應,反應有肯定限度,氫氣和氮氣不能完全轉化成氨氣,D項錯誤。答案B2.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的轉化率隨時間變更的關系。若變更起始條件,使反應過程按b曲線進行,可實行的措施是()A.上升溫度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地加快正逆反應速率,而平衡不移動,故C正確。答案C3.下列說法中,可以說明反應P(g)+Q(g)R(g)+T(g)在恒溫下已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是()A.反應容器內(nèi)的壓強不隨時間變更B.反應容器內(nèi)P、Q、R、T四者共存C.P和T的生成速率相等D.反應容器內(nèi)混合物的總物質(zhì)的量不隨時間變更解析反應前后氣體體積不變,壓強始終不變,因此反應容器內(nèi)的壓強不隨時間變更不能說明反應達到平衡狀態(tài),A錯誤;由于是可逆反應,反應容器內(nèi)P、Q、R、T四者共存不能說明反應達到平衡狀態(tài),B錯誤;P和T的生成速率相等說明正逆反應速率相等,反應達到平衡狀態(tài),C正確;反應前后氣體體積不變,混合氣體的物質(zhì)的量始終不變,因此反應容器內(nèi)混合物的總物質(zhì)的量不隨時間變更不能說明反應達到平衡狀態(tài),D錯誤。答案C4.肯定溫度下,在2L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變更的曲線如圖所示:下列描述正確的是()A.從反應起先到10s,用Z表示的反應速率為0.158mol·L-1·s-1B.從反應起先到10s,X的物質(zhì)的量濃度削減了0.79mol·L-1C.從反應起先到10s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)解析從反應起先到10s時,X的量削減了1.20mol-0.41mol=0.79mol,Y的量削減了1.00mol-0.21mol=0.79mol,Z增加了1.58mol,所以反應的化學方程式為X(g)+Y(g)2Z(g),D項錯誤。前10s用Z表示的反應速率為1.58mol2L×10s=0.079mol·L-1·s-1,A項錯誤。X物質(zhì)的量濃度答案C5.在一密閉容器中通入A、B、C三種氣體,保持肯定溫度,在t1~t4s時測得各物質(zhì)的濃度如表,則下列推斷正確的是()測定時刻/s濃度t1t2t3t4c(A)/(mol·L-1)6322c(B)/(mol·L-1)53.533c(C)/(mol·L-1)12.533A.在t3s時反應已經(jīng)停止B.t3~t4s內(nèi)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t2~t3s內(nèi)A的平均反應速率為1t3-t解析由題給數(shù)據(jù)可知,t3s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;t3~t4s內(nèi),A、B、C的濃度沒有發(fā)生變更,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的濃度變更量之比為4∶2∶2=2∶1∶1,故該反應的化學方程式為2A(g)+B(g)C(g),C項錯誤;t2~t3s內(nèi),Δc(A)=1mol·L-1,故用A表示的該時間段的平均化學反應速率為1t3-t2mol·L答案D6.肯定條件下,對于反應X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)。達平衡時,X、Y、Z濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1和0.08mol·L-1,則下列推斷不合理的是()①c1∶c2=1∶3②平衡時,Y和Z的生成速率之比為2∶3③X和Y的轉化率不相等④c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1A.①② B.③④C.①④ D.②③解析分析濃度變更關系:X(g)+3Y(g)2Z(g)c起始/(mol·L-1) c1 c2 c3c平衡/(mol·L-1) 0.1 0.3 0.08反應的化學方程式中反應物化學計量數(shù)之比為1∶3,所以反應中X和Y必定以1∶3消耗,因為達平衡時X和Y濃度之比為1∶3,故c1∶c2=1∶3,①正確;平衡時Y和Z的生成速率之比應當?shù)扔诨瘜W方程式對應化學計量數(shù)之比,故Y和Z的生成速率之比為3∶2,②錯誤;由于起始時反應物是按化學方程式中化學計量數(shù)之比配料,故X和Y轉化率相等,③錯誤;運用極限法,假設Z完全轉化為反應物,c1的極限值為0.14mol·L-1,而題設c1>0,反應又是可逆的,④正確。答案D7.(1)氨氣可作為脫硝劑,在恒溫恒容密閉容器中充入肯定量的NO和NH3,在肯定條件下發(fā)生反應:6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)。①能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的標記是。

a.反應速率v(NH3)=v(N2)b.容器內(nèi)壓強不再隨時間而發(fā)生變更c.容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量分數(shù)不再隨時間而發(fā)生變更d.容器內(nèi)n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6②某次試驗中測得容器內(nèi)NO及N2的物質(zhì)的量隨時間變更如圖所示,圖中b點對應的速率關系是v(正)v(逆)(填“>”“<”或“=”),d點對應的速率關系是v(正)v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

(2)肯定條件下,在2L密閉容器內(nèi),發(fā)生反應2NO2(g)N2O4(g)ΔH=-180kJ·mol-1,n(NO2)隨時間變更如下表:時間/s012345n(NO2)/mol0.0400.0200.0100.0050.0050.005用NO2表示0~2s內(nèi)該反應的平均速率為。在第5s時,NO2的轉化率為。依據(jù)上表可以看出,隨著反應進行,反應速率漸漸減小,其緣由是