1、第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制合格考过关检验1.煤本身是可燃物质,但是块状的煤用明火靠近都不燃烧,而当煤变为粉末状态时,在空气中达到一定的浓度遇明火即迅速爆炸,其原因是()。A.粉末状态的煤比块状煤的着火点低B.粉末状态的煤比块状煤放出的热量多C.粉末状态的煤比块状煤的总表面积大D.粉末状态的煤呈气态,属于可燃性气体答案:C解析:煤变为粉末状态时,总表面积大,与空气中的氧气密切接触时,一旦遇见火源,便发生剧烈的氧化还原反应。2.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
2、-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 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答案:B解析:首先采用极限法分析。若反应向右进行到底,则有:c(SO2)=0,c(O2)=0,c(SO3)=0.4molL-1;若反应向左进行到底,则有:c(SO2)=0.4molL-1,c(O2)=0.2molL-1,c(SO3)=0。化学反应的限度决定了可逆反应中的各种成分是不可能完全转化的,所以平衡时各物质的浓度范围为0c(SO2)0.4molL-1,0
3、c(O2)0.2molL-1,0c(SO3)0.4molL-1,A、D错误;若SO2为0.15molL-1,则转化的SO2的浓度为(0.2-0.15)molL-1=0.05molL-1,此时SO3的浓度为(0.2+0.05)molL-1=0.25molL-1,C错误。3.某温度时,在容积为3 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如图所示。由图中数据分析,下列结论错误的是()。A.该反应的化学方程式为2Z+Y3XB.反应开始至2 min末,X的化学反应速率为0.2 molL-1s-1C.该反应是由正、逆反应同时开始的,最终建立平衡D.若增加或减少X的物质的量,化学反应速率
4、一定会发生明显的变化答案:B解析:从题图中横、纵坐标及曲线的变化趋势可找到X、Y、Z转化的物质的量之比,即可写出该反应的化学方程式:2Z+Y3X,故A项正确;根据化学反应速率的计算公式,可求出X的化学反应速率:v(X)=0.8mol-0.4mol3L2min60smin-10.0011molL-1s-1,故B项错误;根据题图中曲线均不通过原点,可判断该可逆反应是由正、逆反应同时开始的,故C项正确。因容器容积一定,改变X的物质的量,必然会导致其浓度的改变,因此化学反应速率也会随之改变,故D项正确。4.在容积固定的容器中,对于反应A(g)+B(g)3C(g)(正反应为放热反应),下列叙述为平衡状态
5、标志的是()。单位时间内A、B生成C的分子数与分解C的分子数相等外界条件不变时,A、B、C浓度不随时间变化体系的分子总数不再变化体系的压强不再变化A.B.C.D.答案:D解析:同一物质的正、逆反应速率相等,说明已达平衡;浓度不变,说明已达平衡;由于该反应是一个气体分子数改变的反应,没有达到平衡之前,压强是改变的,分子总数也是改变的,只有平衡了,两者才不会改变,故均正确。5.一定条件下,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的浓度分别为0.1 molL-1、0.3 molL-1和0.08 molL-1,则下列判断不合
6、理的是()。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。6.将1 mol纯净的A置于真空密闭容器中(假设容器容积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其分解达到平衡:A(s)2B(g)+C(g),下列可以判断该反应已达到化学平衡状态的是()。A.反应速率:vB(正)=vC(逆)B.B的体积分数不变C.气体的密度保持不变D.混合气体的平均摩尔质量保持不变答案:C解析:根据方程式可知反应速率:vB(正)=2vC(逆)时达到平衡状态,A项错误;体系中气体只有B、C,无论是否达到了平衡状态,体积比始终是21,B、C的体积分数
7、始终不变,B项错误;根据=mV,容器容积不变,反应物A是固体,只要反应没有达到平衡状态,气体的质量就会改变,当达到了平衡状态后,气体的密度不再改变,C项正确;体系中气体只有B、C,无论是否达到了平衡状态,B和C的物质的量比始终是21,混合气体的平均摩尔质量始终保持不变,D项错误。7.在200 时,将amol H2(g)和bmol I2(g)充入容积为V L的密闭容器中,发生反应:I2(g)+H2(g)2HI(g)。(1)反应刚开始时,由于c(H2)=,c(I2)=。而c(HI)=,所以化学反应速率最大,而最小(为0)。(2)随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2),c(I2
8、),而c(HI),从而化学反应速率v(正),而v(逆)。(3)当反应进行到v(正)与v(逆)时,此可逆反应达到了最大限度。若保持外界条件不变,混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率都将。答案:(1)aVmolL-1bV molL-10v(正)v(逆)(2)减小减小增大减小增大(3)相等保持不变解析:本题主要考查化学平衡建立的过程,开始时,c(H2)和c(I2)为最大值,正反应速率最大,由于此时没有HI,逆反应速率最小,为0,随着反应的进行,c(H2)和c(I2)越来越小,正反应速率越来越小,逆反应速率逐渐增大,直到平衡,v(正)=v(逆)。8.
9、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amol N,同时生成bmol ME.混合气体的压强不随时间的变化而变化答案:(1)2(2)1(t2-t1)V molL-1min-1(3)CE解析:(1)化学计量数之比等于物质的量的变化量之比,所
10、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,物质的量相等不能说明达到平衡状态,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;该反应为气体分子数减小的反应,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,当气体的总物质的量和压强不再发生变化时,则说明反应达到了平衡状态,C和E选项正确;消耗amolN和生成bmo
11、lM都表示的是正反应速率,没有体现正、逆反应速率的大小关系,不能说明反应达到了平衡状态,D选项错误。等级考素养提升1.在生产、生活中为增大反应速率而采取的措施合理的是()。A.食物放在冰箱中B.在食品中添加适量防腐剂C.在糕点包装内放置小包除氧剂D.工业上燃烧黄铁矿制取SO2时,先将矿石粉碎答案:D解析:冰箱中温度较低,食物放在冰箱中,可减小食物腐败的速率,A项错误;在食品中添加适量防腐剂,减小食品变质的速率,B项错误;在糕点包装内放置小包除氧剂,可抑制糕点的氧化,防止变质,C项错误;工业上燃烧黄铁矿制取SO2时,先将矿石粉碎,固体表面积增大,反应速率增大,D项正确。2.(双选)已知4NH3(
12、g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系式为()。A.4v(NH3)=5v(O2)B.6v(O2)=5v(H2O)C.2v(NH3)=3v(H2O)D.4v(O2)=5v(NO)答案:BD解析:反应速率之比等于相应的化学计量数之比,则根据方程式4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)可知,v(NH3)v(O2)v(NO)v(H2O)=4546,D项正确。3.NO2与SO2混合可发生放热反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。在100 下将1 mol NO2与1 mol
13、SO2的混合气体置于绝热(不与外界进行热交换)恒容密闭容器中发生上述反应。(1)SO2的正反应速率随时间变化的趋势如图所示,则下列说法正确的是(填字母,下同)。A.反应在C点达到平衡状态B.反应物浓度:A点小于B点C.当t1=t2时,SO2的平均反应速率:AB段小于BC段D.当t1=t2时,SO2的消耗量:AB段大于BC段(2)判断此反应达到平衡状态的标志是。A.体系的压强不再发生变化B.混合气体的密度不变C.混合气体的平均相对分子质量不变D.各组分的物质的量浓度不再改变E.体系的温度不再发生变化F.v正(NO2)=v逆(NO)答案:(1)C(2)ADEF解析:(1)反应达到平衡状态时,反应速
14、率应保持不变,A项错误;随着反应的进行,反应物浓度越来越小,所以反应物浓度:A点大于B点,B项错误;由图可知,AB段的平均反应速率小于BC段,所以t1=t2时,SO2的消耗量:AB段小于BC段,C项正确,D项错误。(2)该反应为气体分子数不变的放热反应,在绝热的条件下进行,则体系的温度是不断升高的,直至达到平衡状态。根据上面的分析可知,反应过程中温度升高,体积不变,则体系压强增大,当体系的压强不再发生变化,则说明反应已经处于平衡状态,A项正确;该反应中混合气体的体积不变,质量不变,所以混合气体的密度不随反应的进行而改变,故不能作为达到平衡状态的标志,B项错误;反应前后混合气体的质量和物质的量都
15、不变,所以混合气体的平均相对分子质量不随反应的进行而改变,故不能作为达到平衡状态的标志,C项错误;各组分的物质的量浓度不再改变,则反应处于平衡状态,D项正确;根据上面的分析可知,当体系的温度不再发生变化,则反应处于平衡状态,E项正确;v正(NO2)=v逆(NO),则反应处于平衡状态,F项正确。4.在2 L的恒容密闭容器内,800 时进行反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),已知n(NO)随时间的变化如下表:时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)下图表示NO2变化的曲线是。用O2表示从02 s内该反应的平均速率v=。(2)能
16、说明该反应已达到平衡状态的是。A.v(NO2)=2v(O2)B.容器内压强保持不变C.v逆(NO)=2v正(O2)D.容器内密度保持不变(3)为使该反应的反应速率增大,下列措施正确的是。A.及时分离出NO2气体B.适当升高温度C.增大O2的浓度D.选择高效催化剂答案:(1)b1.510-3 molL-1s-1(2)BC(3)BCD解析:(1)NO2的起始浓度为c(NO2)=0,2s时c(NO2)可根据图表中n(NO)的变化量求解,c(NO2)=c(NO)=0.02mol-0.008mol2L=0.006molL-1,故答案选b。由图表可求02s内v(NO)=0.02mol-0.008mol2L2s=0.003molL-1s-1,故v(O2)=1.510-3molL-1s-1。(2)A项,在任意状态下,都存在v(NO2)=2v(O2),不能作为平衡状态的标志。B项,因该反应为气体分子数不等的反应,故压强不变可作为平衡状态的标志。C项,由v逆(NO)=2v正(O2),可推出v逆(NO)=v正(NO),说明已达到平衡状态。D项,由于平衡体系中全是气体,容器容积固定,故任意状态下密度不变。(3)及时分离出NO2气体,不能增大反应速率,故A错;适当升高温度,反应速率增大,故B正确;增大O2的浓度能增大反应速率,故C正确;催化剂能增大反应速率,故D正确。
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