1、第3课时化学反应的限度化学反应条件的控制夯实基础轻松达标1.下列反应中可判断为可逆反应的是()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分解为盐酸和氧气答案B2.在一密闭容器中放入1 mol X,进行可逆反应2X(g)3Y(g),反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的变化关系如图所示,下列叙述正确的是()A.t1时,只有正反应在进行B.t2t3时间段,反应停止C.t2时,容器内有1.5 mol YD.t
2、2t3时间段,X、Y的物质的量均没有发生变化答案D解析t1时,正、逆反应速率都大于零,都在进行,A错误;t2t3时间段,正、逆反应速率都大于零,反应仍在进行,X、Y的物质的量均没有发生变化,B错误,D正确;t2时,反应达到平衡,但X不能完全转化为Y,故Y小于1.5mol,C错误。3.在合成氨反应中,下列说法可以确定反应达到化学平衡状态的是()A.当有1 mol 键断裂的同时,有3 mol HH键断裂B.当有1 mol 键断裂的同时,有6 mol NH键形成C.当有1 mol 键断裂的同时,有6 mol HH键形成D.当有1 mol 键断裂的同时,有6 mol NH键断裂答案D解析化学反应可看作
3、反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成的过程。N2+3H22NH3,当反应达到平衡时,有v(正)=v(逆),也就是当有1molN2参加反应的同时有2molNH3发生分解,即1mol键断裂的同时,有6molNH键断裂,D项正确。4.一定温度下,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键答案C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
4、,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,根据v正(CO)=v逆(H2O)=v逆(CO),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。5.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
5、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答案C解析题中没有给出各物质的投料情况,NO2、SO2和SO3的物质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。6.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+O22
6、SO3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答案B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。2molSO2和1molO2从开始反应到达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速
7、率不断增大,最终正、逆反应速率相等,即达到化学平衡,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,正、逆反应都依然进行着。7.一定温度下,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=。(2)t1t2 min内,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
8、压强不随时间的变化而变化答案(1)2(2) molL-1min-1(3)CE解析(1)反应中各物质的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)=molL-1min-1。(3)达到平衡状态时,各组分的浓度不再发生变化,M和N的物质的量之比不变,不能说明二者的物质的量不再改变,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
9、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bmolM都表示的是正反应方向,没有体现正、逆反应速率相等,不能说明反应达到了平衡状态,D选项错误。提升能力跨越等级1.(双选)对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是()A.NH3(g)、O2(g)、NO(g)、H2O(g)同时存在时,则反应达到化学平衡状态B.单位时间内生成x mol NO,同时消耗x mol NH3时,说明反应达到化学平衡状态C.达到化学平衡状态时,若增大容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率也减小D.化学反应速率关系是3v正(NH3)=2v正(H2O)
10、答案CD解析四种气体同时存在时,不能说明可逆反应达到了化学平衡状态,A项错误;NO的生成与NH3的消耗均表示正反应,B项错误;达到化学平衡状态时,增大容器体积,反应物、生成物浓度同时减小,正、逆反应速率同时减小,C项正确;在反应的任意状态总有v正(NH3)v正(H2O)=46,即3v正(NH3)=2v正(H2O),D项正确。2.一定温度下的恒容密闭容器中,下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应A(g)+2B(g)C(g)+D(g)已达到化学平衡状态()混合气体的压强混合气体的密度B的物质的量浓度混合气体的总物质的量混合气体的平均相对分子质量混合气体的总质量混合气体的总体积A.B.只有C.D.只
11、有答案B解析由于反应物、生成物全部是气体,且反应在恒容密闭容器中进行,反应前后气体的质量不变,故反应过程中气体的密度一直保持不变,故不符合题意。3.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(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:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是()A.2v(NH3)=v(CO2)B.密闭容器中NH3与CO2的物质的量之比不变C.密闭容器中混合气体的密度不变D.密闭容器中氨气的体积分数不变答案C解析A项,未指明其速率是代表正反应速率还是逆反应速率,且倍数关系也不正确;由于得到的气体中
12、NH3与CO2的体积比恒为21,且体系中只有这两种气体,故NH3的体积分数始终不变,B、D项不能说明反应是否达到平衡状态。该反应中NH2COONH4为固体,容器容积不变,故当混合气体密度不变时,说明反应达到平衡状态,C项正确。4.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()浓度测定时刻/st1t2t3t4c(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)
13、D.在t2t3 s内A的平均反应速率为 molL-1s-1答案D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)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;达到化学平衡状态前,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 molL-1s-1,D项正确。5.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、SO
14、3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 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解析假设该时刻的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;而假设该时刻的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
15、是不可能的。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,也是不可能的。6.一定条件下,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()c1c2=13平衡时,Y和Z的生成速率之比为23平衡时X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。7.往2 L密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生合成氨反应,2 min时达到平衡。测得平衡时混合气体中NH3的体
16、积分数为25%,则:(1)02 min内,v(NH3)=。(2)H2在平衡混合气中的体积分数=。(3)平衡时容器的压强与起始时的压强之比为。答案(1)0.2 molL-1min-1(2)56.25%(3)45解析设02min内,消耗的N2的物质的量为x,则N2+3H22NH3起始物质的量1mol3mol0变化物质的量x3x2x平衡时物质的量1mol-x3mol-3x2x则有=25%,解得x=0.4mol,v(NH3)=0.2molL-1min-1;H2在平衡混合气体中的体积分数为100%=56.25%;平衡时容器的压强与起始时的压强之比为3.24=45。8.在容积为5 L的密闭容器中,加入0.
17、2 mol CO和0.2 mol H2O(g),在催化剂存在的条件下高温加热,发生反应CO(g)+H2O(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,CO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答案(1)0.003 molL-1min-10.03 molL-1(2)AC解析(1)由题图
18、可知,从第10min时反应达到平衡状态,则v(CO)=v(CO2)=0.003molL-1min-1;反应达到平衡时c(H2)=c(H2)=c(CO2)=0.03molL-1。(2)可逆反应达到化学平衡状态时,各物质的百分含量保持一定,各物质浓度保持不变,正、逆反应速率相等且不为0。贴近生活拓展创新在2 L恒容密闭容器中,800 时发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),n(NO)随时间的变化如下表:时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上述反应(填“是”或“不是”)可逆反应。(2)如图所示,表示NO2变化曲线的是。用O
19、2表示从02 s内该反应的平均速率v=。(3)能说明该反应已达到平衡状态的是(填序号)。A.v(NO2)=2v(O2)B.容器内压强保持不变C.v逆(NO)=2v正(O2)D.容器内混合气体的密度保持不变答案(1)是(2)b0.001 5 molL-1s-1(3)BC解析(1)该反应是可逆反应。(2)由平衡体系2NO(g)+O2(g)2NO2(g)知,NO2为生成物,达到平衡时n(NO2)=n(NO)=0.020mol-0.007mol=0.013molc(NO2)=0.0065molL-1故表示NO2变化曲线的为b。02s内,v(NO)=0.003molL-1s-1,则v(O2)=v(NO)=0.0015molL-1s-1。(3)A项中未指明正、逆反应速率,故无法说明该反应是否达到平衡状态;由于该反应是反应前后气体体积不相等的反应,当容器内压强保持不变时,说明该反应已达到平衡状态,故B项正确;C项中已说明正、逆反应速率相等,故说明该反应已达到平衡状态;由于气体总质量不变,气体总体积也不变,因此,无论该反应是否达到平衡,容器内混合气体的密度保持不变,故D项无法说明该反应是否达到平衡状态。
