1、课时训练8化学反应的限度1.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。一种重要生产方法是“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零C.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解析:对于
2、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程度。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,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,正、逆反应都依然进行着。答案:B2.下面四个选项是四位同学在学习过化学反应速率和化学平衡理论以后,联系化工生产实际所发表的看法,你认为不正确的是()A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品 B.化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品C.化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率D.正确利用化学反应速率和化学平衡理论都可提高化工生产的
3、综合经济效益解析:化学反应速率表示反应的快慢,化学平衡理论指导怎样提高原料的转化率。答案:C3.假设某化学反应的反应过程如图所示。观察分析,符合图中变化的化学反应为()A.2A+3B22AB3B.2AB2+B22AB3C.2A2B+5B24AB3D.2AB2+B22AB3解析:首先根据图示及选项可以判断出该反应中只有两种元素参加反应,小球表示B原子,大球表示A原子,所以反应物是B2和AB2,生成物是AB3,再结合反应后B2和AB2都有剩余,说明该反应为可逆反应,写出方程式配平即得B选项正确。 答案:B4.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是()A
4、.平衡时,v正(O2)=v逆(O2)=0必成立B.关系式5v正(O2)=4v正(NO)总成立C.在同一段时间范围内,用上述四种物质NH3、O2、NO、H2O的变化表示正反应速率的数值中,v正(H2O)最大D.若投入4 mol NH3和5 mol O2,通过控制外界条件,必能生成4 mol NO解析:平衡时,正反应速率和逆反应速率相等,即同一种物质的消耗速率和生成速率相等,但速率不为0,A选项错误;在任意一 个化学反应中,化学反应速率之比等于化学计量数之比,即v(NH3)v(O2)v(NO)v(H2O) =4546,所以4v正(O2)=5v正(NO),v正(H2O)的数值最大,B选项错误,C选项
5、正确;若4 mol NH3和 5 mol O2恰好完全反应则正好生成4 mol NO,但是该反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以无论如何控制外界条件,都不可能生成4 mol NO,D选项错误。答案:C5.下列各组反应中,属于可逆反应的一组是()A.2H2O2H2+O2,2H2+O22H2OB.NH3+CO2+H2ONH4HCO3,NH4HCO3NH3+CO2+H2OC.H2+I22HI,2HIH2+I2D.2Ag+Br22AgBr,2AgBr2Ag+Br2解析:根据可逆反应的概念,可逆反应是在相同条件下,同时向正、逆两个方向进行的反应,分析各选项,可知A、B、D三选项所列正、逆反应条件
6、不同,不是可逆反应。 答案:C6.已知汽车尾气无害化处理的反应原理为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),下列说法不正确的是()A.升高温度可使该反应的逆反应速率减小B.使用高效催化剂可有效加快正反应速率C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡解析:升温,无论是正反应方向,还是逆反应方向,反应速率均增大,A项错;催化剂可以加快化学反应速率,B项正确;反应达到平衡后,各组分的反应速率保持不变,C项正确;由于CO和CO2的化学计量数相等,故当两者同时消耗的量相等时,反应达到平衡,D项正确。答案:A7.在一定温度下,容器内
7、某一反应中两气体M、N的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是()A.反应的化学方程式为2MNB.t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡C.t3时,正反应速率大于逆反应速率D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍解析:从图像可知,t1时N的物质的量是6 mol,M的物质的量是3 mol,故“N的浓度是M浓度的2倍”是正确的;t1时M的物质的量增加了1 mol,N的物质的量减少了2 mol,可得出反应的化学方程式为2NM;t2时,M、N的物质的量相等,但反应速率不相等,反应尚未达到平衡,此后M、N的物质的量还在变化;t3时,M、N的物质的量保持不变,说明反应已达到平衡状态,则正反应速率等于
8、逆反应速率。答案:D8.2 mol H2和3 mol I2蒸气在持续加热的条件下使它们充分反应,反应后HI的物质的量是()A.4 molB.小于4 mol C.6 molD.大于6 mol解析:在一定的条件下,H2与I2的化合反应是一个可逆反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)。反应物中碘蒸气是过量的,若2 mol H2都完全反应,则可以生成4 mol HI,由于反应可逆,氢气的转化率不可能为100%,所以HI的物质的量小于4 mol。答案:B9.在5 mL 0.1 molL-1 KI溶液中滴加0.1 molL-1 FeCl3溶液56滴后,再进行下列实验,其中可证明FeCl3溶液和KI溶液的
9、反应是可逆反应的实验是()A.再滴加AgNO3溶液,观察是否有AgI沉淀产生 B.加入CCl4振荡后,观察下层液体颜色 C.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加AgNO3溶液,观察是否有AgCl沉淀产生D.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察是否有血红色 解析:KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2Fe3+ +2I-2Fe2+ +I2,根据题目条件可知KI溶液过量,所以要证明该反应为可逆反应,只需证明有Fe3+存在即可,可以用KSCN溶液检验。 答案:D10.向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B,在一定条件下发生反应:xA(g)+yB(g)pC(g)
10、+qD(g)已知:平均反应速率v(C)=12v(A);反应2 min时,A的浓度减少了13,B的物质的量减少了a2 mol,有a mol D 生成。回答下列问题:(1)反应2 min内,v(A)=,v(B)=。(2)化学方程式中,x=,y=,p=,q=。(3)反应达到平衡时,D为2a mol,则B的转化率为。解析:(1)A的浓度减少了a6 molL-1,B减少了a4 molL-1,所以v(A)=a6molL-12min=a12 mol(Lmin)-1,v(B)=a4molL-12min=a8 mol(Lmin)-1。(2)xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)初始浓度/(molL-1)a
11、2b200浓度变化/(molL-1)a6a4a12a2所以xypq=2316,即x=2,y=3,p=1,q=6。(3)反应平衡时,D为2a mol,则B消耗掉a mol,所以转化率为ab100%。答案:(1)a12 mol(Lmin)-1a8 mol(Lmin)-1(2)2316(3)ab100%11.在2 L容器中有3种物质进行反应,X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图所示,反应在t时刻达到平衡。(1)该反应的化学方程式是。(2)反应起始至t时刻,Y的平均反应速率是。(3)关于该反应的说法正确的是。A.到达t时刻该反应已停止B.在t时刻之前X的消耗速率大于它的生成速率C.在t时刻正反应速
12、率等于逆反应速率D.在t时刻达到平衡是因为此时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等解析:(1)由图像知,从0t时刻,n(X)减小,n(Y)增大,n(Z)增大,可以确定X为反应物,Y、Z为生成物,n(X)n(Y)n(Z)=0.81.20.4=231,故该反应的化学方程式为2X3Y+Z。(2)v(Y)=c(Y)t=n(Y)Vt=1.2mol2 Ltmin=0.6t mol(Lmin)-1。(3)化学平衡是一种动态平衡,故A错;在t时刻之前,可逆反应尚未达到化学平衡,此时v正(X)v逆(X),故B对;在t时刻,可逆反应已达化学平衡,此时正、逆反应速率相等,故C对;在t时刻达到化学平衡是因为此时反应
13、混合物中各组分的浓度不再变化,故D错。答案:(1)2X3Y+Z(2)0.6t mol(Lmin)-1(3)BC12.甲、乙两个研究小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限度,在一定条件下会达到“平衡状态”。 ()甲组:取5 mL 0.1 molL-1的KI溶液于试管中,滴加0.1 molL-1的FeCl3溶液2 mL,发生如下反应:2I-+2Fe3+2Fe2+I2。为了证明该反应具有一定的限度,他们设计了如下实验:取少量反应液,滴加AgNO3溶液,发现有少量的黄色沉淀(AgI)生成,证明反应物没有反应完全;再取少量反应液,加入少量CCl4,振荡,发现CCl4层显浅紫色,证明萃取到了I2
14、,即有I2生成。 结合的结论,他们得出该反应具有一定的可逆性,在一定条件下会达到反应限度。 (1)指导老师指出他们上述实验中不合理,你认为是, 改进的方法是。 (2)有人认为步骤适合检验生成I2较多的情况,还有一种简单的方法可以灵敏地检验是否生成了I2,这种方法是。 ()乙组:取4 mL 1 molL-1的CaCl2溶液于试管中,发现滴入1 molL-1的Na2SO4溶液6 mL后已经观察不到有白色沉淀产生了,发生的反应是Na2SO4+CaCl2CaSO4+ 2NaCl。请设计一个简单的实验,确证上述反应具有可逆性,简要列出实验步骤和结论:。 解析:要探究化学反应的可逆性,可以在某一反应物相对
15、过量的前提条件下,检验另一种反应物和某种生成物都存在,从而证明化学反应没有彻底进行,即化学反应有一定的可逆性和反应限度。 ()甲组:为了证明2I-+2Fe3+ 2Fe2+I2具有一定的可逆性和反应限度,则应该检验反应体系中存在I-、Fe3+ 、Fe2+ 和I2四种微粒。从反应物的量的角度考虑,I-相对过量,所以不能检验I-。为了检验方便、典型,只需检验溶液中存在Fe3+ 和I2即可,分别用KSCN溶液、淀粉溶液(或CCl4萃取)等合理方法。()乙组:从反应物的量的角度考虑,Na2SO4溶液相对过量,若反应没有可逆性,则Ca2+完全沉淀,但是若该反应具有一定的可逆性和反应限度,则Ca2+没有完全沉淀。可以在溶液中加入Na2CO3溶液来检验是否还存在未反应的Ca2+。因为SO42-相对过量,所以不能用检验SO42-的存在来证明该反应的可逆性。答案:()(1)该反应中KI溶液相对过量,不能通过检验是否存在I-来说明反应是否可逆取少量反应液,滴加KSCN溶液,若溶液变血红色,则可以证明Fe3+没有反应完全,反应是可逆的(2)取少量反应液,滴加淀粉溶液,若溶液变蓝,则可以证明生成了I2()将混合液过滤,在滤液中加入1 molL-1的Na2CO3溶液,若产生白色沉淀,说明该反应有一定的可逆性,不能完全进行到底
