学年高中化学课时作业9化学反应的限度苏教版必修2.docx
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学年高中化学课时作业9化学反应的限度苏教版必修2
课时作业9 化学反应的限度
基础巩固
1.下列反应中,不属于可逆反应的是( )
A.2NO2===N2O4与N2O4===2NO2
B.H2+I2
2HI与2HI
H2+I2
C.CO2+H2O===H2CO3与H2CO3===CO2↑+H2O
D.CaO+CO2===CaCO3与CaCO3
CaO+CO2↑
解析:
本题考查化学反应的可逆性.A、B、C中均为可逆反应,只有D中反应条件不同,二者不是可逆反应,故选D。
答案:
D
2.某条件下某可逆反应达到最大限度时,我们称为此反应已达到“化学平衡”。
下列关于化学平衡的说法中正确的是( )
A.当反应达到化学平衡时,反应物已完全转化为生成物
B.当反应达到化学平衡时,正、逆反应均已停止
C.当反应达到化学平衡时,反应混合物中各成分的浓度保持不变
D.当条件改变时,平衡不可能遭到破坏
解析:
可逆反应进行不到底,反应物和生成物共存,A错;达到化学平衡时,只是正逆反应速率相同,但不等于零,反应仍在进行,B错;达到化学平衡时各组分的浓度不再发生改变,C正确;化学平衡是有条件的动态平衡,条件改变时平衡可能会破坏,直至建立新的平衡,D错。
答案:
C
3.下列关于燃料充分燃烧的说法,不正确的是( )
A.空气量越多越好
B.应通入适量的空气
C.固体燃料燃烧前要粉碎
D.液体燃料燃烧时可以雾状喷出
解析:
空气的量只要能满足燃料充分燃烧即可,大量的空气只会带走更多的热量。
答案:
A
4.(2019年河北省唐山市开滦高一期中)在373K时,密闭容器中充入一定量的NO2和SO2,发生如下反应:
NO2+SO2
NO+SO3,平衡时,下列叙述正确的是( )
①NO和SO3的物质的量一定相等
②NO2和SO2的物质的量一定相等
③体系中的总物质的量一定等于反应开始时总物质的量
④SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
A.①和②B.②和③
C.①和③D.③和④
解析:
本题考查化学平衡状态的判断。
①根据方程式,因为NO和SO3的物质的量之比为1∶1,所以NO和SO3的物质的量一定相等,正确;②平衡时NO2和SO2的物质的量不变,不一定相等,与起始投料量有关,故错误;③两边气体的计量数相等,所以体系中的总物质的量一定等于反应开始时总物质的量,故正确;④SO2、NO2、NO、SO3的物质的量不变,但不一定相等,故错误;故选C。
答案:
C
5.(2019年广州模拟)在1L定容的密闭容器中,可以证明可逆反应N2+3H2
2NH3已达到平衡状态的是( )
A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
B.一个N≡N断裂的同时,有3个H—H生成
C.其他条件不变时,混合气体的密度不再改变
D.v正(N2)=2v逆(NH3)
解析:
c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2等于化学方程式各物质的计量数之比,但不能说明各物质的浓度不变,不一定为平衡状态,A错误;一个N≡N断裂的同时,有3个H—H生成,说明正、逆反应速率相等,反应达到了平衡,B正确;混合气体的密度ρ=
,质量在反应前后是守恒的,体积不变,密度始终不变,所以密度不变的状态不一定是平衡状态,C错误;v正(N2)=2v逆(NH3)时,正、逆反应速率不相等,未达到平衡状态,D错误。
答案:
B
6.(2019年河南省南阳一中月考)在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(g)+3B(g)
2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是( )
①C的生成速率与C的消耗速率相等
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③A、B、C的浓度不再变化
④恒容容器,混合气体的密度不再变化
⑤恒容容器,混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的质量不再变化
⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB
⑧A、B、C、D的分子数之比为1∶3∶2∶2
A.②⑧B.②⑤⑧
C.①③④⑦D.②⑤⑥⑧
解析:
本题考查化学平衡状态的判断。
化学反应达到平衡状态的标志是同种物质的生成速率等于消耗速率、或者各组分的浓度不再变化,①同种物质的生成和消耗速率相等,可以判断达到了平衡;②A、B都是反应物,它们的生成、消耗速率总是等于系数比,不可以判断平衡;③物质的浓度不再变化说明达到了平衡;④恒容下,反应体系中有气体和固体,如果没有达到平衡,气体的密度就会发生变化,如果密度不变了就平衡了;⑤两边气体的化学计量数不相等,如果没有达到平衡,压强会发生改变,压强不变就达到了平衡。
⑥反应体系中有气体和固体,如果没有到达平衡,气体的质量就会发生变化。
⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB,可以转化成同一种物质A的变化,则是单位时间内消耗amolA,同时生成amolA,同种物质生成速率和消耗速率相等,说明达到了平衡。
⑧分子数之比不能说明各物质的量不再发生改变。
选A。
答案:
A
7.(2019年四川资阳中学期中)一定温度下,某容积为2L的密闭容器内,某一反应中M(g)、N(g)的物质的量随反应时间变化的曲线如下图,依图回答:
(1)该反应的化学方程式是________。
(2)在0~t2时间内N的平均反应速率为________。
(3)若反应容器的容积不变,下列叙述能说明上述反应达平衡的是________(选填字母)。
A.混合气体的压强不随时间的变化
B.混合气体的密度不再发生变化
C.混合气体的相对分子质量不再变化
D.v(N)=2v(M)
(4)下列措施能增大反应速率的是____________(选填字母)。
A.升高温度B.恒温恒容加入氦气
C.减小M的浓度D.将反应容器体积缩小
解析:
(1)由图像知N是反应物,M是生成物,且反应为可逆反应,由图中数量关系得该反应的化学方程式为2N
M。
(2)0~t2时段v(N)=
=
mol·L-1·min-1。
(3)恒容积时,混合气体压强不再改变,混合气体的平均相对分子质量不再改变,都是反应达平衡的标志,混合气体密度始终不变不能作为平衡的标志,无论反应平衡还是不平衡都有v(N)=2v(M),故v(N)=2v(M)不能作为平衡的标志。
(4)升高温度,缩小反应容器体积均可加快化学反应速率,恒温恒容加入氦气对反应无任何影响,减小M浓度会降低反应速率。
答案:
(1)2N
M
(2)2/t2mol·L-1·min-1
(3)AC (4)AD
能力提升
8.(2019年岳阳模拟)在恒温、容积为2L的密闭容器中加入1molCO2和3molH2,发生如下反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可认定该可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )
A.容器中CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1∶3∶1∶1
B.v正(CO2)=3v逆(H2)
C.容器内混合气体平均相对分子质量保持不变
D.容器中CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量浓度都相等
解析:
A项,四种物质的量比为1∶3∶1∶1不能说明反应达到平衡,错误;B项,当v正(CO2)=
v逆(H2)时,反应达到平衡状态,错误;C项,因为反应前后气体的物质的量不等,所以相对分子质量随着反应进行而改变,当相对分子质量不变时,反应达到平衡,正确;D项,四种物质的浓度相等,不能说明反应达到平衡,错误。
答案:
C
9.(2019年河南省南阳市一中月考)两种气体A、B分别为0.6mol与0.5mol。
在0.4L密闭容器中发生反应:
3A(g)+B(g)
mC(g)+2D(g),经5min后达到平衡,此时C为0.2mol,又知在此反应时间,D的平均反应速率为0.1mol·(L·min)-1。
下列结论正确的是( )
A.m的值为2
B.改变压强,该平衡状态发生改变
C.A的平均反应速率为0.1mol·(L·min)-1
D.平衡时,反应混合物的总物质的量为1mol
解析:
A.5min后生成D(0.1×0.4×5)mol=0.2mol,等于C的物质的量,所以m=2,故A正确。
B.该反应气体物质的量不变化,所以改变压强,该平衡状态不发生改变,故B错误;C.消耗A0.3mol,A的平均反应速率为D的
倍,等于0.15mol·(L·min)-1,故C错误;D.该反应气体物质的量不变化,所以平衡时,反应混合物的总物质的量为1.1mol,故D错误。
故选A。
答案:
A
10.(双选)在密闭容器中进行反应:
X2(g)+Y2(g)
2Z(g)。
已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.2mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是( )
A.Z为0.3mol·L-1B.Y2为0.35mol·L-1
C.X2为0.2mol·L-1D.Z为0.4mol·L-1
解析:
用极限法,物质转化时,其他物质不能出现负数和零。
X2(g)+Y2(g)
2Z(g)
0.10.30.2
①X2为0:
00.20.4
②Y2为0:
<00>0(舍去)
③Z为0:
0.20.40
所以各物质的物质的量浓度可能的范围是:
X2:
0Y2:
0.2mol/LZ:
0答案:
AB
11.(2019年四川成都市金堂中学期中)对于密闭容器中的反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在673K、30MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间的变化关系如下图所示,下列说法正确的是( )
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D.若开始充入1molN2及足量H2,提供适当条件,可得2molNH3
解析:
A.随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小,则a点的正反应速率比b点大,故A正确;B.c点反应物和生成物物质的量仍在变化,没有达到平衡状态,故B错误;C.d点和e点都处于平衡状态,n(N2)不变,d点和e点n(N2)相等,故C错误;D.反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)属于可逆反应,不能完全反应,故D错误。
答案:
A
12.(2019年江苏沭阳县期中调研)炼铁高炉中冶炼铁的反应为:
Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g),下列说法正确的是( )
A.升高温度,反应速率减慢
B.当反应达到化学平衡时,v(正)=v(逆)=0
C.提高炼铁高炉的高度可减少尾气中CO的浓度
D.某温度下达到平衡时,CO的体积分数基本不变
解析:
升高温度,反应速率加快,A项错误;当反应达到化学平衡时,v(正)=v(逆)≠0,B项错误;提高炼铁高炉的高度,对化学平衡无影响,尾气中CO的浓度不变,C项错误;某温度下达到平衡时,CO的浓度不变,CO的体积分数基本不变,D项正确。
答案:
D
13.在2L密闭容器内,800℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)上述反应________(填“是”或“不是”)可逆反应,在第5s时,NO的转化率为________。
(2)如图所示,表示NO2变化曲线的是________。
用O2表示从0s~2s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________。
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
解析:
(1)该反应是可逆反应,5s时,NO转化率为
×100%=65%。
(2)由平衡体系2NO(g)+O2(g)2NO2(g)知,NO2为生成物,n(NO2)=Δn(NO)=0.020mol-0.007mol=0.013mol
c(NO)=
=0.0065mol/L
故表示NO2变化曲线的为b。
v(NO)=
=
=
=0.003mol/(L·s),
则v(O2)=
v(NO)=0.0015mol/(L·s)。
(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,容器内密度总保持不变,故d项无法说明该反应是否达到平衡状态。
答案:
(1)是 65%
(2)b 1.5×10-3mol/(L·s)
(3)bc
探究创新
14.(2019年河南省南阳一中月考)Ⅰ.在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中,X和Y两物质的浓度随时间变化情况如下图。
(1)该反应的化学方程式为(反应物或生成物用符号X、Y表示):
________________________。
(2)a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是____________。
Ⅱ.如图是可逆反应X2+3Y2
2Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是________。
A.t1时,只有正方向反应
B.t2时,反应达到限度
C.t2~t3,反应不再发生
D.t2~t3,各物质的浓度不再发生变化
Ⅲ.以下是关于化学反应2SO2+O2
2SO3的两个素材:
素材1:
某温度和压强下,2L容器中,不同时间点测得密闭体系中三种物质的物质的量:
0
10
20
30
40
50
60
70
SO2
1
0.7
0.5
0.35
0.2
0.1
0.1
0.1
O2
0.5
0.35
0.25
0.18
0.1
0.05
0.05
0.05
SO3
0
0.3
0.5
0.65
0.8
0.9
0.9
0.9
素材2:
反应在不同条件下进行时SO2的转化率:
(SO2的转化率是反应的SO2占起始SO2的百分数,SO2的转化率越大,化学反应的限度越大)
0.1MPa
0.5MPa
1MPa
10MPa
400℃
99.2
99.6
99.7
99.9
500℃
93.5
96.9
97.8
99.3
600℃
73.7
85.8
90.0
96.4
根据以上的两个素材回答问题:
(1)根据素材1中计算20~30s期间,用二氧化硫表示的化学反应平均速率为________。
(2)根据素材2中分析得到,提高该化学反应限度的途径有______________________。
(3)根据素材1、素材2中分析得到,要实现素材1中SO2的转化率需控制的反应条件是________。
解析:
本题主要考查化学平衡。
Ⅰ.
(1)15min时消耗0.2molY,生成0.4molY,所以该反应的化学方程式为:
Y2X。
(2)X、Y的物质的量不再发生变化时,反应达到平衡状态,a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是bd。
Ⅱ.A.反应一经开始,正反应与逆反应一直在进行,故A错误;B.t2时,反应达到限度,各物质的多少不再发生变化,故B正确;C.化学平衡是动态平衡,反应一直进行,故C错误;D.t2~t3,各物质的浓度不再发生变化,故D正确。
故选BD。
Ⅲ.
(1)素材1中20~30s期间消耗二氧化硫0.15mol,用二氧化硫表示的化学反应平均速率为(0.15/2/10)mol/(L·s)=0.0075mol/(L·s)。
(2)分析素材2可知,压强越大,转化率越大;温度越高,转化率越低。
因此,提高该化学反应限度的途径有增大压强或在一定范围内降低温度。
(3)素材1中SO2的转化率为90%,要实现素材1中SO2的转化率需控制的反应条件是温度为600℃,压强为1MPa。
答案:
Ⅰ.
(1)Y
2X
(2)bd
Ⅱ.BD
Ⅲ.
(1)0.0075mol/(L·s)
(2)增大压强或在一定范围内降低温度
(3)温度为600℃,压强为1MPa