2019版高中化学 第二章 与能量 第3节 化学反应的速率和限度 第2课时学案 新人教版必修2.doc

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1、1第第 2 2 课时课时 化学反应的限度化学反应的限度 化学反应条件的控制化学反应条件的控制课后篇巩固提升巩固提升 基础巩固 1 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可分解为盐酸和氧气 答案 B 2 2.对于可逆反应:M+NQ 达到平衡时,下列说法中正确的是( ) A.M、N、Q 三种物质的浓度一定相等 B.M、N 全部变成了 Q C.反应混合物中各成

2、分的百分组成不再变化 D.反应已经停止 解析可逆反应达到平衡时,v(正)=v(逆)0,反应仍在进行,M、N、Q 的浓度不再发生变化,但 它们不一定相等。 答案 C 3 3.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 解析题中没有给出各物质的投料情况,NO2、SO2和 SO3的量之间没有必然的

3、关系,可能相等, 也可能不等,A、B、D 错;该反应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。 答案 C 4 4.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-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-1 B.SO2为 0.25 molL-1 C.SO2、SO3均为 0.15 molL-1 D.SO3为 0.4 molL-

4、1 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。 答案 B 5 5.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

5、2SO2+O22SO3的说法不2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 0 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。在达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不

6、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 B 6 6.一定温度下,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nmol CO 的同时生成nmol H2 D.1 mol HH 键断裂的同时断裂 2 mol HO 键 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,当体系的压强不再发生 变化时,说明反应已达到化学平衡

7、状态;B 项,根据v正(CO)=v逆(H2O),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。 答案 C 7 7.一定温度下,在容积恒定的密闭容器中进行反应 A(s)+2B(g)C(g)+D(g),下列叙述能表 明该反应已达到平衡状态

8、的是( ) 混合气体的密度不变 容器内气体的压强不变 混合气体的总物质的量不变 B 的物质的量浓度不变 v正(C)=v逆(D) v正(B)=2v逆(C)A.B. C.D.只有 解析容积恒定的密闭容器中,混合气体密度不变,也就是混合气体的质量不变,对于有固体 参加或者有固体生成的气体反应来说,混合气体的质量不变说明已经达到平衡。这是一个 反应前后压强不变的反应,压强不变不能说明反应达到平衡。该反应是反应前后气体的化 学计量数不变的反应,也就是气体物质的量不变的反应,不能用混合气体的总物质的量是否 变化衡量反应是否达到平衡。B 的物质的量浓度不变说明生成 B 的量与消耗 B 的量相等, 也就是正、

9、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。v正(C)=v逆(D),说明正、逆反应速率相 等,此时反应达到平衡。v正(B)=v逆(C),说明正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。 答案 A 8 8.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3D.当有 1 mol键断裂的同时,有 6 mol NH 键断裂 解析化学反应可看作反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成过程。N2+3H22NH3,当 反应

10、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分解,即 1mol键断裂的同时,有 6molNH 键断裂,D 项正确。 答案 D 9 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 = 。 (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 11 B.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

11、.单位时间内每消耗amol N,同时生成bmol M E.混合气体的压强不随时间的变化而变化 解析(1)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,物质的量之比不变,不能说明物质的 量相等,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

12、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 都表示的是正反应速率,没有体现逆反 应速率的大小,不能说明反应达到了平衡状态,D 选项错误。答案(1)2 (2) molL-1min-1(3)CE 1010.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。测得平衡混合气体中 NH3的体积分数为 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 。 解析设 02min 内,消耗的 N2

13、的物质的量为x,则4N2 + 3H2 2NH3 起始物质的量/mol130 变化物质的量/molx3x2x 平衡时物质的量/mol1-x3-3x2x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。 答案(1)0.2 molL-1min-1(2)56.25% (3)45 能力提升 1 1.对可逆反应 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( ) A.NH3、O2、NO、H2O(g)同时存在时,则反应达到化学平衡状态 B.单

14、位时间内生成xmol NO,同时消耗xmol 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,逆反应速率增大 D.化学反应速率关系是 3v正(NH3)=2v正(H2O) 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 项错误;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。 答案 D2 2.导学号 66474066 如图

15、曲线 a 表示释放能量的反应 X(g)+Y(g)Z(g)+M(g) +N(s)进行过程中 X 的转化率随时间变化的关系。若改变起始条件,使反应过程按 b 曲线进 行,可采取的措施是( )A.升高温度B.加大 X 的投入量 C.加催化剂D.增大体积 解析由图可知:a 曲线换为 b 曲线,只是缩短达到平衡的时间,即加快了反应速率而平衡没有 移动,加入催化剂能同等程度加快正逆反应速率,而平衡不移动,故 C 对,而 A、B、D 中的措 施都会使平衡发生移动。 答案 C 3 3.一定温度下的恒容容器中,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(

16、)5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. C. D. 解析由于反应物、生成物全部是气体,且反应在恒容容器中进行,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。 答案 B4 4.导学号 66474067 一定温度下,在 2 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: 下列描述正确的是( ) A.从反应开始到 10 s,用 Z 表示的反应速率为 0.158 molL-1s-1 B.从反应开始到 10 s,X 的物质的量浓度减少了

17、 0.79 molL-1 C.从反应开始到 10 s 时,Y 的转化率为 79.0% D.反应的化学方程式为 X(g)+Y(g)Z(g) 解析从反应开始到 10s 时,X 的量减少了 1.20mol-0.41mol=0.79mol,Y 的量减少了 1.00mol- 0.21mol=0.79mol,Z 增加了 1.58mol,所以反应的化学方程式为 X(g)+Y(g)2Z(g),D 项错误。用 Z 表示的反应速率为=0.079molL-1s-1,A 项错误。X 物质的量浓度减少了=0.395molL-1,B 项错误。答案 C 5 5.在一密闭容器中通入 A、B、C 三种气体,保持一定温度,在t1

18、t4 s 时测得各物质的浓度 如表,则下列判断正确的是( )测定 时刻/s 浓度 t1t2t3t4c(A)/(molL-1)6 32 2c(B)/(molL-1)5 3.53 3c(C)/(molL-1)1 2.53 3A.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)6D.在t2t3 s 内 A 的平均反应速率为 molL-1s-1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,

19、B 项 错误;达到化学平衡状态时,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。答案 D 6 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 X

20、和 Y 的转化率不相等 c1 的取值范围为 00,反应又是 可逆的,正确。 答案 D7 7.在 2 L 密闭容器中,800 时反应 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,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 O2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)7B.容器内压强保持不变 C.v逆(NO)=2v正(O2) D.

21、容器内密度保持不变 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,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。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

22、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(2)b 0.001 5 molL-1s-1 (3)BC 8 8.导学号 66474068 在容积为 5 L 的密闭容器中,加入 0.2 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)= 。

23、 (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 解析(1)由题图可知从第 10min 时反应达到平衡状态,则v(CO)=v(CO2)=0.003molL-1min-1;反应时转化的浓度之比=化学方程式中化8学计量数之比,所以c(H2)=c(H2)=c(CO2)=0.03molL-1。 (2)达到化学平衡状态的标志是各物质的百分含量保持一定,浓度保持不变,正、逆反应 速率相等且不为 0。 答案(1)0.003 molL-1min-1 0.03 molL-1(2)AC