【文档说明】2022-2023学年高一化学 人教版2019必修第二册 同步练习 6.2.2化学反应的限度(基础过关A练)Word版含解析.docx,共(21)页,533.567 KB,由小赞的店铺上传
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第六章化学反应与能量第二节化学反应的速率与限度课时2化学反应的限度本课学习目标(1)结合实例体会可逆反应存在限度,理解化学平衡状态的特征,发展“变化观念与平衡思想”的学科核心素养。(3)发展认识化学反应的基本角度,能从化学反应限度和快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。体会从限度和快慢两
个方面去认识和调控化学反应的重要性,认识控制反应条件在生产和科学研究中的作用。重点:化学反应的限度。课前预习导学一.可逆反应:1.概念:在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。2.特征:三同:相同条件,正、逆反应同时进行,反应物、生
成物同时存在;反应不能进行完全,即任一反应物的转化率均小于100%。3.表示:化学方程式中用“⇌”表示。4.很多化学反应在进行时都有一定的可逆性,不同反应的可逆性不同,有些化学反应在同一条件下可逆程度很小,如2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,视为“不可逆”反应。典型的可逆反
应有:H2+I2⇌2HI,2SO2+O2⇌2SO3,SO2+H2O⇌H2SO3,NH3+H2O⇌NH3﹒H2O等。二.化学反应的限度1.化学反应平衡状态(1)化学平衡的建立:如在可逆反应2SO2+O22SO3
中,反应进行之初SO2和O2的起始浓度分别为2mol·L-1、1mol·L-1,此时正反应速率v正最大,逆反应速率v逆为零。A练——基础过关反应过程中,反应物浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小;生成物浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大。最终在时刻t时反应物浓度不再改变,生成物浓度不再
改变。正反应速率和逆反应速率相等。反应是否停止?反应并没有停止,动态平衡。(2)含义:可逆反应在一定条件下进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物和生产物的浓度不在改变,此反应达到一种表面静止状态,我们称为化学平衡状态。2.化学平衡的特
征:(1)逆:即化学平衡的研究对象是可逆反应。(2)动:即化学平衡是一种动态平衡,即v正=v逆≠0,反应并未停止。(3)等:即v正=v逆,同一物质的消耗速率与生成速率相等。(4)定:在达化学平衡的混合体系中,各组成成分的浓度保持不变,各组分的
百分含量保持不变。(5)变:化学平衡是在一定条件下的平衡,当外界条件改变时,化学平衡可能会发生变化【总结】化学平衡状态时可逆反应达到的一种特殊状态,是在给定条件下化学反应所能达到或完成的最大程度,即该反应进行的限度。三.化学反应条件的控制1.目的:目的—
—促进有利反应—__加快反应速率____提高原料利用率__—抑制有害反应—减慢__有害反应__速率减少甚至消除有害物质产生控制__副反应__的发生2.化工生产中反应条件的调控:(1)考虑因素:化工生产中调控反应条件时,需要考虑控制反应条件的__
成本__和__实际可能性__。(2)实例——合成氨生产条件的选择:合成氨生产条件选择——400~500℃—温度越低氨的产率越高温度低反应速率小,达到平衡需要的时间很长,生产成本高—10~30MPa—压强越大,氨的产率越高压强越大,对动力和生产
设备的要求越高当堂练习达标知识点一可逆反应1.当2SO2+O22SO3达到平衡后,通入18O2一定时间后,18O存在于()A.三氧化硫、氧气B.二氧化硫、三氧化硫、氧气C.二氧化硫、氧气D.二氧化硫、三氧化硫【答案】B【详解】2SO2+O2⇌2SO3是可逆反应,氧气中的O为18O,通入
18O2,生成的SO3中有18O,含有18O的SO3分解时,SO2中也会有18O,所以一定时间后,18O存在于所有物质中,故选B。2.化学反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)在持续加热的条件下进行,向密闭容器中充入2molH2和3mol
I2(g),充分反应后,该密闭容器中()A.2molH2已耗尽B.3molI2(g)已耗尽C.HI的物质的量等于4molD.HI的物质的量少于4mol【答案】D【解析】由于该反应是可逆反应,所以2molH2和3molI2(g)不可能完
全耗尽,A、B两项错误;由于该反应是可逆反应,反应物转化率达不到100%,因此HI的物质的量一定小于4mol,C项错误,D项正确。知识点二化学反应的限度3.下列关于化学反应限度的说法正确的是A.一个可逆反应达到的平衡状态,就是这个反应在该条件下不再反应B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正、
逆反应速率相等C.平衡状态是一种静止的状态,反应物和生成物的浓度相等D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变【答案】B【解析】A.一个可逆反应达到的平衡状态,化学平衡是一个动态平衡,就是这个反应在该条件下仍然继续进行反应,只不过是正、逆反应速率相等而已,A错误;B.化学平衡的微
观本质就是正、逆反应速率相等,即当一个可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,B正确;C.平衡状态是一种动态的状态,正逆反应速率相等,各组分的浓度保持不变的状态,但反应物和生成物的浓度不一定相等,C错误;D.根据勒夏特列原理可知,化学反应的限度可以通过改变条件而改变,D错误;故答案为:B。
4.下列关于化学反应限度的叙述中,正确的是()A.化学反应的限度都相同B.可以通过改变温度控制化学反应的限度C.可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度D.当一个化学反应在一定条件下达到限度时,反应即停止【答案】B【解析】反应的限度受反应条件的影响,反
应条件不同,限度也不同,A项错误;反应限度受温度影响,可以通过改变温度控制化学反应的限度,B项正确;反应达到一定的限度后条件不变,反应限度不变,反应限度不会随反应时间的改变而改变,C项错误;化学反应限度即化学平衡是一种动态平衡,
达到限度时反应仍在进行,不会停止,D项错误。5.化学反应处于平衡状态时,下列说法正确的是A.反应已停止B.反应物浓度等于生成物浓度C.化学平衡是一种动态平衡,v正=v逆≠0D.反应物全部转化成生成物【答案
】C【详解】A.化学平衡时动态平衡,处于平衡状态时反应不会停止,仍在进行,A错误;B.处于平衡状态时各成分浓度保持不变,反应物浓度未必等于生成物浓度,B错误;C.化学平衡是一种动态平衡,v正=v逆≠0,故此时各成分浓度保持不变,C正确;D.若化学反应处于化学平衡状态,则
反应为可逆反应,故反应物不可能全部转化成生成物,D错误;答案选C。6.在一定温度下的定容容器中,有反应()()()()As2BgCgDg++。当下列的物理量不再发生变化时,表明已达到平衡状态的是A.混合气体的密度B.混合气体的压强C.气体的总物质的量D.物质A的物质的量浓度【答案】A【
解析】A.因为A为固体,所以反应中气体的总质量一直在变化,当混合气体的密度不变,说明气体的质量不变,反应达平衡状态,故A正确;B.方程式两边气体的计量数相等,所以混合气体的压强一直不变,故B错误;C.
混合气体的总物质的量一直不变,故C错误;D.A为纯固体、物质的量浓度是常数,故D正确;答案:A7.可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到
平衡状态的是A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3)D.v正(N2)=3v逆(H2)【答案】C【解析】反应达到平衡时,正逆反应速率比等于系数比。A.3v正(N2)=v正(H2),不能判断正逆
反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选A;B.反应达到平衡时2v正(N2)=v逆(NH3),v正(N2)=v逆(NH3)时,反应没有达到平衡状态,故不选B;C.反应达到平衡时,正逆反应速率比等于系数比,2v正(H2)=3v逆(NH3)反应
一定达到平衡状态,故选C;D.反应达到平衡时3v正(N2)=v逆(H2),v正(N2)=3v逆(H2)时,反应没有达到平衡状态,故不选D;选C。8.在恒温恒容密闭容器中,可逆反应X2(g)+2Y2(g)垐?噲?2XY2(g)达到平衡时的标
志A.混合气体密度恒定不变B.v(X2):v(Y2):v(XY2)=1:2:2C.混合气体的压强不再变化D.三种气体的体积分数相等【答案】C【解析】A.反应在恒温恒容密闭容器中,气体的体积不变;反应混合物都是气体,气体的质量不变
,则混合气体密度始终恒定不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,A不符合题意;B.v(X2):v(Y2):v(XY2)=1:2:2只能表示物质反应转化关系,且转化关系并未指明反应速率的正逆,不能据此判断反应是否达到平衡状态,B不符合题意;C.反应在恒温恒容密闭容器中,气体的体积不变;该
反应是反应前后气体物质的量改变的反应,若混合气体的压强不再变化,说明气体总物质的量不变,反应达到平衡状态,C符合题意;D.三种气体的体积分数相等时,反应可能处于平衡状态,也可能未处于平衡状态,不能据此
分析判断,D不符合题意;故合理选项是C。9.下列叙述能说明在固定容积的密闭容器中进行的反应:()()()3XgYg2Zg+已经达到平衡状态的是()A.X、Y、Z的物质的量之比为3∶1∶2B.混合气体的压强不随时间的变化而变化C.单位时间内每消耗3molX
,同时生成2molZD.混合气体的总质量不随时间的变化而变化【答案】B【详解】A.X、Y、Z的物质的量之比为3∶1∶2时反应可能处于平衡状态,也可能未达到平衡,这与开始时加入的反应物的物质的量的多少及反应条件有关,A错误;B.该反应是反应前后气体物质的量不同的反应
,若压强不变时,说明气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,B正确;C.反应消耗X和生成Z表示的都是向正反应方向进行,不能据此判断反应是否达到平衡状态,C错误;D.反应混合物都是气体,反应遵循质量守恒定律,混合气体的总
质量始终不变,因此不能据此判断反应是否处于平衡状态,D错误;故合理选项是B。10.一定温度下,在某容器中进行如下可逆反应,当混合气体的平均摩尔质量不再改变时,能说明反应达到平衡状态的是()①恒容时发生反应:A(g)+B
(g)⇌3C(g)②恒压时发生反应:A(g)+B(g)⇌2C(g)③恒容时发生反应:A(g)+2B(g)⇌2C(g)+D(g)④恒压时发生反应:A(g)+2B(g)⇌3C(g)+D(s)A.②③B.①④C.
①③D.②④【答案】B【解析】恒容时发生反应A(g)+B(g)⇌3C(g),气体的总质量始终不变,反应前后气体总物质的量发生变化,当气体的平均摩尔质量不再改变时,能说明反应达到平衡状态,①正确;恒压时发生反应A(g)+B(g)
⇌2C(g),混合气体的总质量和总物质的量均不变,平均摩尔质量不再改变不能说明反应达到平衡状态,②错误;恒容时发生反应A(g)+2B(g)⇌2C(g)+D(g),混合气体的总质量和总物质的量始终不变,平均摩尔质量始终不变,不能说明反应达到平衡状态,③错误;恒压时发生反应A(g)+2B(g)⇌3C(
g)+D(s),反应前后混合气体的总质量发生变化,混合气体的总物质的量一定,气体的平均摩尔质量不再改变时,能说明反应达到平衡状态,④正确。故B项正确。11.向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B,在一定条件下发生反应:
xA(g)+yB(g)⇌pC(g)+qD(g)。已知:平均反应速率v(C)=12v(A);反应2min时,A的物质的量减少13amol,B的物质的量减少a2mol,有amolD生成。回答下列问题:(1)反应2min内,v(B)=______。(2)化学方程式中,x=______,q=______
。(3)反应平衡时,D为2amol,则B的转化率为______。【答案】-1-1amolLmin826a100%b【详解】(1)v(B)=amolΔn(B)2Δc(B)2L=ΔtΔt2minV==-1-1amolLmin8,故答案为:-1-1amolL
min8;(2)化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(C)=12v(A),可知A和C的速率之比:2:1,同一反应中各物质的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,由A的物质的量减少13amol,B的物质的量减少a2mol,有amolD生成,可知A、B、D的化学计量数之比为13a:a2:
a=2:3:6,由此可得反应方程式为:2A(g)+3B(g)⇌C(g)+6D(g),即x=2,q=6,故答案为:2;6;(3)由上述方程式可知,若反应平衡时,D为2amol,则消耗的B为amol,B的转化率=amol100%bmol=a
100%b,故答案为:a100%b;12.在2L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所示。时间/s012345n(NO)/mol0.02
00.0100.0080.0070.0070.007(1)上图中,A点处v正___________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)图中表示NO2变化的曲线是___________。用O2表示从
0~2s内该反应的平均速率v=___________。(3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___________(填字母,下同)。a.v(NO2)=2v(O2)b.容器内压强保持不变c.v逆(NO)=2v正(O2)d.容器内的密
度保持不变(4)下列能使该反应的反应速率增大的是___________。a.及时分离出NO2气体b.适当升高温度c.增大O2的浓度d.选择高效的催化剂【答案】大于b1.5×10-3mol·L-1·s-1bcbcd【详解
】(1)由表中数据可知,该反应在第3S处于化学平衡状态,图中A点的反应时间小于1s,表格中数据表明在0~1s内n(NO)呈减小状态,则反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)在向右进行,v正大于v逆;(2)上述反应向右进行,则c(NO)由逐渐减小到保持不变。表格中数据表明上述反应从开始到平
衡,n(NO)的减小量为0.020mol-0.007mol=0.013mol,则n(NO2)的增加量为0.013mol。上述反应容器的容积为2L,则平衡时c(NO2)=0.0065mol·L-1,则表示NO2变化的曲线是b;表格中数据表明,在0~2s内n(NO)减小量为0.
020mol-0.008mol=0.012mol,则n(O2)的减小量为0.006mol,容器容积为2L,则Δc(O2)=0.003mol·L-1,反应时间为2s,根据v=ct计算得v(O2)=1.5×10-3mol·L-1·s-1,故答案为:b;1.5×10-3mol·L-
1·s-1;(3)a.化学平衡状态中正、逆反应速率相等,v正(NO2)=2v逆(O2)体现了上述反应中正、逆反应速率相等,v(NO2)=2v(O2)则不可以,故a不符合题意;b.该反应是气体分子数减小的反应,则气体总压强是变量,若气体总压强保持不变可说
明反应达到平衡状态,故b符合题意;c.v逆(NO)=2v正(O2),说明正逆反应速率相等,即反应达到平衡状态,故c符合题意;d.在达到平衡前后气体质量守恒,由于容器容积不变,则容器内的密度不变不能说明反应达到平衡,故d不符合题意;综上所述,答案为bc;(4)其他条件一定,
升高温度或增大反应物的浓度或使用催化剂,都能使化学反应速率增大;反之,可使化学反应速率减小,则:a.及时分离出NO2气体,逆反应速率会下降,不符合题意,故a不选;b.适当升高温度,反应速率增大,故b选;c.增大O2的浓度,反应速率增大,故c
选;d.选择高效的催化剂,反应速率增大,故d选;故答案为:bcd。知识点三化学反应条件的控制与优化13.关于合成氨工业的说法错误的是A.合成氨工业采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率B.工业上一般选
择400-500℃的主要原因是让铁触媒的活性大,反应速率快C.从合成氨的原理出发,增大压强既有利于加快速率又有利于平衡右移,但压强增大设备成本大幅度提升,所以实际工业中往往采用常压D.为了防止催化剂“中毒”,原料气需要经过净化【答案】C【解析】A.合成氨工业采用循环操作,主要是为了提高氮
气和氢气的利用率,提高经济效益,故A正确;B.合成氨反应使用铁触媒作催化剂,该催化剂在400-500℃时活性最大,因此合成氨反应的温度控制在400-500℃,故B正确;C.合成氨反应为气体体积减小的反应,增大压强既有利于加快速率又有利于平衡右移,但压强增
大设备成本大幅度提升,综合考虑以上影响因素,实际工业中采用压强:2107~5107Pa,故C错误;D.合成氨反应使用铁触媒作催化剂,原料气中含有杂质的气体可能会造成催化剂中毒而活性减弱,因此原料气需要经过净化处理,故D正确;答案选C。
14.硫酸是一种重要的化工产品,目前的重要生产方法是“接触法”,反应原理为:2SO2+O2催化剂2SO3,已知该反应为放热反应。则下列说法正确的是A.只要选择适宜的条件,SO2和O2就能全部转化为SO3B.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.由反应可知,2molSO2的能量大于2molSO3的能量D.工业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】D【详解】A.因为2232SOO2SO+催化剂为可逆反应,所以尽管选择适宜
的条件,SO2和O2也不能全部转化为SO3,故A错误;B.达到平衡后,反应没有停止了,只是正、逆反应速率相等但并不为零,故B错误;C.因为2232O2SOSO+催化剂为放热反应,由反应可知,2molSO2和1molO2的总
能量大于2molSO3的总能量,故C错误;D.工业在利用上述反应生产三氧化硫时,为了提高产率和效率,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,故D正确;故答案:D。15.某化工厂生产Z的反应为X(g)+2Y(g
)2Z(g);△H<0,温度、压强对Y的转化率的影响如下表所示:压强/MPa温度/℃0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.8
89.596.4工业合成Z的适宜条件是A.高温、高压B.低温、高压C.常温、常压D.常压较高温度【答案】D【详解】该反应为可逆反应,正方向为体积减少的放热反应,从化学平衡移动条件分析应该采用低温高压有利于生成Z;增大压强可以使
Y的转化率增大;而根据表格中提供的数据发现,压强的增加引起Y转化率的变化并不明显,所以工业上直接采用常压;同时反应中使用催化剂,为了使催化剂的催化活性最强,根据表格中提供的数据应该采用400℃~500℃,工业
合成Z的适宜条件是常压较高温度,故答案选:D。16.工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是:①2C(焦炭)+O2(空气)=高温2CO;②Fe2O3+3CO=高温2Fe+3CO2。该炼铁工艺中,对焦炭的实际使
用量要远远高于按照化学方程式计算所需。其主要原因是A.CO过量B.CO与铁矿石接触不充分C.炼铁高炉的高度不够D.上述反应有一定的限度【答案】D【详解】A.反应②Fe2O3+3CO=高温2Fe+3CO2为可逆反应,不
能进行彻底,不是因为反应①中生成的CO过量,故A错误;B.一氧化碳与氧化铁反应为可逆反应,存在化学平衡,反应有一定限度,反应物不能完全转化为生成物,CO没有充分利用,不是因为CO与铁矿石接触不充分,故B错误;C.增加高炉的高
度,延长矿石和CO接触的时间,增大CO与铁矿石的接触,不能影响平衡移动,CO的利用率不变,故C错误;D.工业炼铁中②Fe2O3+3CO=高温2Fe+3CO为可逆反应,所以对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需,这样可以促进反
应正向移动,提高CO的浓度,从而可以提高Fe2O3的转化率,故D正确;答案为D。课后作业检测见下页课后作业检测1.一定温度下,在定容密闭容器中发生反应:222CO(g)HO(g)CO(g)H(g)++催化剂。下列能证明反应达到
化学平衡状态的是A.体系压强不再变化B.CO的浓度不再变化C.容器内气体总质量不再变化D.生成的2CO与消耗的CO物质的量比为1∶1【答案】B【解析】A.该反应前后气体物质的量不变,因此随反应进行体系的压强始终不变,
故体系压强不再变化,不能证明反应达到化学平衡状态,故A错误;B.CO的浓度不再变化,说明正逆反应速率相等,能证明反应达到化学平衡状态,故B正确;C.根据质量守恒定律可知,容器内气体总质量始终不变,故容器内气体总质量不再变化,不能证明反应达到化学
平衡状态,故C错误;D.生成的2CO与消耗的CO物质的量比为1∶1,不能说明正逆反应速率相等,不能证明反应达到化学平衡状态,故D错误;故选B。2.一定条件下,向1L恒容密闭容器中充入0.1molA和0.3molB发生反应:A(g)+2B(g)2C(g),当反应达平衡时,不可能存在的数据是A.c(
A)=0.05mol·L-1B.c(B)=0.24mol·L-1C.c(B)=0.1mol·L-1D.c(C)=0.18mol·L-1【答案】C【解析】可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,达到平衡时反应物、生成物一定共存。A项,若平衡时c(A)
=0.05mol·L-1,A反应的物质的量为0.1mol-0.05mol·L-1×1L=0.05mol,则反应消耗B的物质的量为0.05mol×2=0.1mol,B剩余0.3mol-0.1mol=0.2mol,数据合理,不符合题意;B项,若平衡时c(B)=0.24mol·L-1,则反应
消耗B的物质的量为0.3mol-0.24mol·L-1×1L=0.06mol,同时消耗0.03mol的A,A剩余0.1mol-0.03mol=0.07mol,数据合理,不符合题意;C项,若平衡时c(B)=0.1mol·L-1,则反应消耗B的物质的量为为0.3mol-0.1m
ol·L-1×1L=0.2mol,同时需消耗0.1mol的A,则A的浓度为0,数据不合理,符合题意;D项,若平衡时c(C)=0.18mol·L-1,则反应消耗B的物质的量为0.18mol·L-1×1L=0.18mol,同时消耗0.09mol的A,A剩余0.1mol-0.09mol
=0.01mol,数据合理,不符合题意。3.一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:()()22COg3Hg+()()32CHOHgHOg+。当2CO、2H、3CHOH、2HO的浓度不再变化时,下列说法正确的是A.2CO和2H全部转化为3CHOH和2
HOB.该反应已达到化学平衡C.正、逆反应速率相等且等于零D.2CO、2H、3CHOH、2HO的浓度一定相等【答案】B【详解】A.可逆反应有限度,转化率不可能为100%,故A错误;B.该反应是可逆反应,2CO、2H、3CHOH、2HO的浓度不再变化时,说明达到平衡状态,故B正确;C.根据B分析
可知该反应达到平衡,正、逆反应速率相等但不等于零,故C错误;D.2CO、2H、3CHOH、2HO的浓度不再变化时,但浓度不一定相等,故D错误;综上所述,答案为B。4.一定温度下,纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)
置于真空密闭恒容容器中(固体体积忽略不计)达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。能证明反应达到化学平衡状态的是A.NH3与CO2的质量比保持不变B.气体的总物质的量保持不变C.混合气体的平均相对分子质量不变D.2v(NH3)=v(CO2)【答案】
B【解析】A.反应物为固态,产物均为气态,无论反应是否达到平衡,NH3与CO2的质量比始终为(2×17):44,保持不变,故A错误;B.反应物为固态,产物均为气态,气体的总物质的量随反应而变,当气体的总物质的量保持不变时反应达到化学
平衡状态,故B正确;C.由于反应物只有一种固体,只有产物为气体,故气体中氨气、二氧化碳的物质的量恒等于2:1,则密闭容器中混合气体的平均摩尔质量等于2117g/mol+44g/mol33,故密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不能说明已平衡,故C错误;D.没有指出正逆反应速率,无法判断平衡状态,
故D错误;答案选B。5.下列标志可表明对应反应达到平衡状态的是选项反应条件可逆反应标志A恒温恒容2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)混合气体的密度不变B恒温恒容2NO(g)+O2(g)2NO2(g)混合气体颜色不变C恒温恒压NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)NH3在混
合气体中的百分含量不变D恒温恒压2NO2(g)N2O4(g)c(NO2)=2c(N2O4)【答案】B【解析】A项,混合气体的总质量不变,总体积不变,混合气的密度始终不变,所以密度不变时,反应不一定达平衡状态,不符合题意;B项,混合气体的颜色不变,则c
(NO2)不变,恒温恒压时,反应达平衡状态,符合题意;C项,NH2COONH4分解所得NH3与CO2的物质的量之比为定值,NH3的百分含量始终不变,所以NH3的百分含量不变时,反应不一定达平衡状态,不符合题意;D项,c(NO2)=2c(N2O4),只提供反应物与生成物的浓度
关系,无法判断正逆反应速率是否相等,所以不能判断反应是否达平衡状态,不符合题意。6.一定温度下,向一恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),下列有关说法正确的是()A.当O2的浓度不变时,反应达到平衡状态B.达到化学
平衡时,正反应和逆反应的速率相等且都为零C.当单位时间内消耗amolO2,同时消耗2amolSO2时,反应达到平衡状态D.当SO2、O2、SO3的分子数之比为2:1:2时,反应达到平衡状态【答案】A【解析】当O2的浓度不变时,反应达到平衡状态,A项正
确;达到平衡状态时,正反应和逆反应的速率相等,但不为零,B项错误;单位时间内消耗amolO2,同时消耗2amolSO2,只能说明正反应速率的情况,不能说明正、逆反应速率相等,即反应不一定达到平衡状态,C项错误;当SO2、O2、SO3的分子数
之比为2:1:2时,正、逆反应速率不一定相等,反应不一定达到平衡状态,D项错误。7.可逆反应:2NO22NO+O2在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nm
olNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①
④⑥⑦B.②③⑤⑦C.①③④⑤D.全部【答案】A【解析】①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2,反应进行的方向相反,且变化量之比等于化学计量数之比,则反应达平衡状态,①正确;②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO,反应进行的方向相同,不一定达平衡状
态,②不正确;③在反应进行的任何阶段,用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比都为2∶2∶1,反应不一定达平衡状态,③不正确;④混合气体的颜色不再改变时,c(NO2)不变,反应达平衡状态,④正确;⑤混合气体的质量不变、体积不
变,则密度始终不变,所以密度不再改变时,反应不一定达平衡状态,⑤不正确;⑥反应前后气体的物质的量不等,平衡前压强在不断发生改变,当混合气体的压强不再改变时,反应达平衡状态,⑥正确;⑦混合气体的质量不变,物质的量发生改变,则平衡前混合气体的平均相对分子质量不断发生改变,当平均相对分子质量不再改变
时,反应达平衡状态,⑦正确;综合以上分析,①④⑥⑦正确,故选A。8.在一定温度下,将1molA和2molB放入容积为5L的某密闭容器中发生反应:A(s)+2B(g)⇌C(g)+2D(g)。5min后达到平衡,测得容器内B的
浓度减少了0.2mol·L-1,则下列叙述不正确的是()A.在5min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02mol·L-1·min-1B.平衡时B的转化率为50%C.平衡时B的体积分数约为33.3%D.初始时的压强与平衡时的压强比为4:5【答案】C【解析】测得容器内B的浓
度减少了0.2mol·L-1,则C的浓度增加量为0.1mol·L-1,因此在5min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.1mol·L-15min=0.02mol·L-1·min-1,A项正确;消耗B的物质的量为0.
2mol·L-1×5L=1mol,则平衡时B的转化率为1mol2mol×100%=50%,B项正确;消耗B的物质的量为1mol,生成C、D的物质的量分别为0.5mol、1mol,A是固体,所以平衡时B的体积分数为1mol1mol+0.5mol+1mo
l×100%=40%,C项错误;一定条件下气体压强之比等于气体的物质的量之比,A是固体,所以初始时的压强与平衡时的压强比为2mol1mol+0.5mol+1mol=4:5,D项正确。9.一定条件下,等物质的量的2N和2O在容积为4L的恒容密闭容器中发生如下反应:
22N(g)O(g)2NO(g)+图表示该反应过程中2N的物质的量()2Nn随反应时间(t)的变化。下列叙述正确的是A.当反应达到平衡时,2O的转化率为60%B.10s内反应的平均速率为()112vN0.1molLs−−=C.
10s末NO的物质的量浓度为11molL−D.a点对应的化学反应速率:()()2NNOvv=正逆【答案】A【详解】A.根据图示,当反应达到平衡时,氮气的物质的量由5mol变为2mol,2N和2O的投料相等,则2O的转化率为3mol100%60%5mol
=,故A正确;B.10s内氮气的物质的量由5mol变为4mol,反应的平均速率为()()1125-4N=0.025molLs4L10smolv−−=,故B错误;C.10s内消耗1mol氮气,10
s末NO的物质的量是2mol,NO的浓度为2mol0.54L=1molL−,故C错误;D.a点反应达到平衡状态,正逆反应速率比等于系数比,对应的化学反应速率:()()22vNvNO=正逆,故D错误;选A。10.在1L密闭容器中,用足
量的CaCO3与100mL稀盐酸反应制取CO2,反应生成CO2的体积随时间的变化关系如图所示(CO2的体积已按标准状况折算)。下列分析不正确的是A.EF段反应速率加快的原因是反应体系的温度上升B.FG段反应速率减
慢的原因是稀盐酸的浓度不断减小C.EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.04mo1•L—1•min—1D.OE、EF、FG三段中,用CO2表示的平均反应速率之比为2:4:1【答案】C【解析】A.反应放热导致反应体系的温度上升,所以EF段反应速率加快,故A正确;B.反
应进行一段时间后,盐酸的浓度不断变小,所以FG段反应速率减慢,故B正确;C.EF段产生的CO2为:0.672?L0.224?L0.02?mol22.4?L/mol−=,由于反应中n(HCl):n(CO2)=2:1,所以该段消耗HCl=0.04mol,时间为1mi
n,所以用盐酸表示的EF段平均反应速率为:110.04?mol0.1?L0.4?mol?L?min1?min−−=,故C错误;D.由于时间都是1min,所以三段的速率之比就等于产生CO2的体积之比,即224m
L:(672−224)mL:(784−672)mL=2:4:1,故D正确;答案选C。11.工业合成氨的流程图如下图所示:下列有关工业合成氨生产条件的分析正确的是A.步骤①中“净化”的步骤没有必要B.步骤②采用的压强是2×107P
a,因为在该压强下催化剂的活性最大C.步骤③温度可高于500℃,因为温度升高,正反应速率增大,逆反应速率减小D.步骤④⑤有利于提高原料的利用率,能节约生产成本【答案】D【解析】A.为防止催化剂中毒,反应前的氮气和氢气混合气体需要除杂净化,故A错误;B.工业合成氨
的反应是气体体积减小的反应,增大压强加快反应速率,平衡正向进行,能增大反应物转化率,步骤②采用的压强是2×107Pa,同时考虑对设备强度要求、生产成本,与催化剂的活性无关,故B错误;C.温度升高,正反应速率增大,逆反应速率也增大,步
骤③温度用500℃是因为该温度下催化剂活性最大,故C错误;D.④液化氨气平衡正向进行,反应物转化率增大,⑤氮气和氢气循环使用有利于提高原料的转化率,故D正确;故选D。12.完成下列问题。(1)已知A、B、C、D均为气体,其能量变化如图:①若E1<E2,则该反应为_______(填“放热反应”
或“吸热反应”),根据题意判断A与C物质具有的能量大小关系:_______(填“大于”“小于”或“无法比较”)。②有关反应A+B=C+D的说法中不正确的是_______。A.反应前后原子的种类和数目一定不变B.反应物的总质量、总能量与生成物的总质量、总能量均相等C.若该反应为放热反应,则不需要
加热反应就一定能进行D.反应物中所有化学键断裂时吸收的总能量与形成新化学键时释放的总能量可能相等(2)某温度下,在2L密闭容器中充入4molA气体和3molB气体,发生下列反应:2A(g)+B(g)⇌C(
g)+xD(g),5s达到平衡。达到平衡时,生成了1molC,测定D的浓度为1mol/L。①求x=_______。②求这段时间A的平均反应速率为_______。平衡时B的浓度_______。③下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是______
_。A.单位时间内每消耗2molA,同时生成1molCB.单位时间内每生成1molB,同时生成1molCC.D的体积分数不再变化D.混合气体的压强不再变化E.B、C的浓度之比为1∶1F.混合气体的密度不再变化【答案】(
1)吸热反应无法比较BCD(2)20.2mol/(L·s)1mol/LBC【解析】(1)①根据能量守恒可知,E1<E2,说明反应物的总能量小于生成物的总能量,该反应为吸热反应;根据能量变化图可知,A、B的总能
量小于C、D的总能量,但不能确定A与C物质具有的能量大小;故答案为吸热反应;无法比较;②A.化学反应遵循质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目一定不变,故A说法正确;B.化学反应遵循质量守恒定律,则反应物的总质量和生成物总质量相等,化学反应也遵循能量守恒,
化学反应伴随能量的变化,因此反应物总能量与生成物的总能量一定不相等,故B说法错误;C.若该反应为放热反应,如铝热反应、氢气燃烧则需要加热才能进行,故C说法错误;D.化学反应一定伴随能量的变化,反应物中所有化学键断裂时吸收的总能量与形成新化学键时释放的总能量不相等,故D说法错误;答案为BCD;
(2)①5s内,生成D的物质的量为1mol/L×2L=2mol,相同时间段内,生成C的物质的量为1mol,变化的物质的量之比等于化学计量数之比,即x=2;故答案为2;根据反应方程式,5s内,消耗A的物质的量为2mol,用A表示的反应速率v(A)=2mol2L5s=0.
2mol/(L·s);5s时反应达到平衡,根据反应方程式可知,该时间段内消耗B的物质的量为1mol,则平衡时B的浓度为(3-1)mol2L=1mol/L;故答案为0.2mol/(L·s);1mol/L;②A.用不同物质的反应速率表示反应达到平衡,要求反应方向是一正一
逆,消耗A、生成C反应都是向右进行,因此单位时间内每消耗2molA,同时生成1molC,不能说明反应达到平衡,故A不符合题意;B.用不同物质的反应速率表示反应达到平衡,要求反应方向是一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之
比,单位时间内每生成1molB,同时生成1molC,推出v逆(B)∶v正(C)=1∶1,能说明反应达到平衡,故B符合题意;C.根据化学平衡状态的定义,当D的体积分数不再变化,说明反应达到平衡,故C符合题意;D.相同
条件下,压强之比与气体物质的量成正比例,根据反应方程式可知,反应前后气体系数之和相等,混合气体的压强始终保持不变,因此混合气体的压强不再变化,不能说明该反应达到平衡,故D不符合题意;E.根据上述分析,达到平衡时,B的物质的量浓度为1mol/L,C的物质的量
浓度为0.5mol/L,物质的量之比为2∶1,因此B、C的浓度之比为1∶1,不能说明反应达到平衡,故E不符合题意;F.组分都是气体,混合气体总质量保持不变,容器为恒容,根据密度的定义,混合气体的密度始终保持不变,即混合气体的密度不再变化,不能
说明反应达到平衡,故F不符合题意;答案为BC。