化学第二节 化学反应的速率与限度公开课习题课件ppt

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第二节化学反应的速率与限度
第三课时化学反应的限度（A）
1．对于化学反应的限度的叙述，错误的是（ ）
A．任何可逆反应都有一定的限度
B．化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等
C．化学反应的限度与时间的长短无关
D．化学反应的限度是不可改变的
2．下列对可逆反应的认识正确的是
A．与互为可逆反应
B．在可逆反应中，反应物和生成物同时存在，反应物的转化率小于100%
C．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
D．电解水生成氢气和氧气与氢气和氧气点燃生成水的反应互为可逆反应
3．CO和H2在一定条件下可以合成甲醇(CH3OH)：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)，下列叙述中能说明上述反应在一定条件下一定达到了反应的限度的是(　　)
A．CO全部转化为甲醇
B．正反应和逆反应的化学反应速率均为零
C．CO和H2以1∶2的物质的量之比反应生成甲醇
D．反应体系中甲醇的物质的量浓度不再变化
4．一定温度下，密闭容器中可逆反应3X(g)+Y(g) 2Z(g)达到限度的标志是
A．X的生成速率与Z的生成速率相等 B．单位时间内生成3n mol X，同时消耗n mol Y
C．某时刻X、Y、Z的浓度相等 D．某时刻X、Y、Z的分子个数比为3:1:2
5．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0，若在恒压容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是（ ）
A．容器内气体的密度不再变化
B．容器内压强保持不变
C．相同时间内，生成N-H键的数目与断开H-H键的数目相等
D．容器内气体的浓度之比c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
6．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是(　　)
①提高燃料的着火点　②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎　④将液体燃料雾化处理 ⑤将煤进行气化处理　⑥通入适当过量的空气
A．①③④⑤ B．②③⑤⑥
C．③④⑤⑥ D．①②③④
7．向一密闭容器中放入1molX，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)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是

A．t1时，只有正反应
B．t2～t3时，反应不再发生
C．t2时，容器内有1.5molY
D．t2～t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化
8．某同学为探究FeCl3与KI反应是否存在反应限度，设计了如下实验方案(FeCl3溶液、KI溶液浓度均为)，最合理的方案是( )

A．方案1 B．方案2 C．方案3 D．方案4
9．可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，在容积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是(   )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为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．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部
10．下列说法正确的是（ ）
A．，其他条件不变，缩小反应容器体积，正、逆反应速率均不变
B．，碳的质量不再改变说明反应已达平衡
C．若压强不再随时间变化能说明反应已达平衡，则A、C不能同时是气体
D．100 mL 2 mol/L的盐酸与锌反应时，加入适量的氯化钠溶液，生成氢气的速率不变
11．(1)在2 L的密闭容器中放入4 mol N2O5，发生如下反应：2N2O5（g）4NO2（g）+O2（g）。反应至5 min时,测得N2O5转化了20%，则v（NO2）为__ ；5 min时，N2O5在混合气体中的体积分数是__。
(2)某温度时，在一个2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。根据图中数据填空：

①该反应的化学方程式为________。
②若X、Y、Z均为气体，2 min时反应达到平衡，此时体系内压强与开始时的压强之比为_____。
③若X、Y、Z均为气体，则达平衡时，容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时_____（填“增大”“减小”或“相等”）。
④ 硫酸是一种重要的化工产品，硫酸消耗量常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”，有关反应2SO2+O2 2SO3的说法正确的是___（多选） 。
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
12．（1）一定温度下，在密闭容器内进行某化学反应，气体X、Y的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。

①写出该反应的化学方程式：__________。
②在和时正反应速率分别为和，则二者大小关系为_______（填“>”“ （2）AE 15%
【分析】
根据图示反应中物质的物质的量变化，判断反应物及生成物并书写反应方程式；根据平衡状态的本质及特征分析反应是否达到平衡；根据速率表达式及转化率概念计算。
【解析】
（1）①随着时间变化，Y的物质的量减少，X的物质的量增加，即Y为反应物、X为生成物，依据物质的量变化量之比等于化学计量数之比，可得化学方程式为；
②随着反应的进行，反应物的浓度降低，正反应速率减慢，即；
③反应正向进行，时刻达到化学平衡，即时刻反应程度最大；
故答案为：；>；；
（2）①A.反应前后气体计量数之和不相等，密闭容器容积固定，未平衡时随反应进行，气体总物质的量变化导致压强变化，因此容器内的压强不变时，说明反应达到平衡，故A正确；
B.各组分都是气体，气体总质量始终保持不变，容器为恒容状态，密度保持恒定，因此密度不变不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C.H─H键断裂和N—H键形成都说明反应向正反应方向进行，因此不能说明反应达到平衡，故C错误；
D.开始时通入量未知，因此已知物质的量浓度之比，不能判断是否达到平衡，故D错误；
E.根据化学平衡状态的定义，的质量分数不变，说明反应达到平衡，故E正确；
故答案为：AE；
②根据化学反应速率的计算公式，，
化学反应速率之比等于化学计量数之比，即，消耗的物质的量浓度为，的转化率为，故答案为：；15%。

B卷
1．C
【解析】
A．由于为可逆反应，故存在于O2、SO SO2中，A错误；
B．由于为可逆反应，故存在于O2、SO SO2中，B错误；
C．SO2分子中有一个时，它的相对分子质量为66， C正确；
D．不同的SO3分子中可能含有数目不等的，其相对分子质量不止一种， D 错误；
故选C。
2．C
【解析】
A．A为固体，反应前后气体的化学计量数之和相等，无论是否达到平衡状态，气体体积不变，所以不能根据容器体积判断是否达到平衡状态，故A错误；
B．无论反应是否达到平衡状态，B的生成速率和D的反应速率始终为3：1，所以不能说明正逆反应速率相等，故B错误；
C．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积可变，气体的质量可变，所以混合气体的密度不随时间变化能证明该反应达到平衡状态，故C正确；
D．平衡时浓度不再发生变化，但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系，平衡时的浓度取决于起始物质的配料比以及转化的程度，不能用以判断是否达到平衡状态，故D错误。
答案选C。
3．C
【解析】
A．该反应为可逆反应，不能进行完全，故放出的热量小于a kJ，A错误；
B．X和W分别为反应物和生成物，当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比不一定为1∶2，B错误；
C．当X的物质的量分数不再变化时，反应达到平衡，C正确；
D．若增大反应物浓度，一段时间后，正、逆反应速率均会增大，D错误；
故选C。
4．B
【解析】
5min后达到平衡，测得容器内B的浓度减少了0.2mol·L-1，则消耗的B的物质的量为5L×0.2mol•L-1=1mol，则

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-1，故A不符合题意；
B．A是固态，所以平衡时B的体积分数为，故B符合题意；
C．A是固态，所以初始时的压强与平衡时的压强比为，故C不符合题意；
D．平衡时B的转化率为，故D不符合题意；
故答案为：B。
5．D
【解析】
A．H2（g）+Br2（g） 2HBr（g）恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变，说明溴单质的浓度不再变化，达到了平衡，故A错误；
B．2NO2（g） N2O4（g）是前后气体系数和变化的反应，当恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变，达到了平衡，故B错误；
C．CaCO3（s）CO2（g）+ CaO（s）恒温、恒容下，反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值，质量变化，体积不变，所以密度变化，当气体密度保持不变的状态是平衡状态，故C错误；
D．N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3:1，不能证明正逆反应速率相等，不一定是平衡状态，故D正确；
故选：D。
6．D
【分析】
化工生产中生产条件的选择主要从反应速率和原料的转化率两方面考虑，同时也要考虑实际情况如生产成本等。
【解析】
A、选择温度时，从速率考虑需要高温，但是该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，原料的转化率降低，故选择400-500℃是该反应催化剂的催化活性、反应速率、反应限度等角度综合考虑的结果，故A正确；
B、在二氧化硫的催化氧化中，常压下二氧化硫的转化率很高，增大压强会增加成本，故B正确；
C、反应2SO2+O2⇌SO3中，适当增大氧气的量，可以提高二氧化硫的转化率，故C正确；
D、使用催化剂加快化学反应的速率，缩短反应的时间，提高生产效率，但不能提高SO3产率，故D错误。
答案选D。
【点睛】
本题考查工业制取硫酸中的二氧化硫的催化氧化原理，注意工业生产在环保、安全的基础上以经济效益为中心。
7．B
【解析】
若反应向正反应进行到达平衡，、的浓度最小，Z的浓度最大，假定完全反应，则：
，若反应逆正反应进行到达平衡，、的浓度最大，Z的浓度最小，假定完全反应，则：
由于为可逆反应，物质不能完全转化所以平衡时浓度范围为，，，故B正确、ACD错误；
答案选B。
【点睛】
化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，若反应向正反应进行到达平衡，、的浓度最小，Z的浓度最大；若反应逆正反应进行到达平衡，、的浓度最大，Z的浓度最小；利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值。
8．D
【解析】
A.，恒温恒容时，反应体系中气体的颜色保持不变，说明溴单质的浓度不再变化，达到了平衡，故A不符合题意；
B.是反应前后气体分子数变化的反应，当恒温恒容时，反应体系中气体的压强保持不变，说明达到了平衡，故B不符合题意；
C.，反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值，恒温恒容时，反应过程中气体质量变化，容积不变，所以密度变化，当气体密度保持不变，说明达到平衡状态，故C不符合题意；
D.反应体系中与的物质的量之比保持3：1，不能证明正、逆反应速率相等，不一定是平衡状态，故D符合题意；
故答案：D。
9．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；
②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；
③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；
④恒压时发生反应A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(g)，反应前后混合气体的总质量不变，混合气体的总物质的量发生改变，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。
综上所述，①④正确，答案为B。
10．D
【解析】
A、化学平衡状态的实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率还在改变，未达平衡，错误；
B、a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，错误；
C、从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，错误；
D、随着反应的进行，正反应速率增大，△t1＝△t2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段，正确；
答案选D。
11.（1）3A+B2C
（2）
（3）33.33% ＞ 是
（4）bc
（5）9:13
【分析】
由图像可知A、B为反应物，C为生成物，到t1秒时达到化学平衡状态，A物质浓度减小了0.6mol/L，B物质浓度减小了0.2mol/L，C浓度增大了0.4mol/L，三者之比为3:1:2，反应最终反应物和生成物共存，说明该反应是可逆反应，由此可知该反应的化学方程式为3A+B2C。
【解析】
（1）由分析可知该反应的化学方程式为3A+B2C，故答案为：3A+B2C；
（2）根据速率计算公式，0～t1s内气体B的平均反应速率为v（B）==，故答案为：；
（3）在t1时刻该反应已经达到化学平衡状态，此时B的物质的量分数为，(t1＋10)s时，反应已达化学平衡状态，B的物质的量分数不变，仍为33.33%；平衡时A的正反应速率等于逆反应速率，根据化学反应速率之比等于化学计量系数之比，但化学计量系数A＞B，则A的正反应速率大于B的逆反应速率；D点处于t1s和(t1＋10)s之间，反应已经处于平衡状态，故答案为：33.33%；＞；是；
（4）a．根据图像可知，到达t1时刻该反应已经处于平衡状态，化学平衡状态是动态平衡，该反应没有停止，故a错误；
b．在t1时刻之前，反应正向进行，气体B的消耗速率大于它的生成速率，故b正确；
c．在t1时刻，反应已经达到化学平衡状态，则气体C的正反应速率等于逆反应速率，故c正确；
综上所述，故答案为：bc；
（5）设该容器的容积为VL，起始的总物质的量为（0.8+0.5）Vmol=1.3Vmol，平衡时总物质的量为（0.2+0.3+0.4）Vmol=0.9Vmol，相同条件下，压强之比等于物质的量之比，所以(t1＋10)s时的压强与起始时的压强之比为0.9Vmol：1.3Vmol=9:13，故答案为：9:13。
12．Ⅰ（1）0.042 （2）BD （3） 75% （4） 22：3 （5） ＞
Ⅱ（1） bd （2）BD
【解析】
Ⅰ(1)从3min到9min，CO2浓度变为，CO2反应速率为。
故答案为：0.042。
(2)A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1(即图中交叉点)，不能说明反应达到平衡状态，A错误；
B．混合气体的物质的量为变量，则压强为变量，随着反应的进行，混合气体的压强不随时间的变化而变化，此时反应达到平衡，B正确；
C．单位时间内生成3mol H2，同时生成1mol CH3OH，则正、逆反应速率相等，C错误；
D．混合气体的质量不变，混合气体的物质的量是变量，则平均相对分子质量不随时间的变化而变化，此时反应达到平衡，D正确;
故选BD。
(3)由图像可知平衡时CO2的浓度为，则消耗的二氧化碳的浓度，CO2的转化率为；
故答案为：75%。
(4)







则平衡时混合气体中和的质量之比是；故答案为：22：3。
(5)第9分钟时达到平衡，，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，则第3分钟时大于第9分钟时；
故答案为：＞。
Ⅱ(1)由题图可知，X为生成物，Y为反应物。0～10min X增加了，Y减小了，反应达到平衡状态，故X、Y的化学计量数之比为2：1，且该反应为可逆反应，反应的化学方程式为；b、d两点处于化学平衡状态；
故答案为：Y⇌ 2X。
(2)对于可逆反应，反应开始后的任何时刻，正逆反应均在进行；根据题图可知0～t2，反应处于非平衡状态；t2后，该反应处于平衡状态，正逆反应速率相等，但不等于0；处于平衡状态时，各物质的浓度不再发生变化，故B、D正确；
故答案为：BD。