还剩11页未读，
继续阅读
鲁科版 (2019)必修 第二册第2章 化学键 化学反应规律第3节 化学反应的快慢和限度习题
展开
这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第2章 化学键 化学反应规律第3节 化学反应的快慢和限度习题，共14页。试卷主要包含了选择题，I2，非选择题等内容，欢迎下载使用。
化学反应的限度
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括9小题,每小题5分,共45分)
1.对于可逆反应:M+NQ达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.M、N、Q 3种物质的浓度一定相等
B.M、N全部变成了Q
C.反应混合物中各成分的百分组成不再变化
D.反应已经停止
【解析】选C。反应达到平衡时,各浓度不再变化,反应物不能完全转化为生成物,反应仍在进行没有停止。
2.(2019·北京101中学高一检测)在一定温度下体积不变的密闭容器中,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)达到平衡状态的标志是( )
A.各物质的浓度相等
B.A、B、C、D的浓度之比为1∶3∶2∶2
C.正反应速率与逆反应速率均为零
D.正反应速率与逆反应速率相等
【解析】选D。各物质的浓度相等时,该反应不一定达到平衡状态,与反应物初始浓度及转化率有关,选项A错误;A、B、C、D的浓度之比为1∶3∶2∶2,不能说明各组分的浓度不再变化,无法判断是否达到了平衡状态,选项B错误;达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不等于零,选项C错误;正逆反应速率相等,且不等于零时,反应达到平衡状态,选项D正确。
3.(2019·济南高一检测)对处于化学平衡的体系,从化学平衡与化学反应速率的关系可知( )
A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动
B.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化
C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大
D.只有在催化剂存在下,才会发生化学反应速率变化而化学平衡不移动的情况
【解析】选B。使用催化剂时,正、逆反应速率同等程度增大,平衡并不移动,A错误;化学平衡移动的过程就是由v(正)=v(逆)变为v(正)≠v(逆),再转化为v'(正)=v'(逆)的过程,B正确;反应进行的程度和反应速率无必然联系,故反应进行的程度大,正反应速率不一定大,C错误;对于类似H2(g)+I2(g)2HI(g)的反应,其他条件不变,缩小体积时,H2(g)、I2(g)、HI(g)的浓度同等程度增大,正、逆反应速率同等程度增大,故平衡不移动,D错误。
4.如图是可逆反应X2+3Y22Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述不正确的是( )
A.t1、t2时,用不同物质表示正、逆反应速率有2v(X2)=v(Z)
B.t2时,反应已达到了一定限度
C.t2～t3,反应不再发生
D.t2～t3,各物质的浓度不再发生变化
【解析】选C。对于任何化学反应,无论在何时,用不同物质表示同一反应的化学反应速率时,均存在反应速率之比等于化学计量数之比,A项正确;t2～t3,反应达到一定的限度,但没有停止,B项正确,C项错误;此时各物质的浓度不再发生变化,D项正确。
5.催化还原是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。在恒容密闭容器中,CO2和H2在催化剂作用下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是( )
A.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度相等
B.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再发生变化
C.单位时间内消耗1 ml CO2,同时生成1 ml CH3OH
D.CO2、H2、CH3OH、H2O的分子数之比为1∶3∶1∶1
【解析】选B。当体系达到平衡状态时,CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度可能相等,也可能不相等,故A错误;当CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化,说明正、逆反应速率相等,达到平衡状态,故B正确;消耗CO2和生成CH3OH都是正反应,无法确定正反应速率和逆反应速率的关系,不能确定是否达到平衡状态,故C错误;当体系达到平衡状态时,CO2、H2、CH3OH、H2O的分子数不再发生变化,而不是它们的分子数之比不变,故D错误。
6.在密闭容器中通入一定量的HI气体,使其在一定条件下发生反应:2HI(g)
H2(g)+I2(g)。下列叙述中,一定属于平衡状态的是 ( )
A.HI、H2、I2的浓度相等
B.混合气体的颜色不再变化
C.混合气体的总压强不再变化
D.v(HI)∶v(H2)∶v(I2)=2∶1∶1
【解析】选B。反应体系中各物质浓度相等不一定是平衡状态,A错误;三种物质中只有I2有颜色,既然颜色不变,说明I2的量不再增多也不再减少,则一定是平衡状态,B正确;因为该反应反应前后气体总物质的量不变,所以无论是否平衡,体系总压强都不变,故C错误;在任何条件下,用各物质表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比,D错误。
7.用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)。一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是( )
A.v逆(N2)=3v正(H2)
B.v正(HCl)=4v正(SiCl4)
C.混合气体密度保持不变
D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6
【解析】选C。利用化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知,A项应为3v逆(N2)=v正(H2),才表示v(正)=v(逆),故A错误;B项均表示正反应速率,无论反应是否处于平衡状态,都成立,B错误;混合气体密度不变,说明体系中混合气体质量不变,若未达到平衡,则混合气体质量改变,所以C项表示达到平衡状态;D项表示的浓度关系与是否平衡无关,错误。
8.(2019·深圳高一检测)500 ℃时,将2 ml N2和2.25 ml H2充入体积为10 L的恒容密闭容器中,反应达到平衡时,NH3的浓度不可能是( )
A.0.1 ml·L-1 ml·L-1
ml·L-1 ml·L-1
【解析】选D。由题意知,该反应中N2过量。假设2.25 ml H2完全参与反应,则生成NH3的浓度为0.15 ml·L-1,由于该反应是可逆反应,H2不可能完全转化生成NH3,故平衡时NH3的浓度小于0.15 ml·L-1。
9.(2018·山东合格考)恒温恒容条件下,能说明反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)一定处于化学平衡状态的是( )
A.混合气体的密度不再改变
B.容器内的压强保持不变
C.C与D的物质的量相等
D.消耗1 ml B的同时生成0.5 ml D
【解析】选A。混合气体的质量不再变化,由于是在恒容条件下,说明反应已处于平衡状态,A正确;气体系数前后相等,压强是个恒量,B错误;C与D的物质的量相等不能说明浓度不再改变,所以不能说明反应达到平衡状态,C错误;消耗1 ml B的同时生成0.5 ml D均表示正反应速率,所以不能说明反应达到平衡状态,D错误。
【方法规律】化学平衡标志的判断应注意的问题
(1)正逆反应速率相等与反应混合物中各组分的百分含量均保持不变是判断化学平衡状态的基本方法。这两个关系中的任何一个都可以单独用作判断化学反应是否达到平衡状态的标准。
(2)在mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反应中,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,在应用v(正)=v(逆)判断化学平衡状态时要充分注意这一点。
(3)化学平衡状态中,反应混合物里各组成成分的浓度(或百分比含量)保持不变,但是某些物理量保持不变的化学反应状态并不一定是化学平衡状态。因此,在应用反应混合物里各组成成分的浓度、百分含量、物质的颜色、气体的压强、气体的密度、气体的平均摩尔质量等判断化学平衡状态时,一定要慎重。
【补偿训练】
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义。对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在673 K、30 MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.点a的正反应速率比点b的小
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.点e处反应达到平衡
【解析】选D。由图可知,a点时n(H2)比b点大,即反应物浓度大,所以a点的正反应速率大于b点,A项错误,虽然c点时n(H2)=n(NH3),但二者的物质的量仍在随时间发生变化,故c点并没达到平衡,B项错误;由于在t1、t2时,n(H2)、n(NH3)不再随时间发生变化,表明反应已达到平衡,故d、e两点处n(N2)相等,C项错误,D项正确。二、非选择题(本题包括2小题,共25分)
10.(15分)(2019·威海高一检测) 某化学实验小组同学设计如图所示装置,烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2和N2O4的混合气体,中间用止水夹K夹紧,烧杯甲中盛放100 mL 6 ml·L-1的盐酸,烧杯乙中盛放100 mL的冷水,两烧杯液体温度相同。现向烧杯甲的溶液中放入25 g NaOH固体,同时向烧杯乙中放入25 g NH4NO3固体,搅拌使之溶解。
(1)写出烧瓶中存在的反应的化学方程式________,
实验前烧瓶中气体呈________色。
(2)请将该实验探究的题目补充完整 __。
(3)分别向甲、乙烧杯中加NaOH固体和NH4NO3固体后,某同学又用温度计测量两烧杯中液体的温度,发现甲中温度____________,乙中温度______________,原因是________________________。同时发现A瓶中气体颜色变深,B瓶中气体颜色变浅。
(4)由此,该小组同学得出的结论是 __。
【解析】烧瓶中的NO2和N2O4存在着相互转化反应, 2NO2N2O4,NO2红棕色,N2O4无色,烧瓶中气体呈红棕色,从实验操作可看出,该小组同学欲探究温度对化学平衡的影响。NaOH固体溶解且与盐酸发生中和反应均放热,使甲烧杯中溶液温度升高,平衡2NO2N2O4向左移动,气体颜色变深;NH4NO3溶于水吸热,使乙烧杯中溶液温度降低,平衡2NO2N2O4向右移动,B瓶中气体颜色变浅。
答案:(1)2NO2N2O4 红棕
(2)温度对化学平衡的影响
(3)升高 降低 甲中固体NaOH溶解放热,中和盐酸也放热,溶液温度升高,乙中NH4NO3溶解吸热,溶液温度降低
(4)温度升高时,2NO2N2O4向逆反应方向移动,温度降低时,向正反应方向移动,温度能影响化学平衡的移动
11.(10分)某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”。他们设计了如下实验:取5 mL 0.1 ml·L-1KI溶液于试管中,滴加0.1 ml·L-1FeCl3溶液2 mL,
(1)写出上述实验过程中反应的离子方程式。
提示:反应的离子方程式为2Fe3++2I-2Fe2++I2。
(2)怎样通过实验说明上述反应的发生。
提示:只要证明反应后的溶液中存在Fe2+和I2,就说明上述反应发生了。因此取少量反应液,加入少量CCl4,振荡,发现CCl4层显浅紫色,证明萃取到I2,即有I2生成(或取少量反应液,滴加淀粉溶液,若溶液变蓝,则说明生成了I2)。
(3)甲同学取少量反应液,滴加AgNO3溶液,发现有少量黄色沉淀(AgI)。此同学能否证明反应存在一定的限度?
提示:否。因为反应后的溶液中存在单质碘,且溶液中存在过量的I-。
(4)请你设计实验说明此反应具有一定的限度。
提示:取反应后的溶液少量,滴加KSCN溶液,溶液出现红色现象,说明该反应存在一定的限度。
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题7分,共14分)
12.(2019·黄山高一检测)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 ml·L-1、0.3 ml·L-1和0.08 ml·L-1,则下列判断不合理的是( )
①c1∶c2=1∶3
②平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3
③X和Y的转化率不相等
④c1的取值范围为0
A.①②B.③④C.①④D.②③
【解析】选D。分析浓度变化关系:
X(g)+3Y(g)2Z(g)
c起始/(ml·L-1) c1 c2 c3
c平衡/(ml·L-1) 0.1 0.3 0.08
化学方程式中反应物化学计量数之比为1∶3,所以反应中X和Y必然以1∶3消耗,因为达平衡时X和Y浓度之比为1∶3,故c1∶c2=1∶3,①正确;平衡时,Y和Z的生成速率之比应该和化学方程式中计量数之比相等,故Y和Z的生成速率之比为3∶2,②错误;由于起始时反应物是按方程式计量数之比配料,故X和Y转化率相等,③错误;运用极限法,假设Z完全转化为反应物,c1的极限值为0.14 ml·L-1,而题设c1>0,反应又是可逆的,故④正确。
13.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述正确的是( )
A.反应的化学方程式为2MN
B.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】选D。从曲线变化的趋势看,n(N)逐渐减小,n(M)逐渐增加。当t=0时,n(M)、n(N)均不为0,分别为2 ml、8 ml;t1时N由8 ml减至6 ml,减少2 ml,M增加1 ml,说明M、N之间的反应可表示为2NM;t1时M为3 ml,N为6 ml,即N的浓度为M的2倍;t2时M、N两物质的物质的量相等,且为4 ml,并非正、逆反应速率相等;t3时,M、N的物质的量不随时间改变,是化学平衡的特征,说明正、逆反应速率相等。
【补偿训练】
(2019·北京101中学高一检测)已知:转化率=某一反应物转化的量÷该反应物的初始量×100%。在一密闭容器中加入A、B、C三种气体,保持温度一定,在t1～t4时刻测得各物质的浓度如下表。据此判断下列结论不正确的是( )
A.在t4时刻,该反应处于化学平衡状态
B.t3时,A的转化率比B的转化率高
C.t1至t2时刻,该反应的速率为3 ml·L-1·s-1
D. 该反应的化学方程式是2A(g)+B(g)C(g)
【解析】选C。由表中数据可知,在t3时刻开始,该反应中各组分的浓度保持不变,处于化学平衡状态,A正确; t3时,A的转化率(×100%≈66.7%)比B的转化率(×100%=40%)高,B正确;化学反应速率必须指明以哪种反应物来表示,C不正确;达平衡时A、B、C的物质的量浓度改变的量之比为4∶2∶2=2∶1∶1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,故该反应的化学方程式是2A(g)+B(g)
C(g),D正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共16分)
14.(2019·扬州高一检测)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 。该反应为放热反应且每生成2 ml NH3,放出92.4 kJ的热量。
(1)当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如图所示。图中表示反应处于化学平衡状态的时间段(t1时刻后)为 __。
(2)在一定温度下,向一个容积为1 L的容器中通入2 ml氮气和8 ml氢气及固体催化剂,使之反应。已知平衡时容器内气体的压强为起始时的80%。
①N2的转化率(反应物的转化浓度与该反应物的起始浓度比值的百分比)为_______________。
②反应达到平衡时,放出热量为________(填序号)。
A.小于92.4 kJ
B.等于92.4 kJ
C.大于92.4 kJ
D.可能大于或小于或等于92.4 kJ
(3)下列能证明反应已达化学平衡的标志为______(填序号)。
A.压强不变
B.体系的温度不变
C.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
D.v正(N2)=v正(H2)
【解析】(1)v正=v逆时,表明反应处于化学平衡状态,故t2～t3,t4～t5段符合。
(2)气体的压强为起始的80%,则气体的物质的量也为起始时的80%,则减少量为20%,因此,反应后气体的总物质的量减少(2 ml+8 ml)×20%=2 ml。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
1 3 2 Δn=2
Δn: 1 ml 3 ml 2 ml 2 ml
因此反应中有1 ml N2和3 ml H2反应生成2 ml NH3,则反应放出热量为92.4 kJ,N2转化率为×100%=50%。
(3)因该反应是气体分子数减少且正反应为放热的反应,故压强、温度不变能证明反应达到化学平衡;反应达平衡时,N2、H2、NH3的浓度不再变化,与化学计量数之比无关,C错误;D项v正(N2)、v正(H2)同方向,不能说明反应到达平衡状态。
答案:(1)t2～t3、t4～t5
(2)①50% ②B
(3)AB
【补偿训练】
(2019·朝阳区高一检测)在2 L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:
(1)A点处v(正)______v(逆),A点正反应速率__________B点正反应速率(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)图中表示NO2变化的曲线是________。用O2表示从0～2 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______。
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
(4)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.选择高效催化剂
【解析】(1)A点,反应未达平衡,由表中数据知n(NO)随反应进行不断减小,说明反应从正向开始,所以A点v(正)>v(逆);A点处反应物的浓度大于B点,所以A点正反应速率大于B点。
(2)图中纵坐标为浓度,平衡时消耗n(NO)=0.020 ml-0.007 ml=0.013 ml,生成n(NO2)=0.013 ml。平衡时c(NO2)=0.006 5 ml·L-1,所以NO2的变化曲线为b。0～2 s内,NO的消耗浓度为=0.006 ml·L-1,故v(O2)==
1.5×10-3 ml·L-1·s-1。
(3)a表示是同一方向的速率,在任何时候都成立,而d中容器的体积及气体的总质量都不变,气体的密度也始终不变。
(4)分离出NO2气体后,浓度减小,反应速率减慢,而升高温度,选择高效催化剂及增大反应物浓度都会使反应速率增大。
答案:(1)大于 大于
(2)b 1.5×10-3 ml·L-1·s-1
(3)bc (4)bcd
关闭Wrd文档返回原板块测定时刻/s
t1
t2
t3
t4
c(A)/(ml·L-1)
6
3
2
2
c(B)/(ml·L-1)
5
3.5
3
3
c(C)/(ml·L-1)
1
2.5
3
3
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)
(ml)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
化学反应的限度
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括9小题,每小题5分,共45分)
1.对于可逆反应:M+NQ达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.M、N、Q 3种物质的浓度一定相等
B.M、N全部变成了Q
C.反应混合物中各成分的百分组成不再变化
D.反应已经停止
【解析】选C。反应达到平衡时,各浓度不再变化,反应物不能完全转化为生成物,反应仍在进行没有停止。
2.(2019·北京101中学高一检测)在一定温度下体积不变的密闭容器中,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)达到平衡状态的标志是( )
A.各物质的浓度相等
B.A、B、C、D的浓度之比为1∶3∶2∶2
C.正反应速率与逆反应速率均为零
D.正反应速率与逆反应速率相等
【解析】选D。各物质的浓度相等时,该反应不一定达到平衡状态,与反应物初始浓度及转化率有关,选项A错误;A、B、C、D的浓度之比为1∶3∶2∶2,不能说明各组分的浓度不再变化,无法判断是否达到了平衡状态,选项B错误;达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不等于零,选项C错误;正逆反应速率相等,且不等于零时,反应达到平衡状态,选项D正确。
3.(2019·济南高一检测)对处于化学平衡的体系,从化学平衡与化学反应速率的关系可知( )
A.化学反应速率变化时,化学平衡一定发生移动
B.化学平衡发生移动时,化学反应速率一定变化
C.正反应进行的程度大,正反应速率一定大
D.只有在催化剂存在下,才会发生化学反应速率变化而化学平衡不移动的情况
【解析】选B。使用催化剂时,正、逆反应速率同等程度增大,平衡并不移动,A错误;化学平衡移动的过程就是由v(正)=v(逆)变为v(正)≠v(逆),再转化为v'(正)=v'(逆)的过程,B正确;反应进行的程度和反应速率无必然联系,故反应进行的程度大,正反应速率不一定大,C错误;对于类似H2(g)+I2(g)2HI(g)的反应,其他条件不变,缩小体积时,H2(g)、I2(g)、HI(g)的浓度同等程度增大,正、逆反应速率同等程度增大,故平衡不移动,D错误。
4.如图是可逆反应X2+3Y22Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述不正确的是( )
A.t1、t2时,用不同物质表示正、逆反应速率有2v(X2)=v(Z)
B.t2时,反应已达到了一定限度
C.t2～t3,反应不再发生
D.t2～t3,各物质的浓度不再发生变化
【解析】选C。对于任何化学反应,无论在何时,用不同物质表示同一反应的化学反应速率时,均存在反应速率之比等于化学计量数之比,A项正确;t2～t3,反应达到一定的限度,但没有停止,B项正确,C项错误;此时各物质的浓度不再发生变化,D项正确。
5.催化还原是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。在恒容密闭容器中,CO2和H2在催化剂作用下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是( )
A.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度相等
B.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再发生变化
C.单位时间内消耗1 ml CO2,同时生成1 ml CH3OH
D.CO2、H2、CH3OH、H2O的分子数之比为1∶3∶1∶1
【解析】选B。当体系达到平衡状态时,CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度可能相等,也可能不相等,故A错误;当CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化,说明正、逆反应速率相等,达到平衡状态,故B正确;消耗CO2和生成CH3OH都是正反应,无法确定正反应速率和逆反应速率的关系,不能确定是否达到平衡状态,故C错误;当体系达到平衡状态时,CO2、H2、CH3OH、H2O的分子数不再发生变化,而不是它们的分子数之比不变,故D错误。
6.在密闭容器中通入一定量的HI气体,使其在一定条件下发生反应:2HI(g)
H2(g)+I2(g)。下列叙述中,一定属于平衡状态的是 ( )
A.HI、H2、I2的浓度相等
B.混合气体的颜色不再变化
C.混合气体的总压强不再变化
D.v(HI)∶v(H2)∶v(I2)=2∶1∶1
【解析】选B。反应体系中各物质浓度相等不一定是平衡状态,A错误;三种物质中只有I2有颜色,既然颜色不变,说明I2的量不再增多也不再减少,则一定是平衡状态,B正确;因为该反应反应前后气体总物质的量不变,所以无论是否平衡,体系总压强都不变,故C错误;在任何条件下,用各物质表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比,D错误。
7.用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)。一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是( )
A.v逆(N2)=3v正(H2)
B.v正(HCl)=4v正(SiCl4)
C.混合气体密度保持不变
D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6
【解析】选C。利用化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知,A项应为3v逆(N2)=v正(H2),才表示v(正)=v(逆),故A错误;B项均表示正反应速率,无论反应是否处于平衡状态,都成立,B错误;混合气体密度不变,说明体系中混合气体质量不变,若未达到平衡,则混合气体质量改变,所以C项表示达到平衡状态;D项表示的浓度关系与是否平衡无关,错误。
8.(2019·深圳高一检测)500 ℃时,将2 ml N2和2.25 ml H2充入体积为10 L的恒容密闭容器中,反应达到平衡时,NH3的浓度不可能是( )
A.0.1 ml·L-1 ml·L-1
ml·L-1 ml·L-1
【解析】选D。由题意知,该反应中N2过量。假设2.25 ml H2完全参与反应,则生成NH3的浓度为0.15 ml·L-1,由于该反应是可逆反应,H2不可能完全转化生成NH3,故平衡时NH3的浓度小于0.15 ml·L-1。
9.(2018·山东合格考)恒温恒容条件下,能说明反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)一定处于化学平衡状态的是( )
A.混合气体的密度不再改变
B.容器内的压强保持不变
C.C与D的物质的量相等
D.消耗1 ml B的同时生成0.5 ml D
【解析】选A。混合气体的质量不再变化,由于是在恒容条件下,说明反应已处于平衡状态,A正确;气体系数前后相等,压强是个恒量,B错误;C与D的物质的量相等不能说明浓度不再改变,所以不能说明反应达到平衡状态,C错误;消耗1 ml B的同时生成0.5 ml D均表示正反应速率,所以不能说明反应达到平衡状态,D错误。
【方法规律】化学平衡标志的判断应注意的问题
(1)正逆反应速率相等与反应混合物中各组分的百分含量均保持不变是判断化学平衡状态的基本方法。这两个关系中的任何一个都可以单独用作判断化学反应是否达到平衡状态的标准。
(2)在mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反应中,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,在应用v(正)=v(逆)判断化学平衡状态时要充分注意这一点。
(3)化学平衡状态中,反应混合物里各组成成分的浓度(或百分比含量)保持不变,但是某些物理量保持不变的化学反应状态并不一定是化学平衡状态。因此,在应用反应混合物里各组成成分的浓度、百分含量、物质的颜色、气体的压强、气体的密度、气体的平均摩尔质量等判断化学平衡状态时,一定要慎重。
【补偿训练】
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义。对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在673 K、30 MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.点a的正反应速率比点b的小
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.点e处反应达到平衡
【解析】选D。由图可知,a点时n(H2)比b点大,即反应物浓度大,所以a点的正反应速率大于b点,A项错误,虽然c点时n(H2)=n(NH3),但二者的物质的量仍在随时间发生变化,故c点并没达到平衡,B项错误;由于在t1、t2时,n(H2)、n(NH3)不再随时间发生变化,表明反应已达到平衡,故d、e两点处n(N2)相等,C项错误,D项正确。二、非选择题(本题包括2小题,共25分)
10.(15分)(2019·威海高一检测) 某化学实验小组同学设计如图所示装置,烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2和N2O4的混合气体,中间用止水夹K夹紧,烧杯甲中盛放100 mL 6 ml·L-1的盐酸,烧杯乙中盛放100 mL的冷水,两烧杯液体温度相同。现向烧杯甲的溶液中放入25 g NaOH固体,同时向烧杯乙中放入25 g NH4NO3固体,搅拌使之溶解。
(1)写出烧瓶中存在的反应的化学方程式________,
实验前烧瓶中气体呈________色。
(2)请将该实验探究的题目补充完整 __。
(3)分别向甲、乙烧杯中加NaOH固体和NH4NO3固体后,某同学又用温度计测量两烧杯中液体的温度,发现甲中温度____________,乙中温度______________,原因是________________________。同时发现A瓶中气体颜色变深,B瓶中气体颜色变浅。
(4)由此,该小组同学得出的结论是 __。
【解析】烧瓶中的NO2和N2O4存在着相互转化反应, 2NO2N2O4,NO2红棕色,N2O4无色,烧瓶中气体呈红棕色,从实验操作可看出,该小组同学欲探究温度对化学平衡的影响。NaOH固体溶解且与盐酸发生中和反应均放热,使甲烧杯中溶液温度升高,平衡2NO2N2O4向左移动,气体颜色变深;NH4NO3溶于水吸热,使乙烧杯中溶液温度降低,平衡2NO2N2O4向右移动,B瓶中气体颜色变浅。
答案:(1)2NO2N2O4 红棕
(2)温度对化学平衡的影响
(3)升高 降低 甲中固体NaOH溶解放热,中和盐酸也放热,溶液温度升高,乙中NH4NO3溶解吸热,溶液温度降低
(4)温度升高时,2NO2N2O4向逆反应方向移动,温度降低时,向正反应方向移动,温度能影响化学平衡的移动
11.(10分)某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”。他们设计了如下实验:取5 mL 0.1 ml·L-1KI溶液于试管中,滴加0.1 ml·L-1FeCl3溶液2 mL,
(1)写出上述实验过程中反应的离子方程式。
提示:反应的离子方程式为2Fe3++2I-2Fe2++I2。
(2)怎样通过实验说明上述反应的发生。
提示:只要证明反应后的溶液中存在Fe2+和I2,就说明上述反应发生了。因此取少量反应液,加入少量CCl4,振荡,发现CCl4层显浅紫色,证明萃取到I2,即有I2生成(或取少量反应液,滴加淀粉溶液,若溶液变蓝,则说明生成了I2)。
(3)甲同学取少量反应液,滴加AgNO3溶液,发现有少量黄色沉淀(AgI)。此同学能否证明反应存在一定的限度?
提示:否。因为反应后的溶液中存在单质碘,且溶液中存在过量的I-。
(4)请你设计实验说明此反应具有一定的限度。
提示:取反应后的溶液少量,滴加KSCN溶液,溶液出现红色现象,说明该反应存在一定的限度。
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题7分,共14分)
12.(2019·黄山高一检测)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 ml·L-1、0.3 ml·L-1和0.08 ml·L-1,则下列判断不合理的是( )
①c1∶c2=1∶3
②平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3
③X和Y的转化率不相等
④c1的取值范围为0
A.①②B.③④C.①④D.②③
【解析】选D。分析浓度变化关系:
X(g)+3Y(g)2Z(g)
c起始/(ml·L-1) c1 c2 c3
c平衡/(ml·L-1) 0.1 0.3 0.08
化学方程式中反应物化学计量数之比为1∶3,所以反应中X和Y必然以1∶3消耗,因为达平衡时X和Y浓度之比为1∶3,故c1∶c2=1∶3,①正确;平衡时,Y和Z的生成速率之比应该和化学方程式中计量数之比相等,故Y和Z的生成速率之比为3∶2,②错误;由于起始时反应物是按方程式计量数之比配料,故X和Y转化率相等,③错误;运用极限法,假设Z完全转化为反应物,c1的极限值为0.14 ml·L-1,而题设c1>0,反应又是可逆的,故④正确。
13.在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述正确的是( )
A.反应的化学方程式为2MN
B.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】选D。从曲线变化的趋势看,n(N)逐渐减小,n(M)逐渐增加。当t=0时,n(M)、n(N)均不为0,分别为2 ml、8 ml;t1时N由8 ml减至6 ml,减少2 ml,M增加1 ml,说明M、N之间的反应可表示为2NM;t1时M为3 ml,N为6 ml,即N的浓度为M的2倍;t2时M、N两物质的物质的量相等,且为4 ml,并非正、逆反应速率相等;t3时,M、N的物质的量不随时间改变,是化学平衡的特征,说明正、逆反应速率相等。
【补偿训练】
(2019·北京101中学高一检测)已知:转化率=某一反应物转化的量÷该反应物的初始量×100%。在一密闭容器中加入A、B、C三种气体,保持温度一定,在t1～t4时刻测得各物质的浓度如下表。据此判断下列结论不正确的是( )
A.在t4时刻,该反应处于化学平衡状态
B.t3时,A的转化率比B的转化率高
C.t1至t2时刻,该反应的速率为3 ml·L-1·s-1
D. 该反应的化学方程式是2A(g)+B(g)C(g)
【解析】选C。由表中数据可知,在t3时刻开始,该反应中各组分的浓度保持不变,处于化学平衡状态,A正确; t3时,A的转化率(×100%≈66.7%)比B的转化率(×100%=40%)高,B正确;化学反应速率必须指明以哪种反应物来表示,C不正确;达平衡时A、B、C的物质的量浓度改变的量之比为4∶2∶2=2∶1∶1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,故该反应的化学方程式是2A(g)+B(g)
C(g),D正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共16分)
14.(2019·扬州高一检测)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 。该反应为放热反应且每生成2 ml NH3,放出92.4 kJ的热量。
(1)当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如图所示。图中表示反应处于化学平衡状态的时间段(t1时刻后)为 __。
(2)在一定温度下,向一个容积为1 L的容器中通入2 ml氮气和8 ml氢气及固体催化剂,使之反应。已知平衡时容器内气体的压强为起始时的80%。
①N2的转化率(反应物的转化浓度与该反应物的起始浓度比值的百分比)为_______________。
②反应达到平衡时,放出热量为________(填序号)。
A.小于92.4 kJ
B.等于92.4 kJ
C.大于92.4 kJ
D.可能大于或小于或等于92.4 kJ
(3)下列能证明反应已达化学平衡的标志为______(填序号)。
A.压强不变
B.体系的温度不变
C.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
D.v正(N2)=v正(H2)
【解析】(1)v正=v逆时,表明反应处于化学平衡状态,故t2～t3,t4～t5段符合。
(2)气体的压强为起始的80%,则气体的物质的量也为起始时的80%,则减少量为20%,因此,反应后气体的总物质的量减少(2 ml+8 ml)×20%=2 ml。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
1 3 2 Δn=2
Δn: 1 ml 3 ml 2 ml 2 ml
因此反应中有1 ml N2和3 ml H2反应生成2 ml NH3,则反应放出热量为92.4 kJ,N2转化率为×100%=50%。
(3)因该反应是气体分子数减少且正反应为放热的反应,故压强、温度不变能证明反应达到化学平衡;反应达平衡时,N2、H2、NH3的浓度不再变化,与化学计量数之比无关,C错误;D项v正(N2)、v正(H2)同方向,不能说明反应到达平衡状态。
答案:(1)t2～t3、t4～t5
(2)①50% ②B
(3)AB
【补偿训练】
(2019·朝阳区高一检测)在2 L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:
(1)A点处v(正)______v(逆),A点正反应速率__________B点正反应速率(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)图中表示NO2变化的曲线是________。用O2表示从0～2 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______。
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
(4)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.选择高效催化剂
【解析】(1)A点,反应未达平衡,由表中数据知n(NO)随反应进行不断减小,说明反应从正向开始,所以A点v(正)>v(逆);A点处反应物的浓度大于B点,所以A点正反应速率大于B点。
(2)图中纵坐标为浓度,平衡时消耗n(NO)=0.020 ml-0.007 ml=0.013 ml,生成n(NO2)=0.013 ml。平衡时c(NO2)=0.006 5 ml·L-1,所以NO2的变化曲线为b。0～2 s内,NO的消耗浓度为=0.006 ml·L-1,故v(O2)==
1.5×10-3 ml·L-1·s-1。
(3)a表示是同一方向的速率,在任何时候都成立,而d中容器的体积及气体的总质量都不变,气体的密度也始终不变。
(4)分离出NO2气体后,浓度减小,反应速率减慢,而升高温度,选择高效催化剂及增大反应物浓度都会使反应速率增大。
答案:(1)大于 大于
(2)b 1.5×10-3 ml·L-1·s-1
(3)bc (4)bcd
关闭Wrd文档返回原板块测定时刻/s
t1
t2
t3
t4
c(A)/(ml·L-1)
6
3
2
2
c(B)/(ml·L-1)
5
3.5
3
3
c(C)/(ml·L-1)
1
2.5
3
3
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)
(ml)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
相关试卷
高中鲁科版 (2019)第3节 化学反应的快慢和限度第2课时一课一练： 这是一份高中鲁科版 (2019)第3节 化学反应的快慢和限度第2课时一课一练，共9页。试卷主要包含了9倍,则++2x=0等内容，欢迎下载使用。
高中第3节 饮食中的有机化合物巩固练习： 这是一份高中第3节 饮食中的有机化合物巩固练习，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
化学必修 第二册第3节 饮食中的有机化合物巩固练习： 这是一份化学必修 第二册第3节 饮食中的有机化合物巩固练习，共3页。
