2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第6章化學(xué)反應(yīng)與能量第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率與限度第2課時化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的控制作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGE8-第2課時化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的限制課后·訓(xùn)練提升合格考過關(guān)檢驗1.煤本身是可燃物質(zhì),但是塊狀的煤用明火靠近都不燃燒,而當(dāng)煤變?yōu)榉勰顟B(tài)時,在空氣中達到肯定的濃度遇明火即快速爆炸,其緣由是()。A.粉末狀態(tài)的煤比塊狀煤的著火點低B.粉末狀態(tài)的煤比塊狀煤放出的熱量多C.粉末狀態(tài)的煤比塊狀煤的總表面積大D.粉末狀態(tài)的煤呈氣態(tài),屬于可燃性氣體答案:C解析:煤變?yōu)榉勰顟B(tài)時,總表面積大,與空氣中的氧氣親密接觸時,一旦遇見火源,便發(fā)生猛烈的氧化還原反應(yīng)。2.在一密閉容器中進行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反應(yīng)過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1,當(dāng)反應(yīng)達到平衡時,可能存在的數(shù)據(jù)是()。A.SO2為0.4mol·L-1,O2為0.2mol·L-1B.SO2為0.25mol·L-1C.SO2、SO3均為0.15mol·L-1D.SO3為0.4mol·L-1答案:B解析:首先采納極限法分析。若反應(yīng)向右進行究竟,則有:c(SO2)=0,c(O2)=0,c(SO3)=0.4mol·L-1;若反應(yīng)向左進行究竟,則有:c(SO2)=0.4mol·L-1,c(O2)=0.2mol·L-1,c(SO3)=0?；瘜W(xué)反應(yīng)的限度確定了可逆反應(yīng)中的各種成分是不行能完全轉(zhuǎn)化的,所以平衡時各物質(zhì)的濃度范圍為0<c(SO2)<0.4mol·L-1,0<c(O2)<0.2mol·L-1,0<c(SO3)<0.4mol·L-1,A、D錯誤;若SO2為0.15mol·L-1,則轉(zhuǎn)化的SO2的濃度為(0.2-0.15)mol·L-1=0.05mol·L-1,此時SO3的濃度為(0.2+0.05)mol·L-1=0.25mol·L-1,C錯誤。3.某溫度時,在容積為3L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變更的曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析,下列結(jié)論錯誤的是()。A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Z+Y3XB.反應(yīng)起先至2min末,X的化學(xué)反應(yīng)速率為0.2mol·L-1·s-1C.該反應(yīng)是由正、逆反應(yīng)同時起先的,最終建立平衡D.若增加或削減X的物質(zhì)的量,化學(xué)反應(yīng)速率肯定會發(fā)生明顯的變更答案:B解析:從題圖中橫、縱坐標及曲線的變更趨勢可找到X、Y、Z轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量之比,即可寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Z+Y3X,故A項正確;依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的計算公式,可求出X的化學(xué)反應(yīng)速率:v(X)=0.8mol-0.4mol3L×2min×60s·min-1≈0.0011mol·L-1·s-1,故B項錯誤;依據(jù)題圖中曲線均不通過原點,可推斷該可逆反應(yīng)是由正、逆反應(yīng)同時起先4.在容積固定的容器中,對于反應(yīng)A(g)+B(g)3C(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng)),下列敘述為平衡狀態(tài)標記的是()。①單位時間內(nèi)A、B生成C的分子數(shù)與分解C的分子數(shù)相等②外界條件不變時,A、B、C濃度不隨時間變更③體系的分子總數(shù)不再變更④體系的壓強不再變更A.①②③B.①③④C.②③④D.①②③④答案:D解析:①同一物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率相等,說明已達平衡;②濃度不變,說明已達平衡;③④由于該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)變更的反應(yīng),沒有達到平衡之前,壓強是變更的,分子總數(shù)也是變更的,只有平衡了,兩者才不會變更,故①②③④均正確。5.肯定條件下,對于反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)。達平衡時,X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1和0.08mol·L-1,則下列推斷不合理的是()。①c1∶c2=1∶3②平衡時,Y和Z的生成速率之比為2∶3③X和Y的轉(zhuǎn)化率不相等④c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1A.①②B.③④C.①④D.②③答案:D解析:分析濃度變更關(guān)系:X(g)+3Y(g)2Z(g)c起始/(mol·L-1) c1 c2 c3c平衡/(mol·L-1) 0.1 0.3 0.08反應(yīng)的化學(xué)方程式中反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)之比為1∶3,所以反應(yīng)中X和Y必定以物質(zhì)的量之比為1∶3消耗,因為達平衡時X和Y濃度之比為1∶3,故c1∶c2=1∶3,①正確;平衡時Y和Z的生成速率之比應(yīng)當(dāng)和化學(xué)方程式中對應(yīng)化學(xué)計量數(shù)之比相等,故Y和Z的生成速率之比為3∶2,②錯誤;由于起始時反應(yīng)物是按化學(xué)計量數(shù)之比配料,故X和Y的轉(zhuǎn)化率相等,③錯誤;運用極限法,假設(shè)Z完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,c1的極限值為0.14mol·L-1,而題設(shè)c1>0,反應(yīng)又是可逆的,④正確。6.將1mol純凈的A置于真空密閉容器中(假設(shè)容器容積不變,固體試樣體積忽視不計),在恒定溫度下使其分解達到平衡:A(s)2B(g)+C(g),下列可以推斷該反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()。A.反應(yīng)速率:vB(正)=vC(逆)B.B的體積分數(shù)不變C.氣體的密度保持不變D.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變答案:C解析:依據(jù)方程式可知反應(yīng)速率:vB(正)=2vC(逆)時達到平衡狀態(tài),A項錯誤;體系中氣體只有B、C,無論是否達到了平衡狀態(tài),體積比始終是2∶1,B、C的體積分數(shù)始終不變,B項錯誤;依據(jù)ρ=mV,容器容積不變,反應(yīng)物A是固體,只要反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài),氣體的質(zhì)量就會變更,當(dāng)達到了平衡狀態(tài)后,氣體的密度不再變更,C項正確;體系中氣體只有B、C,無論是否達到了平衡狀態(tài),B和C的物質(zhì)的量比始終是2∶7.在200℃時,將amolH2(g)和bmolI2(g)充入容積為VL的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):I2(g)+H2(g)2HI(g)。(1)反應(yīng)剛起先時,由于c(H2)=,c(I2)=。而c(HI)=,所以化學(xué)反應(yīng)速率最大,而最小(為0)。

(2)隨著反應(yīng)的進行,反應(yīng)混合物中各組分濃度的變更趨勢為c(H2),c(I2),而c(HI),從而化學(xué)反應(yīng)速率v(正),而v(逆)。

(3)當(dāng)反應(yīng)進行到v(正)與v(逆)時,此可逆反應(yīng)達到了最大限度。若保持外界條件不變,混合物中各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率都將。

答案:(1)aVmol·L-1bVmol·L-10v(正)(2)減小減小增大減小增大(3)相等保持不變解析:本題主要考查化學(xué)平衡建立的過程,起先時,c(H2)和c(I2)為最大值,正反應(yīng)速率最大,由于此時沒有HI,逆反應(yīng)速率最小,為0,隨著反應(yīng)的進行,c(H2)和c(I2)越來越小,正反應(yīng)速率越來越小,逆反應(yīng)速率漸漸增大,直到平衡,v(正)=v(逆)。8.肯定溫度下,在容積為VL的密閉容器中進行反應(yīng):aN(g)bM(g),M、N的物質(zhì)的量隨時間的變更曲線如下圖所示:(1)此反應(yīng)的化學(xué)方程式中ab=(2)t1到t2時刻,以M的濃度變更表示的平均反應(yīng)速率為。

(3)下列敘述能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是(填字母)。

A.反應(yīng)中M與N的物質(zhì)的量之比為1∶1B.混合氣體的總質(zhì)量不隨時間的變更而變更C.混合氣體的總物質(zhì)的量不隨時間的變更而變更D.單位時間內(nèi)每消耗amolN,同時生成bmolME.混合氣體的壓強不隨時間的變更而變更答案:(1)2(2)1(t2-(3)CE解析:(1)化學(xué)計量數(shù)之比等于物質(zhì)的量的變更量之比,所以a∶b=(8mol-2mol)∶(5mol-2mol)=2∶1,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2N(g)M(g)。(2)v(M)=4mol-3mol(t2(3)達到平衡狀態(tài)時,各組分的濃度不再發(fā)生變更,物質(zhì)的量相等不能說明達到平衡狀態(tài),A選項錯誤;該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物都是氣體,依據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)前后,混合氣體的質(zhì)量始終不變,B選項錯誤;該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),若反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài),反應(yīng)過程中氣體的總物質(zhì)的量和壓強始終在減小,當(dāng)氣體的總物質(zhì)的量和壓強不再發(fā)生變更時,則說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài),C和E選項正確;消耗amolN和生成bmolM都表示的是正反應(yīng)速率,沒有體現(xiàn)正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系,不能說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài),D選項錯誤。等級考素養(yǎng)提升1.在生產(chǎn)、生活中為增大反應(yīng)速率而實行的措施合理的是()。A.食物放在冰箱中B.在食品中添加適量防腐劑C.在糕點包裝內(nèi)放置小包除氧劑D.工業(yè)上燃燒黃鐵礦制取SO2時,先將礦石粉碎答案:D解析:冰箱中溫度較低,食物放在冰箱中,可減小食物腐敗的速率,A項錯誤;在食品中添加適量防腐劑,減小食品變質(zhì)的速率,B項錯誤;在糕點包裝內(nèi)放置小包除氧劑,可抑制糕點的氧化,防止變質(zhì),C項錯誤;工業(yè)上燃燒黃鐵礦制取SO2時,先將礦石粉碎,固體表面積增大,反應(yīng)速率增大,D項正確。2.(雙選)已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),若反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,則正確的關(guān)系式為()。A.4v(NH3)=5v(O2)B.6v(O2)=5v(H2O)C.2v(NH3)=3v(H2O)D.4v(O2)=5v(NO)答案:BD解析:反應(yīng)速率之比等于相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比,則依據(jù)方程式4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)可知,v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6,D項正確。3.NO2與SO2混合可發(fā)生放熱反應(yīng):NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。在100℃下將1molNO2與1molSO2的混合氣體置于絕熱(不與外界進行熱交換)恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)。(1)SO2的正反應(yīng)速率隨時間變更的趨勢如圖所示,則下列說法正確的是(填字母,下同)。

A.反應(yīng)在C點達到平衡狀態(tài)B.反應(yīng)物濃度:A點小于B點C.當(dāng)Δt1=Δt2時,SO2的平均反應(yīng)速率:AB段小于BC段D.當(dāng)Δt1=Δt2時,SO2的消耗量:AB段大于BC段(2)推斷此反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標記是。

A.體系的壓強不再發(fā)生變更B.混合氣體的密度不變C.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變D.各組分的物質(zhì)的量濃度不再變更E.體系的溫度不再發(fā)生變更F.v正(NO2)=v逆(NO)答案:(1)C(2)ADEF解析:(1)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,反應(yīng)速率應(yīng)保持不變,A項錯誤;隨著反應(yīng)的進行,反應(yīng)物濃度越來越小,所以反應(yīng)物濃度:A點大于B點,B項錯誤;由圖可知,AB段的平均反應(yīng)速率小于BC段,所以Δt1=Δt2時,SO2的消耗量:AB段小于BC段,C項正確,D項錯誤。(2)該反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的放熱反應(yīng),在絕熱的條件下進行,則體系的溫度是不斷上升的,直至達到平衡狀態(tài)。依據(jù)上面的分析可知,反應(yīng)過程中溫度上升,體積不變,則體系壓強增大,當(dāng)體系的壓強不再發(fā)生變更,則說明反應(yīng)已經(jīng)處于平衡狀態(tài),A項正確;該反應(yīng)中混合氣體的體積不變,質(zhì)量不變,所以混合氣體的密度不隨反應(yīng)的進行而變更,故不能作為達到平衡狀態(tài)的標記,B項錯誤;反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量和物質(zhì)的量都不變,所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨反應(yīng)的進行而變更,故不能作為達到平衡狀態(tài)的標記,C項錯誤;各組分的物質(zhì)的量濃度不再變更,則反應(yīng)處于平衡狀態(tài),D項正確;依據(jù)上面的分析可知,當(dāng)體系的溫度不再發(fā)生變更,則反應(yīng)處于平衡狀態(tài),E項正確;v正(NO2)=v逆(NO),則反應(yīng)處于平衡狀態(tài),F項正確。4.在2L的恒容密閉容器內(nèi),800℃時進行反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g),已知n(NO)隨時間的變更如下表:時間/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)下圖表示NO2變更的曲線是。用O2表示從0~2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=。

(2)能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是。

A.v(NO2)=2v(O2)B.容器內(nèi)壓強保持不變C.v逆(NO)=2v正(O2)D.容器內(nèi)密度保持不變(3)為使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,下列措施正確的是。

A.剛好分別出NO2氣體B.適當(dāng)上升溫度C.增大O2的濃度D.選擇高效催化劑答案:(1)b1.5×10-3mol·L-1·s-1(2)BC(3)BCD解析:(1)NO2的起始濃度為c(NO2)=0,2s時c(NO2)可依據(jù)圖表中n(NO)的變更量求解,c(NO2)=Δc(NO)=0.02mol-0.008mol2L=0.006mol·L-1,故答案選b。由圖表可求0~2s內(nèi)v(