資源簡(jiǎn)介

作業(yè)18　化學(xué)反應(yīng)的限度　化學(xué)反應(yīng)條件的控制
題組一　可逆反應(yīng)
1.下列關(guān)于物質(zhì)“反應(yīng)程度”的說(shuō)法正確的是(　　)
A.一定條件下，2 mol SO2與足量O2反應(yīng)可得到2 mol SO3
B.1 mol Cl2與足量的H2O反應(yīng)可生成1 mol HClO
C.1 mol H2與1 mol I2反應(yīng)可制備2 mol HI
D.一定條件下，1 mol N2與3 mol H2反應(yīng)可制備1.0 mol NH3
2.(2024·天津高一段考)下列各組兩個(gè)反應(yīng)互為可逆反應(yīng)的是(　　)
①2Na+Cl22NaCl與2NaCl2Na+Cl2↑
②H2SO4(濃)+2HBr===2H2O+Br2+SO2↑與Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
③2NO2===N2O4與N2O4===2NO2
④CO2+H2O===H2CO3與H2CO3===H2O+CO2↑
A.①②　B.②③　C.③④　D.①④
題組二　化學(xué)反應(yīng)的限度
3.500 ℃時(shí)，將2 mol N2和2.25 mol H2充入體積為10 L的恒容密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，NH3的濃度不可能是(　　)
A.0.1 mol·L-1 B.0.12 mol·L-1
C.0.05 mol·L-1 D.0.16 mol·L-1
4.(2024·廣西防城港高一段考)一定條件下的密閉容器中，發(fā)生可逆反應(yīng)：N2+3H22NH3，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，有關(guān)描述正確的是(　　)
A.N2和H2全部轉(zhuǎn)化為NH3
B.NH3的濃度不再變化
C.正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等且等于0
D.N2、H2、NH3的物質(zhì)的量之比為1∶3∶2
題組三　化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
5.在實(shí)驗(yàn)室中模擬H2(g)+I2(g)2HI(g)時(shí)，控制反應(yīng)條件不變，將一定量的氫氣和碘蒸氣充入恒容密閉容器中，反應(yīng)一段時(shí)間后，不能確定該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(　　)
A.容器中的壓強(qiáng)不再變化
B.H2的濃度不再變化
C.容器中混合物的顏色不再變化
D.HI的物質(zhì)的量不再變化
6.(2024·福州高一期中)將1 mol固體A置于體積不變的真空密閉容器中(固體試樣體積忽略不計(jì))，在恒定溫度下使其分解：A(s)2B(g)+C(g)，下列可以判斷該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(　　)
A.物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度：c(B)=2c(C)
B.混合氣體的密度保持不變
C.B的體積分?jǐn)?shù)不變
D.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
題組四　化學(xué)反應(yīng)條件的控制
7.工業(yè)上合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在實(shí)際生產(chǎn)中為提高合成氨的反應(yīng)速率，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.溫度越高，反應(yīng)速率越快，因此采取的溫度越高越好
B.壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越快，因此采取的壓強(qiáng)越大越好
C.催化劑能加快反應(yīng)速率，因此可選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?br/>D.可向容器中加入一定量的水蒸氣，使氨氣溶解以提高反應(yīng)速率
8.(2023·遼寧撫順高一期中)在工業(yè)生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)中，下列做法與調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率無(wú)關(guān)的是(　　)
A.煅燒礦石時(shí)，向爐膛中鼓入空氣增強(qiáng)火勢(shì)
B.將Fe與稀H2SO4反應(yīng)中的稀H2SO4換成稀HNO3
C.食品抽真空包裝
D.實(shí)驗(yàn)室制氫氣時(shí)，用鋅粉代替鋅塊
9.(2024·成都高一期中)一定條件下發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，若SO2、O2、SO3的起始濃度分別為a mol·L-1、b mol·L-1、 c mol·L-1(均不為零)，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，SO2、O2、SO3濃度分別為0.18 mol·L-1、0.09 mol·L-1和0.2 mol·L-1，則下列判斷錯(cuò)誤的是(　　)
A.a+c=0.38
B.b的取值范圍為0C.平衡時(shí)，O2和SO3的生成速率之比為1∶2
D.起始時(shí)，消耗SO2的速率一定大于生成SO2的速率
10.(2023·杭州高一期中)在一定溫度下，在某恒容的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A.加入少量碳后，CO生成速率加快
B.氣體的密度不隨時(shí)間而改變，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡
C.升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小
D.若2 mol H—O斷裂，同時(shí)有1 mol H—H生成，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡
11.(2023·湖北仙桃中學(xué)高一質(zhì)檢)下列描述的化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)，不一定是平衡狀態(tài)的是(　　)
A.H2(g)+Br2(g)2HBr(g)，絕熱、恒容下，反應(yīng)體系中氣體的壓強(qiáng)保持不變
B.2NO2(g)N2O4(g)，恒溫、恒容下，反應(yīng)體系中氣體的顏色保持不變
C.CaCO3(s)CO2(g)+CaO(s)，恒溫、恒容下，反應(yīng)體系中氣體的密度保持不變
D.NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)，恒溫、恒容下，反應(yīng)體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
12.在一定條件下，將3 mol A和1 mol B兩種氣體混合于固定容積為2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末該反應(yīng)達(dá)到平衡，生成0.8 mol D，并測(cè)得C的濃度為0.2 mol·L-1。下列判斷正確的是(　　)
A.x=2
B.B的轉(zhuǎn)化率為50%
C.2 min內(nèi)A的平均反應(yīng)速率為0.3 mol·L-1·min-1
D.若混合氣體的密度保持不變，則表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
13.(6分)為了凈化汽車尾氣，工業(yè)上采用CO與NO在催化劑的作用下反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體的工藝：2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，在250 ℃條件下，向5 L恒容密閉容器中通入等物質(zhì)的量的CO和NO，測(cè)得n(CO)隨時(shí)間的變化情況如表：
時(shí)間/s 0 1 2 3 4 5
n(CO)/mol 0.40 0.35 0.31 0.30 0.30 0.30
回答下列問題：
(1)0~2 s內(nèi)用N2表示的反應(yīng)速率是　　　　　。
(2)平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度為　　　　　　。
(3)能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是　　　　(填字母)。
A.n(CO2)=n(NO)　B.n(CO2)=n(CO)
C.v逆(CO)=v正(CO)
14.(10分)在2 L密閉容器中，800 ℃時(shí)，反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中，n(NO)隨時(shí)間的變化如下表所示。
時(shí)間/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)上圖中，A點(diǎn)處v正　　(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。
(2)圖中表示NO2變化的曲線是　　　　　　。用O2表示從0~2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=　　　　。
(3)下列能說(shuō)明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是　　　
(填字母，下同)。
a.v(NO2)=2v(O2)
b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c.v逆(NO)=2v正(O2)
d.容器內(nèi)的密度保持不變
(4)下列能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大的是　　　　。
a.向容器中充入氬氣 b.適當(dāng)升高溫度
c.增大O2的濃度 d.選擇高效的催化劑
15.(12分)甲、乙兩個(gè)研究小組決定用實(shí)驗(yàn)探究的方法證明化學(xué)反應(yīng)具有一定的限度，在一定條件下會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)。
Ⅰ.甲組：取5 mL 0.1 mol·L-1的KI溶液于試管中，滴加0.1 mol·L-1的FeCl3溶液2 mL，發(fā)生反應(yīng)：2I-+2Fe3+2Fe2++I2。為了證明該反應(yīng)具有一定的限度，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：①取少量反應(yīng)液，滴加AgNO3溶液，發(fā)現(xiàn)有少量的黃色沉淀AgI生成，證明反應(yīng)物沒有反應(yīng)完全；②再取少量反應(yīng)液，加入少量CCl4，振蕩，發(fā)現(xiàn)CCl4層顯淺紫色，因?yàn)镮2更易溶于CCl4，即證明有I2生成。結(jié)合①②的結(jié)論，他們得出結(jié)論：該反應(yīng)具有一定的可逆性，在一定條件下會(huì)達(dá)到反應(yīng)限度。
(1)指導(dǎo)老師指出上述實(shí)驗(yàn)中①不合理，你認(rèn)為原因是　　　　， 改進(jìn)的方法是　　　　。
(2)有人認(rèn)為步驟②適合檢驗(yàn)生成I2較多的情況，還有一種簡(jiǎn)單的方法可以靈敏地檢驗(yàn)是否生成了I2，這種方法是　　　　。
Ⅱ.乙組：取4 mL 1 mol·L-1的CaCl2溶液于試管中，發(fā)現(xiàn)滴入1 mol·L-1的Na2SO4溶液6 mL后就不再產(chǎn)生白色沉淀了，發(fā)生的反應(yīng)是Na2SO4+CaCl2CaSO4↓+2NaCl。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)上述反應(yīng)具有可逆性和反應(yīng)限度，簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論：　　　 　　　　。
答案精析
1.D　2.C
3.D　[由題干信息可知，N2和H2發(fā)生反應(yīng)生成NH3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2+3H22NH3，該反應(yīng)中N2過(guò)量，假設(shè)2.25 mol H2完全反應(yīng)，則生成NH3的物質(zhì)的量為1.5 mol，濃度為0.15 mol·L-1，但該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，H2不可能完全轉(zhuǎn)化為NH3，因此達(dá)到平衡時(shí)，NH3的濃度小于0.15 mol·L-1，D選項(xiàng)符合題意。]
4.B　[可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，A錯(cuò)誤；正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率相等但是不等于0，C錯(cuò)誤；平衡時(shí)，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量之比取決于起始量與轉(zhuǎn)化程度，這是個(gè)變量，該比值不能作為達(dá)到平衡的標(biāo)志，D錯(cuò)誤。]
5.A　[由于反應(yīng)前后氣體的系數(shù)和相等，故在恒溫恒容的密閉容器中，氣體的壓強(qiáng)始終保持不變，A符合題意；H2的濃度不再變化能夠判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B不符合題意；反應(yīng)體系中H2和HI均為無(wú)色，而碘蒸氣為紫色，故反應(yīng)過(guò)程中容器中混合物的顏色一直在改變，故容器中混合物的顏色不再變化能夠判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C不符合題意；HI的物質(zhì)的量不再變化能夠判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D不符合題意。]
6.B　[c(B)=2c(C)不能說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等，不能確定是否達(dá)到平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤； 容器體積始終不變，而反應(yīng)中氣體的質(zhì)量為變量，則混合氣體的密度不變，說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡，B正確；只有生成物為氣體，生成B、C的物質(zhì)的量之比為定值，則B的體積分?jǐn)?shù)為定值，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為定值，則B的體積分?jǐn)?shù)不變，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變，都不能說(shuō)明達(dá)到平衡，C、D錯(cuò)誤。]
7.C　8.B
9.D　[根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后S元素守恒，所以a+c=0.18+0.2=0.38，A正確；以極值法進(jìn)行計(jì)算，假設(shè)開始反應(yīng)時(shí)SO3的濃度為0，則需要氧氣的濃度是0.1 mol·L-1，所以氧氣的起始濃度為0.1 mol·L-1+0.09 mol·L-1=0.19 mol·L-1，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能完全轉(zhuǎn)化，所以氧氣的起始濃度范圍為010.B
11.D　[該反應(yīng)為等體積反應(yīng)，但為絕熱體系，隨著反應(yīng)進(jìn)行，體系內(nèi)溫度升高，壓強(qiáng)增大， 當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A不符合題意；恒溫、恒容下，反應(yīng)體系中氣體的顏色保持不變，說(shuō)明二氧化氮的濃度不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B不符合題意；該反應(yīng)中只有二氧化碳是氣體，隨著反應(yīng)進(jìn)行，二氧化碳的質(zhì)量不斷變化，恒溫、恒容條件下，體系氣體的密度保持不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C不符合題意；反應(yīng)體系中氣體只有氨氣和氯化氫氣體，且兩者比例恒定為1∶1，則氣體的平均摩爾質(zhì)量始終保持恒定，不能據(jù)此說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D符合題意。]
12.C　[C的濃度為0.2 mol·L-1，生成C的物質(zhì)的量為0.2 mol·L-1×2 L=0.4 mol，根據(jù)化學(xué)方程式可知：x∶2=0.4 mol∶0.8 mol，所以x=1，A錯(cuò)誤；根據(jù)三段式計(jì)算：
　　　　　　　　　　3A(g)+B(g)C(g)+2D(g)
起始量/(mol·L-1) 1.5　　0.5　　0　　　0
轉(zhuǎn)化量/(mol·L-1) 0.6　　0.2　　0.2　　0.4
平衡量/(mol·L-1) 0.9　　0.3　　0.2　　0.4
據(jù)以上分析可知，B的轉(zhuǎn)化率=×100%=40%，B錯(cuò)誤；2 min內(nèi)A的平均反應(yīng)速率v(A)==0.3 mol·L-1·min-1，C正確；因反應(yīng)前后各物質(zhì)均為氣態(tài)，則反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變，而反應(yīng)容器的體積是固定的，則混合氣體的密度在反應(yīng)過(guò)程中是不變的，D錯(cuò)誤。]
13.(1)0.004 5 mol·L-1·s-1　(2)0.02 mol·L-1　(3)C
解析　(1)0~2 s內(nèi)CO減小0.4 mol-0.31 mol=0.09 mol，N2增加0.09 mol×=0.045 mol，則反應(yīng)速率為v(N2)==0.004 5 mol·L-1·s-1。(2)由表中數(shù)據(jù)可知，3 s后CO的量不再改變，即達(dá)到平衡狀態(tài)，則平衡時(shí)CO減小0.4 mol-0.3 mol=0.1 mol，生成0.1 mol CO2，則c(CO2)==0.02 mol·L-1。(3)由化學(xué)平衡狀態(tài)的概念可知，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，且各物質(zhì)的濃度不變，則n(CO2)=n(NO)、n(CO2)=n(CO)不一定是平衡狀態(tài)，故A、B不選；v逆(CO)=v正(CO)，正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C選。
14.(1)大于　(2)b　1.5×10-3 mol·L-1·s-1
(3)bc　(4)bcd
解析　(1)在0~1 s內(nèi)n(NO)呈減小狀態(tài)，則反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正>v逆。(2)上述反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則c(NO)由逐漸減小到保持不變。表格中數(shù)據(jù)表明上述反應(yīng)從開始到平衡，n(NO)的減小量為0.020 mol-0.007 mol=0.013 mol，則n(NO2)的增加量為0.013 mol。上述反應(yīng)容器的容積為2 L，則平衡時(shí)c(NO2)=0.006 5 mol·L-1，則表示NO2變化的曲線是b。表格中數(shù)據(jù)表明，在0~2 s內(nèi)n(NO)減小量為0.020 mol-0.008 mol=0.012 mol，則n(O2)的減小量為0.006 mol，容器容積為2 L，則Δc(O2)=0.003 mol·L-1，反應(yīng)時(shí)間為2 s，根據(jù)v=計(jì)算得v(O2)=1.5×10-3 mol·L-1·s-1。(4)其他條件一定，升高溫度或增大反應(yīng)物的濃度或使用催化劑，都能使化學(xué)反應(yīng)速率增大；a項(xiàng)，充入與反應(yīng)無(wú)關(guān)的氬氣，v不變。
15.Ⅰ.(1)該反應(yīng)中KI過(guò)量，滴加AgNO3溶液總會(huì)生成AgI沉淀　取少量反應(yīng)液，滴加KSCN溶液，若出現(xiàn)紅色，則證明還有Fe3+未完全反應(yīng)
(2)取少量反應(yīng)液，滴加淀粉溶液，若溶液變藍(lán)色，說(shuō)明生成了I2
Ⅱ.取上層清液少許于試管中，滴加1 mol·L-1的Na2CO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則說(shuō)明反應(yīng)有一定的可逆性和反應(yīng)限度
解析　甲組實(shí)驗(yàn)①不合理，因?yàn)樗拥腎-是過(guò)量的，不能通過(guò)檢驗(yàn)I-存在證明反應(yīng)的可逆性，要證明反應(yīng)具有一定的限度，應(yīng)檢驗(yàn)反應(yīng)后的溶液中是否含有Fe3+，因此可用KSCN溶液檢驗(yàn)。乙組從反應(yīng)物的量的角度考慮，Na2SO4溶液過(guò)量，若反應(yīng)無(wú)可逆性，則Ca2+沉淀完全，若反應(yīng)有一定的可逆性，則Ca2+沒有完全沉淀，故可用Na2CO3來(lái)證明Ca2+存在。

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