第二章 化学反应与能量 第三节 化学反应的速率和限度 第2课时 化学反应的限度
1.对于可逆反应M+N
Q达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等 B.M、N全部变成了Q
C.反应物和生成物的浓度都保持不变 D.反应已经停止
解析:平衡时反应物、生成物的浓度之比应从两个方面考虑:一是反应物的起始浓度,二是化学方程式中的化学计量数。如2 mol M与1 mol N反应,无论怎样反应,M与N的浓度永远不相等,所以“M、N、Q三种物质的浓度一定相等”这种说法是错误的,A错误;此反应是可逆反应,B错误;反应物和生成物的浓度都保持不变,可以说明反应既不向正反应方向移动,也不向逆反应方向移动,符合化学平衡特征,C正确;化学平衡是一种动态平衡,D错误。
答案:C
2.下列对于一定条件下的某可逆反应的说法中错误的是( ) A.反应开始时,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大 B.达到平衡时,同一物质的正逆反应速率相等 C.达到平衡时,各组分的物质的量浓度不变 D.达到平衡时,各组分的物质的量浓度都相等
解析:对于一定条件下的可逆反应达到平衡的过程中,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大;达到平衡时,v(正)=v(逆),各组分的物质的量浓度不再改变,但不一定都相等。
答案:D
3.一定条件下反应2AB(g)
A2(g)+B2(g)达到平衡状态的标志是( )
A.单位时间内生成n mol A2,同时消耗2n mol AB B.容器内,3种气体AB、A2、B2共存 C.AB的消耗速率等于A2的生成速率的2倍 D.容器中各组分的物质的量分数不随时间变化
解析:A、C项均表示正反应方向;B项是可逆反应的特点,无法判断反应是否达到平衡; D项,反应达到化学平衡时,各组分的物质的量分数保持不变,故D正确。
答案:D
4.一定条件下,可逆反应2A
选项 A B C D B+3C在四种状态中处于平衡状态的是( )
正反应速率 逆反应速率 vA=2 mol/(L·min) vA=2 mol/(L·min) vA=1 mol/(L·min) vA=1 mol/(L·min) vB=2 mol/(L·min) vC=2 mol/(L·min) vB=2 mol/(L·min) vC=1.5 mol/(L·min) 解析:正反应速率和逆反应速率相等时,化学反应达到平衡状态。通过化学方程中的化学计量数进行变换比较,A项,vA=2 mol/(L·min),则vB=1 mol/(L·min);B项,vA=2 mol/(L·min),vC=3 mol/(L·min);C项,vA=1 mol/(L·min),vB=0.5 mol/(L·min)。
答案:D
(时间:40分钟 分值:100分)
一、选择题(本题包括6个小题,每小题8分,共48分。每小题只有一个选项符合题意) 1.下列反应体系中,不属于可逆反应的是( ) A.Cl2溶解于水 B.氨气溶解于水 C.工业合成氨
△
D.Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3和2NaHCO3=====Na2CO3+CO2↑+H2O 解析:A项,Cl2溶于水存在反应:Cl2+H2O 反应:NH3+H2O
NH3·H2O;C项,N2+3H2
HCl+HClO;B项,NH3溶于水存在高温、高压催化剂
条件不同,不是可逆反应。
答案:D
2.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 ⑤将煤气化处理 ⑥通入足量的空气
A.①③④⑤ C.③④⑤⑥
B.②③⑤⑥ D.①②③④
2NH3;D项,两反应的
解析:燃料的着火点不可改变且与燃烧效率无关。 答案:C
3.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )
Y(g)+Z(s),
A.混合气体的密度不再变化 B.反应容器中Y的质量分数不变 C.X的分解速率与Y的消耗速率相等
D.单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X
解析:因Z为固体,若未达到平衡,混合气体的密度会发生变化,A项可作平衡标志;C项中X的分解速率与Y的消耗速率之比等于2∶1时才符合要求。
答案:C
4.已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)法不正确的是( )
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低 B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率 C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定
D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
解析:升温,无论是正反应,还是逆反应,反应速率均加快,A项错误;催化剂可以加快化学反应速率,B项正确;达到平衡后,各物质的反应速率保持不变,C项正确;由于CO和CO2的化学计量数相等,故当两者单位时间内消耗的物质的量相等时,反应即达到平衡,D项正确。
答案:A
5.在一定条件下,向1 L密闭容器中充入3 mol X气体和1 mol Y气体,发生反应2X(g)+2Y(g)是( )
A.c(Z)=0.75 mol/L C.c(W)=0.8 mol/L
B.c(Z)=1.2 mol/L D.c(W)=1 mol/L
3Z(g)+2W(g),达到反应最大限度时,下列各生成物浓度的数据中错误的
N2(g)+2CO2(g)。下列说
解析:可逆反应不能进行到底,即反应物均有剩余,所以消耗Y的物质的量必小于1 mol,而生成Z的物质的量必小于1.5 mol,W的物质的量必小于1 mol,所以D错。
答案:D
6.在4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)
2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2 mol C,经测定D的浓度为0.5 mol/L,
下列判断正确的是( )
A.x=1
B.B的转化率为20%
C.平衡时A的浓度为1.50 mol/L
D.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85%
解析:由题意,平衡时n(D)=0.5 mol·L×4 L=2 mol,生成2 mol C的同时生成2
-1
mol D,所以x=2。
1 mol3 mol
B的转化率α(B)=×100%=20%,平衡c(A)==0.75 mol/L。由x=2可知
5 mol4 L反应前后气体的物质的量不变,容器内气体的压强不变。
答案:B
二、非选择题(本题包括3个小题,共52分)
7.(16分)在某一容积为5 L的密闭容器内,加入0.2 mol的CO和0.2 mol的H2O,在催化剂存在的条件下高温加热,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)应中CO2的浓度随时间变化情况如图:
CO2(g)+H2(g),反
(1)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为________,反应达平衡时,c(H2)=__________________________。
(2)判断该反应达到平衡的依据是________(填序号)。 ①CO减少的速率和CO2减少的速率相等 ②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 ③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
解析:(1)由图分析10 min达到平衡,CO2浓度增加了0.03 mol/L,则CO浓度减小0.03 0.03 mol/L
mol/L,所以v(CO)==0.003 mol/(L·min),由于起始时,H2浓度为0,所以达
10 min到平衡时c(H2)=0.03 mol/L;(2)化学平衡是动态平衡,只是正、逆反应速率相等,并不是停止反应。CO减少的速率是正反应速率,CO2减少的速率是逆反应速率,当二者相等时,
v正(CO)=v逆(CO),可逆反应达到平衡。反应达到平衡时,各组分的浓度不再发生变化。
答案:(1)0.003 mol/(L·min) 0.03 mol/L (2)①③
8.(16分)一定温度下,在容积为V L的密闭容器中进行反应:aN(g)M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示:
bM(g),
(1)此反应的化学方程式中=________。
(2)t1到t2时刻,以M的浓度变化表示的平均反应速率为________。 (3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是________。 A.反应中M与N的物质的量之比为1∶1 B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化 C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化 D.单位时间内每消耗a mol N,同时生成b mol M E.混合气体的压强不随时间的变化而变化
解析:(1)化学计量数之比等于物质的量的变化量之比,所以a∶b=(8 mol-2 mol)∶(5 mol-2 mol)=2∶1,该反应的化学方程式为:2N(g)
M(g)。
ab4 mol-3 mol1
(2)v(M)== mol/(L·min)。
(t2-t1)min×V L(t2-t1)×V(3)达到平衡状态时,各组分的浓度不再发生变化,物质的量之比不变,不能说明物质的量相等,A选项错误;该反应的反应物和生成物都是气体,根据质量守恒定律,反应前后,混合气体的质量始终不变,B选项错误;该反应为气体体积减小的反应,若反应没有达到平衡状态,反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小,当该量不再发生变化时,则说明反应达到了平衡状态,C和E选项正确;消耗a mol N和生成b mol M都表示的是正反应速率,没有体现逆反应速率的大小,不能说明反应达到了平衡状态,D选项错误。
1
答案:(1)2 (2) mol/(L·min) (3)CE
(t2-t1)×V9.(20分)在2 L密闭容器内,800 ℃时NO(g)和O2(g)反应生成NO2(g)的体系中,n(NO)随时间的变化如下表所示:
时间/s 0 0.020 1 0.010 2 0.008 3 0.007 4 0.007 5 0.007 n(NO)/mol (1)上述反应________(填“是”或“不是”)可逆反应,在第5 s时,NO的转化率为________。
(2)如图中表示NO2变化曲线的是________,用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=________。