课时作业10 化学反应的限度 化学反应条件的控制
[学业达标]
1.假设某化学反应的反应过程如图所示,观察分析,符合图中变化的化学反应为( )
A.A2+3B22AB3 B.2AB2+B22AB3 C.2A2B+5B2===4AB3 D.2AB2+B2===2AB3
解析:由图可知反应物用AB2、B2表示,生成物用AB3表示,反应后反应物与生成物共存,说明反应不能进行到底,为可逆反应,结合反应前后原子守恒可知反应方程式为2AB2+B2
2AB3。 答案:B
2.在一定温度下,可逆反应2A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是( )
A.A的生成速率与C的分解速率相等
B.单位时间生成2n mol A,同时生成3n mol B C.A、B、C的浓度不再变化
D.A、B、C的分子数之比为2:3:2
解析:A项,A的生成速率与C的分解速率都表示逆反应速率;B项,不管反应是否平衡,单位时间内生成n mol A的同时一定生成3n mol B,即v正不一定等于v逆;A、B、C的浓度不再变化,表明已达到平衡状态;但平衡状态时A、B、C的分子数之比不一定为2:3:2,D不正确。 答案:C
3.在一定条件下,向某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙述错误的是( )
A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后减小为零 C.随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,最后保持恒定 D.随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,最后与逆反应速率相等且都保持恒定
解析:随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,一段时间后,反应达到平衡状态,但此时反应并没有停止,只不过v(正)=v(逆)≠0,故B项错误。 答案:B
4.下列关于化学反应限度的说法正确的是( )
A.一个可逆反应达到的平衡状态,就是这个反应在该条件下不再反应
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等 C.平衡状态是一种静止的状态,反应物和生成物的浓度已经不再改变
D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
解析:当一个可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,反应物达到最大转化率,这就是这个反应在该条件下所能达到的限度,不是不再反应,仍在进行,A项错误;当一个可逆反应进行到平衡状态时,正、逆反应速率相等,B项正确;化学平衡状态是一种动态平衡,一旦条件改变,平衡就可能被破坏,化学反应的限度也就可能随之改变,C、D两项错误。
答案:B
5.下列哪种说法可以证明反应N2+3H22NH3达到平衡状态( )
A.1个N≡N键形成的同时,有3个H—H键形成 B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂 C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键断裂 D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成
解析:对于同一种物质,断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等时,反应即达平衡。1个N≡N键断裂的同时,应该有3个H—H键形成或者6个N—H键断裂才能生成1个
N≡N键。而不论反应是否达到平衡,只要有1个N≡N键断裂,肯定会有3个H—H键断裂、有6个N—H键形成。
答案:C 6.在密闭容器中发生反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L和0.2 mol/L,则平衡时各物质的浓度不可能是( )
A.X为0.2 mol/L B.Y为0.1 mol/L C.Z为0.3 mol/L
D.Z为0.1 mol/L时,Y为0.45 mol/L
解析:若将0.2 mol/L的Z完全转化为X和Y。此时,X的物质的量浓度为0.2 mol/L,而该反应为可逆反应,故X的物质的量浓度一定小于0.2 mol/L。
答案:A
7.一定条件下,在密闭容器中进行反应:3SiCl4(g)+2N2(g)
高温
+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)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:v逆(N2)和v正(H2)表示不同的反应方向,且速率之比等于化学计量数之比,则表明反应处于平衡状态,A错误。v
正
(HCl)和v正(SiCl4)表示同一反应方向,无论是否平衡,均成立,B错误。由于生成物中Si3N4为固体,正反应为气体质量减少的反应,当气体的密度不变时,表明反应处于平衡状态,C正确。浓度关系与平衡与否无关,D项错误。
答案:C
8.一定温度下,在某恒容的密闭容器中,建立化学平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列叙述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是( )
A.体系的压强不再发生变化 B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.生成n mol CO的同时生成n mol H2
D.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键 解析:A项,由于该反应前后气体体积改变,当体系的压强不再发生变化时,说明反应已达到化学平衡状态。B项,CO的正反应速率等于其逆反应速率,说明反应已达到化学平衡状态。C项,生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行,没有表示出正、逆反应速率的关系,不能说明反应已达到化学平衡状态。D项,H—H键断裂和H—O键断裂是两个相反的反应方向,1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键,即消耗1 mol H2的同时消耗了1 mol H2O,可知H2的消耗量等于其生成量,说明反应已达到化学平衡状态。
答案:C 9.一定条件下,发生可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述中,不能作为此可逆反应已经达到化学平衡状态的标志的是( )
A.NH3的消耗速率等于NO的生成速率 B.NH3的消耗速率等于NO的消耗速率 C.NH3的浓度和NO的浓度都不发生改变 D.密闭容器内的压强不发生改变
解析:当v正=v逆时,为平衡状态,A项叙述均表示正反应速率,且反应过程中二者恒相等,故不能判断可逆反应达到平衡状态;B项叙述前者表示正反应速率,后者表示逆反应速率,当二者相等时,可逆反应达到平衡状态;该反应为气体体积增大的反应,在反应过程中体系压强增大,当压强不再改变时,则达到平衡状态。
答案:A [等级突破]
10.在一定温度下,向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2,
发生反应:NO2+SO2NO+SO3,当化学反应达到平衡时,下列叙述正确的是( )
A.SO2和SO3的物质的量一定相等 B.NO2和SO3的物质的量一定相等
C.反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量
D.SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
解析:题中没有给出各物质的投料情况,NO2、SO2和SO3
的量之间没有必然的关系,可能相等,也可能不等,A、B、D错;该反应反应前后气体分子数不变,故反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量,C正确。
答案:C
11.在一定温度下的恒容密闭容器中,能说明反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)已达到平衡的是( )
A.容器内的总压强不随时间变化
B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化 C.XY气体的物质的量分数不变 D.X2和Y2的消耗速率相等
解析:该反应的特点:一是可逆反应;二是反应前后气体体积相等。根据气体压强之比等于气体物质的量之比推断,该反应在整个反应过程中总压强是不变的,A不能说明该反应已经达到平衡;同理推断,容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间变化而变化,B不能说明该反应已经达到平衡;X2和Y2的化学计量数相等且均为反应物,其消耗速率始终相等。
答案:C
12.如图所示是425℃时,在1 L密闭容器中发生化学反应的浓度随时间的变化示意图。