1、第第 2 2 课时课时 化学反应的限度化学反应的限度 化学反应条件的控制化学反应条件的控制 基础巩固 1.对于可逆反应 2SO2O2 催化剂 2SO3，在混合气体中充入一定量的 18O2，足 够长的时间后，18O 原子( ) A.只存在于 O2中 B.只存在于 O2和 SO3中 C.只存在于 O2和 SO2中 D.存在于 SO2、O2和 SO3中 解析 该反应为可逆反应，加入 18O2 后，它与 SO2反应生成 SO3，因此 SO3中会 有 18O 原子，含有18O 原子的 SO3 会部分分解为 SO2和 O2，18O 原子可能进入 O2中，也可能进入 SO2中，因此最后 SO2、O2和 SO
2、3中都会有 18O 原子。 答案 D 2.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.A23B22AB3 B.2AB2B22AB3 C.2A2B5B2=4AB3 D.2AB2B2=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 2AB2B22AB3。 答案 B 3.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
3、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 4.一定条件下，在密闭容器中进行反应：3SiCl4(g)2N2(g)6H2(g) 高温 Si3N4(s)12HCl(g)能表示上述反应达到
4、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)136 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 与是否达到平衡状态无关，D 项错误。 答案 C 5.下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是(
5、) A.H2(g)Br2(g)2HBr(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 B.2NO2(g)N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 C.CaCO3(s)= 高温 CO2(g)CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持 不变 D.3H2(g)N2(g)2NH3(g)，反应体系中 H2与 N2的物质的量之比保持 31 解析 A 项，颜色的深浅与浓度有关，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保 持不变，说明溴分子的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，正确；B 项，正 反应是体积减小的反应，则恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变可以 说明反应达到平衡状
6、态，正确；C 项，密度是气体的质量与容器容积的比值，气 体质量是变化的，则恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变可以说明反 应达到平衡状态，正确；D 项，反应体系中 H2与 N2的物质的量之比保持 31 不能说明是否平衡因为初始量未知，错误。 答案 D 6.已知汽车尾气无害化处理反应为 2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)。下列说 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 升高温度，无论是正反应，还是逆
7、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 7.在 2 L 的恒容密闭容器中，加入 1 mol X 和 3 mol Y，在一定条件下发生如下反 应：X(s)3Y(g)2Z(g)(放热反应)，3 s 后生成 Z 的物质的量为 1.2 mol。下列 说法不正确的是( ) A.达到化学平衡状态时，正反应速率大于零 B.混合气体的密度不变时，反应达到化学平衡状态 C.03 s，Y 的平均反应速率为
8、0.3 mol L 1 s1 D.充分反应后生成 2 mol Z 答案 D 8.向绝热恒容密闭容器中通入 SO2和 NO2，一定条件下使反应 SO2(g) NO2(g)SO3(g)NO(g)达到平衡， 正反应速率随时间变化的示意图如右所示。 由图可得出正确的结论是( ) A.反应在 c 点达到平衡状态 B.反应物浓度：a 点小于 b 点 C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.t1t2时，SO2的转化率：ab 段小于 bc 段 解析 化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变， 其实质是正反应速率等于 逆反应速率，c 点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡，A 错误； a 到 b 时正
9、反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，B 错误；从 a 到 c 正反 应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的 影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总 能量高于生成物的总能量，C 错误；随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的 二氧化硫就越多，则 SO2的转化率将逐渐增大，D 正确。 答案 D 9.已知：2SO2 (g)O2 (g)2SO3 (g) 放热反应。起始反应物为 SO2 和 O2(物 质的量之比为 21，且总物质的量不变)。SO2 的平衡转化率(%)随温度和压强 的变化如下表，下列说法不正确的是( ) 温度/K 压强/(1
10、05Pa) 1.01 5.07 10.1 25.3 50.7 673 99.2 99.6 99.7 99.8 99.9 723 97.5 98.9 99.2 99.5 99.6 773 93.5 96.9 97.8 98.6 99.0 A.一定压强下降低温度，SO2 的转化率增大 B.在不同温度、压强下，转化相同物质的量的 SO2 所需要的时间相等 C.使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间 D.工业生产通常不采取加压措施是因为常压下 SO2 的转化率已相当高 解析 A.由表格中数据可知，针对放热反应，一定压强下降低温度，平衡正向移 动，反应物 SO2的转化率增大，A 项正确；B.由于在不同
11、温度、压强下，化学反 应速率不一定相等，故转化相同物质的量的 SO2所需要的时间不一定相等，B 项 错误；C.催化剂可以同等程度改变化学反应速率不能改变化学平衡状态，但可以 缩短到达平衡所花的时间，C 项正确；D.由图中数据可知，不同温度下， 1.01105Pa(常压)下 SO2的转化率分别为 99.2%， 97.5%， 93.5%， 已经相当高了， 且加压后转化率升高并不明显，所以没有必要通过加压提高转化率，D 项正确。 答案 B 10.如下图，向 A、B 中均充入 1 mol X、1 mol Y，起始时 A、B 的体积相等都等 于 a L。在相同温度、压强和催化剂存在的条件下，关闭活塞 K
12、，使两容器中各 自发生下述反应：X(g)Y(g)2Z(g)W(g) HvA B.A 容器中 X 的转化率为 80% C.平衡时的压强：pBpA D.平衡时向 A 容器中充入与反应无关的气体 M，能减慢 A 容器内化学反应的速 率 解析 对于 X(g)Y(g)2Z(g)W(g)来说，正反应是气体物质的量增大的反 应，A、B 容器分别在恒压、恒容下建立平衡。平衡之前，由于 B 的气体压强增 大，根据压强对化学反应速率的影响可知，每个时刻的反应速率 B 都将大于 A 容器，即反应速率：vBvA，A 正确；根据阿伏加德罗定律(同温同容时，压强 之比等于物质的量之比)，达平衡后，混合气体的物质的量是初始
13、时物质的量的 1.4 倍， 即 1.42 mol2.8 mol， 即增加了 0.8 mol， 根据化学方程式的计算可知， X(g)Y(g)2Z(g)W(g) n 1 1 0.8 mol 0.8 mol 即达到平衡后，X 反应掉 0.8 mol，A 容器中 X 的转化率为 80%，B 正确；从反 应开始至达到平衡，反应体系的压强 BA，C 错误；由于 A 是恒压条件下进行 反应，平衡时向 A 容器中充入与反应无关的气体 M，使体系的压强增大，则容 器的容积扩大， 使反应混合物中各组分的物质的量浓度减小， 化学反应速率减慢， D 正确。 答案 C 能力提升 11.在某一容积为 5 L 的密闭容器内
14、， 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)CO2(g)H2(g)， 反应中 CO2的浓度随时间变化情况如图： (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)。 CO 减少的速率和 CO2减少的速率相等 CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 CO、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.
15、03 mol/L，所以 v(CO)0.03 mol/L 10 min 0.003 mol/(L min)，由于起始时，H2浓 度为 0，所以达到平衡时 c(H2)0.03 mol/L； (2)CO 减少的速率是正反应速率，CO2减小速率是逆反应速率，可作为判断化学 平衡的依据。 答案 (1)0.003 mol/(L min) 0.03 mol L 1 (2) 12.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 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007
16、0.007 0.007 (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)下图中表示 NO2变化曲线的是_， 用 O2表示从 02 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 解析 (1)该反应是可逆反应， 5 s 时， NO 转化率为： 0.020 mol0.00 7 mol 0.020 mol 100% 65%。 (2)由平衡体系 2NO(g)O2(g)2NO2(g)知， NO2为生成物， 初始状态时，
17、c(NO2) 0，随反应的进行，c(NO2)逐渐增大，当达到平衡时，c(NO2)0.020 mol 2 L 0.007 mol 2 L 0.006 5 mol/L，故表示 NO2变化曲线的为 b。 v(NO) c（NO） t n（NO） Vt 0.020 mol0.008 mol 2 L2 s 0.003 mol/(L s)，则 v(O2)1 2v(NO)0.001 5 mol/(L s)。 (3)a 项中未指明正、逆反应速率，故无法说明该反应是否达到平衡状态；由于该 反应是前后气体体积不相等的反应，当容器内压强保持不变时，说明该反应已达 到平衡状态，故 b 项正确；c 项中已说明正、逆反应速
18、率相等，故说明该反应已 达到平衡状态；由于气体总质量不变，气体总体积也不变，因此，无论该反应是 否达到平衡，容器内气体密度总保持不变，故 d 项无法说明该反应是否达到平衡 状态。 答案 (1)是 65% (2)b 0.001 5 mol/(L s) (3)bc 13.某实验小组对 H2O2的分解做了如下探究：将质量相同但状态不同的 MnO2 分别加入盛有 15 mL 5%的 H2O2溶液的大试管中，并用带火星的木条测试。下表 是该实验小组研究影响 H2O2分解速率的因素时记录的一组数据： MnO2 触摸试管情况 观察结果 反应完成所 需的时间 粉末状 很烫 剧烈反应，带火星的木条复燃 3.5m
19、in 块状 微热 反应较慢，火星红亮但木条未复燃 30 min (1)写出大试管中发生反应的化学方程式：_ _， 该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。 (2)实验结果表明，催化剂的催化效果与_有关。 .某可逆反应在体积为 5 L 的密闭容器中进行，03 min 内各物质的物质的量 的变化情况如图所示(A、B、C 均为气体)。 (3)该反应的化学方程式为_ _。 (4)反应开始至 2 min 时，B 的平均反应速率为_。 (5)能说明该反应已达到平衡状态的是_(填字母)。 a.v(A)2v(B) b.容器内压强保持不变 c.2v逆(A)v正(B) d.容器内混合气体的密度保持不变 (6)在密
20、闭容器里，通入 a mol A(g)、b mol B(g)、c mol C(g)，发生上述反应，当 改变下列条件时，反应速率会减小的是_(填序号)。 降低温度 加入催化剂 增大容器体积 解析 (1)大试管中的反应是过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解生成水 和氧气，化学方程式为 2H2O2= MnO22H 2OO2；试管很烫，说明反应放热。 (2)催化剂的形状不同，催化效果不同，说明催化剂的催化效果和催化剂接触面 积的大小有关。 (3)从图像分析， 在相同时间内， A 减少了 2 mol， B 减少了 1 mol， C 增加了 2 mol， 所以该反应的化学方程式为 2AB2C。 (4)2
21、min 内 B 减少了 1 mol，所以 v(B)1 mol 5 L 2 min0.1 mol L 1 min1。 (5)a.没有说明正、逆反应方向，不能说明反应已达平衡；b.压强不变说明反应达 到平衡状态；c.反应达到平衡状态时，A 的逆反应速率应该是 B 的正反应速率的 2 倍，表示为 v逆(A)2v正(B)，所以错误；d.容器内的密度始终不变。 (6)降温，反应速率减小；加入催化剂，反应速率加快；增大容器的体积， 物质的浓度减小，反应速率减慢，所以选。 答案 (1)2H2O2= MnO22H 2OO2 放热 (2)催化剂接触面积的大小 (3)2AB2C (4)0.1 mol L 1 mi
22、n1 (5)b (6) 14.恒温下， 将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中， 发生如下反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)。 (1)若反应进行到某时刻 t 时，nt(N2)13 mol，nt(NH3)6 mol，计算 a 的值： _。 (2)反应达到平衡时，混合气体的体积为 716.8 L(标况下)，其中 NH3的含量(体积 分数)为 25%。计算平衡时 NH3的物质的量：_。 (3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比 (写最简整数比，下 同)n(始)n(平)_。 (4)原混合气体中，ab_。 (5)达到平衡时，N2和 H2的转化率之比 (N
23、2)(H2)_。 解析 反应方程式： (1)在 t 时刻生成了 6 mol NH3，消耗了 3 mol N2，所以 a13316。 (2)分析题意知，n(NH3)平 716.8 L 22.4 L mol 125%8 mol。 (3)平衡混合气体的总物质的量为 n 平n(N2)平n(H2)平n(NH3)平 716.8 L 22.4 L mol 1 32 mol。 由方程式知 分析题意：a4b12832，ab40。 因 a16，故 b24。n(始)n(平)54。 (4)原混合气体中，ab162423。 (5)平衡时，N2的转化率为 4 mol 16 mol100%25%，H2 的转化率为12 mol 24 mol100% 50%，故 (N2)(H2)12。 答案 (1)16 (2)8 mol (3)54 (4)23 (5)12