高中化学：习题2：化学反应中的热量

化学反应的限度

【典例导悟】

【典例I*多选)(2009•汕头模拟)对可逆反应1\H(g)+

5()：：(g)=~-lN()(g)+6H()(K)•下列叙述正确的是

A.平衡.v,i(())(())必成立

B.关系式$5(())总成证

C.用上述四种物质NH、()、N()、H()衣示的正反应

速率的数值中.5(11())现大

I).若投入1mN\H和5mol().通过控制外界条件.

必能生成ImolNO

【思路点拨】解答本题需要明确如下三点：

(1)化学平衡状态的标志。

(2)化学反应速率和化学计量数之间的定量关系。

(3)可逆反应不可能进行到底。

【自主解答】选A、Co平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，即同一种物质

的消耗速率和生成速率相等，A选项正确；在任意一个化学反应中，化学反应速

率之比等于化学计量数之比，即v(NH3)：v(02)：v(NO)：v(H20)

=4：5：4：6,所以4v正(02)=5v正(NO),v正(H20)的数值最大，B选

项错误，C选项正确；若4molNL和

5molO?恰好完全反应则正好生成4molNO,但是该反应为可逆反应，可逆反应

不可能完全反应，所以无论如何控制外界条件，都不可能生成4moiNO,D选项

错误。

【典例2】•定温度下•某•密闱恒容的容器内可逆反应

A(g)+3B(g2C(g)达到平衡的标志是

A.C的生成速率与(’的分解速率相等

B.容器内混合气体的密度不随时间而变化

C.单位时间生成nmolA.同时生成3nmolB

D.A、B、(,的分子数之比为1：3：2

【思路点拨】解答本题需要注意以下三点:

(1)正反应速率与逆反应速率要相等。

（2）反应混合物中各组成成分的浓度要保持不变。

（3）反应前后气体的体积如何变化。

【自主解答】选A。

选项内容指向•联系分析结论

C的生成速率与分解速率分别就是

该反应中（'的正反应速率与逆反应

A正确

速率•由于这两个反应速率相等.说

明该反应已达到化学平衡C

尽管该可逆反应反应前后％体的总

物质的量有变化.但容器中气体的总

质量不变.容器的容积不变.则花合

B气体的密度总是不变的.即无论是否错误

达到平衡.混合气体的密度不会改

变.因此B中所述,不一定是化学平

衡状态。

对于该可逆反应由于.、与B反应物

的化学计量效之比为1:3.不抡是否

平衡■.只要生成nmol；\的同时必然

生成3nmolB.它们仅表明了该反应错误

的逆反应速率.因此选项C不能确定

，正）、力逆）是否相等.则无法判断

该反应是否达到化学平衡状态。

在该可逆反应中.A、B的消耗分子数

与C的生成分子数之比是1：3：2.

而达到平衡状态时.A、B剌余的分子

教与生成C的分子数之比不一定是

1：3：2。因此选项I）并不能说明反

应混合物中A,B,C浓度不变.也无

法判断该反应是否达到化学平衡状

态.

【互动探究】在上题中若混合气体的平均摩尔质量不变，则能否说明该反应一定

达到平衡状态？

提示：能。由平均摩尔质量的计算公式

M野哭.因为混合气体的总质量不变.当混合气体

的平均摩尔质量不变时.说明;足合气体的总物质的量不

交,而该反应.\(*)+为反应前后气体

物质的量不同的反应.若没有达到平街.则沌合气体的

总物质的量应该不断地变化.所以当泄合气体的总物质

的量不变时.说明反应达到了平衡.

【学业达标训练】

1.下列各组反应中.属于可逆反应的一组是()

.A.2H++()*.211+()2H()

B.Nll>iCO-1-11()--NIIJK'O.

NH;HCO——NH*+C()*+H()

C.H+1-+1

Cu()光照

I).2?\grBr---2Agl>r.2AgBr"^~2Ag-Hr：

【解析】选C。根据可逆反应的概念，可逆反应是在相同条件下同时向正、逆两

个方向进行的反应，分析各选项，可知A、B、D三选项所列正、逆反应条件不同，

不是可逆反应。

2.(2010•临沂高一检测)对化学反应限度的叙述，错误的是()

A.化学反应的限度不可改变

B.反应达到限度时，正逆反应速率相等

C.化学反应的限度与时间的长短无关

D.任何可逆反应都有一定的限度

【解析】选A。化学平衡状态是可逆反应进行的最大限度。化学平衡的建立与途

径无关，即在外界条件不变的情况下，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆

反应开始或从中间状态开始，都可以建立同一个化学平衡，在不同的过程中，所

用的时间可能不同，所以化学反应的限度与时间的长短无关。外界条件改变，化

学平衡可能会发生移动，即化学反应的限度发生了改变，A选项错误。

3.(2010•温州高一检测)在5mL0.1mol•L-1KI溶液中滴加0.1mol•L-l

FeCh溶液5〜6滴后，再进行下列实验，其中可证明FeCh溶液和KI溶液的反应

是可逆反应的实验是()

A.再滴加AgNOa溶液，观察是否有Agl沉淀产生

B.加入CC1,振荡后，观察下层液体颜色

C.加入CCL振荡后，取上层清液，滴加AgN。；溶液，观察是否有AgCl沉淀产生

D.加入CCL振荡后，取上层清液，滴加KSCN溶液，观察是否有血红色

【解析】选D。KI溶液与FeCL溶液反应的离子方程式为：2Fe"+2b-2Fe"

+以根据题目条件可知KI溶液过量，则Fe"应完全反应，所以要证明该反应为

可逆反应，只需证明有Fe?.存在即可，可以用KSCN溶液检验。

4.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现

向一密闭容器中充入1mol此和3mol乩，在一定条件下使该反应发生，有关说

法正确的是()

A.达到化学平衡时，M将完全转化为NH,

B.达到化学平衡时，N,、乩和NH；,的物质的量浓度一定相等

C.达到化学平衡时，岫、H?和ML的物质的量浓度不再变化

D.达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零

催(匕剂

【解析】选合成氨反应N：+3H>-2NH是

高温、南区

一个可逆反应.反应不可能进行到底：化学平衡是一种动

态平衡.达到化学平衡状态有两个标志：①各组分的浓度

不再发生变化：②正反应和逆反应的速率相等.但是都不

等于事.

5.可逆反应：2S02(g)+02(g)==2S03(g)(正反应是放热反应)，正反

应速率分别用v(SO?)、v(0。、v(SO：,)表示，逆反应速率分别用v'(SO?)、V，Q)、

v'(SO?)表示(单位均为mol•L—1•min—1)。当反应达到平衡时，正确的关

系是()

,

A.v(S0：i)=v(SO3)

B.v(S02)=v(02)=v(S03)

,

C.V(02)=2V(SO；,)

z,,

D.v(SO2)=v(02)=v(SO；；)

【解析】选A。当反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，即同一种物

质的生成速率与分解速率相等。用不同物质表示的反应速率，必须用“化学反应

速率之比等于化学计量数之比”换算成同一种物质的反应速率，才能比较。

6.在一定温度下，向aL密闭容器中加入1molX气体和

2molY气体，发生如下反应：X(g)+2Y(g)2Z(g),此反应达到平

衡的标志是()

A.容器内压强不随时间变化

B.v正(X)=v逆(Z)

C.容器内X、Y、Z的浓度之比为1：2：2

D.单位时间消耗0.1molX同时生成0.2molZ

【解析】选A。由于该反应正反应是恒温恒容下气体物质的量减小的可逆反应，

压强不随时间变化，表明反应达到了平衡，A项正确；B项可转换为v正(X)=

2V逆(X),即正反应速率大于逆反应速率，未达平衡；当有0.5molX和Imol

Y反应生成1molZ时，X、Y、Z的浓度之比就为1：2：2,故C项并不能表明

反应达到了平衡状态；D项也不符合题意，因为无论是否达到平衡，上述反应在

任何时候，消耗0.1molX同时一定生成0.2molZo

7.将等物质的量的N2>H,充入一定体积的密闭容器中，使其气体的压强为3X104

Pa,当反应达到平衡时若压的转化率为20%,而且温度不变，则容器内混合气的

压强是()

A.2.4X104PaB.2.6X104Pa

C.2.8X104PaD.3.2X104Pa

【解析】选假设反应前N,和II的物质的量都是

3mol.则反应的直气的物质的量为：△.(111)-3molX

20%-0.6mol.根据反应：N.+3H2An

2.所以反应后气体的物质的量减小了.X0.6tnol

0.Irnolc在恒温恒容条件下.气体的压强比筝于物质的

,,..«,小；I,;P.'i：；n>(>l'mol

量之比.所以有.3n1(,](>.1.noL

解存：p2.8X10*Pa.

8.2mol乩和3molL蒸气在持续加热的条件下使它们充分反应，反应后HI的

物质的量是（）

A.4molB.小于4mol

C.6molD.大于6mol

【解析】选B,在一定的条件下.11：与【化合反应是一个

可逆反应：11（气）+1（气）二工2111（气屋反应物中碘蒸

气是过量的.若2molH都完全■反应.则可以生成1mol

Hl.但是氨气的转化率不可能为10⑴.所以H1的物质

的量小于Imol.

9.（2010•宁波高一检测）某温度时，在2L密闭容器中，X、Y、Z三种物质

的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：

（1）该反应的化学方程式;

（2）反应开始至2min末，X的反应速率为一

mol,L-1•min-1；

（3）3min后图中曲线所表示的含义是。

【解析】（1）分析本题图像可知.反应开始到3tnin时X,

Y.Z三种物质的物质的量“不随时间变化而变化.所以

此时反应达到了平衡状态X物质的量的变化为

0.6mol0tnol0.6mcl;Y物质的量■的变化为0.8mol

0.6mo）0.2mcl.Z物质的量的变化为I.6mol

1.2mol0.Imol.三者物质的量的变化比为0.6mol:

0.2mol>0.1mol3：1：2.因此反应方程式为：Y+2Z

-一-3X。（2）反应开始至2min末：v（X）

0.Iinol0mol

0.Imol(1.,mif>)

2ininX2L

答案：(1)Y-2Z-3X(2)0.1

（3）反应达到了平衡状态

10.(2010-常州高一检测)往容积为10L的密闭容器内通入40molN?和120

molH2,在一定条件下进行反应，经2s后达到平衡状态，平衡时c(Nz)为2mol/Lo

(1)用H2的浓度变化表示2s内的平均速率v(HJ