2021-2022学年新鲁科版必修2第2章-第3节化学反应的快慢和限度第2课时作业

化学反响的限度一、选择题(此题共5小题，每题6分，共30分)1．以下各组反响互为可逆反响的是()①2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O与CO2＋H2O＋Na2CO3=2NaHCO3②SO2＋H2O=H2SO3与H2SO3=SO2＋H2O③2SO2＋O22SO3与2SO32SO2＋O2④NH3＋HCl=NH4Cl与NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑A．①② B．②③C．②③④ D．①②④【解析】选B。可逆反响必须是在相同条件下同时向两个方向进行的反响。2．(2021·宜春高一检测)在一密闭容器中进行如下反响2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反响过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1，当反响至正、逆反响速率相等时，可能存在的数据是()A．SO2为0.4mol·L－1、O2为0.2mol·L－1B．SO2为0.25mol·L－1C．SO2、SO3均为0.15mol·L－1D．SO3为0.4mol·L－1【解析】选B。该反响是可逆反响，不可能完全转化，因此SO2不能等于0.4mol·L－1、O2不能等于0.2mol·L－1，故A不符合题意；由A项分析可知，SO2的物质的量只能在0～0.4mol·L－1内，所以SO2可以为0.25mol·L－1，故B符合题意；根据反响2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反响过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1，设到达平衡时SO2为0.15mol·L－1，那么SO2浓度降低，正向移动，因此SO3浓度增加，应该大于0.2mol·L－1，故C不符合题意；SO3为0.4mol·L－1，根据A选项分析，不可能为端点值，故D不符合题意。【补偿训练】假设某化学反响的反响过程如下图。观察分析，符合图中变化的化学反响为()A．A2＋3B22AB3B．2AB2＋B22AB3C．2A2B＋5B2=4AB2D．2AB2＋B2=2AB3【解析】选B。首先根据图示及选项可以判断出该反响中只有两种元素参加反响，小黑球表示B原子，大灰球表示A原子，所以反响物是B2和AB2，生成物是AB3，再结合反响后B2和AB2都有剩余，说明该反响为可逆反响，写出方程式配平即得B选项正确。3．(2021·开封高一检测)一定条件下的密闭容器中，在以下四种状态下，可逆反响2X(g)Y(g)＋3Z(g)到达平衡状态的是()反响速率ABCDv(正)/(mol·L－1·min－1)v(X)＝2v(X)＝1v(X)＝1v(X)＝2v(逆)/(mol·L－1·min－1)v(Y)＝2v(Y)＝v(Z)＝v(Z)＝2【解析】选C。判断可逆反响是否到达平衡状态，可以将用不同物质表示的反响速率转化成同一物质正、逆两个方向的反响速率，假设二者相等，那么反响到达平衡状态。将A、B、C、D四项中的逆反响速率均转化为用X表示的逆反响速率，分别为4mol·L－1·min－1、3mol·L－1·min－1、1mol·L－1·min－1、eq\f(4,3)mol·L－1·min－1，只有C项v(正)＝v(逆)，可以说明反响到达平衡状态。【补偿训练】：转化率＝某一反响物转化的量÷该反响物的初始量×100%。在一密闭容器中参加A、B、C三种气体，保持温度一定，在t1～t4时刻测得各物质的浓度如下表。据此判断以下结论不正确的选项是()测定时刻/st1t2t3t4c(A)/mol·L－16322c(B)/mol·L－1533c(C)/mol·L－1133A．在t4时刻，该反响处于化学平衡状态B．t3时，A的转化率比B的转化率高C．t1至t2时刻，该反响的速率为3mol·L－1·s－1D．该反响的化学方程式是2A(g)＋B(g)C(g)【解析】选C。由表中数据可知，在t3时刻开始，该反响中各组分的浓度保持不变，处于化学平衡状态，A正确；t3时，A的转化率(eq\f(6－2,6)×100%≈66.7%)比B的转化率(eq\f(5－3,5)×100%＝40%)高，B正确；化学反响速率必须指明以哪种反响物来表示，C不正确；达平衡时A、B、C的物质的量浓度改变的量之比为4∶2∶2＝2∶1∶1，根据化学反响速率之比等于化学计量数之比，故该反响的化学方程式是2A(g)＋B(g)C(g)，D正确。4．(2021·潍坊高一检测)一定温度下，可逆反响A2(g)＋B2(g)2AB(g)到达平衡状态的标志是()A．单位时间内生成nmolA2，同时生成nmolABB．单位时间内生成2nmolAB，同时生成nmolB2C．体系内的总压强不随时间变化D．单位时间内生成nmolA2，同时生成nmolB2【解析】选B。化学反响到达平衡状态时，正逆反响速率相等，各物质浓度不变，由此衍生的一些物理量不变，注意此化学方程式的特点是反响前后气体体积不变。单位时间内生成nmolA2，同时生成nmolAB，正逆反响速率不相等，反响未到达平衡状态，故A项错误；单位时间内生成2nmolAB，同时生成nmolB2，说明正逆反响速率相等，反响到达平衡状态，故B项正确；反响前后气体体积相等，所以压强不变不能说明各组分浓度不变，反响不一定到达平衡状态，故C项错误；单位时间内生成nmolA2，同时生成nmolB2，都是逆反响方向，无法证明是否到达平衡状态，故D项错误。5．如下图是425℃时，在1L密闭容器中发生化学反响的浓度随时间的变化示意图。以下表达错误的选项是()A．图①中t0时，三种物质的物质的量相同B．图①中t0时，反响到达平衡状态C．图②中的逆反响为H2(g)＋I2(g)2HI(g)D．图①②中当c(HI)＝3.16mol·L－1时，反响到达平衡状态【解析】选B。图①中t0时，H2、I2、HI的物质的量相等但未保持不变，没有到达平衡状态，B项错。二、非选择题(此题共1小题，共15分)6．在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H2O，850℃时发生反响：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。(1)CO和H2O浓度变化如图，那么0～4min的平均反响速率v(CO)＝_____________mol·L－1·min－1。(2)如图中4～5min该反响________(填“是〞或“否〞)处于平衡状态，判断理由是__________________________________________________________________。【解析】(1)v(CO)＝eq\f(Δc〔CO〕,Δt)＝eq\f(〔－〕mol·L－1,4min)＝0.03mol·L－1·min－1。(2)平衡时，反响物或生成物的浓度不再发生改变。答案：(2)是c(CO)和c(H2O)不发生变化【应用实践】共35分一、选择题(此题共4小题，每题5分，共20分)7．(2021·泰州高一检测)在密闭容器中发生反响X(g)＋3Y(g)2Z(g)，假设X、Y、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1和0.2mol·L－1，那么平衡时各物质的浓度不可能是()A．X为0.2mol·L－1B．Y为0.1mol·L－1C．Z为0.3mol·L－1D．Z为0.1mol·L－1时，Y为0.45mol·L－1【解析】选A。假设将0.2mol·L－1的Z完全转化为X和Y。此时，X的物质的量浓度为0.2mol·L－1，Y的物质的量浓度为0.6mol·L－1，而该反响为可逆反响，故X的物质的量浓度一定小于0.2mol·L－1，同理，Y的物质的量浓度小于0.6mol·L－1，Z的物质的量浓度小于0.4mol·L－1。8．(2021·宜春高一检测)在一定温度下的某容积不变的密闭容器中，建立化学平衡：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。不能确定上述可逆反响在一定条件下已到达化学平衡状态的是()A．体系的压强不再发生变化B．v正(CO)＝v逆(H2O)C．生成nmolCO的同时生成nmolH2D．反响体系的密度不再改变【解析】选C。反响无论到达平衡，还是未到达平衡，生成nmolCO的同时都会生成nmolH2。9．由γ­羟基丁酸(HOCH2CH2CH2COOH，液态)生成γ­丁内酯(液态)的反响如下：HOCH2CH2CH2COOH＋H2O(l)，在25℃，溶液中γ­羟基丁酸的初始浓度为0.18mol·L－1，随着反响的进行，测得γ­丁内酯的浓度随时间的变化如表所示(忽略溶液体积的变化)，以下说法不正确的选项是()t/min5080100120160∞c/(mol·L－1)A.在80～100min内，以γ­丁内酯的浓度变化表示的反响速率为0.0005mol·L－1min－1B．在160min时，γ­羟基丁酸的转化率约为57.8%C．在25℃，生成的γ­丁内酯与生成的水的物质的量之比保持不变，反响到达平衡状态D．为加快γ­羟基丁酸的反响速率，可以适当升温【解析】选C。在80～100min内，以γ­丁内酯的浓度变化表示的反响速率为－0.071,20)mol·L－1·min－1＝0.0005mol·L－1min－1，故A正确；前160minγ­丁内酯的浓度变化为0.104mol·L－1，那么γ­羟基丁酸的变化浓度也为0.104mol·L－1，转化率为eq\f(0.104mol·L－1,0.18mol·L－1)×100%≈57.8%，故B正确；伴随反响的进行，生成的γ­丁内酯与生成的水的物质的量之比始终是1∶1，那么不能根据两者的物质的量之比始终不变判断反响到达平衡状态，故C错误；升温可以加快反响速率，故D正确。【补偿训练】(2021·上饶高一检测)某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如下图。根据图中数据，以下有关说法错误的选项是()A．该反响的化学方程式为3X＋Y=2ZB．2min时，反响达最大限度，但化学反响仍在进行C．反响开始至2min，Z的反响速率为0.05mol·L－1·min－1D．反响到达平衡时，压强是开始时的倍【解析】选A。分析图知Δn(X)＝0.3mol、Δn(Y)＝0.1mol、Δn(Z)＝0.2mol，所以三者化学系数之比为3∶1∶2，该反响是可逆反响，化学方程式为3X＋Y2Z，A项错误；2min时，反响达平衡，但化学反响没有停止，仍在进行，B项正确；v(Z)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.2mol,2L×2min)＝0.05mol·L－1·min－1，C项正确；根据图可知，开始时气体总物质的量为2mol；平衡后气体总物质的量为0.9mol＋0.7mol＋0.2mol＝1.8mol，eq\f(p平衡,p起始)＝eq\f(n平衡,n起始)＝eq\f(1.8mol,2mol)＝，D项正确。10．180℃时将0.5molH2和1molCO2通入1L的恒容密闭容器中，反响生成甲醇蒸汽(CH3OH)和某无机副产物，测得各物质的物质的量随时间的局部变化如下图，以下说法中正确的选项是()A．该反响的化学方程式：2CO2＋4H22CH3OH＋H2OB．在0～3min内H2的平均化学反响速率为0.1mol·L－1·min－1C．当容器内混合气体密度不再变化时，说明反响已经到达平衡状态D．在3～10min内，反响仍未到达平衡状态【解析】选B。由图知，消耗n(CO2)＝(1－0.9)mol＝0.1mol，消耗n(H2)＝－0.2)mol＝0.3mol，生成n(CH3OH)＝0.1mol，同一反响中参加反响的各物质的物质的量之比等于其分子个数之比，那么n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)＝0.1mol∶0.3mol∶0.1mol＝1∶3∶1，根据原子守恒知，还生成H2O，所以反响化学方程式为CO2＋3H2CH3OH＋H2O，故A错误；v(H2)＝eq\f(\f(Δn,V),Δt)＝eq\f(0.3mol,1L×3min)＝0.1mol·L－1·min－1，故B正确；反响前后气体总质量不变、容器体积不变，那么反响前后气体密度始终不变，所以气体密度不能作为平衡状态的判断标准，故C错误；在3min时各物质的物质的量不变，反响到达平衡状态，那么在3～10min内，反响到达平衡状态，故D错误。二、非选择题(此题共1小题，共15分)11．(2021·大同高一检测)甲醇(CH3OH)可作为新型汽车动力燃料，如图是甲醇在工业上的制备过程：请答复以下问题：(1)在一定条件下反响室Ⅰ中发生反响：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。将1molCH4和2molH2O通入反响室Ⅰ(设反响室容积为10L)，10min末有0.1molCO生成，那么10min内反响的平均速率v(H2)＝________mol·L－1·min－1。(2)在容积不变的条件下，不能说明反响室Ⅰ中的反响已到达平衡状态的是__________(填字母)。a．CO的物质的量不再改变b．容器内的压强保持不变c．CH4的消耗速率与生成速率相等d．容器内的密度保持不变(3)在容积为1L的反响室Ⅱ中充入1molCO与2molH2，在催化剂作用下反响生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，当反响达平衡时，CO的转化率为80%，那么平衡前后的压强之比为__________(最简整数比)。【解析】(1)10min内v(CO)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(\f(0.1mol,10L),10min)＝0.001mol·L－1·min－1，根据反响速率之比等于化学计量数之比，所以v(H2)＝3v(CO)＝3×0.001mol·L－1·min－1＝0.003mol·L－1·min－1。(2)CO是生成物，假设未到达平衡，那么CO的物质的量就会发生变化，所以CO的物质的量不再改变，说明反响到达平衡状态，a不符合题意；该反响在恒容密闭容器中进行，反响前后气体的物质的量改变，假设容器内的压强保持不变，说明气体的物质的量不变，反响到达平衡状态，b不符合题意；CH4的消耗速率与生成速率相等，那么甲烷的物质的量不变，反响处于平衡状态，c不符合题意；反响在恒容密闭容器内进行，反响混合物都是气体，无论反响是否进行，也无论反响是否处于平衡状态，容器内的密度始终保持不变，因此不能根据气体密度不变判断平衡状态，d符合题意。(3)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)开始/mol12 0转化/mol0.81.6 平衡/mol0.20.4 平衡时气体的总物质的量为n(后)＝0.2mol＋0.4mol＋0.8mol＝1.4mol，反响开始时的总物质的量为n(前)＝1mol＋2mol＝3mol，由于容器的容积不变，所以反响前后的压强比等于气体的物质的量的比，故p(前)∶p(后)＝n(前)∶n(后)＝3∶＝15∶7。答案：(2)d(3)15∶7【迁移创新】共20分非选择题(此题共1小题，共20分)12．(2021·青岛高一检测)某温度时，向某VL的密闭容器中充入3molH2(g)和3molI2(g)，发生反响H2(g)＋I2(g)2HI(g)，生成2molHI时，该反响放出的热量为26.5kJ，测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如下图。请答复以下问题：(1)V＝__________L。(2)该反响到达最大限度的时间是______s，该段时间内的平均反响速率v(HI)＝______mol·L－1·s－1。(3)该反响到达平衡状态时，________________(填“吸收〞或“放出〞)的热量为______