2024-2025学年新教材高中化学第6章化学反应与能量第2节第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制课时分层作业含解析新人教版必修第二册

PAGE7-化学反应的限度化学反应条件的限制(建议用时：40分钟)[合格过关练]1．将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是()①使煤充分燃烧，提高煤的利用率②削减SO2的产生，避开造成“酸雨”③削减有毒CO的产生，避开污染空气④削减CO2的产生，避开“温室效应”A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②③④A[①将煤块粉碎，增大与空气的接触面积，能使煤充分燃烧，提高煤的利用率，正确；②煤中含有硫元素，燃烧时能生成SO2，经脱硫处理可削减SO2的产生，避开造成“酸雨”，正确；③在适当过量的空气中燃烧，生成CO2，削减CO的产生，正确；④无论是否脱硫处理，在适当过量的空气中燃烧，生成CO2的量都不变，不能削减CO2的产生，错误。]2．反应2SO2＋O22SO3达到平衡后，再向反应容器中充入含氧的同位素eq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(8))O的氧气，经过一段时间后，eq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(8))O可能存在于()A．O2 B．SO2C．O2和SO2 D．O2、SO2和SO3D[可逆反应在相同条件下，可以同时向两个反应方向进行，反应体系中各物质同时存在，由于三种物质均含有氧元素，故eq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(8))O可能存在于三种物质中。]3．化学反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)在持续加热的条件下进行，向密闭容器中充入2molH2和3molI2(g)，充分反应后，该密闭容器中()A．2molH2已耗尽B．3molI2(g)已耗尽C．HI的物质的量等于4molD．HI的物质的量小于4mol[答案]D4．哈伯因独创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1molN2和3molH2，在肯定条件下使该反应发生。下列说法正确的是()A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度肯定相等C．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为0D．达到化学平衡时，3v正(N2)＝v逆(H2)D[可逆反应中反应物不行能完全转化，A错误；达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变更，但不肯定相等，B错误；化学平衡状态是动态平衡，达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率相等且不为0，C错误；达到化学平衡时，v逆(H2)＝v正(H2)＝3v正(N2)，D正确。]5．在肯定温度下，向密闭容器中充入肯定量的NO2和SO2，发生反应：NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(g)，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是()A．SO2和SO3的物质的量肯定相等B．NO2和SO3的物质的量肯定相等C．反应混合物的总物质的量肯定等于反应起先时NO2和SO2的总物质的量D．SO2、NO2、NO、SO3的物质的量肯定相等C[题中没有给出各物质的投料状况，NO2、SO2和SO3的量之间没有必定的关系，可能相等，也可能不相等，A、B、D项错误；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肯定等于反应起先时NO2和SO2的总物质的量，C项正确。]6．在肯定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X2(g)＋Y2(g)2XY(g)已经达到平衡状态的是()A．容器内的总压强不随时间变更B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间变更C．XY气体的物质的量分数不变D．X2和Y2的消耗速率相等C[该反应的特点：一是可逆反应；二是反应前后气体体积相等。依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项不能说明该反应已经达到平衡状态；同理推断，容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间的变更而变更，B项不能说明该反应已经达到平衡状态；X2和Y2的化学计量数相等，其消耗速率始终相等，D项不能说明该反应已经达到平衡状态。]7．对于反应2HI(g)H2(g)＋I2(g，紫色)，下列叙述能够说明已达到平衡状态的是()A．混合气体的质量不再变更B．温度和容积肯定时，容器内压强不再变更C.1molH—H键断裂的同时有2molH—I键断裂D．各物质的物质的量浓度之比为2∶1∶1C[依据反应可知，反应物、生成物全部为气体，结合质量守恒定律可知，气体的质量在反应前后不发生变更，无法推断是否达到平衡状态，故A错误；该反应是反应前后气体分子数相等的反应，反应过程中压强始终不变，所以容器内压强不再变更，无法推断是否达到平衡状态，故B错误；1molH—H键断裂表示逆反应，2molH—I键断裂表示正反应，且正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；由于反应起始各物质的量没有给出，因此平衡状态时各物质的物质的量浓度之比不确定，即各物质的物质的量浓度之比为2∶1∶1，不能证明反应达到平衡状态，故D错误。]8．氨基甲酸铵分解反应为NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，在一容积恒定的容器里，发生上述反应，可以说明该反应已经达到平衡状态的是()A．密闭容器中氨气的体积分数不变B．1molNH2COONH4分解同时有17gNH3消耗C．密闭容器中混合气体的密度不变D．2v(NH3)＝v(CO2)C[反应混合气体中只有氨气与二氧化碳，反应起先时只有氨基甲酸铵，则氨气和二氧化碳物质的量之比始终为2∶1，氨气体积分数始终不变，故不能说明反应达到平衡状态，A错误；1molNH2COONH4分解同时有17gNH3消耗，17gNH3的物质的量为1mol，消耗17gNH3生成0.5molNH2COONH4，反应未达到平衡状态，B错误；随反应正向进行，混合气体的质量增大，容器的容积不变，混合气体的密度增大，当密度不再变更，说明反应达到平衡状态，C正确；若2v(NH3)＝v(CO2)，反应肯定没有达到平衡状态，D错误。]9．下列反应条件的限制中不恰当的是()A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火C．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2D．为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却D[在铁制品表面涂一层防锈油漆，可削减其与空气的接触，从而防止铁生锈，A正确；面粉颗粒、汽油等都是易燃物质，为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火，B正确；KClO3在有催化剂时会快速分解产生O2，所以为加快KClO3的分解速率，加入催化剂MnO2，C正确；H2O2在温度较高时简单发生分解反应，所以为加快H2O2的分解速率，应把反应容器放到温水中加热，D错误。]10．在某一容积为5L的密闭容器内，加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O(g)，在催化剂存在的条件下高温加热，发生反应：CO(g)＋H2O(g)eq\o(,\s\up9(催化剂),\s\do9(高温))CO2(g)＋H2(g)，反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变更的状况如图所示：(1)依据图中数据，从反应起先至达到平衡时，CO的化学反应速率为________；反应平衡时c(H2)＝________；平衡时H2O的转化率为________。(2)推断该反应达到平衡状态的依据是________(填序号)。①CO减小的化学反应速率和CO2减小的化学反应速率相等②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变更④正、逆反应速率都为零[解析](1)由图可知10min时反应达到平衡，所以v(CO)＝eq\f(Δc（CO）,Δt)＝eq\f(0.03mol·L－1,10min)＝0.003mol·L－1·min－1，反应时转化的浓度之比＝化学方程式中化学计量数之比，所以Δc(H2)＝Δc(CO)＝0.03mol·L－1。α(H2O)＝eq\f(0.03×5,0.2)×100%＝75%。(2)达到平衡状态的标记是各物质的物质的量分数保持肯定，浓度不变，正、逆反应速率相等且不为零。CO减小的化学反应速率是正反应速率，CO2减小的化学反应速率是逆反应速率。[答案](1)0.003mol·L－1·min－10.03mol·L－175%(2)①③[素养培优练]11．(易错题)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)在肯定条件下达到平衡，正反应速率随时间变更的曲线如图所示。由图可得出的正确结论是()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．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段D[化学平衡状态的标记是各物质的浓度不再变更，其实质是正反应速率等于逆反应速率，且保持不变，c点对应的正反应速率明显还在变更，故肯定未达到平衡，A错误；a到b时正反应速率增加，反应物浓度不断减小，B错误；随着反应的进行，反应物浓度减小，但正反应速率增大，说明体系温度上升，正反应是放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；因为反应始终正向进行，且a～c段正反应速率始终在增大，故SO2的转化率：a～b段小于b～c段，D正确。]12．X、Y、Z三种气体，取X和Y按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生反应：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则Y的转化率最接近于()A.33% B．40%C．50% D．66%D[假设X和Y物质的量为1mol，达平衡时消耗Y物质的量为nmol，则：平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则(1－0.5n＋1－n)∶n＝3∶2，解得n＝eq\f(2,3)，Y的转化率＝eq\f(\f(2,3)mol,1mol)×100%≈67%。]13．(素养题)在2L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变更如表：时间(s)012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)下图表示NO2的变更的曲线是________。用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝________。(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________(选填字母，下同)。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(3)为使该反应的反应速率增大，下列措施正确的是________。a．刚好分别出NO2气体 b．适当上升温度c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂[解析](1)NO2的起始浓度为c(NO2)＝0，2s时c(NO2)可依据图表中n(NO)的变更量求解，c(NO2)＝eq\f(0.02－0.008,2)mol·L－1＝0.006mol·L－1，故答案选b。由图表可求0～2s内v(NO)＝eq\f(0.02－0.008,2×2)mol·(L·s)－1＝0.003mol·(L·s)－1，故v(O2)＝1.5×10－3mol·(L·s)－1。(2)a.在随意状态下，都存在v(NO2)＝2v(O2)这样的速率关系，不能作为平衡状态的标记，故a错。b.因该反应为气体体积不等的反应，故压强不变可作为平衡状态的标记。c.由v逆(NO)＝2v正(O2)，可推出v逆(NO)＝v正(NO)，说明已达到平衡状态。d.由于平衡体系中全是气体，容器体积固定，故随意状态下密度不变，故d错。(3)刚好分别出NO2气体，只能使平衡向正反应方向移动，不能增大反应速率，故a错；因该反应为放热反应，适当上升温度，反应速率增大，故b正确；增大O2的浓度既能增大反应速率，又能使平衡向正反应方向移动，故c正确；选择高效催化剂能增大反应速率，故d正确。[答案](1)b1.5×10－3mol·(L·s)－1(2)bc(3)bcd14．(素养题)(1)肯定温度下，在密闭容器内进行某化学反应，气体X、Y的物质的量随反应时间变更的曲线如图所示。①写出该反应的化学方程式：____________________________________。②在t1和t2时正反应速率分别为v1和v2，则二者大小关系为v1________v2(填“>”“<”或“＝”)。③在t1、t2和t3三个时刻中，反应程度最大的是_____________________(填“t1”“t2”或“t(2)将肯定量N2和H2(体积比为1∶3)的混合气体通入合成塔，反应达到平衡后，氨的体积分数为16%，则平衡时混合气体中N2的体积分数为________，H2的转化率为________。(3)已知2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0。现将NO2和N2O4的混合气体通入容积为2L的恒容密闭容器中，恒温条件下反应体系中物质浓度随时间的变更关系如图所示。①平衡时NO2的转化率为______________。②起