2025版高一化学必修第二册（含不定项选择）课时过程性评价 十二 化学反应的限度 化学反应条件的控制

十二化学反应的限度化学反应条件的控制(30分钟40分)题组过关·夯基础题组一:可逆反应与化学反应限度1.(2分)500℃时,将2molN2和2.25molH2充入体积为10L的恒容密闭容器中,反应达到平衡时,NH3的浓度不可能是 ()A.0.1mol·L-1 B.0.12mol·L-1C.0.05mol·L-1 D.0.16mol·L-1【解析】选D。由题干信息可知,N2和H2发生反应生成NH3,反应的化学方程式为N2+3H22NH3,该反应中N2过量,假设2.25molH2完全反应,则生成NH3的物质的量为1.5mol,浓度为0.15mol·L-1,但该反应是可逆反应,H2不可能完全转化为NH3,因此达到平衡时,NH3的浓度小于0.15mol·L-1,D符合题意。2.(2分)下列说法正确的是 ()A.H2(g)+I2(g)2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正、逆反应速率不变B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),气体的总物质的量不再改变不能说明反应已达平衡状态C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g)2C(?)已达平衡,则A、C不能同时是气体D.1molN2和3molH2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出的热量为Q1;在相同温度和压强下,当2molNH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收的热量为Q2,则Q2等于Q1【解析】选D。H2(g)+I2(g)2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,压强增大,则正、逆反应速率均增大,A错误;C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),气体的总物质的量会随着反应进行而变化,当其不再改变时说明反应已达平衡状态,B错误;反应2A(?)+B(g)2C(?)的两边,气体的化学计量数之和不可能相等,故不管A、C是什么状态,若压强不再随时间变化,均能说明反应已达平衡状态,C错误。3.(2分)A和B在溶液中进行如下的可逆反应:A(g)+B(g)AB(g),反应开始时溶液中只有A和B,反应过程中A、B、AB的物质的量浓度随时间变化的曲线图正确的是 ()【解析】选D。因为反应开始时溶液中只有A和B,所以该反应的反应物是A和B,随着反应的进行,它们的浓度逐渐减小,AB是生成物,随着反应的进行,它的浓度逐渐增大,当到某一时刻时,它们同时达到平衡,浓度不再变化,A、B选项错误;C选项反应物与生成物没有同时达到平衡,不符合题意。题组二:化学平衡状态的判断4.(2分)对于反应N2+3H22NH3,下列有关说法不正确的是 ()A.在容器中充入1molN2和3molH2,一定条件下充分反应,转移电子的物质的量为6molB.在恒容容器内,反应达到平衡后,通入Ar,压强增大,但v正和v逆都不变C.断裂6molN—H键的同时,断裂3molH—H键,说明该反应达到平衡状态D.绝热条件下当体系温度不变时,说明该反应达到平衡状态【解析】选A。氮气与氢气生成氨气的反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,则在容器中充入1mol氮气和3mol氢气,一定条件下充分反应,转移电子的物质的量小于6mol,故A错误;在恒容容器内,反应达到平衡后,通入氩气,容器内气体压强增大,但反应体系中各物质的浓度不变,所以正、逆反应速率都不变,故B正确;断裂6molN—H键的同时,断裂3molH—H键说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故C正确;合成氨反应为放热反应,绝热条件下当体系温度不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故D正确。5.(4分)将0.2mol·L-1的KI溶液和0.05mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,取混合液分别完成下列实验,能说明下列溶液中存在化学平衡“2Fe3++2I-2Fe2++I2”的是 ()实验编号实验操作实验现象①滴入KSCN溶液溶液变红色②滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成③滴入K3[Fe(CN)6]溶液有蓝色沉淀生成④滴入淀粉溶液溶液变蓝色A.① B.②和④C.③和④ D.①和③【解析】选A。将0.2mol·L-1的KI溶液和0.05mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液等体积混合后,I-过量,若不是可逆反应,Fe3+全部转化为Fe2+,则溶液中无Fe3+,故只需要证明溶液中含Fe3+,即能证明此反应为可逆反应,存在化学平衡。①向溶液中滴入KSCN溶液,溶液变红,则说明溶液中有Fe3+,即能说明反应存在平衡,故①正确;②向溶液中滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成,溶液中I-过量,无论反应是否存在平衡,都会有黄色沉淀生成,所以不能说明反应存在平衡,故②错误;③无论反应是否存在平衡,溶液中均存在Fe2+,滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有蓝色沉淀生成,故③错误;④无论反应是否存在平衡,溶液中均有I2,滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色,不能说明反应存在平衡,故④错误。题组三:化学反应条件的控制6.(4分)工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400~500℃和常压下的催化氧化:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下述相关说法错误的是 ()A.反应温度选择400~500℃是从该反应催化剂的催化活性、反应速率、反应限度等角度综合考虑的结果B.因为在常压下该反应的速率和SO2的转化率已经很高了,所以选择常压条件主要是从生产成本角度考虑C.为提高反应速率,应适当提高O2的浓度D.使用催化剂是为了加快反应速率,提高SO3的平衡产率【解析】选D。化工生产中生产条件的选择主要从反应速率、原料的转化率和催化剂活性等方面考虑,A正确;在二氧化硫的催化氧化反应中,常压下二氧化硫的转化率已经很高,增大压强会增加成本,B正确;适当增大氧气的浓度,可以提高反应速率,C正确;使用催化剂能加快化学反应的速率,缩短反应的时间,提高生产效率,但不能提高SO3的平衡产率,D错误。【补偿训练】工业上合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在实际生产中为提高合成氨的反应速率,下列说法正确的是 ()A.温度越高,反应速率越大,因此采取的温度越高越好B.压强越大,反应速率越大,因此采取的压强越大越好C.催化剂能增大反应速率,因此可选用适当的催化剂D.可向容器中加入一定量的水蒸气,使氨气溶解以增大反应速率【解析】选C。温度高反应速率大,但温度过高催化剂有可能会失活,因此实际生产中的温度不是越高越好,A错误;压强大反应速率大,但压强过高会增加设备的成本,因此实际生产中的压强不是越大越好,B错误;可选用适当的催化剂增大反应速率,C正确;加入水蒸气会降低反应体系的温度,并不能增大反应速率,D错误。综合应用·拓思维7.(2分)已知SO2和O2反应生成4molSO3时放出的热量为QkJ,那么2molSO2和1molO2在一有催化剂的密闭容器中发生反应时,放出的热量为 ()A.大于QkJ B.等于QkJC.小于0.5QkJ D.无法确定【解析】选C。由于SO2和O2反应生成4molSO3时放出的热量为QkJ,所以生成1molSO3时放出的热量为14QkJ,假定2molSO2和1molO2完全反应生成SO3,根据化学方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知,能生成2molSO3,放出的热量为2×14QkJ=0.5QkJ。由于该反应是可逆反应,2molSO2和1molO2不能完全反应,所以放出的热量小于0.5QkJ8.(2分)在体积都为2L的恒容容器中,200℃和T℃时,发生如下反应A(g)2B(s)+C(g),A的物质的量浓度(单位:mol·L-1)随时间变化的有关实验数据见表格:项目温度/℃时间/min0246810容器12000.800.550.350.200.150.15容器2T1.000.650.350.180.180.18下列有关该反应的描述错误的是 ()A.在200℃时,6min内用A表示的化学反应速率为0.1mol·L-1·min-1B.从表中可以看出T>200C.T℃下,6min时反应刚好达到平衡状态D.向容器1中通入氦气,容器中压强增大,反应速率不变【解析】选C。根据表格中的数据可知,6min内用A表示的化学反应速率为0.8mol·L-1-0.2mol·L-16min=0.1mol·L-1·min-1,故A正确;根据表格数据,T℃时反应速率快,所以T>200,故B正确;根据表格数据,T℃下,可能6min前反应就达到平衡状态,故C错误;向容器1中通入氦气,反应物的浓度不变9.(4分)一定条件下,对于可逆反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,则下列判断正确的是 ()A.c1∶c2=3∶1B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0<c1<0.14mol·L-1【解析】选D。X、Y的平衡浓度之比为1∶3,转化浓度之比亦为1∶3,故c1∶c2=1∶3,X、Y的转化率相等,A、C错误;平衡时Y生成表示逆反应速率,Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)为3∶2,B错误;由可逆反应的特点可知0<c1<0.14mol·L-1,D正确。10.(8分)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)CO2(g)+H2(g),反应放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的情况如图所示:(1)根据图中数据,从反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为_________________________;反应平衡时c(H2)=____________________。(5分)

(2)判断该反应达到平衡的依据是__________________(填序号)。(3分)

①CO减少的化学反应速率和CO2减少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化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)=Δc(CO)Δ0.003mol·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。(2)反应达到平衡的标志是各物质的物质的量分数保持一定,浓度不变,正、逆反应速率相等且不为零。故③符合题意,②、④不符合题意;CO减少的化学反应速率是正反应速率,CO2减少的化学反应速率是逆反应速率,CO和CO2的方程式化学计量数相同,故①符合题意。答案:(1)0.003mol·L-1·min-10.03mol·L-1(2)①③迁移创新·提素能11.(8分)地球表面离地面20~50km的高空有一臭氧层,它是地球的保护屏障。当太阳辐射通过臭氧层时,被吸收了约90%的紫外线,或者说把这些紫外线辐射的能量转变为热量,使地面生命免受伤害。这其中的奥妙就在于臭氧层里存在以下动态平衡:3O2(g)2O3(g)。已知O3是一种蓝色气体。(1)分析:上述反应有何特点?(4分)提示:该反应为可逆反应,反