考点11-化学反应的限度与反应条件的控制(核心考点归纳)(原卷版)

考点11化学反应的限度与反应条件的控制【核心考点梳理】一、化学反应的限度1．可逆反应(1)概念：在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应。(2)特征：反应不能进行到底，或者在一定条件下反应物与生成物同时存在。在书写化学方程式时，可逆反应用符号“”表示。【核心归纳】影响化学反应的限度的因素(1)决定因素：化学反应的限度首先取决于反应物的化学性质。不同的可逆反应在给定条件下的化学反应限度不同，反应物的最大转化率不同。(2)外界因素：化学反应的限度受温度、浓度、压强等条件的影响。改变其中的一个条件，可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。【典型例题】例1．下列说法正确的是()A．密闭容器中充入1molN2和3molH2可生成2molNH3B．一定条件下，可逆反应达到平衡状态，该反应就达到了这一条件下的最大限度C．对于任何反应增大压强，化学反应速率均增大D．化学平衡是一种动态平衡，条件改变，原平衡状态不会被破坏例2．已知2Fe3++2I-→2Fe2++I2，为了探究FeCl3溶液和KI溶液的反应是否存在一定的限度，取5mL0.5mol•L-1KI溶液，向其中加主0.1mol•L-1的FeCl31mL，充分反应，下列实验操作能检验该反应是否存在限度的是()A．再滴加AgNO3溶液，观察是否有黄色沉淀产生B．再加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色是否变为紫红色C．再加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀产生D．再加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变成红色二、化学平衡状态1．化学平衡的建立对于可逆反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，其化学反应速率与时间的关系如图所示。①反应开始时，正反应速率最大，原因是反应物浓度最大；逆反应速率为0，原因是生成物浓度为0；②反应进行中，正反应速率的变化是逐渐减小，原因是反应物浓度逐渐减小；逆反应速率的变化是逐渐增大，原因是生成物浓度逐渐增大；③反应一段时间(t1)后，正反应速率和逆反应速率的关系是大小相等，反应物的浓度不再改变，生成物的浓度不再改变。【核心归纳】1．化学平衡状态的特征2．化学反应的限度（1）化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下化学反应所能达到的或完成的最大程度，任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度。（2）不同条件下，同一可逆反应的化学反应限度不同；相同条件下，不同反应的化学反应限度也不同。（3）化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。3．化学平衡状态的判断依据（1）直接判断依据：v正＝v逆≠0①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bB⇌cC＋dD，eq\f(v正（A）,v逆（B）)＝eq\f(a,b)时，反应达到平衡状态。（2）间接判断依据：各种“量”不变①各物质的质量、物质的量或浓度不变。②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。4．化学平衡状态判断的注意事项（1）化学平衡状态判断“三关注”关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。（2）不能作为“标志”的四种情况①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。②恒温恒容下体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)。③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)⇌H2(g)＋I2(g)。④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。【典型例题】例1．（2021年贵州省贵阳市期末）恒容密闭容器内发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，能说明该反应达平衡状态的是A．正逆反应速率相等且为零 B．CO2的浓度不再变化C．各物质的物质的量相等 D．消耗1molH2O的同时生成1molH2例2．（2021年广西省桂林市期末）一定条件下，将2molNO2和1molS18O2，混合发生反应NO2(g)＋S18O2(g)SO3(g)＋NO(g)。下列有关该反应说法正确的是A．NO2(g)中不可能含18O B．当各物质均含18O时，说明该反应达到平衡C．转移的电子数目可能为2NA D．当反应达平衡时，SO3(g)的质量不再变化三、化学反应条件的控制1．调控反应条件的目的和方法2．合理选择的化学反应条件的角度（1）化学反应速率问题。（2）化学反应限度问题。（3）生产设备的耐高温、抗高压性，生产投入的成本问题等。3．提高燃料的燃烧效率的措施（1）尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触，且空气要适当过量。（2）尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。【典型例题】例1．下列措施可以提高燃料燃烧效率的是()①提高燃料的着火点②降低燃料的着火点③将固体燃料粉碎④将液体燃料雾化⑤将煤气化处理⑥通入足量的空气A．①③④⑤ B．②③⑤⑥C．③④⑤⑥ D．①②③④例2．下列有关合成氨条件的选择和解释不合理的是()A．使用催化剂，可加快N2和H2合成氨的速率B．高压比常压条件更有利于合成氨C．采用500℃左右主要考虑反应速率问题D．采用高温高压合成氨有利于提高反应速率和平衡产率【考点达标随堂练】1.下列关于化学平衡的说法中,正确的是()A.当达到化学平衡时,反应物已完全转化为生成物B.化学平衡是一定条件下的平衡,当条件改变时,平衡可能会遭到破坏C.当达到化学平衡时,反应混合物中各成分的浓度相等D.当达到化学平衡时,正逆反应均已停止2．500℃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－13．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。当SO2、O2、SO3的浓度不再变化时，下列说法正确的是()A．SO2和O2全部转化为SO3B．正、逆反应速率相等且等于零C．该反应已达化学平衡状态D．SO2、O2、SO3的浓度一定相等4．能使煤炭燃烧更充分，且使热能利用率提高的最有效措施是()A．多加煤以使炉火更旺B．把煤炭做成大煤球C．把煤中掺和一些黄泥做成蜂窝煤D．把煤粉碎，在煤粉燃烧器中燃烧5．（2021年山东省聊城市期末）在一定条件下的恒容密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)＋Z(s)，下列不能说明该反应达到化学平衡状态的是A．2v正(X)＝v逆(Y) B．反应容器中Y的质量分数不变C．体系压强不再变化 D．混合气体的密度不再变化6．下列叙述能说明在固定容积的密闭容器中进行的反应：已经达到平衡状态的是()A．X、Y、Z的物质的量之比为3∶1∶2B．混合气体的压强不随时间的变化而变化C．单位时间内每消耗3molX，同时生成2molZD．混合气体的总质量不随时间的变化而变化7．可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在恒容密闭容器中进行：①单位时间内生成nmolO2的同时，生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时，生成2nmolNO③用NO2、NO和O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1④混合气体的颜色不再改变⑤混合气体的密度不再改变⑥混合气体的压强不再改变⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变可说明该反应达到化学平衡状态的是()A．①④⑥⑦ B．②③④⑥C．①④⑤⑦ D．①②⑥⑦8．（2021年江苏省无锡市期末）某温度时，在2L容器中发生A(g)→B(g)的反应。A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是A．该反应为不可逆反应B．反应式为：2ABC．0～4min，v(A)＝0.1mol·L－1·min－1D．在4min时刻，反应建立平衡9．（2021年广东省惠州市第二学期期末）在一定条件下，某可逆反应的正反应速率、逆反应速率随时间的变化曲线如下图所示。下列有关说法中正确的是A．t1时刻，正反应速率小于逆反应速率B．t2时刻的正反应速率小于t3时刻的逆反应速率C．t4时刻，反应处于平衡状态，正、逆反应速率均为0D．t4时刻，保持其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均加快10．在一定温度下，某反应A＋B⇌C体系中，n(B)随反应时间(t)的变化如下表：t/min012345n(B)/mol0.0800.0360.0280.0200.0200.020该反应处于平衡状态的时间区域为()A．1～2min B．1～3minC．2～3min D．3～5min11．工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应是：①2C＋O2====2CO；②Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2。该炼铁工艺中，焦炭的实际用量远远高于按照化学方程式计算所需要的量。其主要原因是()A．CO过量B．CO与铁矿石接触不充分C．炼铁高炉的高度不够D．反应①②都有一定限度12．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)＝________。(2)判断该反应达到平衡的依据是________(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化④正、逆反应速率都为零13．（2021年北京市昌平区期末）在催化剂加热条件下，将SO2与足量O2置于恒容密闭容器中发生反应。SO2与SO3的物质的量浓度随时间的变化如图所示，请回答下列问题。（1）写出反应的化学方程式_______________________。（2）5min后c(SO2)与c(SO3)不再随时间改变的原因是_________________________________________。（3）由图像可知SO2与O2的反应是可逆反应，证据是______________________________________________________________________。（4）若将SO2与足量18O2反应，当三氧化硫的浓度不再随时间改变时，容器中18O存在于以下物质中：18O18O、S18O18O18O、________________________________(说明：本题用18O2或者18O18O表示氧气分子中的2个O原子均为18O，以此类推)。14．在2L密闭容器中，800℃时反应2NO＋O2⇌2NO2体系中，n(NO)随时间的变化如下表：时间(s)012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007（1）如图表示各物质浓度的变化曲线，A点处，v(正)________v(逆)，A点正反应速率________B点正反应速率。(用“大于”“小于”或“等于”填空)（2）图中表示O2变化的曲线是