2025版高一化學(xué)必修第二冊（含不定項(xiàng)選擇）課時(shí)過程性評價(jià) 十二 化學(xué)反應(yīng)的限度 化學(xué)反應(yīng)條件的控制

十二化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)條件的控制(30分鐘40分)題組過關(guān)·夯基礎(chǔ)題組一:可逆反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)限度1.(2分)500℃時(shí),將2molN2和2.25molH2充入體積為10L的恒容密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),NH3的濃度不可能是 ()A.0.1mol·L-1 B.0.12mol·L-1C.0.05mol·L-1 D.0.16mol·L-1【解析】選D。由題干信息可知,N2和H2發(fā)生反應(yīng)生成NH3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2+3H22NH3,該反應(yīng)中N2過量,假設(shè)2.25molH2完全反應(yīng),則生成NH3的物質(zhì)的量為1.5mol,濃度為0.15mol·L-1,但該反應(yīng)是可逆反應(yīng),H2不可能完全轉(zhuǎn)化為NH3,因此達(dá)到平衡時(shí),NH3的濃度小于0.15mol·L-1,D符合題意。2.(2分)下列說法正確的是 ()A.H2(g)+I2(g)2HI(g),其他條件不變,縮小反應(yīng)容器體積,正、逆反應(yīng)速率不變B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),氣體的總物質(zhì)的量不再改變不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)C.若壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化能說明反應(yīng)2A(?)+B(g)2C(?)已達(dá)平衡,則A、C不能同時(shí)是氣體D.1molN2和3molH2反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2轉(zhuǎn)化率為10%,放出的熱量為Q1;在相同溫度和壓強(qiáng)下,當(dāng)2molNH3分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時(shí),吸收的熱量為Q2,則Q2等于Q1【解析】選D。H2(g)+I2(g)2HI(g),其他條件不變,縮小反應(yīng)容器體積,壓強(qiáng)增大,則正、逆反應(yīng)速率均增大,A錯誤;C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),氣體的總物質(zhì)的量會隨著反應(yīng)進(jìn)行而變化,當(dāng)其不再改變時(shí)說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),B錯誤;反應(yīng)2A(?)+B(g)2C(?)的兩邊,氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不可能相等,故不管A、C是什么狀態(tài),若壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化,均能說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),C錯誤。3.(2分)A和B在溶液中進(jìn)行如下的可逆反應(yīng):A(g)+B(g)AB(g),反應(yīng)開始時(shí)溶液中只有A和B,反應(yīng)過程中A、B、AB的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的曲線圖正確的是 ()【解析】選D。因?yàn)榉磻?yīng)開始時(shí)溶液中只有A和B,所以該反應(yīng)的反應(yīng)物是A和B,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,它們的濃度逐漸減小,AB是生成物,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,它的濃度逐漸增大,當(dāng)?shù)侥骋粫r(shí)刻時(shí),它們同時(shí)達(dá)到平衡,濃度不再變化,A、B選項(xiàng)錯誤;C選項(xiàng)反應(yīng)物與生成物沒有同時(shí)達(dá)到平衡,不符合題意。題組二:化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷4.(2分)對于反應(yīng)N2+3H22NH3,下列有關(guān)說法不正確的是 ()A.在容器中充入1molN2和3molH2,一定條件下充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6molB.在恒容容器內(nèi),反應(yīng)達(dá)到平衡后,通入Ar,壓強(qiáng)增大,但v正和v逆都不變C.斷裂6molN—H鍵的同時(shí),斷裂3molH—H鍵,說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D.絕熱條件下當(dāng)體系溫度不變時(shí),說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)【解析】選A。氮?dú)馀c氫氣生成氨氣的反應(yīng)為可逆反應(yīng),可逆反應(yīng)不可能完全反應(yīng),則在容器中充入1mol氮?dú)夂?mol氫氣,一定條件下充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量小于6mol,故A錯誤;在恒容容器內(nèi),反應(yīng)達(dá)到平衡后,通入氬氣,容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大,但反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不變,所以正、逆反應(yīng)速率都不變,故B正確;斷裂6molN—H鍵的同時(shí),斷裂3molH—H鍵說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已達(dá)到平衡,故C正確;合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),絕熱條件下當(dāng)體系溫度不變說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已達(dá)到平衡,故D正確。5.(4分)將0.2mol·L-1的KI溶液和0.05mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液等體積混合后,取混合液分別完成下列實(shí)驗(yàn),能說明下列溶液中存在化學(xué)平衡“2Fe3++2I-2Fe2++I2”的是 ()實(shí)驗(yàn)編號實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①滴入KSCN溶液溶液變紅色②滴入AgNO3溶液有黃色沉淀生成③滴入K3[Fe(CN)6]溶液有藍(lán)色沉淀生成④滴入淀粉溶液溶液變藍(lán)色A.① B.②和④C.③和④ D.①和③【解析】選A。將0.2mol·L-1的KI溶液和0.05mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液等體積混合后,I-過量,若不是可逆反應(yīng),Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe2+,則溶液中無Fe3+,故只需要證明溶液中含F(xiàn)e3+,即能證明此反應(yīng)為可逆反應(yīng),存在化學(xué)平衡。①向溶液中滴入KSCN溶液,溶液變紅,則說明溶液中有Fe3+,即能說明反應(yīng)存在平衡,故①正確;②向溶液中滴入AgNO3溶液有黃色沉淀生成,溶液中I-過量,無論反應(yīng)是否存在平衡,都會有黃色沉淀生成,所以不能說明反應(yīng)存在平衡,故②錯誤;③無論反應(yīng)是否存在平衡,溶液中均存在Fe2+,滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有藍(lán)色沉淀生成,故③錯誤;④無論反應(yīng)是否存在平衡,溶液中均有I2,滴入淀粉溶液后溶液均變藍(lán)色,不能說明反應(yīng)存在平衡,故④錯誤。題組三:化學(xué)反應(yīng)條件的控制6.(4分)工業(yè)制硫酸中的一步重要反應(yīng)是SO2在400~500℃和常壓下的催化氧化:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),這是一個(gè)正反應(yīng)放熱的可逆反應(yīng)。如果反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行,下述相關(guān)說法錯誤的是 ()A.反應(yīng)溫度選擇400~500℃是從該反應(yīng)催化劑的催化活性、反應(yīng)速率、反應(yīng)限度等角度綜合考慮的結(jié)果B.因?yàn)樵诔合略摲磻?yīng)的速率和SO2的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高了,所以選擇常壓條件主要是從生產(chǎn)成本角度考慮C.為提高反應(yīng)速率,應(yīng)適當(dāng)提高O2的濃度D.使用催化劑是為了加快反應(yīng)速率,提高SO3的平衡產(chǎn)率【解析】選D?；どa(chǎn)中生產(chǎn)條件的選擇主要從反應(yīng)速率、原料的轉(zhuǎn)化率和催化劑活性等方面考慮,A正確;在二氧化硫的催化氧化反應(yīng)中,常壓下二氧化硫的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高,增大壓強(qiáng)會增加成本,B正確;適當(dāng)增大氧氣的濃度,可以提高反應(yīng)速率,C正確;使用催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)的速率,縮短反應(yīng)的時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,但不能提高SO3的平衡產(chǎn)率,D錯誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練】工業(yè)上合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在實(shí)際生產(chǎn)中為提高合成氨的反應(yīng)速率,下列說法正確的是 ()A.溫度越高,反應(yīng)速率越大,因此采取的溫度越高越好B.壓強(qiáng)越大,反應(yīng)速率越大,因此采取的壓強(qiáng)越大越好C.催化劑能增大反應(yīng)速率,因此可選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎〥.可向容器中加入一定量的水蒸氣,使氨氣溶解以增大反應(yīng)速率【解析】選C。溫度高反應(yīng)速率大,但溫度過高催化劑有可能會失活,因此實(shí)際生產(chǎn)中的溫度不是越高越好,A錯誤;壓強(qiáng)大反應(yīng)速率大,但壓強(qiáng)過高會增加設(shè)備的成本,因此實(shí)際生產(chǎn)中的壓強(qiáng)不是越大越好,B錯誤;可選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┰龃蠓磻?yīng)速率,C正確;加入水蒸氣會降低反應(yīng)體系的溫度,并不能增大反應(yīng)速率,D錯誤。綜合應(yīng)用·拓思維7.(2分)已知SO2和O2反應(yīng)生成4molSO3時(shí)放出的熱量為QkJ,那么2molSO2和1molO2在一有催化劑的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)時(shí),放出的熱量為 ()A.大于QkJ B.等于QkJC.小于0.5QkJ D.無法確定【解析】選C。由于SO2和O2反應(yīng)生成4molSO3時(shí)放出的熱量為QkJ,所以生成1molSO3時(shí)放出的熱量為14QkJ,假定2molSO2和1molO2完全反應(yīng)生成SO3,根據(jù)化學(xué)方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知,能生成2molSO3,放出的熱量為2×14QkJ=0.5QkJ。由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng),2molSO2和1molO2不能完全反應(yīng),所以放出的熱量小于0.5QkJ8.(2分)在體積都為2L的恒容容器中,200℃和T℃時(shí),發(fā)生如下反應(yīng)A(g)2B(s)+C(g),A的物質(zhì)的量濃度(單位:mol·L-1)隨時(shí)間變化的有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表格:項(xiàng)目溫度/℃時(shí)間/min0246810容器12000.800.550.350.200.150.15容器2T1.000.650.350.180.180.18下列有關(guān)該反應(yīng)的描述錯誤的是 ()A.在200℃時(shí),6min內(nèi)用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.1mol·L-1·min-1B.從表中可以看出T>200C.T℃下,6min時(shí)反應(yīng)剛好達(dá)到平衡狀態(tài)D.向容器1中通入氦氣,容器中壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率不變【解析】選C。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,6min內(nèi)用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol·L-1-0.2mol·L-16min=0.1mol·L-1·min-1,故A正確;根據(jù)表格數(shù)據(jù),T℃時(shí)反應(yīng)速率快,所以T>200,故B正確;根據(jù)表格數(shù)據(jù),T℃下,可能6min前反應(yīng)就達(dá)到平衡狀態(tài),故C錯誤;向容器1中通入氦氣,反應(yīng)物的濃度不變9.(4分)一定條件下,對于可逆反應(yīng):X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零),達(dá)到平衡時(shí),X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,則下列判斷正確的是 ()A.c1∶c2=3∶1B.平衡時(shí),Y和Z的生成速率之比為2∶3C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D.c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1【解析】選D。X、Y的平衡濃度之比為1∶3,轉(zhuǎn)化濃度之比亦為1∶3,故c1∶c2=1∶3,X、Y的轉(zhuǎn)化率相等,A、C錯誤;平衡時(shí)Y生成表示逆反應(yīng)速率,Z生成表示正反應(yīng)速率且v生成(Y)∶v生成(Z)為3∶2,B錯誤;由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0<c1<0.14mol·L-1,D正確。10.(8分)在某一容積為5L的密閉容器內(nèi),加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O(g),在催化劑存在的條件下高溫加熱,發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),反應(yīng)放出熱量。反應(yīng)中CO2的濃度隨時(shí)間變化的情況如圖所示:(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí),CO的化學(xué)反應(yīng)速率為_________________________;反應(yīng)平衡時(shí)c(H2)=____________________。(5分)

(2)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是__________________(填序號)。(3分)

①CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率和CO2減少的化學(xué)反應(yīng)速率相等②CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等③CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化④正、逆反應(yīng)速率都為零【解析】(1)由圖可知10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,所以v(CO)=Δc(CO)Δ0.003mol·L-1·min-1,反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)化的濃度之比=化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,所以Δc(H2)=Δc(CO)=0.03mol·L-1。(2)反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持一定,濃度不變,正、逆反應(yīng)速率相等且不為零。故③符合題意,②、④不符合題意;CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率是正反應(yīng)速率,CO2減少的化學(xué)反應(yīng)速率是逆反應(yīng)速率,CO和CO2的方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)相同,故①符合題意。答案:(1)0.003mol·L-1·min-10.03mol·L-1(2)①③遷移創(chuàng)新·提素能11.(8分)地球表面離地面20~50km的高空有一臭氧層,它是地球的保護(hù)屏障。當(dāng)太陽輻射通過臭氧層時(shí),被吸收了約90%的紫外線,或者說把這些紫外線輻射的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?使地面生命免受傷害。這其中的奧妙就在于臭氧層里存在以下動態(tài)平衡:3O2(g)2O3(g)。已知O3是一種藍(lán)色氣體。(1)分析:上述反應(yīng)有何特點(diǎn)?(4分)提示:該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反