2024新教材高中化學第2章化學鍵化學反應規(guī)律第3節(jié)化學反應的快慢和限度第2課時化學反應的限度課時作業(yè)含解析魯科版第二冊

PAGE7-化學反應的限度學習·理解1．下列對于可逆反應的理解不正確的是()A．可逆反應是指既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行的反應B．可逆反應的反應物與生成物之間只能用可逆號，而不能用等號C．可逆反應的正反應和逆反應條件完全相同D．可逆反應中，反應物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物答案A解析可逆反應向正反應方向和逆反應方向進行時，必需在相同的條件下，A錯誤，C正確；可逆反應方程式的典型特征是有可逆號，B正確；可逆反應中同時存在反應物和生成物，D正確。2．下列反應不屬于可逆反應的是()A．Cl2溶解于水B．氨氣溶解于水C．工業(yè)合成氨D．水電解生成H2和O2與H2在O2中燃燒生成H2O答案D解析在相同條件下同時向正、逆兩個方向進行的反應稱為可逆反應，因此選項A、B、C都是可逆反應。D項中氫氣與氧氣反應須要點燃，水分解須要通電，反應條件不同，不是可逆反應。3．反應2SO2＋O22SO3達到平衡后，再向反應容器中充入含18O的氧氣，經(jīng)過一段時間后，18O原子存在于()A．O2中 B．SO2中C．O2和SO2中 D．O2、SO2和SO3中答案D解析可逆反應在相同條件下，可以同時向兩個反應方向進行，反應體系中各物質(zhì)同時存在，由于三種物質(zhì)均含有氧元素，故18O原子存在于O2、SO2、SO3中。4．某溫度下，反應N2O4(g)2NO2(g)(正反應吸熱)在密閉容器中達到平衡，下列說法不正確的是()A．加壓時(體積變小)，正反應速率增大B．保持體積不變，加入少許N2O4，將使正反應速率減小C．保持體積不變，加入少許N2O4，再達到平衡時，顏色變深D．保持體積不變，上升溫度，再達平衡時顏色變深答案B解析加壓時(體積變小)，正、逆反應速率都增大，平衡逆向移動；保持體積不變，加入N2O4，正反應速率增大，平衡正向移動，NO2濃度增大，平衡時顏色變深；體積不變，上升溫度，平衡正向移動，NO2濃度增大，平衡時顏色變深。5．在容積為1.0L的恒容密閉容器中進行可逆反應：X(g)＋2Y(s)Z(g)。推斷該可逆反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)有()A．單位時間內(nèi)消耗X和Y的物質(zhì)的量之比為1∶2B．容器內(nèi)氣體的壓強不再隨時間變更C．容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量不再隨時間變更D．氣體Z的物質(zhì)的量不再隨時間變更答案D解析X、Y均為反應物，A錯誤；由于該可逆反應為反應前后氣體體積(或物質(zhì)的量)不變的反應，故容器內(nèi)壓強(或物質(zhì)的量)不變不能作為反應達到平衡狀態(tài)的標記，B、C錯誤；反應物或生成物的物質(zhì)的量不變是推斷反應達到平衡狀態(tài)的標記，D正確。6．在肯定溫度下，容積不變的密閉容器中發(fā)生反應：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，下列不能說明該可逆反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是()A．混合氣體壓強不再發(fā)生變更B．混合氣體質(zhì)量不再發(fā)生變更C．反應中CO與H2的物質(zhì)的量之比為1∶1D．生成nmolCO的同時生成nmolH2O(g)答案C解析反應前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變更，容器中壓強不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，A不符合題意；該反應中有固體參與，混合氣體質(zhì)量不再發(fā)生變更，說明反應達到平衡狀態(tài)，B不符合題意；反應中物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于對應的化學計量數(shù)之比不能說明反應達到平衡狀態(tài)，C符合題意；生成nmolCO的同時生成nmolH2O(g)，正逆反應速率相等，說明反應達到平衡狀態(tài)，D不符合題意。7．在肯定溫度下，將肯定量的氣體通入體積為2L的密閉容器中發(fā)生反應，有關物質(zhì)X、Y、Z的物質(zhì)的量的變更如圖所示。則下列有關推斷正確的是()A．該反應的化學方程式為3Z=3X＋2YB．t0時，X、Y、Z的質(zhì)量不再變更C．t0時，Z的濃度為1.2mol/LD．t0時，反應停止，反應速率為零答案B解析由圖可知，X、Y的物質(zhì)的量增大，為生成物，Z的物質(zhì)的量減小，為反應物，達到平衡時，生成X1.8mol，生成Y1.2mol，消耗Z1.8mol，X、Y、Z的化學計量數(shù)之比為1.8∶1.2∶1.8＝3∶2∶3，則反應的化學方程式為3Z3X＋2Y，該反應是可逆反應，A錯誤；達到化學平衡時各組分的濃度不再隨時間變更，故X、Y、Z的質(zhì)量也不再變更，B正確；依據(jù)圖像可知t0時Z的濃度為eq\f(1.2mol,2L)＝0.6mol/L，C錯誤；依據(jù)可逆反應平衡的特征可知，反應處于平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，但不等于零，D錯誤。應用·實踐8．下列反應中，不屬于可逆反應的是()A．2NO2=N2O4與N2O4=2NO2B．H2＋I2eq\o(=,\s\up17(△))2HI與2HIeq\o(=,\s\up17(△))H2＋I2C．CO2＋H2O=H2CO3與H2CO3=CO2↑＋H2OD．CaO＋CO2=CaCO3與CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaO＋CO2↑答案D解析可逆反應是指在同一條件下，既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行的反應。CaO＋CO2=CaCO3與CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaO＋CO2↑在不同條件下進行，所以不屬于可逆反應。9．肯定條件下，將A、B、C三種氣體各1mol通入一個密閉容器中發(fā)生反應：2A＋B2C，達到化學反應限度時，B的物質(zhì)的量可能是()A．0 B．0.5molC．1mol D．1.5mol答案C解析依據(jù)題意可知該反應為可逆反應。反應正向進行完全時，即A、B全部轉(zhuǎn)化為C，消耗1molA和0.5molB。反應逆向進行完全時，C完全轉(zhuǎn)化為1molA和0.5molB,0.5molB加上起先時充入的1molB總共得到1.5molB。由于該反應是可逆反應，所以B的物質(zhì)的量的范圍在0.5mol到1.5mol之間(不包括兩個極端值)。四個選項中只有C符合。10．已知反應A2(g)＋2B2(g)2AB2(g)(正反應為放熱反應)，下列說法正確的是()A．上升溫度，正反應速率增大，逆反應速率減小B．上升溫度有利于反應速率增大，從而縮短達到平衡的時間C．達到平衡后，上升溫度或增大壓強都有利于該反應平衡向正反應方向移動D．達到平衡后，降低溫度或減小壓強都有利于該反應平衡向正反應方向移動答案B解析A項，升溫時正、逆反應速率均增大，錯誤；C項，升溫平衡逆向移動，增大壓強平衡正向移動，錯誤；D項，降溫平衡正向移動，減小壓強平衡逆向移動，錯誤。11．哈伯因獨創(chuàng)了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學獎?，F(xiàn)向一密閉容器中充入1molN2和3molH2，在肯定條件下使該反應發(fā)生。下列說法正確的是()A．達到化學平衡時，N2將完全轉(zhuǎn)化為NH3B．達到化學平衡時，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度肯定相等C．達到化學平衡時，正反應和逆反應的速率都為0D．達到化學平衡時，3v正(N2)＝v逆(H2)答案D解析可逆反應中反應物不行能完全轉(zhuǎn)化，A錯誤；達到化學平衡時，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變更，但不肯定相等，B錯誤；化學平衡狀態(tài)是動態(tài)平衡，達到化學平衡時，正反應和逆反應的速率相等且不為0，C錯誤；達到化學平衡時，v逆(H2)＝v正(H2)＝3v正(N2)，D正確。12．關于肯定溫度下進行的反應A(g)＋3B(g)2C(g)，下列敘述不能表明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是()A．C的生成速率與C的分解速率相等B．混合氣體的總物質(zhì)的量不再變更C．A、B、C的濃度不再變更D．單位時間內(nèi)生成amolA，同時分解2a答案D解析肯定溫度下的反應A(g)＋3B(g)2C(g)中，各組分均為氣體，該反應是一個氣體分子數(shù)減小的反應。C的生成速率與C的分解速率相等時，正反應速率和逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)；混合氣體的總物質(zhì)的量不再變更，說明各組分的濃度保持不變，反應達到平衡狀態(tài)；A、B、C的濃度不再變更時，反應達到平衡狀態(tài)；單位時間內(nèi)生成amolA，同時分解2a13．在肯定溫度下，容器內(nèi)某一反應中M、N的物質(zhì)的量隨反應時間的變更曲線如圖，下列表述中正確的是()A．反應的化學方程式為2MNB．t2時，正、逆反應速率相等，反應達到平衡C．t3時，正反應速率大于逆反應速率D．t1時，N的濃度是M的濃度的2倍答案D解析由圖像可知，反應中M的物質(zhì)的量漸漸增多，N的物質(zhì)的量漸漸削減，則在反應中N為反應物，M為生成物。在相等的時間內(nèi)N和M的物質(zhì)的量的變更量之比為2∶1，所以反應的化學方程式應為2NM，故A錯誤；t2時，反應沒有達到平衡，此時反應接著向正方向進行，正反應速率大于逆反應速率，故B錯誤；t3時，反應達到平衡，正、逆反應速率相等，故C錯誤；t1時，N的物質(zhì)的量為6mol，M的物質(zhì)的量為3mol，N的濃度是M的濃度的2倍，故D正確。14．等物質(zhì)的量的A、B于2L的密閉容器中發(fā)生如下反應：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，5min后，測得D的濃度為0.5mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反應速率為0.1mol·L－1·min－1。請回答下列問題：(1)此時A的濃度為________。(2)反應起先前容器中A的物質(zhì)的量為________。(3)B的平均反應速率為________。(4)x＝________。答案(1)0.75mol·L－1(2)3mol(3)0.05mol·L－1·min－1(4)2解析將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中反應，5min后，測得D的濃度為0.5mol·L－1，生成D的物質(zhì)的量為2L×0.5mol·L－1＝1mol，設A、B的起始物質(zhì)的量均為nmol，3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)起始量/molnn00變更量/mol1.50.50.5x15min時量/moln－1.5n－0.50.5x1由于5min時c(A)∶c(B)＝3∶5，則(n－1.5)∶(n－0.5)＝3∶5，解得n＝3。(1)此時A的濃度c(A)＝eq\f(3－1.5mol,2L)＝0.75mol·L－1。(2)反應起先前容器中的A的物質(zhì)的量n(A)＝3mol。(3)v(B)＝eq\f(\f(0.5mol,2L),5min)＝0.05mol·L－1·min－1。(4)v(C)＝eq\f(\f(0.5xmol,2L),5min)＝0.1mol·L－1·min－1，則x＝2。遷移·創(chuàng)新15．(1)肯定溫度下，在密閉容器內(nèi)進行某化學反應，氣體X、Y的物質(zhì)的量隨反應時間變更的曲線如圖所示。①寫出該反應的化學方程式：____________。②在t1和t2時正反應速率分別為v1和v2，則二者大小關系為v1________v2(填“>”“<”或“＝”)。③在t1、t2和t3三個時刻中，反應程度最大的是________(填“t1”“t2”或“t(2)肯定溫度下，將肯定量的N2和H2充入固定體積的密閉容器中進行反應：N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up17(催化劑),\s\do15(高溫、高壓))2NH3(g)。①下列描述能說明該可逆反應達到化學平衡狀態(tài)的有________(填序號)。A．容器內(nèi)的壓強不變B．容器內(nèi)氣體的密度不變C．相同時間內(nèi)有3molH—H鍵斷裂，有6molN—H鍵形成D．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2E．NH3的質(zhì)量分數(shù)不再變更②若起始時向容器中充入10mol·L－1的N2和15mol·L－1的H2,10min時測得容器內(nèi)NH3的濃度為1.5mol·L－1。10min內(nèi)用N2表示的反應速率為______________；此時H2的轉(zhuǎn)化率為________。答案(1)①3Y(g)2X(g)②>③t3(2)①AE②0.075mol·L－1·min－115%解析(1)①隨著時間變更，Y的物質(zhì)的量削減、X的物質(zhì)的量增加，即Y為反應物、X為生成物，依據(jù)物質(zhì)的量變更量之比等于化學計量數(shù)之比，可得化學方程式為3Y(g)2X(g)。②隨著反應的進行，反應物的濃度降低，正反應速率減慢，即v1>v2。③反應正向進行，t3時刻達到化學平衡，即t3時刻反應程度最大。(2)①反應前后氣體計量數(shù)之和不相等，密閉容器體積固定，未平衡時隨反應進行，氣體總物質(zhì)的量變更導致壓強變更，因此容器內(nèi)的壓強不變時，說明反應達到平衡，故A正確；各組分都是氣體，氣體總質(zhì)量始終保持不變，容器為恒容狀態(tài)，密度保持恒定，因此密度不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；H—H鍵斷裂和N—H鍵形成都說明反應向正反應方向進行，因此不能說明反應達到平衡，故C錯誤；起先時通入量未知，因此已知物質(zhì)的量濃度之比，不能推斷是否達到平衡，故D錯誤；依據(jù)化學平衡狀態(tài)的定義，NH3的質(zhì)量分數(shù)不變，說明反應達到平衡，故E正確。②依據(jù)化學反應速率的數(shù)學表達式，v(NH3)＝eq\f(1.5mol·L－1,10min)＝0.15mol·L－1·min－1，化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，即v(N2)＝eq\f(vNH3,2)＝0.075mol·L－1·min－1，消耗H2的物質(zhì)的量濃度為eq\f(3,2)×1.5mol·L－1＝2.25mol·L－1，H2的轉(zhuǎn)化率為eq\f(2.25mol·L－1,15mol·L－1)×100%＝15%。微項目探討車用燃料及平安氣囊——利用化學反應解決實際問題1．了解汽車燃料，嘗試選擇、優(yōu)化車用燃料，建立化學反應中物質(zhì)變更與能量變更的關聯(lián)，初步形成利用化學反應中的物質(zhì)變更和能量變更指導生產(chǎn)實踐的基本思路。2．通過設計平安氣囊，初步形成從化學反應中的物質(zhì)變更和能量變更及反應速率的視角解決問題的思路?！卷椖炕顒?】選擇車用燃料1．車用燃料的選擇從化學反應中能量變更的角度選擇汽車燃料時，既要考慮燃料發(fā)生的化學反應所能釋放能量的多少，也要考慮達到燃料燃點須要汲取能量的多少，還要考慮燃料的來源、價格以及生成物對環(huán)境的污染等因素，做到既經(jīng)濟實惠又趨利避害。2．汽車尾氣的處理汽車排放的尾氣中含有多種污染空氣的有害氣體，主要有烴的不完全氧化產(chǎn)物一氧化碳、電火花放電使進入汽缸中的氮氣與氧氣反應生成的氮氧化物，以及汽油中的硫氧化生成的二氧化硫等，它們對人體健康和植物生長都有嚴峻的危害。解決汽車尾氣對環(huán)境污染的方法之一就是在汽車的排氣管上安裝填充有催化劑的催化轉(zhuǎn)化器。國外普遍采納鉑等貴金屬做催化劑，我國則用稀土元素代替部分貴金屬做催化劑。催化劑的作用是加速有害氣體的轉(zhuǎn)化。例如，在催化劑作用下一氧化氮將一氧化碳氧化成二氧化碳，而本身被還原成氮氣：2CO＋2NOeq\o(=,\s\up17(催化劑))2CO2＋N2。同時未燃燒的碳氫化合物和未反應的CO在催化劑作用下被氧化，生成CO2和H2O。但是，這些催化劑也會加速尾氣中二氧化硫向三氧化硫的轉(zhuǎn)化，使排出的廢氣的酸度上升，即這些催化劑無法消退硫的氧化物對環(huán)境的污染?！卷椖炕顒?】設計平安氣囊平安氣囊作為車身被動平安性協(xié)助配置，越來越受到人們的重視?，F(xiàn)代平安氣囊系統(tǒng)由碰撞傳感器、緩沖氣囊、氣體發(fā)生器及其限制系統(tǒng)等組成。汽車平安氣囊系統(tǒng)中運用的作為氣體發(fā)生劑的物質(zhì)一般具有生成物清潔、低腐蝕、有毒組分含量低、產(chǎn)氣量大、產(chǎn)氣速度快等特點。目前運用的氣體發(fā)生劑主要由疊氮化鈉、三氧化二鐵、硝酸銨等物質(zhì)按肯定比例混合而成。疊氮化鈉受到撞擊后放出的熱量被硝酸銨汲取，發(fā)生分解反應，生成一氧化二氮氣體和水蒸氣。同時，金屬鈉會與鐵的氧化物反應，生成鐵和較為平安的氧化鈉。由此可見，在選擇平安氣囊的氣體發(fā)生劑時，不僅要考慮所選物質(zhì)的性質(zhì)，還須要關注所發(fā)生反應中的物質(zhì)變更、能量變更和反應的化學反應速率，科學合理的利用化學反應。汽車尾氣(含有烴類、SO2與NO等物質(zhì))是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉(zhuǎn)換器”(用鉑鈀合金作催化劑)。它的特點是使CO和NO反應，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。(1)下列說法錯誤的是()A．CO和NOx反應的化學方程式為2xCO＋2NOxeq\o(=,\s\up17(催化劑))2xCO2＋N2B．上述方法的缺點是由于CO2增多，會大大提高空氣的酸度C．多植樹造林，增大綠化面積，可有效限制城市空氣各種污染源D．汽車改