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課時(shí)訓(xùn)練11　化學(xué)反應(yīng)的限度 基礎(chǔ)夯實(shí) 1.在容器中充入SO2和只由18O原子組成的氧氣(18O2)。在一定條件下達(dá)到平衡時(shí),18O存在于(　　) A.O2中 B.O2和SO3中 C.SO2和SO3中 D.SO2、SO3和O2中 答案:D 解析:化學(xué)平衡的特征之一是動(dòng)態(tài)平衡,達(dá)平衡時(shí)一方面18O2與SO2結(jié)合生成含18O的SO3,另一方面SO3又分解成SO2和O2,因此18O在O2、SO2以及SO3中都有可能存在。 2.一定溫度下,在某恒容的密閉容器中,建立化學(xué)平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列敘述中不能說明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(　　) A.體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化 B.v正(CO)=v逆(H2O) C.生成n mol CO的同時(shí)生成n mol H2 D.1 mol H—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2 mol H—O鍵 答案:C 解析:A項(xiàng),由于該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不相等的反應(yīng),當(dāng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化時(shí),說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài);B項(xiàng),根據(jù)v正(CO)=v逆(H2O),可知CO的正反應(yīng)速率等于其逆反應(yīng)速率,說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài);C項(xiàng),生成CO、H2均表示反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,沒有表示出正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系,不能說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài);D項(xiàng),H—H鍵斷裂和H—O鍵斷裂是兩個(gè)相反的反應(yīng)方向,1 mol H—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2 mol H—O鍵,即消耗1 mol H2的同時(shí)消耗了1 mol H2O,可知H2的消耗量等于其生成量,說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。 3.可逆反應(yīng)達(dá)平衡后,下列說法不正確的是(　　) A.正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率 B.不再進(jìn)行反應(yīng) C.混合物的各成分的百分含量不變 D.各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定相等 答案:B 解析:可逆反應(yīng)達(dá)平衡后,v(正)=v(逆)且各組分的百分含量不變,故A、C兩項(xiàng)正確;由于不知各反應(yīng)物的初始濃度的關(guān)系,因而各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定相等,但反應(yīng)時(shí)各反應(yīng)物按固定的比例進(jìn)行。 4.導(dǎo)學(xué)號52140085已知汽車尾氣無害化處理的反應(yīng)為2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。下列說法不正確的是(　　) A.升高溫度可使該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率減小 B.使用高效催化劑可有效增大正反應(yīng)速率 C.反應(yīng)達(dá)到平衡后,NO的反應(yīng)速率保持恒定 D.單位時(shí)間內(nèi)消耗CO和CO2的物質(zhì)的量相等時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡 答案:A 解析:升高溫度、使用催化劑都會(huì)使化學(xué)反應(yīng)速率增大,既包括正反應(yīng)速率也包括逆反應(yīng)速率,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤,B選項(xiàng)正確。反應(yīng)達(dá)到平衡后,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,因此C、D選項(xiàng)都是正確的。 5.右圖是可逆反應(yīng)X2+3Y22Z2在反應(yīng)過程中的反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系曲線,下列敘述正確的是(　　) A.t1時(shí),只有正方向反應(yīng) B.t1~t2時(shí),X2的物質(zhì)的量越來越多 C.t2~t3,反應(yīng)不再發(fā)生 D.t2~t3,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化 答案:D 解析:t1時(shí)v(正)>v(逆)>0,A項(xiàng)錯(cuò);由于t1~t2時(shí)v(正)>v(逆)>0,反應(yīng)物X2或Y2物質(zhì)的量逐漸減少至t2時(shí)刻保持不變,B項(xiàng)錯(cuò);t2~t3達(dá)平衡狀態(tài),v(正)=v(逆)≠0,C項(xiàng)錯(cuò)。 6.一定條件下,在密閉容器中能表示可逆反應(yīng)2SO2+O22SO3一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　) ①消耗2 mol SO2的同時(shí)生成2 mol SO3 ②SO2、O2與SO3的物質(zhì)的量之比為2∶1∶2 ③反應(yīng)混合物中SO3的濃度不再改變 A.①② B.②③ C.③ D.① 答案:C 解析:消耗SO2指的是v(正),生成SO3也是指v(正),兩者速率相等不能表明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài);SO2、O2與SO3的物質(zhì)的量之比為2∶1∶2,不一定是化學(xué)平衡狀態(tài);SO3的濃度不再改變,說明v(正)=v(逆),反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)。 7.在一個(gè)不傳熱的固定容積的密閉容器中,可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),當(dāng)m、n、p、q為任意整數(shù)時(shí),達(dá)到平衡的標(biāo)志是(　　) ①體系的壓強(qiáng)不再改變　②體系的溫度不再改變?、鄹鹘M分的濃度不再改變　④各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變?、莘磻?yīng)速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q　⑥單位時(shí)間內(nèi)m mol A發(fā)生斷鍵反應(yīng),同時(shí)p mol C也發(fā)生斷鍵反應(yīng) A.③④⑤⑥ B.②③④⑥ C.①③⑤ D.①④⑥ 答案:B 解析:判斷化學(xué)平衡的根本標(biāo)志是v(正)=v(逆),⑥中m mol A斷鍵,則同時(shí)生成p mol C,而p mol C也發(fā)生斷鍵反應(yīng),因此對C而言v(正)=v(逆),⑥正確;而⑤中未指明反應(yīng)速率表示的方向,錯(cuò)誤;平衡狀態(tài)的直接標(biāo)志是各組分的濃度不再改變,則各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變,③④正確;間接標(biāo)志是體系的溫度不再改變,故②正確。但因(m+n)與(p+q)的相對大小不確定,故①無法確定。若m+n=p+q,則壓強(qiáng)始終不變化,此情況下無法說明反應(yīng)是否平衡,故①錯(cuò)誤。因此選B項(xiàng)。 8.在200 ℃時(shí),將a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到體積為V L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):I2(g)+H2(g)2HI(g)。 (1)反應(yīng)剛開始時(shí),由于c(H2)=　　　,c(I2)=　　　,而c(HI)=　　　,所以化學(xué)反應(yīng)速率　　　最大,而　　　最小(為零)。 (2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)混合物中各組分濃度的變化趨勢為c(H2)　　　,c(I2)　　　,而c(HI)　　　,從而化學(xué)反應(yīng)速率v(正)　　　,而v(逆)　　　。 (3)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到v(正)與v(逆)　　　時(shí),此可逆反應(yīng)就達(dá)到了最大限度,若保持外界條件不變時(shí),混合物中各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)都將　　　。 答案:(1) molL-1　 molL-1　0　v(正) v(逆)　(2)減小　減小　增大　減小　增大　(3)相等　保持不變 解析:可逆反應(yīng)發(fā)生時(shí),正反應(yīng)速率越來越小,逆反應(yīng)速率越來越大,反應(yīng)物的濃度越來越小,生成物的濃度越來越大;平衡時(shí),各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率及體系的總壓強(qiáng)都將保持不變。 能力提升 9.某可逆反應(yīng)在不同反應(yīng)時(shí)刻各物質(zhì)的變化情況如圖所示。 (1)該反應(yīng)的反應(yīng)物是　　　,生成物是　　　,化學(xué)方程式為　　　　　　　　　。 (2)能否計(jì)算反應(yīng)開始至2 min時(shí),用C表示的反應(yīng)速率?若能,其反應(yīng)速率為　　　　,若不能,則其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)2 min后A、B、C各物質(zhì)的量不再隨時(shí)間的變化而變化,說明在這個(gè)條件下,反應(yīng)已達(dá)到了　　　　狀態(tài),此時(shí)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率　　　　。 答案:(1)A、B　C　2A+B2C　(2)不能;沒有體積,無法計(jì)算各物質(zhì)濃度的變化值　(3)平衡　相等 解析:(1)從圖像中的曲線變化可知,A、B為反應(yīng)物,C為生成物。各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,且該反應(yīng)一定時(shí)間后可達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài),屬可逆反應(yīng),化學(xué)方程式為2A+B2C。 (2)不能用C計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)速率。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)速率是用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度變化來表示。本題缺少體積條件,不能求反應(yīng)速率。 (3)2 min后A、B、C的物質(zhì)的量不再隨時(shí)間變化而變化,說明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等。 10.導(dǎo)學(xué)號52140086在2 L密閉容器內(nèi),800 ℃時(shí),反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)體系中,n(NO)隨時(shí)間的變化如表: 時(shí)間/s 0 1 2 3 4 5 n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)上述反應(yīng)　　　(填“是”或“不是”)可逆反應(yīng)。 (2)如圖中表示NO2變化曲線的是　　　。用O2表示從0~2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=　　　。 (3)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是　　　。 a.v(NO2)=2v(O2) b.容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變 c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器內(nèi)氣體的密度保持不變 答案:(1)是　(2)b　1.510-3 molL-1s-1　(3)bc 解析:(1)該反應(yīng)未進(jìn)行到完全,3 s后達(dá)到平衡,故該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。(2)由平衡體系2NO(g)+O2(g)2NO2(g)知,NO2為生成物,n(NO2)=Δn(NO)=0.020 mol-0.007 mol=0.013 mol,c(NO2)==0.006 5 molL-1,故表示NO2變化曲線的為b。 v(NO)===0.003 molL-1s-1,則 v(O2)=v(NO)=0.001 5 molL-1s-1。(3)a項(xiàng)中未指明正、逆反應(yīng)速率,故無法說明該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài);由于該反應(yīng)是前后氣體分子數(shù)不相等的反應(yīng),當(dāng)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變時(shí),說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),故b項(xiàng)正確;c項(xiàng)中可以說明正、逆反應(yīng)速率相等,故說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài);由于氣體總質(zhì)量不變,因此,無論該反應(yīng)是否達(dá)到平衡,容器內(nèi)氣體的密度總保持不變,故d項(xiàng)無法說明該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。