新教材化学人教版必修第二册课时分层作业：第6章 第2节 第2课时化学反应的限度　化学反应条件的控制 Word版含解析

新教材化学人教版必修第二册课时分层作业：第6章 第2节 第2课时化学反应的限度　化学反应条件的控制 Word版含解析

www.ks5u.com 课时分层作业(十一)　化学反应的限度　化学反应条件的控制 ‎(建议用时：40分钟)‎ ‎[合格过关练]‎ ‎1．将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是(　　)‎ ‎①使煤充分燃烧，提高煤的利用率　②减少SO2的产生，避免造成“酸雨”　③减少有毒CO的产生，避免污染空气　④减少CO2的产生，避免“温室效应”‎ A．①②③　　 B．②③④　　‎ C．①③④　 D．①②③④‎ A　[①将煤块粉碎，增大与空气的接触面积，能使煤充分燃烧，提高煤的利用率，正确；②煤中含有硫元素，燃烧时能生成SO2，经脱硫处理可减少SO2的产生，避免造成“酸雨”，正确；③在适当过量的空气中燃烧，生成CO2，减少CO的产生，正确；④无论是否脱硫处理，在适当过量的空气中燃烧，生成CO2的量都不变，不能减少CO2的产生，错误。]‎ ‎2．反应2SO2＋O22SO3达到平衡后，再向反应容器中充入含氧的同位素O的氧气，经过一段时间后，O可能存在于(　　)‎ A．O2　　　 B．SO2‎ C．O2和SO2 D．O2、SO2和SO3‎ D　[可逆反应在相同条件下，可以同时向两个反应方向进行，反应体系中各物质同时存在，由于三种物质均含有氧元素，故O可能存在于三种物质中。]‎ ‎3．化学反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)在持续加热的条件下进行，向密闭容器中充入2 mol H2和3 mol I2(g)，充分反应后，该密闭容器中(　　)‎ A．2 mol H2已耗尽 B．3 mol I2(g)已耗尽 C．HI的物质的量等于4 mol D．HI的物质的量小于4 mol ‎[答案]　D ‎4．哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列说法正确的是(　　)‎ A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3‎ B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等 C．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为0‎ D．达到化学平衡时，3v正(N2)＝v逆(H2)‎ D　[可逆反应中反应物不可能完全转化，A错误；达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再改变，但不一定相等，B错误；化学平衡状态是动态平衡，达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率相等且不为0，C错误；达到化学平衡时，v逆(H2)＝v正(H2)＝3v正(N2)，D正确。]‎ ‎5．在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2，发生反应：NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(g)，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是(　　)‎ A．SO2和SO3的物质的量一定相等 B．NO2和SO3的物质的量一定相等 C．反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量 D．SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等 C　[题中没有给出各物质的投料情况，NO2、SO2和SO3的量之间没有必然的关系，可能相等，也可能不相等，A、B、D项错误；该反应反应前后气体分子数不变，故反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量，C项正确。]‎ ‎6．在一定温度下的恒容密闭容器中，能说明反应X2(g)＋Y2(g)2XY(g)已经达到平衡状态的是(　　)‎ A．容器内的总压强不随时间变化 B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化 C．XY气体的物质的量分数不变 D．X2和Y2的消耗速率相等 C　[该反应的特点：一是可逆反应；二是反应前后气体体积相等。根据气体压强之比等于气体物质的量之比推断，该反应在整个反应过程中总压强是不变的，‎ A项不能说明该反应已经达到平衡状态；同理推断，容器中气体的平均相对分子质量始终不随时间的变化而变化，B项不能说明该反应已经达到平衡状态；X2和Y2的化学计量数相等，其消耗速率始终相等，D项不能说明该反应已经达到平衡状态。]‎ ‎7．对于反应2HI(g)H2(g)＋I2(g，紫色)，下列叙述能够说明已达到平衡状态的是(　　)‎ A．混合气体的质量不再变化 B．温度和容积一定时，容器内压强不再变化 C.1 mol H—H键断裂的同时有2 mol H—I键断裂 D．各物质的物质的量浓度之比为2∶1∶1‎ C　[根据反应可知，反应物、生成物全部为气体，结合质量守恒定律可知，气体的质量在反应前后不发生变化，无法判断是否达到平衡状态，故A错误；该反应是反应前后气体分子数相等的反应，反应过程中压强始终不变，所以容器内压强不再变化，无法判断是否达到平衡状态，故B错误；1 mol H—H键断裂表示逆反应，2 mol H—I键断裂表示正反应，且正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；由于反应起始各物质的量没有给出，因此平衡状态时各物质的物质的量浓度之比不确定，即各物质的物质的量浓度之比为2∶1∶1，不能证明反应达到平衡状态，故D错误。]‎ ‎8．氨基甲酸铵分解反应为NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，在一容积恒定的容器里，发生上述反应，可以说明该反应已经达到平衡状态的是(　　)‎ A．密闭容器中氨气的体积分数不变 B．1 mol NH2COONH4分解同时有‎17 g NH3消耗 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．2v(NH3)＝v(CO2)‎ C　[反应混合气体中只有氨气与二氧化碳，反应开始时只有氨基甲酸铵，则氨气和二氧化碳物质的量之比始终为2∶1，氨气体积分数始终不变，故不能说明反应达到平衡状态，A错误；1 mol NH2COONH4分解同时有‎17 g NH3消耗，‎17 g NH3的物质的量为1 mol，消耗‎17 g NH3生成0.5 mol NH2COONH4，反应未达到平衡状态，B错误；随反应正向进行，混合气体的质量增大，容器的容积不变，混合气体的密度增大，当密度不再变化，说明反应达到平衡状态，C正确；若2v(NH3‎ ‎)＝v(CO2)，反应一定没有达到平衡状态，D错误。]‎ ‎9．下列反应条件的控制中不恰当的是 (　　)‎ A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆 B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火 C．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2‎ D．为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却 D　[在铁制品表面涂一层防锈油漆，可减少其与空气的接触，从而防止铁生锈，A正确；面粉颗粒、汽油等都是易燃物质，为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火，B正确；KClO3在有催化剂时会快速分解产生O2，所以为加快KClO3的分解速率，加入催化剂MnO2，C正确；H2O2在温度较高时容易发生分解反应，所以为加快H2O2的分解速率，应把反应容器放到温水中加热，D错误。]‎ ‎10．在某一容积为‎5 L的密闭容器内，加入0.2 mol的CO和0.2 mol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)＝________；平衡时H2O的转化率为________。‎ ‎(2)判断该反应达到平衡状态的依据是________(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 ‎[解析]　(1)由图可知10 min时反应达到平衡，所以v(CO)＝＝＝0.003 mol·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)＝0.03 mol·L－1。α(H2O)＝×100%＝75%。‎ ‎(2)达到平衡状态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。CO减小的化学反应速率是正反应速率，CO2减小的化学反应速率是逆反应速率。‎ ‎[答案]　(1)0.003 mol·L－1·min－1　0.03 mol·L－1　75%　(2)①③‎ ‎[素养培优练]‎ ‎11．(易错题)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)在一定条件下达到平衡，正反应速率随时间变化的曲线如图所示。由图可得出的正确结论是(　　)‎ A．反应在c点达到平衡状态 B．反应物浓度：a点小于b点 C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 D　[化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，且保持不变，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达到平衡，A错误；a到b时正反应速率增加，反应物浓度不断减小，B错误；随着反应的进行，反应物浓度减小，但正反应速率增大，说明体系温度升高，正反应是放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；因为反应一直正向进行，且a～c段正反应速率一直在增大，故SO2的转化率：a～b段小于b～c段，D正确。]‎ ‎12．X、Y、Z三种气体，取X和Y按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生反应：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则Y的转化率最接近于(　　)‎ A.33%　　　 B．40%‎ C．50%　　　 D．66%‎ D　[假设X和Y物质的量为1 mol，达平衡时消耗Y物质的量为n mol，则：‎ 平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则(1－0.5n＋1－n)∶n＝3∶2，解得n＝，Y的转化率＝×100%≈67%。]‎ ‎13．(素养题)在‎2 L密闭容器内，‎800 ℃‎时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：‎ 时间(s)‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ n(NO)/mol ‎0.020‎ ‎0.010‎ ‎0.008‎ ‎0.007‎ ‎0.007‎ ‎0.007‎ ‎(1)下图表示NO2的变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。‎ ‎(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________(选填字母，下同)。‎ a．v(NO2)＝2v(O2)　　 b．容器内压强保持不变 c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器内密度保持不变 ‎(3)为使该反应的反应速率增大，下列措施正确的是________。‎ a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度 c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂 ‎[解析]　(1)NO2的起始浓度为c(NO2)＝0，2 s时c(NO2)可根据图表中n(NO)的变化量求解，c(NO2)＝ mol·L－1＝0.006 mol·L－1，故答案选b。由图表可求0～2 s内v(NO)＝ mol·(L·s)－1＝0.003 mol·(L·s)－1，故v(O2)＝1.5×10－3 mol·(L·s)－1。‎ ‎(2)a.在任意状态下，都存在v(NO2)＝2v(O2)这样的速率关系，不能作为平衡状态的标志，故a错。b.因该反应为气体体积不等的反应，故压强不变可作为平衡状态的标志。c.由v逆(NO)＝2v正(O2)，可推出v逆(NO)＝v正(NO)，说明已达到平衡状态。d.由于平衡体系中全是气体，容器体积固定，故任意状态下密度不变，故d错。‎ ‎(3)及时分离出NO2气体，只能使平衡向正反应方向移动，不能增大反应速率，故a错；因该反应为放热反应，适当升高温度，反应速率增大，故b正确；增大O2的浓度既能增大反应速率，又能使平衡向正反应方向移动，故c正确；选择高效催化剂能增大反应速率，故d正确。‎ ‎[答案]　(1)b　1.5×10－3 mol·(L·s)－1　(2)bc　(3)bcd ‎14．(素养题)(1)一定温度下，在密闭容器内进行某化学反应，气体X、Y的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。‎ ‎①写出该反应的化学方程式：____________________________________。‎ ‎②在t1和t2时正反应速率分别为v1和v2，则二者大小关系为v1________v2(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎③在t1、t2和t3三个时刻中，反应程度最大的是_____________________(填“t‎1”‎“t‎2”‎或“t‎3”‎)。‎ ‎(2)将一定量N2和H2(体积比为1∶3)的混合气体通入合成塔，反应达到平衡后，氨的体积分数为16%，则平衡时混合气体中N2的体积分数为________，H2的转化率为________。‎ ‎(3)已知2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0。现将NO2和N2O4的混合气体通入容积为‎2 L的恒容密闭容器中，恒温条件下反应体系中物质浓度随时间的变化关系如图所示。‎ ‎①平衡时NO2的转化率为______________。‎ ‎②起始压强与平衡时压强之比为________。‎ ‎[解析]　(1)①随着时间变化，Y的物质的量减少、X的物质的量增加，即Y为反应物、X为生成物，依据物质的量变化量之比等于化学计量数之比，可得化学方程式为3Y(g)2X(g)。‎ ‎②随着反应的进行，反应物的浓度降低，正反应速率减慢，即v1＞v2。‎ ‎③反应正向进行，t3时刻达到化学平衡，即t3时刻反应程度最大。‎ ‎(2)设起始时充入1 mol N2、3 mol H2，转化的N2为x mol，则 平衡时混合气体的总物质的量为(4－2x)mol，‎ 依题意有×100%＝16%，得x＝ mol，‎ N2的体积分数为×100%＝×100%＝21%，‎ H2的转化率为×100%＝×100%≈27.6%。‎ ‎①平衡时NO2的转化率为×100%＝66.7%。‎ ‎②恒温恒容条件下，起始压强与平衡时压强之比等于物质的量之比，则起始压强与平衡时压强之比为 ‎(0.8 mol·L－1×‎2 L)∶(0.6 mol·L－1×‎2 L)＝4∶3。‎ ‎[答案]　(1)①3Y(g)2X(g)　②＞　③t3‎ ‎(2)21%　27.6%　(3)①66.7%　②4∶3‎