PAGE7-化學反應的限度化學反應條件的限制(建議用時：40分鐘)[合格過關練]1．將煤塊粉碎、經脫硫處理、在適當過量的空氣中燃燒，這樣處理的目的是()①使煤充分燃燒，提高煤的利用率②削減SO2的產生，避開造成“酸雨”③削減有毒CO的產生，避開污染空氣④削減CO2的產生，避開“溫室效應”A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②③④A[①將煤塊粉碎，增大與空氣的接觸面積，能使煤充分燃燒，提高煤的利用率，正確；②煤中含有硫元素，燃燒時能生成SO2，經脫硫處理可削減SO2的產生，避開造成“酸雨”，正確；③在適當過量的空氣中燃燒，生成CO2，削減CO的產生，正確；④無論是否脫硫處理，在適當過量的空氣中燃燒，生成CO2的量都不變，不能削減CO2的產生，錯誤。]2．反應2SO2＋O22SO3達到平衡后，再向反應容器中充入含氧的同位素eq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(8))O的氧氣，經過一段時間后，eq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(8))O可能存在于()A．O2 B．SO2C．O2和SO2 D．O2、SO2和SO3D[可逆反應在相同條件下，可以同時向兩個反應方向進行，反應體系中各物質同時存在，由于三種物質均含有氧元素，故eq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(8))O可能存在于三種物質中。]3．化學反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)在持續加熱的條件下進行，向密閉容器中充入2molH2和3molI2(g)，充分反應后，該密閉容器中()A．2molH2已耗盡B．3molI2(g)已耗盡C．HI的物質的量等于4molD．HI的物質的量小于4mol[答案]D4．哈伯因獨創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向一密閉容器中充入1molN2和3molH2，在肯定條件下使該反應發生。下列說法正確的是()A．達到化學平衡時，N2將完全轉化為NH3B．達到化學平衡時，N2、H2和NH3的物質的量濃度肯定相等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)D[可逆反應中反應物不行能完全轉化，A錯誤；達到化學平衡時，N2、H2和NH3的物質的量濃度不再變更，但不肯定相等，B錯誤；化學平衡狀態是動態平衡，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。]5．在肯定溫度下，向密閉容器中充入肯定量的NO2和SO2，發生反應：NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(g)，當化學反應達到平衡時，下列敘述正確的是()A．SO2和SO3的物質的量肯定相等B．NO2和SO3的物質的量肯定相等C．反應混合物的總物質的量肯定等于反應起先時NO2和SO2的總物質的量D．SO2、NO2、NO、SO3的物質的量肯定相等C[題中沒有給出各物質的投料狀況，NO2、SO2和SO3的量之間沒有必定的關系，可能相等，也可能不相等，A、B、D項錯誤；該反應反應前后氣體分子數不變，故反應混合物的總物質的量肯定等于反應起先時NO2和SO2的總物質的量，C項正確。]6．在肯定溫度下的恒容密閉容器中，能說明反應X2(g)＋Y2(g)2XY(g)已經達到平衡狀態的是()A．容器內的總壓強不隨時間變更B．容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間變更C．XY氣體的物質的量分數不變D．X2和Y2的消耗速率相等C[該反應的特點：一是可逆反應；二是反應前后氣體體積相等。依據氣體壓強之比等于氣體物質的量之比推斷，該反應在整個反應過程中總壓強是不變的，A項不能說明該反應已經達到平衡狀態；同理推斷，容器中氣體的平均相對分子質量始終不隨時間的變更而變更，B項不能說明該反應已經達到平衡狀態；X2和Y2的化學計量數相等，其消耗速率始終相等，D項不能說明該反應已經達到平衡狀態。]7．對于反應2HI(g)H2(g)＋I2(g，紫色)，下列敘述能夠說明已達到平衡狀態的是()A．混合氣體的質量不再變更B．溫度和容積肯定時，容器內壓強不再變更C.1molH—H鍵斷裂的同時有2molH—I鍵斷裂D．各物質的物質的量濃度之比為2∶1∶1C[依據反應可知，反應物、生成物全部為氣體，結合質量守恒定律可知，氣體的質量在反應前后不發生變更，無法推斷是否達到平衡狀態，故A錯誤；該反應是反應前后氣體分子數相等的反應，反應過程中壓強始終不變，所以容器內壓強不再變更，無法推斷是否達到平衡狀態，故B錯誤；1molH—H鍵斷裂表示逆反應，2molH—I鍵斷裂表示正反應，且正、逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故C正確；由于反應起始各物質的量沒有給出，因此平衡狀態時各物質的物質的量濃度之比不確定，即各物質的物質的量濃度之比為2∶1∶1，不能證明反應達到平衡狀態，故D錯誤。]8．氨基甲酸銨分解反應為NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，在一容積恒定的容器里，發生上述反應，可以說明該反應已經達到平衡狀態的是()A．密閉容器中氨氣的體積分數不變B．1molNH2COONH4分解同時有17gNH3消耗C．密閉容器中混合氣體的密度不變D．2v(NH3)＝v(CO2)C[反應混合氣體中只有氨氣與二氧化碳，反應起先時只有氨基甲酸銨，則氨氣和二氧化碳物質的量之比始終為2∶1，氨氣體積分數始終不變，故不能說明反應達到平衡狀態，A錯誤；1molNH2COONH4分解同時有17gNH3消耗，17gNH3的物質的量為1mol，消耗17gNH3生成0.5molNH2COONH4，反應未達到平衡狀態，B錯誤；隨反應正向進行，混合氣體的質量增大，容器的容積不變，混合氣體的密度增大，當密度不再變更，說明反應達到平衡狀態，C正確；若2v(NH3)＝v(CO2)，反應肯定沒有達到平衡狀態，D錯誤。]9．下列反應條件的限制中不恰當的是()A．為防止鐵生銹，在其表面涂一層防銹油漆B．為防止火災，在面粉廠、加油站等場所要嚴禁煙火C．為加快KClO3的分解速率，加入MnO2D．為加快H2O2的分解速率，把反應容器放到冷水中冷卻D[在鐵制品表面涂一層防銹油漆，可削減其與空氣的接觸，從而防止鐵生銹，A正確；面粉顆粒、汽油等都是易燃物質，為防止火災，在面粉廠、加油站等場所要嚴禁煙火，B正確；KClO3在有催化劑時會快速分解產生O2，所以為加快KClO3的分解速率，加入催化劑MnO2，C正確；H2O2在溫度較高時簡單發生分解反應，所以為加快H2O2的分解速率，應把反應容器放到溫水中加熱，D錯誤。]10．在某一容積為5L的密閉容器內，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，發生反應：CO(g)＋H2O(g)eq\o(,\s\up9(催化劑),\s\do9(高溫))CO2(g)＋H2(g)，反應放出熱量。反應中CO2的濃度隨時間變更的狀況如圖所示：(1)依據圖中數據，從反應起先至達到平衡時，CO的化學反應速率為________；反應平衡時c(H2)＝________；平衡時H2O的轉化率為________。(2)推斷該反應達到平衡狀態的依據是________(填序號)。①CO減小的化學反應速率和CO2減小的化學反應速率相等②CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等③CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發生變更④正、逆反應速率都為零[解析](1)由圖可知10min時反應達到平衡，所以v(CO)＝eq\f(Δc（CO）,Δt)＝eq\f(0.03mol·L－1,10min)＝0.003mol·L－1·min－1，反應時轉化的濃度之比＝化學方程式中化學計量數之比，所以Δc(H2)＝Δc(CO)＝0.03mol·L－1。α(H2O)＝eq\f(0.03×5,0.2)×100%＝75%。(2)達到平衡狀態的標記是各物質的物質的量分數保持肯定，濃度不變，正、逆反應速率相等且不為零。CO減小的化學反應速率是正反應速率，CO2減小的化學反應速率是逆反應速率。[答案](1)0.003mol·L－1·min－10.03mol·L－175%(2)①③[素養培優練]11．(易錯題)向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，使反應SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)在肯定條件下達到平衡，正反應速率隨時間變更的曲線如圖所示。由圖可得出的正確結論是()A．反應在c點達到平衡狀態B．反應物濃度：a點小于b點C．反應物的總能量低于生成物的總能量D．Δt1＝Δt2時，SO2的轉化率：a～b段小于b～c段D[化學平衡狀態的標記是各物質的濃度不再變更，其實質是正反應速率等于逆反應速率，且保持不變，c點對應的正反應速率明顯還在變更，故肯定未達到平衡，A錯誤；a到b時正反應速率增加，反應物濃度不斷減小，B錯誤；隨著反應的進行，反應物濃度減小，但正反應速率增大，說明體系溫度上升，正反應是放熱反應，即反應物的總能量高于生成物的總能量，C錯誤；因為反應始終正向進行，且a～c段正反應速率始終在增大，故SO2的轉化率：a～b段小于b～c段，D正確。]12．X、Y、Z三種氣體，取X和Y按1∶1的物質的量之比混合，放入密閉容器中發生反應：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，達到平衡后，測得混合氣體中反應物的總物質的量與生成物的總物質的量之比為3∶2，則Y的轉化率最接近于()A.33% B．40%C．50% D．66%D[假設X和Y物質的量為1mol，達平衡時消耗Y物質的量為nmol，則：平衡后，測得混合氣體中反應物的總物質的量與生成物的總物質的量之比為3∶2，則(1－0.5n＋1－n)∶n＝3∶2，解得n＝eq\f(2,3)，Y的轉化率＝eq\f(\f(2,3)mol,1mol)×100%≈67%。]13．(素養題)在2L密閉容器內，800℃時反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)體系中，n(NO)隨時間的變更如表：時間(s)012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)下圖表示NO2的變更的曲線是________。用O2表示從0～2s內該反應的平均速率v＝________。(2)能說明該反應已達到平衡狀態的是________(選填字母，下同)。a．v(NO2)＝2v(O2) b．容器內壓強保持不變c．v逆(NO)＝2v正(O2) d．容器內密度保持不變(3)為使該反應的反應速率增大，下列措施正確的是________。a．剛好分別出NO2氣體 b．適當上升溫度c．增大O2的濃度 d．選擇高效催化劑[解析](1)NO2的起始濃度為c(NO2)＝0，2s時c(NO2)可依據圖表中n(NO)的變更量求解，c(NO2)＝eq\f(0.02－0.008,2)mol·L－1＝0.006mol·L－1，故答案選b。由圖表可求0～2s內v(NO)＝eq\f(0.02－0.008,2×2)mol·(L·s)－1＝0.003mol·(L·s)－1，故v(O2)＝1.5×10－3mol·(L·s)－1。(2)a.在隨意狀態下，都存在v(NO2)＝2v(O2)這樣的速率關系，不能作為平衡狀態的標記，故a錯。b.因該反應為氣體體積不等的反應，故壓強不變可作為平衡狀態的標記。c.由v逆(NO)＝2v正(O2)，可推出v逆(NO)＝v正(NO)，說明已達到平衡狀態。d.由于平衡體系中全是氣體，容器體積固定，故隨意狀態下密度不變，故d錯。(3)剛好分別出NO2氣體，只能使平衡向正反應方向移動，不能增大反應速率，故a錯；因該反應為放熱反應，適當上升溫度，反應速率增大，故b正確；增大O2的濃度既能增大反應速率，又能使平衡向正反應方向移動，故c正確；選擇高效催化劑能增大反應速率，故d正確。[答案](1)b1.5×10－3mol·(L·s)－1(2)bc(3)bcd14．(素養題)(1)肯定溫度下，在密閉容器內進行某化學反應，氣體X、Y的物質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)將肯定量N2和H2(體積比為1∶3)的混合氣體通入合成塔，反應達到平衡后，氨的體積分數為16%，則平衡時混合氣體中N2的體積分數為________，H2的轉化率為________。(3)已知2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0?，F將NO2和N2O4的混合氣體通入容積為2L的恒容密閉容器中，恒溫條件下反應體系中物質濃度隨時間的變更關系如圖所示。①平衡時NO2的轉化率為______________。②起