2022版新教材高中化学课时素养评价十二化学反应的限度含解析鲁教版必修.doc

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1、化学反响的限度 (40分钟70分)一、选择题(此题包括9小题,每题5分,共45分)1.对于可逆反响:M+NQ到达平衡时,以下说法正确的选项是()A.M、N、Q 3种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.反响混合物中各成分的百分组成不再变化D.反响已经停止【解析】选C。反响到达平衡时,各浓度不再变化,反响物不能完全转化为生成物,反响仍在进行没有停止。2.(2022北京101中学高一检测)在一定温度下体积不变的密闭容器中,可逆反响A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)到达平衡状态的标志是()A.各物质的浓度相等B.A、B、C、D的浓度之比为1322C.正反响速率与逆反响速率均为零D.正反

2、响速率与逆反响速率相等【解析】选D。各物质的浓度相等时,该反响不一定到达平衡状态,与反响物初始浓度及转化率有关,选项A错误;A、B、C、D的浓度之比为1322,不能说明各组分的浓度不再变化,无法判断是否到达了平衡状态,选项B错误;到达平衡状态时,正逆反响速率相等,但不等于零,选项C错误;正逆反响速率相等,且不等于零时,反响到达平衡状态,选项D正确。3.(2022济南高一检测)对处于化学平衡的体系,从化学平衡与化学反响速率的关系可知()A.化学反响速率变化时,化学平衡一定发生移动B.化学平衡发生移动时,化学反响速率一定变化C.正反响进行的程度大,正反响速率一定大D.只有在催化剂存在下,才会发生化

3、学反响速率变化而化学平衡不移动的情况【解析】选B。使用催化剂时,正、逆反响速率同等程度增大,平衡并不移动,A错误;化学平衡移动的过程就是由v(正)=v(逆)变为v(正)v(逆),再转化为v(正)=v(逆)的过程,B正确;反响进行的程度和反响速率无必然联系,故反响进行的程度大,正反响速率不一定大,C错误;对于类似H2(g)+I2(g)2HI(g)的反响,其他条件不变,缩小体积时,H2(g)、I2(g)、HI(g)的浓度同等程度增大,正、逆反响速率同等程度增大,故平衡不移动,D错误。4.如图是可逆反响X2+3Y22Z在反响过程中的反响速率(v)与时间(t)的关系曲线,以下表达不正确的选项是()A.

4、t1、t2时,用不同物质表示正、逆反响速率有2v(X2)=v(Z)B.t2时,反响已到达了一定限度C.t2t3,反响不再发生D.t2t3,各物质的浓度不再发生变化【解析】选C。对于任何化学反响,无论在何时,用不同物质表示同一反响的化学反响速率时,均存在反响速率之比等于化学计量数之比,A项正确;t2t3,反响到达一定的限度,但没有停止,B项正确,C项错误;此时各物质的浓度不再发生变化,D项正确。5.催化复原是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。在恒容密闭容器中,CO2和H2在催化剂作用下发生反响:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。以下说法能充分说明该反响已经到达化学平衡

5、状态的是()A.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度相等B.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再发生变化C.单位时间内消耗1 mol CO2,同时生成1 mol CH3OHD.CO2、H2、CH3OH、H2O的分子数之比为1311【解析】选B。当体系到达平衡状态时,CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度可能相等,也可能不相等,故A错误;当CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化,说明正、逆反响速率相等,到达平衡状态,故B正确;消耗CO2和生成CH3OH都是正反响,无法确定正反响速率和逆反响速率的关系,不能确定是否到达平衡状态,故C错误;当体系到达平衡状态时,CO2、H2、CH

6、3OH、H2O的分子数不再发生变化,而不是它们的分子数之比不变,故D错误。6.在密闭容器中通入一定量的HI气体,使其在一定条件下发生反响:2HI(g)H2(g)+I2(g)。以下表达中,一定属于平衡状态的是 ()A.HI、H2、I2的浓度相等B.混合气体的颜色不再变化C.混合气体的总压强不再变化D.v(HI)v(H2)v(I2)=211【解析】选B。反响体系中各物质浓度相等不一定是平衡状态,A错误;三种物质中只有I2有颜色,既然颜色不变,说明I2的量不再增多也不再减少,那么一定是平衡状态,B正确;因为该反响反响前后气体总物质的量不变,所以无论是否平衡,体系总压强都不变,故C错误;在任何条件下,

7、用各物质表示的化学反响速率之比都等于化学计量数之比,D错误。7.用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反响如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)。一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反响到达化学平衡状态的是()A.v逆(N2)=3v正(H2)B.v正(HCl)=4v正(SiCl4)C.混合气体密度保持不变D.c(N2)c(H2)c(HCl)=136【解析】选C。利用化学反响速率之比等于方程式中化学计量数之比可知,A项应为3v逆(N2)=v正(H2),才表示v(

8、正)=v(逆),故A错误;B项均表示正反响速率,无论反响是否处于平衡状态,都成立,B错误;混合气体密度不变,说明体系中混合气体质量不变,假设未到达平衡,那么混合气体质量改变,所以C项表示到达平衡状态;D项表示的浓度关系与是否平衡无关,错误。8.(2022深圳高一检测)500 时,将2 mol N2和2.25 mol H2充入体积为10 L的恒容密闭容器中,反响到达平衡时,NH3的浓度不可能是() molL-1 molL-1 molL-1 molL-1【解析】选D。由题意知,该反响中N2过量。假设2.25 mol H2完全参与反响,那么生成NH3的浓度为0.15 molL-1,由于该反响是可逆反

9、响,H2不可能完全转化生成NH3,故平衡时NH3的浓度小于0.15 molL-1。9.(2022山东合格考)恒温恒容条件下,能说明反响A(s)+2B(g)C(g)+D(g)一定处于化学平衡状态的是()A.混合气体的密度不再改变B.容器内的压强保持不变C.C与D的物质的量相等D.消耗1 mol B的同时生成0.5 mol D【解析】选A。混合气体的质量不再变化,由于是在恒容条件下,说明反响已处于平衡状态,A正确;气体系数前后相等,压强是个恒量,B错误;C与D的物质的量相等不能说明浓度不再改变,所以不能说明反响到达平衡状态,C错误;消耗1 mol B的同时生成0.5 mol D均表示正反响速率,所

10、以不能说明反响到达平衡状态,D错误。【方法规律】化学平衡标志的判断应注意的问题(1)正逆反响速率相等与反响混合物中各组分的百分含量均保持不变是判断化学平衡状态的根本方法。这两个关系中的任何一个都可以单独用作判断化学反响是否到达平衡状态的标准。(2)在mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反响中,v(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq,在应用v(正)=v(逆)判断化学平衡状态时要充分注意这一点。(3)化学平衡状态中,反响混合物里各组成成分的浓度(或百分比含量)保持不变,但是某些物理量保持不变的化学反响状态并不一定是化学平衡状态。因此,在应用反响混合物里各组成成分的浓度、百分含量、物质的

11、颜色、气体的压强、气体的密度、气体的平均摩尔质量等判断化学平衡状态时,一定要慎重。【补偿训练】合成氨工业对国民经济和社会开展具有重要意义。对于密闭容器中的反响:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在673 K、30 MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图。以下表达正确的选项是()A.点a的正反响速率比点b的小B.点c处反响到达平衡C.点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样D.点e处反响到达平衡【解析】选D。由图可知,a点时n(H2)比b点大,即反响物浓度大,所以a点的正反响速率大于b点,A项错误,虽然c点时n(H2)=n(NH3),但二者的物质的量仍在随时间

12、发生变化,故c点并没到达平衡,B项错误;由于在t1、t2时,n(H2)、n(NH3)不再随时间发生变化,说明反响已到达平衡,故d、e两点处n(N2)相等,C项错误,D项正确。二、非选择题(此题包括2小题,共25分)10.(15分)(2022威海高一检测) 某化学实验小组同学设计如下图装置,烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2和N2O4的混合气体,中间用止水夹K夹紧,烧杯甲中盛放100 mL 6 molL-1的盐酸,烧杯乙中盛放100 mL的冷水,两烧杯液体温度相同。现向烧杯甲的溶液中放入25 g NaOH固体,同时向烧杯乙中放入25 g NH4NO3固体,搅拌使之溶解。(1)写出烧瓶中存在的反响的

13、化学方程式_,实验前烧瓶中气体呈_色。(2)请将该实验探究的题目补充完整_。(3)分别向甲、乙烧杯中加NaOH固体和NH4NO3固体后,某同学又用温度计测量两烧杯中液体的温度,发现甲中温度_,乙中温度_,原因是_。同时发现A瓶中气体颜色变深,B瓶中气体颜色变浅。(4)由此,该小组同学得出的结论是_。【解析】烧瓶中的NO2和N2O4存在着相互转化反响, 2NO2N2O4,NO2红棕色,N2O4无色,烧瓶中气体呈红棕色,从实验操作可看出,该小组同学欲探究温度对化学平衡的影响。NaOH固体溶解且与盐酸发生中和反响均放热,使甲烧杯中溶液温度升高,平衡2NO2N2O4向左移动,气体颜色变深;NH4NO3

14、溶于水吸热,使乙烧杯中溶液温度降低,平衡2NO2N2O4向右移动,B瓶中气体颜色变浅。答案:(1)2NO2N2O4红棕(2)温度对化学平衡的影响(3)升高降低甲中固体NaOH溶解放热,中和盐酸也放热,溶液温度升高,乙中NH4NO3溶解吸热,溶液温度降低(4)温度升高时,2NO2N2O4向逆反响方向移动,温度降低时,向正反响方向移动,温度能影响化学平衡的移动11.(10分)某研究小组决定用实验探究的方法证明化学反响具有一定的限度,在一定条件下会到达“平衡状态。他们设计了如下实验:取5 mL 0.1 molL-1KI溶液于试管中,滴加0.1 molL-1FeCl3溶液2 mL,(1)写出上述实验过

15、程中反响的离子方程式。提示:反响的离子方程式为2Fe3+2I-2Fe2+I2。(2)怎样通过实验说明上述反响的发生。提示:只要证明反响后的溶液中存在Fe2+和I2,就说明上述反响发生了。因此取少量反响液,参加少量CCl4,振荡,发现CCl4层显浅紫色,证明萃取到I2,即有I2生成(或取少量反响液,滴加淀粉溶液,假设溶液变蓝,那么说明生成了I2)。(3)甲同学取少量反响液,滴加AgNO3溶液,发现有少量黄色沉淀(AgI)。此同学能否证明反响存在一定的限度?提示:否。因为反响后的溶液中存在单质碘,且溶液中存在过量的I-。(4)请你设计实验说明此反响具有一定的限度。提示:取反响后的溶液少量,滴加KS

16、CN溶液,溶液出现红色现象,说明该反响存在一定的限度。 (20分钟30分)一、选择题(此题包括2小题,每题7分,共14分)12.(2022黄山高一检测)一定条件下,对于反响X(g)+3Y(g)2Z(g),假设X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时,X、Y、Z浓度分别为0.1 molL-1、0.3 molL-1和0.08 molL-1,那么以下判断不合理的是()c1c2=13平衡时,Y和Z的生成速率之比为23X和Y的转化率不相等c1的取值范围为0c10,反响又是可逆的,故正确。13.在一定温度下,容器内某一反响中M、N的物质的量随反响时间变化的曲线如下图,以下表述正确的

17、选项是()A.反响的化学方程式为2MNB.t2时,正、逆反响速率相等,到达平衡C.t3时,正反响速率大于逆反响速率D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍【解析】选D。从曲线变化的趋势看,n(N)逐渐减小,n(M)逐渐增加。当t=0时,n(M)、n(N)均不为0,分别为2 mol、8 mol;t1时N由8 mol减至6 mol,减少2 mol,M增加1 mol,说明M、N之间的反响可表示为2NM;t1时M为3 mol,N为6 mol,即N的浓度为M的2倍;t2时M、N两物质的物质的量相等,且为4 mol,并非正、逆反响速率相等;t3时,M、N的物质的量不随时间改变,是化学平衡的特征,说明正、逆反响速

18、率相等。【补偿训练】 (2022北京101中学高一检测):转化率=某一反响物转化的量该反响物的初始量100%。在一密闭容器中参加A、B、C三种气体,保持温度一定,在t1t4时刻测得各物质的浓度如下表。据此判断以下结论不正确的选项是()测定时刻/st1t2t3t4c(A)/(molL-1)6322c(B)/(molL-1)53.533c(C)/(molL-1)12.533A.在t4时刻,该反响处于化学平衡状态B.t3时,A的转化率比B的转化率高C.t1至t2时刻,该反响的速率为3 molL-1s-1D. 该反响的化学方程式是2A(g)+B(g)C(g)【解析】选C。由表中数据可知,在t3时刻开始

19、,该反响中各组分的浓度保持不变,处于化学平衡状态,A正确; t3时,A的转化率(100%66.7%)比B的转化率(100%=40%)高,B正确;化学反响速率必须指明以哪种反响物来表示,C不正确;达平衡时A、B、C的物质的量浓度改变的量之比为422=211,根据化学反响速率之比等于化学计量数之比,故该反响的化学方程式是2A(g)+B(g)C(g),D正确。 二、非选择题(此题包括1小题,共16分)14.(2022扬州高一检测)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反响的化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 。该反响为放热反响且每生成2 mol NH3,放出92.4 kJ的热量。(1)当合成

20、氨反响到达平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反响速率与时间的关系如下图。图中表示反响处于化学平衡状态的时间段(t1时刻后)为_。(2)在一定温度下,向一个容积为1 L的容器中通入2 mol氮气和8 mol氢气及固体催化剂,使之反响。平衡时容器内气体的压强为起始时的80%。N2的转化率(反响物的转化浓度与该反响物的起始浓度比值的百分比)为_。反响到达平衡时,放出热量为_(填序号)。A.小于92.4 kJB.等于92.4 kJC.大于92.4 kJD.可能大于或小于或等于92.4 kJ(3)以下能证明反响已达化学平衡的标志为_(填序号)。A.压强不变B.体系的温度不变C.N

21、2、H2、NH3的分子数之比为132D.v正(N2)=v正(H2)【解析】(1)v正=v逆时,说明反响处于化学平衡状态,故t2t3,t4t5段符合。(2)气体的压强为起始的80%,那么气体的物质的量也为起始时的80%,那么减少量为20%,因此,反响后气体的总物质的量减少(2 mol+8 mol)20%=2 mol。N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 1 3 2 n=2n: 1 mol 3 mol 2 mol2 mol因此反响中有1 mol N2和3 mol H2反响生成2 mol NH3,那么反响放出热量为92.4 kJ,N2转化率为100%=50%。(3)因该反响是气体分子数减少且正反响

22、为放热的反响,故压强、温度不变能证明反响到达化学平衡;反响达平衡时,N2、H2、NH3的浓度不再变化,与化学计量数之比无关,C错误;D项v正(N2)、v正(H2)同方向,不能说明反响到达平衡状态。答案:(1)t2t3、t4t5(2)50%B(3)AB【补偿训练】(2022朝阳区高一检测)在2 L密闭容器内,800 时反响2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:时间(s)012345n(NO)(mol)0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)A点处v(正)_v(逆),A点正反响速率_B点正反响速率(填“大于“等于或“小于)。(2)图中表

23、示NO2变化的曲线是_。用O2表示从02 s内该反响的平均速率v=_。(3)能说明该反响已到达平衡状态的是_。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(4)能使该反响的反响速率增大的是_。a.及时别离出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)A点,反响未达平衡,由表中数据知n(NO)随反响进行不断减小,说明反响从正向开始,所以A点v(正)v(逆);A点处反响物的浓度大于B点,所以A点正反响速率大于B点。(2)图中纵坐标为浓度,平衡时消耗n(NO)=0.020 mol-0.007 mol=0.013 mol,生成n(NO2)=0.013 mol。平衡时c(NO2)=0.006 5 molL-1,所以NO2的变化曲线为b。02 s内,NO的消耗浓度为=0.006 molL-1,故v(O2)=1.510-3 molL-1s-1。(3)a表示是同一方向的速率,在任何时候都成立,而d中容器的体积及气体的总质量都不变,气体的密度也始终不变。(4)别离出NO2气体后,浓度减小,反响速率减慢,而升高温度,选择高效催化剂及增大反响物浓度都会使反响速率增大。答案:(1)大于大于(2)b1.510-3 molL-1s-1(3)bc(4)bcd