必修2同步巩固练习解析232.docx
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必修2同步巩固练习解析232
第2章第3节第2课时
一、选择题
1.工业生产硫酸时,其中一步反应是2SO2+O22SO3,下列说法错误的是( )
A.增大氧气的浓度可提高反应速率
B.升高温度可提高反应速率
C.使用催化剂能显著增大反应速率
D.达到化学平衡时正逆反应速率相等且都为零
【答案】 D
2.能够说明H2(g)+I3(g)2HI(g)(HI为无色气体)已达平衡状态的是( )
A.一个H-H键断裂的同时有一个H-I键形成
B.v(正)(H2)=v(逆)(HI)时的状态
C.恒温恒容时,反应混合物总质量保持不变的状态
D.恒温恒容时,体系的颜色不再发生变化的状态
【解析】 A项表示的同一方向且反应速率也不等;B项中的速率应是v(正)(H2)=2v(逆)(HI)时为平衡状态:
依据质量守恒定律,化学反应前后反应混合物总质量不论是否达到平衡状态,均保持不变,故C项不能说明是平衡状态;D项中体系的颜色不再发生变化,说明I2的量不变,此时为平衡状态。
【答案】 D
3.对已达平衡的下列反应2X(g)+Y(g)2Z(g),减小压强时,对反应产生的影响是( )
A.逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
B.逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
【解析】 当减小压强时,正、逆反应速率都减小,而化学平衡向气体系数增大的方向移动,即平衡向逆反应方向移动。
故C项正确。
【答案】 C
4.14CO2与碳在高温条件下发生反应:
14CO2+C2CO,达到化学反应平衡后,混合物中含14C的粒子有( )
A.14CO2
B.14CO2、14CO
C.14CO2、14CO、14C
D.14CO
【答案】 C
【点拨】 根据可逆反应的特点即可确定。
5.一定条件下,将A、B、C三种物质各1mol通入一个密闭容器中发生反应:
2A+B2C,达到化学反应限度时,B的物质的量可能是( )
A.1.5mol B.1mol
C.0.5mol D.0
【答案】 B
【点拨】 根据可逆反应的特点,B的物质的量大于0.5mol,小于1.5mol。
6.下列能说明反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是( )
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个N—H形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H断裂
C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H断裂
D.3个H—H键断裂的同时,有6个N—H形成
【答案】 C
7.一定条件下,可逆反应2AB+3C,在下列四种状态中处于平衡状态的是( )
正反应速度 逆反应速度
A.vA=2mol/(L·min) vB=2mol/(L·min)
B.vA=2mol/(L·min) vC=2mol/(L·min)
C.vA=1mol/(L·min) vB=2mol/(L·min)
D.vA=1mol/(L·min) vC=1.5mol/(L·min)
【答案】 D
【点拨】 转化到正、逆反应速率均用一种物质表示看是否相等即可。
8.硫酸是一种重要的化工产品,硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发达水平的一种标志。
目前的重要生产方法是“接触法”,有关接触氧化反应2SO2+O2
2SO3的说法不正确的是( )
A.该反应为可逆反应,故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B.达到平衡后,反应就停止了,故正、逆反应速率相等且均为零
C.一定条件下,向某密闭容器中加入2molSO2和1molO2,则从反应开始到达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等
D.在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
【解析】 对于可逆反应来说,在一定条件下反应物不可能全部转化为产物,反应只能进行到一定程度(即达到平衡时为一定条件下的最大程度)。
在达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,最终正、逆反应速率相等,即达到平衡,此时,反应物和生成物的浓度都不再随时间的延长而发生变化,但反应并没有停止,正、逆反应都依然在进行着。
【答案】 B
9.在一定量的密闭容器中进行反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4mol·L-1、O2为0.2mol·L-1
B.SO2为0.25mol·L-1
C.SO2、SO3均为0.15mol·L-1
D.SO3为0.40mol·L-1
【解析】 本题考查对可逆反应的特征的理解,解答时,应注意两点:
①可逆反应既可向正反应方向进行,同时又可向逆反应方向进行;②可逆反应不能进行到底,只能反应到一定程度达到平衡状态,平衡时各物质的物质的量都大于零。
对于本题,若反应从题给某一时刻开始向正反应方向进行并达平衡,此时SO3的浓度应小于0.40mol·L-1;若反应从题给某一时刻开始向逆反应方向进行并达平衡,此时SO2的浓度应小于0.4mol·L-1,O2的浓度应小于0.2mol·L-1;由反应的量的关系可知:
c(SO2)+c(SO3)=0.4mol·L-1,因此两者不可能同时均为0.15mol·L-1
【答案】 B
10.aX(g)+bY(g)cZ(g)+dW(g)在一定容积的密闭容器中反应,5min达到平衡时X减少nmol·L-1,Y减少
mol·L-1,Z增加
mol·L-1,W增加
mol·L-1,则化学方程式中各物质的化学计量数之比a:
b:
c:
d应为( )
A.3:
1:
2:
1
B.1:
3:
2:
2
C.1:
3:
1:
2
D.3:
1:
2:
2
【解析】 化学反应中各物质变化的浓度之比等于化学方程式中的计量数之比。
【答案】 D
11.一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是( )
A.单位时间内生成nmolA2同时生成nmolAB
B.容器内的总压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2
D.单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2
【解析】 在一定条件下,判断一个反应是否达到平衡,主要看正逆反应速率是否相等,体系中各组分的浓度(或含量)是否保持不变。
A项中生成A2是逆反应,生成AB是正反应。
显然v正 B项中压强不随时间的变化而变化,不能说明反应混合物中A2、B2和AB的浓度是否保持一定,v正是否等于v逆。 该反应前后气体总的物质的量保持不变,在其他条件一定时,反应从开始至反应达到平衡压强就一直保持不变,故压强不变不能说明反应是否达到平衡状态。 C项表明v正=v逆,反应已达到平衡状态。 D项只说明了逆反应速率,没有说明正反应速率,且不管平衡是否建立,只要反应在进行,生成A2和B2的物质的量之比始终为11。 【答案】 C 12.把6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中,在一定条件下发生反应: 3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),经5min达到平衡,此时生成C为2mol,测定D的平均反应速率为0.1mol/(L·min),下列说法错误的是( ) A.x=2 B.B的转化率为20% C.平衡时A的浓度为0.8mol/L D.恒温达平衡时容器内的压强为开始时的85% 【解析】 n(D)=v(D)·V·t =0.1mol/(L·min)×4L×5min=2mol, n(C)n(D)=2mol2mol=1∶1,所以x=2。 3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) 起始量(mol) 6 5 0 0 转化量(mol) 3 1 2 2 平衡量(mol) 3 4 2 2 B的转化率为: n(B转化)/n(B起始)=1mol/5mol=20%, P平/P始=n平/n始= =1, 所以,P平=P始。 【答案】 C、D 【点拨】 关于平衡及反应速率的有关计算都可以考虑利用三步计算法,这种方法比较直观,可以直接从三步中找到起始、转化、平衡时的量。 二、非选择题 13.表示800℃时含有A、B、C三种气体的体系中各物质浓度(mol/L)随时间变化的情况如下图所示, 请回答: (1)该反应的反应物是 ________________________________________________________________________。 (2)该反应的化学方程式是 ________________________________________________________________________ (3)若到达平衡状态的时间为2min,则A物质的平均反应速率为 ________________________________________________________________________。 【解析】 该题借助图像考查化学方程式的推断及速率的计算。 由图像求化学方程式一般应解决三个问题: ①确定反应物和生成物;②反应可逆与否: 观察最后浓度是不是都存在且不变;③确定化学计量数: 根据同一时间浓度的变化量之比等于化学计量数之比。 (1)观察图像: 开始时,A量最大,B、C为0,则A为反应物,B、C为生成物。 (2)2min时,A、B、C各组分量保持不变且均不为0,推断该反应为可逆反应,且2min时达到平衡,平衡时各物质浓度分别为: c(A)=1.2mol/L、c(C)=1.2mol/L、c(B)=0.4mol/L。 则2min内浓度变化量分别是: c(A)=2.0mol/L-1.2mol/L=0.8mol/L, c(C)=1.2mol/L,c(B)=0.4mol/L。 由各物质浓度变化量之比等于化学计量数之比得: c(A): c(C): c(B)=0.8: 1.20.4=2: 3: 1, 则方程式为2A3C+B。 (3)c(A)=0.8mol/L, 则v(A) = =0.4mol/(L·min)。 【答案】 (1)A (2)2AB+3C (3)0.4mol/(L·min) 14.在一容积固定的密闭容器中进行反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其达到平衡状态的标志是____________________(填代号)。 A.氨的生成速率与氨的分解速率相等 B.断开1个N≡N键的同时有6个N—H键生成 C.N2、H2、NH3的体积分数不再变化 D.气体的总压强不变 E.N2、H2、NH3分子数之比为1: 3: 2 F.N2、H2和NH3的浓度相等 G.v正(N2)=1/3v正(H2) H.v正(N2)=1/3v逆(H2) I.混合物的密度不变 J.混合物的平均相对分子质量不变 K.反应放出的热量等于反应吸收的热量 【解析】 判断一个可逆反应是否达到平衡状态,一般要从两方面进行考虑: 一是速率标志,如v正=v逆;二是含量标志——混合物各组分的含量不变。 只要符合其一,反应即达到平衡状态。 B、G项只知正反应速率,不知逆反应速率,故无法判断反应是否达到平衡状态;而A、H项说明v正=v逆,因此,可作为反应达到平衡状态的标志;E、F项无法判断反应是否达到平衡状态,因为分子数之比为132及浓度相等无法说明各组分的含量不变;因气体的总质量不变和容器容积不变,则混合物的密度始终不变,故I项不能说明反应是否达到平衡状态。 由于此反应是一个前后气体分子数不等的反应,C、D、J项也能说明混合物中各组分的含量不变;另外,K项能表明体系温度不变,则v正=v逆,故其能说明此反应达到平衡状态。 【答案】 ACDHJK 15.以下是反应: 2SO2+O22SO3在不同条件下达到平衡状态时SO2的转化率。 压强 转华率 温度 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 10MPa 400℃ 99.2% 99.6% 99.7% 99.9% 500℃ 93.5% 96.9% 97.8% 99.3% 600℃ 73.7% 85.8% 89.5% 96.4% 试回答下列问题。 (1)关于可逆反应的限度,你能得出什么启示? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)提高该化学反应限度的途径有: _______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)要实现SO2的转化率为93.5%,需控制的反应条件是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】 本题是以工业生产作为知识考查的载体,重点考查同学们对基础知识的掌握情况及应用能力。 (1)可逆反应中的反应物不能全部转化为生成物;可逆反应中某物质的逆反应速率与其正反应速率相等时,生成物和反应物的浓度不再变化,该反应就达到了限度等;改变反应条件可以改变化学反应的限度。 (2)由图表可知,要提高反应限度,可以采取增大压强或在一定范围内降低温度的方法等。 (3)要实现SO2的转化率为93.5%,需控制的反应条件应该是500℃、0.1Mpa。 【答案】 见解析 【点拨】 在化工生产中,往往需要考虑反应的快慢和反应后所得产物的产率。 前者研究的是化学反应速率,后者研究的是化学平衡即化学反应的限度,对于一个特定的化学反应来说,外部条件对化学反应速率和化学反应限度都存在一定的影响。 因此,选择适宜的反应条件,既可以增大反应速率,缩短生产周期,又可以达到较大的反应限度,从而获得较大的产率。 16.某课外活动小组设计了如右图所示装置制取O2,效果良好。 请回答他们提出的下列问题: (1)分液漏斗内盛的液体是什么? 锥形瓶内盛的固体是什么? (2)发生反应的化学方程式 ________________________________________________________________________。 ________________________________________________________________________ (3)上述装置如何调控化学反应速率? 请谈谈你的观点。 【答案】 (1)过氧化氢溶液,MnO2固体 (2)2H2O2 2H2O+O2↑ (3)通过旋转活塞,控制过氧化氢溶液的下滴速率,从而调控化学反应速率 17.某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D的起始浓度为0,反应物A的浓度(mol·L-1)随反应时应(min)的变化情况如下表所示。 实验序号 0 10 20 30 40 50 60 1 800 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 2 800 C2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 3 800 C3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60 4 820 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20 根据上述数据,回答下列问题: (1)在实验1、2中,有一个实验使用了催化剂。 请你利用表中数据判断哪个实验使用了催化剂并说明理由。 (2)请你利用表中数据判断实验3、4在反应进行了多长时间才达到化学平衡状态。 【答案】 (1)实验2中使用了催化剂,因为实验达到与同样的化学平衡状态需要的时间短,化学反应速度快。 (2)实验3: 40分钟 实验4: 30分钟 18.在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q(Q>0) (1)600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示,反应处于平衡状态的时间是 ________________________________________________________________________。 (2)据图判断,反应进行至20min时,曲线发生了变化的原因是__________________(用文字表达)。 (3)10min到15min的曲线变化的原因可能是__________(填写编号)。 a.加了催化剂 b.缩小容器体积 c.降低温度 d.增加SO3的物质的量 【解析】 (1)平衡状态的外部特征之一是各物质的浓度保持不变,很容易看出浓度不再变化的时段是15~20min和25~30min。 (2)反应至20min以后,n(SO2)和n(SO3)都是渐变,只有n(O2)是突变,所以是“增加氧气的量”所致。 (3)由图像知,n(SO2)和n(O2)的减少与n(SO3)的增加曲线都是从缓慢到快速,说明是同时增大了正、逆反应速率。 这只有改变相同的条件才行,故可能是a与b。 【答案】 见解析
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