课下巩固训练12 化学反应限度 化学反应条件的控制-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套练习(人教版2019 单选)
[课下巩固训练(十二)] 化学反应限度 化学反应条件的控制
【基础达标练】
1.已知反应NO2(g)+SO2(g)⥫⥬SO3(g)+NO(g),起始时向某密闭容器中通入1 mol NO2、2 mol S18O2。反应达到平衡后,下列有关说法正确的是( )
A.NO2中不可能含18O
B.有1 mol N18O生成
C.S18O2的物质的量不可能为0.8 mol
D.SO2、SO3、NO、NO2均含18O时,说明该反应达到平衡
解析:选C。该反应为可逆反应,则通入1 mol NO2、2 mol S18O2,反应达到平衡后,SO2、SO3、NO、NO2均含18O,故A错误;该反应为可逆反应,反应物不可能完全消耗,所以通入1 mol NO2、2 mol S18O2,不可能有1 mol N18O生成,故B错误;该反应为可逆反应,反应物不可能完全消耗,所以通入1 mol NO2、2 mol S18O2,消耗的NO2、S18O2都小于1 mol,所以S18O2的物质的量不可能为0.8 mol,故C正确;该反应为可逆反应,SO2、SO3、NO、NO2均含18O时,不能说明该反应达到平衡,故D错误。
2.500 ℃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,反应达到平衡时,NH3的浓度不可能是( )
A.0.1 mol·L-1 B.0.12 mol·L-1
C.0.05 mol·L-1 D.0.16 mol·L-1
解析:选D。由题干信息可知,N2和H2发生反应生成NH3,反应的化学方程式为N2+3H22NH3,该反应中N2过量,假设2.25 mol H2完全反应,则生成NH3的物质的量为1.5 mol,浓度为0.15 mol·L-1,但该反应是可逆反应,H2不可能完全转化为NH3,因此达到平衡时,NH3的浓度小于0.15 mol·L-1,D选项符合题意。
3.在5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液中滴加1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液,充分振荡后,再进行下列实验,其中可证明该反应有一定限度的是( )
A.滴加AgNO3溶液,观察是否有黄色沉淀产生
B.加入CCl4振荡静置后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察是否出现红色
C.加入CCl4振荡静置后,观察下层液体颜色
D.加入CCl4振荡静置后,取上层清液,滴加AgNO3溶液,观察是否有黄色沉淀产生
解析:选B。向5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液中滴加1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液,发生反应2I-+2Fe3+===2Fe2++I2,KI过量,反应后的溶液中若含有Fe3+,则说明2I-+2Fe3+===2Fe2++I2是可逆反应。
4.在一定温度下的恒容密闭容器中,不能说明反应A(s)+2B(g)⥫⥬C(g)+D(g)已达到平衡状态的是( )
A.混合气体的压强不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.混合气体平均相对分子质量不再发生变化
D.反应物A的质量不再发生变化
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解析:选A。A.反应前后气体的化学计量数之和相等,即压强恒定,不随反应的进行发生变化,当压强不变时,不能说明反应达到平衡状态;B.反应物中有固体,生成物全是气体,反应前后气体的质量不相等,恒容密闭容器中气体体积不变,故密度随反应的进行发生变化,则当密度不变时,证明达到平衡状态;C.该反应反应前后气体的质量不相等,物质的量相等,混合气体平均相对分子质量随反应的进行发生变化,则当混合气体平均相对分子质量不变时,证明达到平衡状态;D.反应物A的质量随反应的进行发生变化,则其不变时,证明达到平衡状态。
5.生活中家庭常用的燃料气体有三种:天然气、水煤气和液化石油气。天然气和液化石油气燃烧的主要反应式依次为CH4+2O2CO2+2H2O、C3H8+5O2
3CO2+4H2O。要将一套以天然气为燃料的灶具,改为烧液化石油气,应采用的正确措施是( )
A.减少空气进入量,增大石油气进入量
B.增大空气进入量,减少石油气进入量
C.减少空气进入量,减少石油气进入量
D.增大空气进入量,增大石油气进入量
解析:选B。等体积液化石油气消耗氧气的量大于甲烷,将天然气灶具改为液化石油气用,需要减少石油气进入量,增大空气进入量,以提高液化石油气的燃烧效率。
6.(2024·河北沧州期末)硫酸是重要的化工原料,广泛用于制造肥料、燃料电池、电子元件、纺织品、医药品等。SO2催化制备SO3的反应2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g)在体积可变的密闭容器中进行。关于该反应的说法正确的是( )
A.缩小容器体积增大压强,能减慢反应速率
B.升高温度能减慢反应速率
C.使用恰当的催化剂能加快反应速率
D.0.4 mol SO2与0.2 mol O2充分反应生成0.4 mol SO3
解析:选C。缩小容器体积增大压强,能加快反应速率,A项错误;升高温度能加快反应速率,B项错误;使用恰当的催化剂能加快反应速率,C项正确;由于该反应是可逆反应,0.4 mol SO2与0.2 mol O2充分反应,生成的SO3少于0.4 mol,D项错误。
7.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)⥫⥬4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )
A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.当NH3和O2的化学反应速率之比为4∶5时,反应达到平衡状态
解析:选A。已知化学平衡的特征为正、逆反应速率相等,生成NO和消耗NH3均表示正反应,故当单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,不能说明反应达到平衡状态,B错误;达到化学平衡时,若增加容器体积,则反应物、生成物的浓度均减小,则正反应速率减小,逆反应速率减小,C错误;已知化学平衡的特征为正、逆反应速率相等,当NH3和O2的化学反应速率均为正反应速率,故其比为4∶5时,不能说明反应达到平衡状态,D错误。
8.在2 L密闭容器中,800 ℃时,反应2NO(g)+O2(g)⥫⥬2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表所示。
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时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
nNO/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)上图中,A点处v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)图中表示NO2变化的曲线是________。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=______________________________________________。
(3)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_____________(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.容器内的密度保持不变
(4)下列能使该反应的反应速率增大的是________。
a.向容器中充入氩气
b.适当升高温度
c.增大O2的浓度
d.选择高效的催化剂
解析:(1)图中表明A点的反应时间小于1 s,表格中数据表明在0~1 s内n(NO)呈减小状态,则反应2NO(g)+O2(g)⥫⥬2NO2(g)在向右进行,v正>v逆。(2)上述反应向右进行,则c(NO)由逐渐减小到保持不变。表格中数据表明上述反应从开始到平衡,n(NO)的减小量为0.020 mol-0.007 mol=0.013 mol,则n(NO2)的增加量为0.013 mol。上述反应容器的容积为2 L,则平衡时c(NO2)=0.006 5 mol·L-1,则表示NO2变化的曲线是b。表格中数据表明,在0~2 s内n(NO)减小量为0.020 mol-0.008 mol=0.012 mol,则n(O2)的减小量为0.006 mol,容器容积为2 L,则Δc(O2)=0.003 mol·L-1,反应时间为2 s,根据v=计算得v(O2)=1.5×10-3 mol·L-1·s-1。
答案:(1)大于 (2)b 1.5×10-3 mol·L-1·s-1 (3)bc (4)bcd
【能力提升练】
9.(2024·河北唐山期中)已知反应2X(g)+Y(g)⥫⥬2Z(g)。某研究小组将4 mol X和2 mol Y置于一容积不变的密闭容器中,测定不同时段内X的转化率,得到如下表数据:
t/min | 2 | 4.5 | 5 | 6 |
X的转化率 | 30% | 40% | 70% | 70% |
根据以上信息作出的下列判断中不正确的是( )
A.随着反应的进行,混合气体的密度不会改变
B.反应在5.5 min时,v正(X)=v逆(Z)
C.6 min时,容器中剩余0.6 mol Y
D.其他条件不变,将X的物质的量改为10 mol,则可得4 mol Z
解析:选D。由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合
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