内容正文:
高一暑假作业(九)
化学反应的限度和化
学反应条件的控制
知识点记
如工业合成氨条件的选择:
N2(g)+3H2(g)一2NH3(g)放热
1.化学平衡状态的判断依据
反应
(1)直接判断依据:v正=v造≠0。
(1)温度:温度较低,NH的产率高,但
①同种物质:同一物质的生成速率等于
反应速率小,催化剂活性低,工业选择
消耗速率。
400℃~500℃。
②不同物质:必须标明是“异向”的反应
(2)压强:压强越大,NH2的产率越高,
速率关系。如aA十bB一cC十dD,
但对动力和生产设备的要求越高,工业
(A)=时,反应达到平衡状态。
进(B)b
选择10~30MPa。
(2)间接判断依据:各种“量”不变。
精典题练
①各物质的质量、物质的量或浓度
不变。
1.在一定温度下,可逆反应A(g)十B(g)
②各物质的百分含量(物质的量分数、
2C(g)在体积不变的密闭容器中进行反
质量分数等)不变。
应,反应达到平衡的标志是
③温度、压强(化学反应方程式两边气
A.C的生成速率与C的分解速率相等
体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)
B.混合气体的密度不再发生变化
不变。
C.A、B、C的分子数之比为1:1:2
总之,若物理量由变量变成了不变量,
D.单位时间内生成n mol A,同时生
则表明该可逆反应达到平衡状态:若物
成mol B
理量为不变量,则不能作为平衡标志。
2.化工生产中反应条件的控制
2.在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合
在化工生产中,为了提高反应进行的程
成乙醇已成为现实:2CO2(g)十6H2(g)
度而调控反应条件时,需要考虑控制反
、CHCH OH(g)十3HO(g)。下列叙
应条件的成本和实际可能性。
述中错误的是
·19
A.使用Cu一Zn一Fe催化剂可大大提
C.达到平衡时,各组分的物质的量浓度
高生产效率
不变
B.反应需在300℃进行可推测该反应是
D.达到平衡时,各组分的物质的量浓度
吸热反应
都相等
C.充入大量CO2气体可提高H2的转
5.在2.0L容器中有1.0 mol HCI和0.3mol
化率
O2,加人催化剂发生反应4HCI(g)+
D.当混合气体的体积不变时,反应达到
O2(g)→2Cl2(g)+2H2O(g),HCl、O2
平衡状态
的物质的量随时间的变化曲线如图所
3.如图所示为800℃时A、B、C三种气体
示。下列说法中正确的是
在密闭容器中反应时浓度的变化,只从
1.0
图上分析不能得出的结论是
浓度emlL-
蜜
0.4
0.3
B
HCI(g)
01
一0h(g)
有时间/min
时间min
A.t2时,v(正)=v(逆)
A.发生的反应可表示为2A(g)=
B.加入催化剂反应速率不变
2B(g)+C(g)
C.t1时容器内气体的总压强比t2时
B.前2minA的分解速率为0.1mol·
的大
L1·min
D.t时,容器中c(Cl2)=c(HO)
C.开始时,正、逆反应同时开始
=0.4mol·L-
D.2min时,A、B、C的浓度之比为2:3:1
6.(多选)一定温度下,对于反应N2十O
4.下列对于一定条件下的某可逆反应的
一2NO在密闭容器中进行,下列措施
说法错误的是
能增大反应速率的是
A.反应开始时,正反应速率逐渐减小,
A.缩小体积使压强增大
逆反应速率逐渐增大
B.恒容,充入N2
B.达到平衡时,同一物质的正逆反应速
C.恒容充入氦气
率相等
D.恒压充入氦气
·20
7.(多选)一定条件下反应m(A)十n(B)(g)
(2)下列措施不能提高反应速率的有
一pC(g)十qD(g)在一密闭容器中进
(填字母)。
行,测得平均反应速率(C)=2u(B)。
a.升高温度
若该反应过程中气体的物质的量一直保
b.加入催化剂
c.增大压强
持不变,则m、1、p、q可能依次是(
d.及时分离出CHOH
A.2、6、3、5
B.3、1、2、2
(3)下列叙述能说明反应达到平衡状态
C.2、1、2、1
D.1、3、2、2
的是
(填字母)。
8.近年来甲醇用途日益广泛,越来越引起
a.CO和H2的浓度保持不变
商家的关注。工业上甲醇的合成途径多
b.v(H2)=2v(CO)
种多样。现在实验室中模拟甲醇合成反
c.C)的物质的量分数保持不变
应,在2I.密闭容器内,在400℃时发生
d.容器内气体密度保持不变
反应CO(g)+2H2(g)=CHOH(g),
e.每生成1 mol CH,OH的同时有
体系中n(CO)随时间的变化见下表:
2molH一H键断裂
(4)CHOH与O2的反应可将化学能转
时间/s
0
1
2
3
n(CO)/mol
0.020
0.011
0.0080.0070.007
化为电能,其工作原理如图乙所示,图
(1)图甲中表示CHOH的变化的曲线
中CHOH从
(填“A”或“B”)
处通入,b极的电极反应式是
是
(填字母)。
↑cmol-L-
0.0101
0.005
KOH溶液
甲
乙
·214.D本题主要考查反应速率快慢的比较,可根据
(3)①由图像可以看出,反应中X、Y的物质的
化学计量斑来判断.A项,-05-05
量减少,应为反应物,Z的物质的量增多,应为
1
生成物,当反应进行到5min时,△n(Y)
B项,-号2=04C项,“9-0=02:
0.2mol、△(Z)=0.4mol、△n(X)=0.6mol,则
3
3
2
△n(Y):△(Z):△(X)=1:2:3,参加反应的
D项,9-1=0.5,D项比位最大,即反
2
物质的物质的量之比等于化学计量数之比,则反
应速率最快。
应的方程式为3X(g)+Y(g)一2Z(g)」
5.A影响化学反应速率的主要因素是反应物
②2min内X的转化率=
变化物质的量
起始总物质的量
自身的性质,由于镁的活动性比铁强,所以与
相同浓度的盐酸反应时,镁条放出氢气的速率
100%=1.0mol=0.7m0×100%=30%.
1 mol
大:反应物浓度也影响反应速率,在一定范围
③X的体积分数=X的物质的量分数
内,速率与浓度成正比,故2>。
0.4 mol
6.D改变固体的量,不能加快反应速率,D错误。
(0.4+0.5+0.8)mo×100%≈23.5%。
7.Ds时反应处于化学平衡状态,它是一个
答案:(1)①2~3min因该反应是放热反应,
动态平衡,?E=运≠0,A、B错误:化学计量数
此时温度高且盐酸浓度较大,所以反应速率较快
之比等于相同条件下各物质的浓度变化量之
②0.025mol·(L·min)-1(2)CD
比,~t2s内A、B、C的浓度变化量分别为
(3)①3X(g)+Y(g)→2Z(g)
②30%
3mol·L.1、l.5mol·L和l.5mol·L,故其
③23.5%
化学计量数之比为3:1.5:1.5=2:1:1,反应
高一暑假作业(九)
化学反应的限度和
方程式为2A十B一C,C错误:t2~tss内,
化学反应条件的控制
△c(A)=1mol·L,故用A表示的该阶段的
1.A因为可逆反应A(g)十B(g)一2C(g)在
化学反应速率为,mol·L·s,D
体积不变的密闭容器中进行,故混合气体的密
度始终不变。达到平衡时,A、B、C的浓度不
正确。
再变化,但三者之比不一定等于其化学计量数
8.解析:(1)①在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min
之比。单位时间内生成mol A和生成n mol B
时间段中,产生气体的体积分别为100mL、
均属于逆反应速率,不能作为判定达到平衡的
140mL、224mL、112mL、44mL.由此可知反
标志。
应速率最大的时间段为2~3min:原因是该反
2.B使用Cu一Zn一Fe催化剂可增大反应速率,
应是放热反应,温度越高,反应速率越大。
大大提高生产效率,A正确;反应需在300℃进
②在3~4min时间段内,n(H2)=0.112L÷
行,但该反应不一定是吸热反应,吸热反应和放
22.4L·mol1=0.005mol,根据2HC1~
热反应与反应条件没有必然联系,B错误;增大
H2,计算消耗盐酸的物质的量为0.01mol,则
某一反应物的浓度可提高另一反应物的转化
v(HC1)=0.01mol÷0.4L÷1min
率,充入大量CO2气体可提高H2的转化率,C
=0.025mol·(L·min)1。
正确:该反应是反应前后气体体积变化的反
(2)A可行:加入蒸馏水,H浓度减小,反应速
应,当混合气体的体积不变时,反应达到了平
率减小且不减少产生氢气的量;
衡状态,D正确。
B可行:加入KCI溶液,H浓度减小,反应速
3.C根据图像,反应过程中A的浓度减小,B、C
率减小且不减少产生氢气的量;
浓度增大,因此A为反应物,B、C为生成物,
C不可行:因酸性溶液中有NO,,具有强氧化
根据浓度的变化量可以确定反应为2A(g)
性,与Zn反应无氢气生成:
一2B(g)十C(g),A正确:前2min,
D不可行:加入CuSO,溶液,Zn置换出Cu,构
成原电池,反应速度增大,且影响生成氢气
(A)0.4 mol L.-0.2 mol L
2 min
的量。
0.1mol·L1·min,B正确:开始时加入的
·45
物质为A和B,没有C,C错误;根据图像,
(4)电子由a极流向b极,说明a为负极,b为
2min时,A、B,C的浓度分别为0.2mol·L1、
正极,CHOH与O2的反应可将化学能转化
0.3mol·L、0.1mol·L1D正确。
为电能,CHOH失电子发生氧化反应,所以
4.D对于一定条件下的可逆反应,反应开始
CHOH从A处通入,B处通入O2,b电极发
时,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增
生的电极反应为O2得到电子生成OH,电极
大:达到平衡时,=Vt,各组分的物质的量
反应式为O2十4e+2H,O4OH。
浓度不再改变,但不一定都相等。
答案:(1)b(2)d(3)ac(4)AO2+4e
5.Ct2时,反应物的量还在减少,反应还在向正
+2H2O=40H
方向进行,(正)>(逆),A错误;加入催化剂
高一暑假作业(十)认识有机化合物
可改变化学反应速率,B错误;反应4HCI(g)
1.A邻位3种:XYZ,XZY,ZXY:邻间位6种:
+O2(g)一2C12(g)+2H2O(g)是气体体积
XY-Z,XZ-Y,YX-Z,YZ-X,ZX-Y,
减小的反应,随着反应的进行,气体的总物质
ZY一X:间位1种:X一Y一Z。
的量减小,恒容容器内压强减小,故1时容器
2.D由题意可知,甲为甲酸某酯,其可表示为
内气体的总压强比12时的大,C正确;t时,
0
)2的物质的量为0.1mol,减少了0.2mol,故
HCOC,H,,一C,H有4种结构,故甲
生成Cl2、HO的物质的量均为0.4mol,容器
也有4种结构,D正确。
中c(Cl2)=c(H2O)=0.2mol·L,D错误。
43
6.ABA、B都能增大反应物质的浓度,所以能
3.D
2CH,中有5种氢原子(见标注,
使反应速率增大:C无影响:D使容器体积增
故其一澳代物有5种,A错误;分子组成是
大,反应物浓度减小,反应速率减小。
CH:O2且属于酯的同分异构体有
7.BCv(C)=2u(B),说明反应方程式中物质C
HCOOCH2CH2CH、HCOOCH(CH,)2、
的系数是物质B系数的2倍:由“该反应过程
CH COOC,H.、CH CH,COOCH4种,B错
中气体的物质的量一直保持不变”可知,十n
误:分子式为C,Hg属于烯烃的同分异构体有
=p十q,B、C正确。
CHCH,CH=CH2、CH—C=CH、
8.解析:(1)由表中数据可知3s后反应达到平衡,
从反应开始到达到平衡时C)的物质的量变化
CH,
量为0.020mol-0.007mol=0.013mol,根据反
CHCH一CHCH,3种,C错误;CsH2O属于
应方程式可知,平衡时CHOH的物质的量为
醇的同分异构体可表示为CHOH,一CsH
有8种结构,故C:H12O属于醇的同分异构体
0.013mol,浓度为0.0065mol·L,b符合。
有8种,D正确。
(2)升高温度、增大压强和使用催化剂都能使
4.C甲烷为正四面体结构,其一氯代物、二氯
化学反应速率增大,及时分离出CHOH,生
代物等均无同分异构体,A错误:甲苯与浓硝
成物浓度减小,反应速率减小。
酸、浓硫酸的混合物反应的生成物有邻硝基甲
(3)CO和H2的浓度保持不变,说明反应达到
苯、对硝基甲苯等,B错误;乙烯与澳加成只生
平衡状态,a正确;未指明正、逆反应速率,不
成1,2二澳乙烷,C正确:乙酸乙酯与甲酸丙
能判断是否达到平衡,b错误;反应从开始到
酯、丙酸甲酯、丁酸等互为同分异构体,D错误。
平衡的建立过程中CO的物质的量的分数在
5.C符合分子式为CsH:的同分异构体除a、b
不断改变,当CO的物质的量分数保持不变
℃外还有其他的,如丙烯基乙炔等等,A错误:
时,说明反应达到平衡状态,C正确:根据质量
a、b、c的一氯代物分别有3、3、4种,B错误;a、
守恒定律知,混合物质量始终不变,容器的容
b、C分子中都有碳碳双键,故其都与溴发生加
积不变,则容器内混合气体的密度始终不变,
成反应,所以其都能使溴的CCL,溶液褪色,C
所以不能据此判断是否达到平衡状态,d错
正确:由乙烯的6原子共面可知a和b分子中
误;每生成1 mol CH,OH的同时有2mol
的5个碳原子一定都处于同一个平面,由甲烷
H一H键断裂均表示正反应速率,所以不能据
的正四面体结构可知c分子中的5个碳原子
此判断是否达到平衡状态,e错误。
一定不处于同一个平面,D错误。
·46·