内容正文:
v(B)=v(D)÷2=0.05mol·L1·min-1
(3)由各物质的化学计量数之比等于物质的量的变化量之比,解
得x=2。
第二节化学反应的速率与限度
第2课时化学反应的限度
化学反应条件的控制
〖基础过关】
1.A【解析】当可逆反应达到平衡状态时,各物质的浓度不再
发生改变,反应达到化学反应限度,A正确;当可逆反应达到平
衡状态时,正逆反应速率相等,但化学反应依然在进行,是动态
平衡,所以正反应和逆反应速率都不为零,B错误;化学平衡为
动态平衡,因正逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度都不再
改变,但反应物和产物不一定相等,C错误:化学平衡为动态平
衡,当外界条件发生变化时,如果引起正反应速率和逆反应速率
不相等,则平衡状态被破坏,化学反应限度发生改变,D错误。
故选A。
2.B【解析】可逆反应的含义是:在相同条件下既能向正反应方
向进行,也能向逆反应方向进行的化学反应属于可逆反应。A
项,燃烧和受热分解是不同的条件,所以不属于可逆反应;B项,
相同条件下既能正向,又能逆向进行,是可逆反应;C项,是弱碱
的电离,不是化学反应,所以不属于可逆反应:D项,放电是自发
的,不需要特殊的外界条件,充电需要连接外电源进行电解,所
以不是可逆反应。故选B。
3.B【解析】A.此反应为反应前后气体体积相等的反应,恒容
条件下在达到平衡状态前后体系的压强始终不变,不能作为平
衡状态的判断标志;B.容积固定,因为此反应有固体参与,气体
密度不变说明气体总质量不变,说明此反应达到平衡状态,可作
为平衡状态的判断标志;C.C(g)的浓度不变说明生成C(g)和消
耗C(g)的量相等,说明反应达到平衡状态,不能作为平衡状态
的判断标志;D.单位时间内生成n mol C和n mol D均表示正反
应速率,不能作为平衡状态的判断标志。故选B。
4.C【解析】可逆反应达到平衡时,(正)=v(逆)>0,反应仍在
进行,M、N、Q的浓度不再发生变化,但它们不一定相等。故
选C。
5.C【解析】A项,由于该反应是一个反应前后气体分子总数
不相等的反应,当体系的压强不再发生变化时,说明反应已达到
化学平衡状态;B项,根据E(CO)=v逆(H2O)=v逆(CO),可知
CO的正反应速率等于其逆反应速率,说明反应已达到化学平
衡状态;C项,生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行,没有
表示出正、逆反应速率的关系,不能说明反应已达到化学平衡状
态;D项,H一H键断裂和H一O键断裂是两个相反的反应方
向,1molH一H键断裂的同时断裂2molH一O键,即消耗
1molH2的同时消耗了1molH2O,可知H2的消耗量等于其
生成量,说明反应已达到化学平衡状态。故选C。
6.C【解析】题中没有给出各物质的投料情况,NO2、SO2和
SO3的物质的量之间没有必然的关系,可能相等,也可能不等,
A、B、D错误;该反应前后气体分子数不变,故反应混合物的总
56无敌原创·同步课时卷化学·必修第二册
物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量,C正
确。故选C。
7.B【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限度。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,即达到化学平衡,此时反应物和生成物的浓度都不再
随时间的变化而变化,但反应并没有停止,正、逆反应都依然进
行着。故选B。
8.(1)2
(2》a,-xmol.L1·min1。
(3)CE
【解析】(1)反应中各物质的化学计量数之比等于物质的量的变
化量之比,所以a:b=(8mol-2mol):(5mol-2mol)=
2:1,该反应的化学方程式为2N(g)一M(g)。
4 mol-3 mol
(2)(MW=-mimx-X元molL1·min'。
(3)达到平衡状态时,各组分的浓度不再发生变化,M和N的物
质的量之比不变,不能说明二者的物质的量不再改变,A错误;
该反应的反应物和生成物都是气体,根据质量守恒定律,反应前
后,混合气体的质量始终不变,B错误;该反应为气体体积减小
的反应,若反应没有达到平衡状态,反应过程中气体的总物质的
量和压强始终在减小,当该量不再发生变化时,则说明反应达到
了平衡状态,C和E正确;消耗a mol N和生成b mol M都表示
的是正反应方向,没有体现正、逆反应速率相等,不能说明反应
达到了平衡状态,D错误。
9.(1)100.003mol·L-1·min10.03mol·L-1
(2)②③④⑤⑥
【解析】(1)由题图可知,从第10min时反应达到平衡状态,则
v(C0)=u(C0,)=△c(C0)
=0.03mol·L-1
10 min
=0.003mol·L1·min-1;
反应达到平衡时c(H2)=△c(H2)=△c(CO2)=0.03mol·L1。
(2)①燃料的着火点是固有的物理性质,不可改变且与燃烧效率
无关。影响煤燃烧效率的条件:煤的状态、空气用量、炉(灶)膛
材料的选择、燃烧后烟道废气中热量的利用。提高燃料燃烧效
率的措施:一方面,尽可能充分燃烧,提高能量的转化率,关键是
与空气尽可能充分接触,且空气要适当;另一方面,尽可能充分
利用燃料燃烧所释放的热能,提高热能的利用率。所以②③④
⑤⑥均符合题意
10.(1)(3)(5)
【解析】(1)合成氨原料气中一般混有CO、CO2,以及H2S、PH3、
水汽等杂质,这些杂质会与铁触媒发生反应,P、S、As的化合物
则可使铁催化剂永久性中毒。净化可以防止催化剂中毒。
(2)“加压”相当于增大了反应物浓度,可以提高反应速率,但是
对动力和生产设备要求高,综合考虑,不能无限制地增大压强。
(3)催化剂可以提高反应速率。
(4)合成氨在低温时转化率高,选择500℃左右是为了提高反应
可逆反应60s末达到化学平衡,根据阿伏加德罗定律推论,同温
速率和催化剂的活性。
同体积,容器内压强比等于气体总物质的量之比,即坚=唑;设
(5)步骤④能够增大反应限度,从而提高原料利用率,⑤原料的
P起n起
回收循环使用也能充分利用原料,从而节约生产成本。
达到平衡时N2O4转化了xmol,则有下列三段式:
【能力提升】
N2O =2NOz
1.D【解析】含18O的一氧化碳正向和H2O生成含18O的二氧
起始
0.5
0
化碳,同时含18O的二氧化碳又逆向和H2反应生成了一氧化碳
转化
x
2x
和水,故最终CO、H2O和CO2中都含有了18O。故选D。
2s末0.5-x
2x
2.C【解析】四种气体同时存在时,不能说明可逆反应达到了
将数据代人比例式,得05+2红=1.6,解得,x=0.3.2s末
0.5
化学平衡状态,A错误;NO的生成与NH的消耗均表示正反
VN.0,)=△c,0)_0.01,mol/L=0.005m0l/L,A错误,2秒
应,B错误;达到化学平衡状态时,增大容器体积,反应物、生成
△t
2 s
物浓度同时减小,正、逆反应速率同时减小,C正确:在反应的任
时,2忠=电-0.5=1,1,休系内的压强为开始时的1.1
意状态总有E(NH):E(H2O)=4:6,即3v正(NH:)=
p起
n起
0.5
2vE(H2O),D正确。故选C。
倍,B错误;由分析可知,平衡时体系内含N2O4的物质的量为
3.B【解析】假设该时刻的SO3全部转化为SO2和O2,则SO2、
0.20mol,C正确;恒容密闭容器中,平衡时如果再充入一定量
O2的浓度将分别达到0.4mol·L1、0.2mol·L1;而假设该
N2O,相当于增大压强,化学平衡逆向移动,N2O,的转化率降
时刻的SO2和O2全部化合生成SO3,则SO3的浓度将达到
低,D错误。故选C。
0.4ol·L1。因为该反应是可逆反应,三种物质必将同时存
8.B【解析】c点反应物和生成物物质的量仍在变化,没有达到
在(即可逆反应中的物质均不可能100%转化),很显然,A、D两
平衡状态,所以正、逆反应速率不相等,A错误;从a点到b点,
项是不可能的。要得到C项中的数据,必须是SO2和SO同时
氢气的物质的量在逐渐减小,即其物质的量浓度在逐渐减小,所
消耗而减少,这不符合S原子守恒,也是不可能的。故选B。
以正反应的反应速率在逐渐减小,即a点的正反应速率比b点
4.D【解析】平衡浓度之比为1:3,转化浓度之比亦为1:3,故
的大,B正确;d点和e点都处于平衡状态,n(N2)不变,即d点和
c1:c2=1:3,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应速率,Z
e点处n(N2)相等,C错误;在t2时刻,该反应处于化学平衡状态,
生成表示正反应速率,且生成(Y):生成(Z)应为3:2,B不正
所以正、逆反应速率相等,D错误。故选B。
确;由可逆反应的特点可知0<c1<0.12mol·L1。故选D。
9.(1)0.2mol·L1·min-1
5.C【解析】依据化学平衡三段式列式计算,5min生成D的物
(2)56.25%
质的量1mol,生成C的物质的量0.05mol/(L·min)×
(3)4:5
5min×2L=0.5mol,化学方程式计量数之比等于反应的物质
【解析】设0~2min内,消耗的N2的物质的量为x,则
的量之比,则a=1,B错误;
N2+3H2=2NH
3A(g)+B(g)=1C(g)+2D(g)
起始物质的量
1 mol
3 mol
0
起始量(mol)32.5
0
0
变化物质的量
3x
2x
变化量(mol)1.50.5
0.51
平衡时物质的量1mol一x
3 mol-3x 2x
平衡量(mol)1.52
0.51
2x
则有1m0l-x+3m0l-3x十2z=25%,解得x=0.4mol,
据此分析计算v(A)=0.05mol/(min·L)×3=0.15mol/(min·L),
A错误:物质B的转化率为0.5÷2.5=20%,C正确;恒温条件
NH)=Z光没2n=0.2molL1·min,H在平衡混合
下,压强之比等于物质的量之比,所以平衡压强:起始压强=
(1.5十2+0.5+1):(3+2.5)=10:11,D错误。故选C。
气体中的体积分数为照-8淡84品×100%=56,25%:平
6.D【解析】防止铁生锈,可在其表面涂一层防锈油漆,阻止铁
衡时容器的压强与起始时的压强之比为3.2:4=4:5。
与潮湿的空气接触,A正确;面粉厂、加油站周围的空气中飘浮
10.(1)该反应中KI相对过量,故不能直接检验是否存在I厂
着可燃性的气体或粉尘,遇明火可能会发生爆炸,所以面粉厂、
取少量反应液,滴加KSCN,若出现红色,则证明还有Fe3+未完
加油站均要严禁烟火,B正确;加人MnO2,对KClO,的分解起
全反应
催化作用,可以加快化学反应速率,C正确;降温会使化学反应
(2)取少量反应液,滴加淀粉溶液,若溶液变蓝色,说明生成了I2
速率减小,减慢H2O2的分解速率,D错误。故选D。
取上层清液少许置于试管中,滴加1mol·L-1的Naz CO溶液,
7.C【解析】根据题目信息,可逆反应2s末的状态数据如下:
若产生白色沉淀,则说明反应有一定的可逆性和反应限度
N202NO2
【解析】甲组实验①不合理,因为所加的I厂是过量的,不能检验
起始
0.1
0
I厂存在证明反应的可逆性,只能证明少量反应物Fe3+是否剩余
转化
0.9
0.02
及是否生成了12来证明,因此,用KSCN溶液、淀粉溶液(或
2s末
0.01
0.02
CCL,萃取)等合理方法。乙组从反应物的量的角度考虑,
Na2SO,溶液相对过量,若反应无可逆性,则Ca2+沉淀完全,若
反应有一定可逆性和反应限度,则C+没有完全沉淀,故可用
Na2CO3来证明Ca2+
第七章有机化合物
第一节认识有机化合物
第1课时碳原子的成键特点
与烷烃的结构
【基础过关】
1.B【解析】有机物是指一般含碳元素的化合物,所以有机物中
一定含有的元素是碳元素,而氧、氮、硫就不一定有:但是有机物
中不包括碳的氧化物和硫化物、碳酸、碳酸盐、氰化物、硫氰化
物、氰酸盐等主要在无机化学中研究的含碳物质。故选B。
2.B【解析】四氯化碳是常见的有机溶剂,属于有机物,A错误;
硫氰化钾的组成与性质都跟无机物更相似,属于无机物,不属于
有机物,B正确;尿素是常见的化肥,属于有机物,C错误;酒精
是常见的有机溶剂,属于有机物,D错误。故选B。
3.D【解析】A项中不是碳碳单键结合,故A不是烷烃;B项中
含有氯原子,碳原子的键不是全部和氢原子结合,故B不是烷
烃;C项中不是链状烷烃;D项中碳链上虽然有两个支链,但它
仍属于链状,完全符合烷烃结构特点,故D是烷烃。故选D。
4.A【解析】直链烷烃的分子通式为CnH2m+2,由题意得2n+
2=18,解得n=8,该直链烷烃的分子式是C8H18。故选A。
5.A【解析】正四面体中,4个键的键长、键角都相等,一般只有
同种元素构成的化学键才能完全相同。因为各元素原子的大小
不同,所形成的化学键长短也不同。CCL是正四面体,其余是
四面体,但不是正四面体形结构。故选B。
6.B【解析】具有相同分子式、不同结构的化合物互为同分异构
体。A.CH3CH2CH2
与CH3CH2CHCH3的分子式不
CH(CH3)2
CHa
同,不互为同分异构体,A错误;B.CH3CH一CH2CI与
CH3
CH,CH2CH2CH2CI具有相同的分子式、不同的结构,互为同分
异构体,B正确;C.CH4与CHCH的分子式不同,不互为同分
异构体,C错误;D.CH3CH(CH3)CH2CH2CH与
CH,CH2 CH2CH(CH3)CH,具有相同的分子式、相同的结构,
属于同种物质,不互为同分异构体,D错误。故选B。
【点睛】明确同分异构体的概念为解答关键,具有相同分子式、不
同结构的化合物互为同分异构体。互为同分异构体的化合物满
足两点:分子式必须相同:具有的结构不同。
7.C【解析】煤矿的矿井中含有大量甲烷,点燃时易爆炸,所以
煤矿的矿井要注意通风和严禁烟火,以防爆炸事故的发生,A正
确;甲烷的燃烧热比较大,且燃烧产物无污染,是很好的气体燃
料,B正确;甲烷为可燃性气体,点燃前需要检验纯度,C错误;
甲烷在空气中爆炸极限为5%~15%,D正确。故选C。
8.A【解析】同系物在组成上相差1个或若干个CH2原子团,
分子式不可能相同,而同分异构体的分子式相同,故同系物之间
不可能互为同分异构体,A错误;同分异构体的分子式相同,则
一定具有相同的相对分子质量,B正确:互为同系物的物质在组
成上相差1个或若干个CH2原子团,其相对分子质量相差14n
(n≥1,且为整数),C正确:互为同系物的物质,结构相似,属于
同一类物质,化学性质相似,D正确。故选A。
CH,
(2)CH3CH2CH2CH2CH3、CHCH2CHCH3、CHC-CH
CH
CH
【解析】(1)碳原子间均以单键结合的烃可以为烷烃,也可以为环
烷烃,含有4个碳原子的烷烃有正丁烷和异丁烷,结构分别为
。,含有4个碳原子的环烷烃为环丁烷和甲基环丙
烷,结构分别为
●●
。,故答案为。
、
(2)碳原子数为5的烷烃的分子式为CH2,CsH2的同分异构
体有3种,分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷,结构简式分别为
CH
CH.CH.CH.CH,CH、CH.CH.CHCH、CH一C-一CH,故答
CH
CH
CH
案为CHCHCH,CHCH、CH,CH,CHCH、CH一C-CH。
CH
CH
10.I.(1)③(2)④⑥(3)①(4)②⑦
Ⅱ.(1)C14Ho(2)C1oH22(3)CsHi2(4)C4H30
【解析】I.(1)同位素是质子数相同、中子数不同的一类原子,互
为同位素的是2C和4C,故答案为③。
(2)同分异构体是分子式相同,结构不同的物质,互为同分异构
体的是④⑥,故答案为④⑥。
(3)同种元素组成的不同单质互为同素异形体,互为同素异形体的
是①,故答案为①。
(4)属于同一种物质的是②⑦,故答案为②⑦。
Ⅱ.(1)根据烷烃的通式CnH2m+2可知,含有30个H原子的烷烃
为C14H30。
(2)设该烷烃的分子式为CH+2,其相对分子质量为14n十2=
142,解得n=10,该烷烃的分子式为C1oH2。
(3)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍,则该烷烃
的相对分子质量为72,设A的分子式为CH2m+2,其相对分子质
量为14n十2=72,解得n=5,该烷烃的分子式为CsH12。
(4)1L烷烃D的蒸气完全燃烧时,生成同温同压下15L水蒸
气,那么该烷烃中的氢原子的物质的量与烷烃的物质的量之比
为(15×2):1,该烷烃中的H原子数为30,由烷烃的通式
CnH2n+2可知,含有30个H原子的烷烃为C14Ho。
【能力提升】
1.B【解析】碳原子最外层有4个电子,碳原子与碳原子或其他
原子(如氢原子)形成4个共价键达到稳定结构,A正确:常温下
碳原子性质不活泼,B错误;碳原子之间成键方式具有多样性,
1molA完全燃烧生成6mol水和5mol二氧化碳,该有机物分
碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键,还可以形成双键、
子中含有5个碳原子,12个氢原子,这些原子的相对原子质量
三键,C正确;碳原子最外层有4个电子,碳原子之间可以形成
之和为72,所以A的分子式为CsH2。
稳定的单键,又可以形成稳定的双键和三键,不仅可以形成碳
(3)该烃属于烷烃,其一氯代物只有一种,说明A分子结构高度
链,还可以形成碳环,且多个碳原子可以形成长度不同的链、支
对称,该烃的结构简式为C(CH)4。
链及环,且链、环之间又可以相互结合,D正确。故选B。
10.(1)BD E AF
(2)88
2.B【解析】甲烷分子是正四面体结构,A正确
CH:CH
(3)mCH,CH=CHCH,-定条件ECH-CH
CHCH
甲烷分子的空间填充模型,球棍模型应为○
O,B错误;甲
(4)8
H C-
-CH2—CH3
0
CH,H
烷分子中存在碳氢极性共价键,C正确;甲烷为正四面体结构,
CH
CH3
CH:CH
分子中四个C一H键完全相同,D正确。故选B。
H;C-C-CH2-CH-CH;
H:C-C-
C—CH2-CH
3.B【解析】证明甲烷是正四面体而不是正方形,理由是二氯代
CH,
H CH
物只有一种结构,如果是正方形,其二氯代物有两种(边长、对角
【解析】(1)结构相似、组成相差n个CH2原子团的有机物互为
线)。故选B。
同系物,属于同系物的是BD;分子式相同、结构不同的有机物互
4.D【解析】主链有5个C,则乙基只能在3号C上,甲基可以
为同分异构体,属于同分异构体的是E;分子式、结构均相同的
在2号C或者3号C上,所以有如下2种结构:
为同种物质,属于同种物质的是AF。
CH
(2)戊基存在碳链异构,共计有8种结构,即CHCH(CH2)2CH3:
CHCH2C-CH2一CH、CHCH-CH-CH2一CH。
CH,CH2CHCH,CH:(CH)2CHCH2CH2一;(CH)2CCH2CH;
C2Hs
故选D。
(CH3)2CHCHCH;CHCH2CH(CH3)CH2—;CH3)3CCH2一;
5.A【解析】两个氯原子可以分别取代立方体同一棱上、面对
角线上和体对角线上碳原子上的氢原子,因此CH的二氯代
CHCH2CH2CH2CH2一,分子式为CsH1F的同分异构体有:
物有3种。故选A。
主链有5个碳原子的:CHCHCHCH CH F;CHCH CH CHFCH;
CHCH CHFCH CH;主链有4个碳原子的:CHCH(CH)CHCH F;
6.B【解析】C、S能形成4条共价键,N能形成3条共价键,而
CH3 CH(CH3)CHFCH3;CH,CF(CH3)CH2CH3;
O、S能形成2条共价键,可以看出B项中碳原子、硅原子成键不
CH2FCH(CH3)CH2CH;主链有3个碳原子的:C(CH),CH2F,
合理。故选B。
所以共有8种情况。
7.A【解析】该混合烃的平均摩尔质量为1.16g/L×
(3)CH,CH=CHCH,发生加聚反应制备高分子化合物,反应方
22.4L/mol≈26g/mol,即平均相对分子质量为26,相对分子质
CH:CH
量小于26的烷烃是甲烷,甲烷的相对分子质量为16,其他烷烃
一定条件
程式:n CH:CH=CHCH3
E CH-CH五。
的相对分子质量都大于26,所以混合物中一定有甲烷,A正确:
(4)设甲基的个数是x,由烷烃的通式知2(x十3)十2=2+1十3x,x=
乙烷的相对分子质量为30,可能含有乙烷,也可能不含乙烷,B
5,所以最少应含有的碳原子数是8,该烷烃的结构简式有3种,分别
错误;戊烷不是气态烃,C错误;乙烷与丙烷的相对分子质量都
CH CH
CH
CH
大于26,不可能是乙烷和丙烷的混合物,D错误。故选A。
8.A【解析】①将此混合气体通过浓硫酸,气体总体积基本不
为HC一C
C-CH一CH、HC一CCH一CH-CH、
变,则不含NH3。②再通过过量的澄清石灰水,未见浑浊,但气
CH,H
CH
体体积减小,所以一定不含CO2,含有HC1气体;③把剩余气体
CHCH
在供氧的情况下燃烧,燃烧产物不能使无水硫酸铜变色,说明没
HC-
—CH2—CH3
有甲烷和氢气,故原混合气体中一定含有CO和HC1。故选A。
H
CH
9.(1)72g/mol
(2)C5H12
第一节认识有机化合物
(3)C(CH3)4
第2课时烷烃的性质
【解析】(1)该烃的摩尔质量为3.215g/L×22.4L/mol~72g/mol.
(2)7.2gA的物质的量为0.1mol,浓硫酸吸收10.8g水即
了基础过关】
0.6mol水,碱石灰吸收22g二氧化碳即0.5mol二氧化碳,即
1.A【解析】沼气的主要成分有甲烷,故沼泽底部有机物发酵
57null