《创新课堂》第六章 6 第二节 第2课时 课后达标 素养提升 讲义（教师版）化学必修二人教版

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1．下列关于物质“反应程度”的说法正确的是(　　)
A．一定条件下，2 mol SO2与足量O2反应可得到2 mol SO3
B．1 mol Cl2与足量H2O反应可生成1 mol HClO　
C．1 mol H2与1 mol I2反应可制备2 mol HI
D．一定条件下，1 mol N2与3 mol H2反应可制备1 mol NH3
解析：选D。SO2与O2的反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，一定条件下，2 mol SO2与足量O2反应得不到2 mol SO3，A错误；氯气和水的反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，1 mol Cl2与足量H2O反应不会生成1 mol HClO，B错误；H2与I2的反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，1 mol H2与1 mol I2反应得不到2 mol HI，C错误；N2与H2的反应是可逆反应，化学方程式为N2＋3H22NH3，一定条件下，1 mol N2与3 mol H2反应可制备1 mol NH3，D正确。
2．(2024·威海乳山高一月考)下列有关反应速率和限度的说法正确的是(　　)
A．反应达到平衡时，正、逆反应速率相等且均为零
B．氯酸钾分解制氧气时，添加少量二氧化锰，反应速率增大
C．用铁片与稀硫酸反应制氢气时，加入少许KNO3固体，对反应速率无影响
D．对于合成氨反应，恒温恒容条件下充入Ne，反应速率增大，缩短了反应达到平衡的时间
解析：选B。化学平衡为动态平衡，v正＝v逆≠0，故A错误；氯酸钾分解制氧气，二氧化锰为催化剂，能增大反应速率，故B正确；加入硝酸钾固体，NO(H＋)具有强氧化性，与铁反应，不生成氢气，生成氮的氧化物，故C错误；恒温恒容状态下，充入非反应气体Ne，各组分浓度不变，化学反应速率不变，故D错误。
3．向某容积一定的密闭绝热容器中充入2 mol NO和1 mol O2，一定条件下发生反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)，反应速率与反应时间的关系如右图所示。下列选项能表明反应达到平衡状态的是(　　)
A．NO、O2的物质的量之比为2∶1
B．M、N、P、Q四点中，N点时反应已达到平衡状态
C．混合气体的总质量不再变化
D．单位时间内生成2a mol NO2的同时，生成a mol O2
解析：选D。NO、O2的物质的量之比始终为2∶1，不能说明反应达到平衡状态，故A不符合题意；M、N、P、Q四点中，N点时反应速率最大，但随着时间的推移，反应速率仍在变化，反应并未达到平衡状态，故B不符合题意；该反应前后，混合气体的总质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故C不符合题意；单位时间内生成2a mol NO2，反应正向进行，同时又生成a mol O2，反应逆向进行，改变量之比等于化学计量数之比，说明反应达到平衡状态，故D符合题意。
4．在1 L固定容积的密闭容器中充入一定量a、b两种气体，反应过程中a、b两种气体的物质的量的变化如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A．该反应的化学方程式为3b??2a
B．B、C两点的反应速率相等
C．反应进行到t1、t2和t3时刻，反应程度最小的是t1时刻
D．A、B、C三点均为平衡点
解析：选D。A．由题图可知，b的物质的量逐渐减少，a的物质的量逐渐增加，故b为反应物，a为生成物；达到平衡时，b的物质的量的变化量为6 mol，a的物质的量的变化量为4 mol，根据a、b的物质的量的变化量之比等于化学方程式中化学计量数之比可知，该反应的化学方程式为3b??2a，A正确；B．B、C两点之后a、b的物质的量不再改变，说明反应达到平衡状态，反应速率相等，B正确；C．反应正向进行，t3时刻达到平衡，t1、t2时刻未达到平衡，且t2> t1，故反应程度最小的是t1时刻，C正确；D．A点之后a、b的物质的量还在变化，不是平衡点，B、C两点之后a、b的物质的量不再变化，为平衡点，D错误。
5．一定温度下，已知反应N2O4(g)??2NO2(g)。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　)
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
解析：选C。①恒压条件下，反应前后气体体积增大，气体的总质量不变，故密度是变量，密度不变时，说明反应达到平衡状态；②恒压条件下，压强是恒量，不能作为判断平衡状态的标志；③题给反应充入1 mol N2O4，正反应速率应逐渐减小直到不变，不符合题意；④随着反应的进行，N2O4的转化率逐渐增大，转化率不变时，说明反应达到平衡状态。
6．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭容器中(假设容器容积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下达到分解平衡：NH2COONH4(s)??2NH3(g)＋CO2(g)。可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是(　　)
A．2v(NH3)＝v(CO2)
B．密闭容器中NH3与CO2的物质的量之比不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨的体积分数不变
解析：选C。未指明NH3和CO2的速率是代表正反应速率还是逆反应速率且倍数关系也不正确，A项不符合题意。由于得到的气体中NH3与CO2的体积比恒为2∶1且体系中只有这两种气体，故NH3的体积分数始终不变，B、D项不符合题意。该反应中NH2COONH4为固体，当气体密度不变时，说明反应达到平衡状态，C项符合题意。
7．在密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，一定条件下发生反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)。反应达到平衡后，各物质的物质的量可能为(　　)
选项 n(SO2)/mol n(O2)/mol n(SO3)/mol
A 2.0 1.0 0
B 1.0 0.8 1.0
C 0.20 0.10 1.80
D 0 0 2.0
解析：选C。反应2SO2＋O2??2SO3是可逆反应，反应物不可能全部转化为生成物，加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2或加入2.0 mol SO3，最终各种物质都应该存在，A、D错误；反应向生成SO3的方向进行，反应过程中SO2与O2转化的物质的量之比为2∶1，所以SO2减少1 mol，消耗0.5 mol氧气，所以剩余氧气的物质的量应该为0.5 mol，B错误。
8．一定条件下，将3 mol A气体和1 mol B气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)??4C(g)＋2D(s)。2 min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如上图所示。下列判断正确的是(　　)
A．达到平衡时C的物质的量浓度为0.8 mol·L－1
B．反应过程中A和B的转化率之比为3∶1
C．平衡时体系的压强与开始时体系的压强之比为3∶2
D．从开始到平衡，用D表示的化学反应速率为0.2 mol·L－1·min－1
解析：选A。由题图可知，2 min后D的物质的量为0.8 mol且不再改变，反应达到平衡状态，可列“三段式”：
　　　 　3A(g)＋B(g)??4C(g)＋2D(s)
起始量/mol 3 1 0 0
转化量/mol 1.2 0.4 1.6 0.8
平衡量/mol 1.8 0.6 1.6 0.8
A．达到平衡时C的物质的量浓度为＝0.8 mol·L－1，A正确；B．反应过程中A的转化率为×100%＝40%，B的转化率为×100%＝40%，二者转化率之比为1∶1，B错误；C．平衡时体系的压强与开始时体系的压强之比为(1.8＋0.6＋1.6)∶(3＋1)＝1∶1，C错误；D．D为固体，不能用单位时间内浓度的变化来表示反应速率，D错误。
9．氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭还原氮氧化物，可防止空气污染。向2 L真空密闭容器中加入固体活性炭(无杂质，足量)和NO，在三种不同条件下发生反应C(s)＋2NO(g)??N2(g)＋CO2(g)，NO的物质的量随时间的变化见下表。
实验序号 温度/℃ n(NO)/mol
0 min 10 min 20 min 30 min 40 min 50 min
实验1 T1 2.00 1.60 1.30 1.10 1.00 1.00
实验2 T1 2.00 1.40 1.00 1.00 1.00 1.00
实验3 T2 2.00 1.58 1.26 1.04 1.04 1.04
请回答下列问题：
(1)汽车尾气中常含有碳烟、CO、NO等有害物质，尾气中含有碳烟的主要原因是___________________________________________________________。
(2)与实验1相比，实验2使用了效率更高的__________________。
(3)若实验1与实验3控制的条件仅仅是温度不同，则T1________(填“＞”或“＜”)T2。
(4)实验1中在0～10 min内，以NO表示的反应速率v(NO)＝________mol·L－1·min－1。
(5)下列描述中能说明反应C(s)＋2NO(g)??N2(g)＋CO2(g)已达平衡的是________(填字母)。　
A．v正(N2)＝v正(CO2)
B．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
C．容器中气体的密度不随时间而变化
D．容器中气体压强不随时间而变化
解析：(1)汽车所用燃料是化石燃料，若充分燃烧，则碳元素被氧化为二氧化碳，若不充分燃烧，则有碳烟、CO等产生。(2)由题表可知，与实验1相比，实验2反应速率更大，建立平衡所需的时间更短，但最终达到的是同一个平衡状态，因此使用了效率更高的催化剂。(3)若实验1与实验3控制的条件仅仅是温度不同，温度不同导致最终建立的平衡不同，反应速率也不同，从数据看，实验3的反应速率更大，温度越高，反应速率越大，因此T1＜T2。(4)实验1中在0～10 min内，以NO表示的反应速率v(NO)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。(5)化学反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，v正(N2)＝v正(CO2)不能说明反应已达平衡，A不符合题意；该反应中，气体的平均相对分子质量会随着反应变化，因此容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化，能说明反应已达平衡，B符合题意；该反应中，由于碳单质是固体，气体的密度会随着反应变化，因此容器中气体的密度不随时间而变化，能说明反应已达平衡，C符合题意；该反应中，由于碳单质是固体，气体的总物质的量、气体压强始终不变，因此容器中气体压强不随时间而变化，不能说明反应已达平衡，D不符合题意。
答案：(1)燃料燃烧不充分　(2)催化剂　(3)＜
(4)0.02　(5)BC
10．对于密闭容器中的反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，在673 K、30 MPa下n(NH3)和n(H2)随时间的变化如下图所示。请回答下列问题：
(1)a点时正反应速率________(填“＞”“＜”或“＝”)逆反应速率。
(2)d点处n(N2)________(填“>”“<”或“＝”)e点处n(N2)，原因是
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(3)起始时加入氢气的物质的量为________mol。
(4)若温度、压强不变，反应在加入催化剂的条件下进行，在上图的基础上用虚线画出n(NH3)和n(H2)随时间的变化曲线。
解析：(1)a、b、c三点反应都没有达到平衡状态，故正反应速率大于逆反应速率。(2)d、e两点反应都处于平衡状态，正、逆反应速率相等，各组分的含量保持不变。(3)平衡时生成了0.6 mol氨，即消耗0.9 mol氢气，故起始时加入氢气的物质的量为0.4 mol＋0.9 mol＝1.3 mol。(4)加入催化剂，反应达到平衡的时间缩短，但平衡时各物质的物质的量不变。
答案：(1)＞　(2)＝　当反应处于平衡状态时，反应体系中各组分的含量保持不变　(3)1.3
(4)
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11．一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应NO2(g)＋SO2(g)??SO3(g)＋NO(g)。下列能说明反应达到平衡状态的是(　　)
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．SO3和NO的体积比保持不变
D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
解析：选B。A项，由于该反应前后气体体积相等，体系的压强始终不变。B项，混合气体颜色保持不变，说明NO2浓度保持不变，反应达到平衡状态。C项，SO3与NO的体积比始终为1∶1。D项，消耗SO3和生成NO2为同一方向的反应。
12．下图为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用分析正确的是(　　)
A．①中“净化”可以防止催化剂中毒，③选择高效催化剂可以使原料完全转化成氨
B．②中“加压”可以增大反应速率，因为在该压强下催化剂的活性最大
C．③一般选择控制反应温度为700 ℃左右
D．④⑤有利于提高原料的利用率，节约生产成本
解析：选D。A．“净化”的目的是除去P、S等的化合物，防止这些物质使催化剂中毒而失去活性，但③选择高效催化剂只能增大反应速率，并不能使平衡移动，不能使原料完全转化为氨，故A错误；B．②中“加压”是为了增大反应速率和氨的产率，并不是该压强下催化剂的活性最大，故B错误；C．工业合成氨反应一般采用400～500 ℃，因为该温度范围内反应速率较大，氨的产率也较大，故C错误；D．合成氨反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，步骤④⑤通过液化将未反应完全的氢气和氮气与氨分离，并循环使用，有利于提高原料的利用率，节约生产成本，故D正确。
13．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)??2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1。下列判断正确的是(　　)
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0＜c1＜0.14 mol·L－1
解析：选D。X、Y的平衡浓度之比为1∶3，转化浓度之比亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，X、Y的转化率相等，A、C错误；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率，且v生成(Y)∶v生成(Z)为3∶2，B错误；由可逆反应的特点可知，0＜c1＜0.14 mol·L－1，D正确。
14．在一定条件下发生反应2A(g)＋2B(g)??xC(g)＋2D(g)，在2 L的密闭容器中，把4 mol A和2 mol B混合，2 min后达到平衡时生成1.2 mol C，又测得反应速率v(D)＝0.2 mol·L－1·min－1。下列说法正确的是(　　)
A．A和B的转化率均是20%
B．x＝3
C．平衡时A的物质的量为0.8 mol
D．平衡时气体的压强比原来的小
解析：选B。2 min时n(D)＝0.2 mol·L－1·min－1×2 min×2 L＝0.8 mol，根据化学方程式可知，n(A)消耗＝n(B)消耗＝n(D)生成＝0.8 mol，A的转化率为×100%＝×100%＝20%，B的转化率为×100%＝40%，故A错误；0～2 min内v(C)＝＝0.3 mol·L－1·min－1，v(C)∶v(D)＝x∶2＝0.3 mol·L－1·min－1∶0.2 mol·L－1·min－1＝3∶2，x＝3，故B正确；平衡时n(A)＝(4－0.8) mol＝3.2 mol，故C错误；恒温恒容条件下，气体的压强与气体的物质的量成正比，该反应前后气体化学计量数之和增大，即该反应前后气体总物质的量增大，所以平衡时气体的压强比原来的大，故D错误。
15．甲、乙两个研究小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限度，在一定条件下会达到平衡状态。
Ⅰ.甲组：取5 mL 0.1 mol·L－1的KI溶液于试管中，滴加2 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶液，发生反应2I－＋2Fe3＋===2Fe2＋＋I2。为了证明该反应具有一定的限度，他们设计了如下实验：①取少量反应液，滴加AgNO3溶液，发现有少量的黄色沉淀(AgI)生成，证明反应物没有反应完全；②再取少量反应液，加入少量CCl4，振荡，发现CCl4层显浅紫色，因为I2更易溶于CCl4，即证明有I2生成。结合①②的结论，他们得出结论：该反应是可逆反应，在一定条件下会达到反应限度。
(1)指导老师指出上述实验中①不合理，你认为原因是
___________________________________________________________，
改进的方法是______________________________________________
___________________________________________________________。
(2)有人认为步骤②适合检验生成I2较多的情况，还有一种简单的方法可以灵敏地检验是否生成了I2，这种方法是________________________________
___________________________________________________________。
Ⅱ.乙组：取4 mL 1 mol·L－1的CaCl2溶液于试管中，发现滴入6 mL 1 mol·L－1的Na2SO4溶液后白色沉淀不再产生，发生的反应为Na2SO4＋CaCl2===CaSO4↓＋2NaCl。请设计一个简单的实验，确认上述反应具有可逆性和反应限度，简要写出实验步骤和结论：______________________________________
___________________________________________________________。
解析：Ⅰ.甲组实验①不合理，因为所加的I－是过量的，不能通过检验I－存在证明反应的可逆性，只能证明少量反应物Fe3＋是否剩余及是否生成了I2来证明，因此可以用KSCN溶液、淀粉溶液(或CCl4)等证明。Ⅱ.乙组从反应物的量的角度考虑，Na2SO4溶液过量，若反应无可逆性，则Ca2＋沉淀完全，若反应有一定的可逆性和反应限度，则Ca2＋没有完全沉淀，故用Na2CO3来证明Ca2＋存在即可。
答案：Ⅰ.(1)该反应中KI过量，故不能直接检验是否存在I－　取少量反应液，滴加KSCN溶液，若出现红色，则证明还有Fe3＋未完全反应
(2)取少量反应液，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝色，则证明生成了I2
Ⅱ.取上层清液少许于试管中，滴加适量1 mol·L－1的Na2CO3溶液，若产生白色沉淀，则证明该反应有一定的可逆性和反应限度