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课后达标检测专题2化学反应与能量转化[基础巩固]1．下列对可逆反应的认识正确的是()A．SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr与2HBr＋H2SO4(浓)===Br2＋SO2↑＋2H2O互为可逆反应B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应D．在一定条件下SO2能被完全氧化成SO3专题2化学反应与能量转化答案：C2．在密闭容器中，进行如下反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是()A．Y2为0.2mol·L－1B．Y2为0.35mol·L－1C．X2为0.2mol·L－1D．Z为0.4mol·L－1解析：选B。本题可采用极限假设法，根据可逆反应不能进行到底求出物质浓度的范围，即0＜c(Z)＜0.4mol·L－1，0＜c(X2)＜0.2mol·L－1，0.2mol·L－1＜c(Y2)＜0.4mol·L－1。3．对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的描述，正确的是()A．达到平衡时，各反应物和生成物的浓度相等B．增大压强，对此反应的反应速率无影响C．达到平衡时，c(H2O)∶c(CO)＝1∶1D．达到平衡时，H2O转化为CO的速率等于CO转化为H2O的速率答案：D4．在5L的密闭容器中充入2molA气体和1molB气体，在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，达到平衡时，在相同温度下测得容器内混合气体的压强是反应前的56，则A的转化率为()A．67%B．50%C．25%D．5%解析：选B。同温同体积时，气体的物质的量之比等于压强之比，故反应后气体的物质的量为(2mol＋1mol)×56＝2.5mol，所以A反应掉1mol，则A的转化率为1mol2mol×100%＝50%。5．一定条件下，在体积为10L的密闭容器中，2molX和2molY进行如下反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)，经2min后达到平衡状态，生成0.6molZ。下列说法正确的是()A．以X浓度变化表示的反应速率为0.06mol·(L·min)－1B．平衡时，X与Z的浓度之比为3∶4C．平衡时，X的转化率为30%D．起始状态和平衡时容器内的气体压强之比为2∶1解析：选A。以X浓度变化表示的反应速率为1.2mol10L×2min＝0.06mol·(L·min)－1，A对；平衡时，Z的浓度为0.6mol10L＝0.06mol·L－1，由化学方程式可知，转化的X的浓度为0.12mol·L－1，则平衡时X的浓度为2mol10L－0.12mol·L－1＝0.08mol·L－1，故平衡时X与Z的浓度之比为0.08mol·L－1∶0.06mol·L－1＝4∶3，B错；平衡时，X的转化率为1.2mol2mol×100%＝60%，C错；起始状态和平衡时容器内的气体压强之比为4mol∶(4mol－1.2mol)＝10∶7，D错。6．SO2的催化氧化反应2SO2＋O2催化剂△2SO3是一个放热的反应。如果反应在密闭容器中进行，下列有关说法中正确的是()A．因为反应放热，所以升高温度会使反应速率减慢B．通过调控反应条件，SO2可以100%地转化为SO3C．当SO2与SO3的浓度相等时，反应达到平衡D．使用催化剂的目的是加快反应速率，提高生产效率解析：选D。升高温度，反应速率加快，A错误；SO2催化氧化成SO3的反应是可逆反应，SO2不可能100%地转化为SO3，B错误；SO2和SO3的浓度相等时，并不能说明反应的正、逆反应速率相等，故不能判断反应是否处于平衡状态，C错误。7．1molX气体与amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g)＋aY(g)bZ(g)；反应达到平衡后，测得X的转化率为50%，而且，在同温、同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的34，则a和b的数值可能是()A．a＝1，b＝2B．a＝2，b＝1C．a＝2，b＝2D．a＝3，b＝2解析：选D。反应正向进行后，气体的密度增大，即反应的正向是气体体积变小的方向，可得1＋ab。列三段式：X(g)＋aY(g)bZ(g)起始(mol)1a0转化(mol)0.50.5a0.5b平衡(mol)0.50.5a0.5b据题意ρ前ρ后＝n后n前，即34＝0.5＋0.5a＋0.5b1＋a，可得2b＝1＋a。将选项中的数值代入，可得D项正确。8．在5mL0.1mol/LKI溶液中滴加0.1mol/LFeCl3溶液5～6滴后，再进行下列实验，其中可证明FeCl3溶液和KI溶液的反应是可逆反应的实验是()A．再滴加AgNO3溶液，观察是否有黄色沉淀产生B．加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色C．加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀产生D．加入CCl4振荡后，取上层清液，滴加KSCN溶液，观察是否出现血红色解析：选D。FeCl3溶液与KI溶液反应的实质是2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，由题意知，Fe3＋不足，I－过量。若反应不是可逆反应，则反应后的溶液中应无Fe3＋；若反应是可逆反应，则反应后的溶液中应含Fe3＋，所以应滴加KSCN溶液，检验Fe3＋是否存在。9．已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，下列说法不正确的是()A．当消耗nmolCO，同时生成nmolCO2时反应达到平衡B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡解析：选A。消耗CO和生成CO2都是指正反应，A项错误；催化剂可以加快化学反应速率，B项正确；达到平衡后，各组分的速率保持不变，C项正确；由于CO和CO2的化学计量数相等，故当两者同时消耗的量相等时，反应即达到平衡，D项正确。10．一定条件下，对于反应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)。达平衡时，X、Y、Z浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1和0.08mol·L－1，则下列判断不合理的是()①c1∶c2＝1∶3②平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3③X和Y的转化率不相等④c1的取值范围为0c10.14mol·L－1A．①②B．③④C．①④D．②③解析：选D。分析浓度变化关系：X(g)＋3Y(g)2Z(g)c起始/mol·L－1c1c2c3c平衡/mol·L－10.10.30.08反应方程式中反应物计量数之比为1∶3，所以反应中X和Y必然以1∶3消耗，因为达平衡时X和Y浓度之比为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，①正确；平衡时Y和Z的生成速率之比应该和方程式的化学计量数之比相等，故Y和Z的生成速率之比为3∶2，②错误；由于起始时反应物是按方程式的化学计量数之比配料，故X和Y转化率相等，③错误；运用极限法，假设Z完全转化为反应物，c1的极限值为0.14mol·L－1，而题设c10，反应又是可逆的，④正确。11．可逆反应2NO22NO＋O2在体积不变的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态A．①④B．②④C．①③④D．①②③④⑤解析：选B。解答本题的关键是根据所给条件判断出v(正)＝v(逆)。①中单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO，都是正反应速率，不能作为判断依据；②中单位时间内生成nmolO2为正反应速率，同时生成2nmolNO2为逆反应速率，且符合化学计量数之比，正确；③不能作为判断依据；④中NO2为红棕色气体，颜色不再发生变化，说明其浓度不再发生变化，说明反应达到平衡状态；⑤中该体系混合气体的密度为一恒定的数值，所以不能作为判断达到平衡的标志。12．在2L容器中有3种物质进行反应，X、Y、Z的物质的量随时间的变化曲线如图所示，反应在t时刻达到平衡。(1)该反应的化学方程式是____________________________。(2)反应起始至t时刻，Y的平均反应速率是_______________。(3)关于该反应的说法正确的是________。A．到达t时刻该反应已停止B．在t时刻之前X的消耗速率大于它的生成速率C．在t时刻正反应速率等于逆反应速率D．在t时刻达到平衡是因为此时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等解析：(1)由图像知，从0～t时刻，n(X)减小，n(Y)增大，n(Z)增大，可以确定X为反应物，Y、Z为生成物，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.8∶1.2∶0.4＝2∶3∶1，又因存在平衡，所以此反应为可逆反应，故该反应的化学方程式为2X3Y＋Z。(2)v(Y)＝Δc（Y）Δt＝Δn（Y）V·Δt＝1.2mol2L×tmin＝0.6tmol·(L·min)－1。(3)化学平衡是一种动态平衡，故A错；在t时刻之前，可逆反应尚未达到化学平衡，此时v正(X)v逆(X)，故B对；在t时刻，可逆反应已达化学平衡，此时正、逆反应速率相等，故C对；在t时刻达到化学平衡是因为此时反应混合物中各组分的浓度不再变化，故D错。答案：(1)2X3Y＋Z(2)0.6tmol·(L·min)－1(3)BC13．已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)。请回答下列问题：在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1，达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________，c(P)为________。解析：M转化的物质的量浓度为0.6mol·L－1，则N反应的物质的量浓度也是0.6mol·L－1，所以N的转化率为0.6mol·L－12.4mol·L－1×100%＝25%。c(P)＝2.4mol·L－1×25%＝0.6mol·L－1。答案：25%0.6mol·L－1[能力提升]14．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5mL0.1mol/L的KI溶液于试管中，滴加0.1mol/L的FeCl3溶液2mL，发生如下反应：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，证明萃取得到了I2，即有I2生成。结合①②的结论，他们得出该反应具有一定的可逆性，在一定条件下会达到反应限度。(1)指导老师指出他们上述实验中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4mL1mol/L的CaCl2溶液于试管中，发现滴入1mol/L的Na2SO4溶液6mL后已经观察不到有白色沉淀产生了，发生的反应是Na2SO4＋CaCl2===CaSO4↓＋2NaCl。请设计一个简单的实验，证明上述反应具有可逆性和反应限度，简要列出实验步骤和结论：________________________________________________________________________。解析：要探究化学反应的可逆性，可以在某