高中人教版 (2019)第二节 化学反应的速率与限度学案
展开6.2.2 化学反应限度和化学反应条件控制——同步学习必备知识
6.2.2 化学反应的限度和化学反应条件的控制
1.下列各组反应互为可逆反应的是
①2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O与CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3
②SO2+H2O=H2SO3与H2SO3=SO2+H2O
③N2+3H22NH3与2NH33H2+N2
④NH3+HCl=NH4Cl与NH4ClNH3↑+HCl↑
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
2.下列反应体系中,不属于可逆反应的是
A.Cl2溶于水 B.氨气溶于水
C.工业合成氨 D.NH3+HCl=NH4Cl和NH4ClNH3↑+HCl↑
3.下列各组反应中,不属于可逆反应的是
A.N2+3H22NH3和2NH3N2+3H2
B.H2+I22HI和2HIH2+I2
C.2H2+O22H2O和2H2O2H2↑+O2↑
D.2SO2+O22SO3和2SO32SO2+O2
4.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应,以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.X的分解速率与Y的消耗速率相等 B.反应容器中Y的质量分数不变
C.混合气体的密度不再变化 D.单位时间内生成1mol Y的同时生成2mol X
5.某可逆反应达到平衡状态时,下列说法正确的是
①正反应和逆反应同时进行,两者的速率完全相等
②反应物和生成物同时存在,两者的浓度相同
③混合物的组成比例不会因时间而改变
A.只有① B.①③ C.只有② D.①②③
“变量”不变法判化学平衡状态
(1)若反应向某方向进行,该量变化,当该量不变时则反应已达平衡状态,即“变量”不变。
(2)若反应向某方向进行,该量不变,当该量不变时反应不一定处于平衡状态。
【注意】化学反应达到平衡时,各组分的浓度保持不变,不要理解为浓度相等,也不要理解为浓度之比等于化学计量数之比。
6.一定温度下的恒容容器中,能标志某可逆反应已达平衡状态的是
A.混合气体的压强不随时间变化而变化 B.气体总物质的量不随时间变化而变化
C.混合气体的密度保持不变 D.
7.在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡状态的标志是
A.C生成的速率与A消耗的速率相等
B.单位时间生成n mol A,同时生成3n mol B
C.A、B、C的浓度不再变化
D.A、B、C的分子数比为1∶3∶2
8.下列对于可逆反应2M(g)+N(g)2P(g)达到平衡时的说法正确的是( )
A.M、N全部变成了P
B.反应已经停止
C.反应混合物中各组分的浓度不再改变
D.v (M)∶v(N)=2∶1
9.在恒温恒容条件下可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列能够说明反应已经达到平衡状态的是
A.c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
B.氨气的百分含量不在变化
C.断开一个N≡N键的同时有6个N—H键生成
D.混合气体的质量不随时间的变化而变化
10.下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( )
①提高燃料的着火点 ②降低燃料的着火点 ③将固体燃料粉碎 ④将液体燃料雾化处理 ⑤将煤进行气化处理 ⑥通入适当过量的空气
A.①③④⑤ B.②③⑤⑥
C.③④⑤⑥ D.①②③④
11.下列有关合成氨条件的选择和解释不合理的是
A.使用催化剂,可加快N2和H2合成氨的速率
B.高压比常压条件更有利于合成氨
C.采用500℃左右主要考虑反应速率问题
D.采用高温高压合成氨有利于提高反应速率和平衡产率
12.下列措施,能使煤炭燃烧更充分,提高热能利用率的是( )
A.多加煤以使炉火更旺
B.把煤炭做成大煤球
C.把煤中掺和一些黄泥做成蜂窝煤
D.把煤粉碎,在煤粉燃烧器中燃烧
13.在容积可变的密闭容器中,2molN2和8molH2在一定条件下发生反应,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时氮气的体积分数接近于
A.5% B.10% C.15% D.20%
解答有关化学平衡计算题的方法
1.思维模型
一般需要写出化学方程式,列出起始量、变化量及平衡量,再根据题设其他条件和定律列方程式求解。如:
2.计算类型
(1)关于反应物转化率的计算
A的转化率=×100%(计算式中A的量可以指反应物的物质的量、质量、浓度、体积等)。
(2)关于某组分的体积分数的计算
A的体积分数=×100%。
3.注意事项
(1)转化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。
(2)这里a、b可指物质的量、浓度、体积等。
(3)对反应物:平衡时的量=起始的量-转化的量;
对生成物:平衡时的量=起始的量+转化的量。
14.一定条件下对于反应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:0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.08 mol·L-1,则下列判断不合理的是
①c1∶c2=1∶3
②平衡时,Y和Z的生成速率之比2∶3
③X和Y的转化率不相等
④c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
15.在一定温度下,发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),起始时,充入的N2和H2的物质的量分别是3.0mol和6.0mol,平衡时生成NH3的物质的量是2.4mol。已知容器的容积为5.0L,试求:
(1)H2的转化率是_____。
(2)平衡时混合气体中N2的体积分数是_____。
16.下面关于化学反应的限度的叙述中,正确的是
A.化学反应的限度都相同
B.可以通过改变温度控制化学反应的限度
C.可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度
D.当一个化学反应在一定条件下达到限度时,反应即停止
17.在一定温度下,某反应A+BC体系中,n(B)随反应时间(t)的变化如表:
t/min
0
1
2
3
4
5
n(B)/mol
0.080
0.036
0.028
0.020
0.020
0.020
该反应处于平衡状态的时间区域为
A.1~2min B.1~3min C.2~3min D.3~5min
18.下列说法正确的是
A.密闭容器中充入1mol N2和3mol H2可生成2mol NH3
B.一定条件下,可逆反应达到平衡状态,该反应就达到了这一条件下的最大限度
C.对于任何反应增大压强,化学反应速率均增大
D.化学平衡是一种动态平衡,条件改变,原平衡状态不会被破坏
19.天然气和液化石油气(主要成分为C3~C5的烷烃)燃烧的化学方程式分别为:CH4 + 2O2CO2 + 2H2O,C3H8 + 5O23CO2 + 4H2O,现有一套以天然气为燃料的灶具,今改用液化石油气,应采取的正确措施是
A.增大空气进入量或减小石油气进入量 B.增大空气进入量或增大石油气进入量
C.减小空气进入量或减小石油气进入量 D.减小空气进入量或增大石油气进入量
20.中国锅炉燃烧采用沸腾炉的逐渐增多,采用沸腾炉的好处在于
①增大煤炭燃烧时的燃烧热并形成清洁能源
②减少炉中杂质气体(如SO2等)的形成
③提高煤炭的热效率并减少CO的排放
④使燃料燃烧充分,从而提高燃料的利用率
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
21.如图是可逆反应在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线,下列叙述正确的是
A.时,各物质的浓度不再发生变化
B.时,反应未达到限度
C.时,反应已停止进行
D.时,反应只向正反应方向进行
22.下列说法不正确的是
A.当平衡体系中各物质的浓度相等时,化学反应一定达到平衡状态
B.对某一可逆反应,当正、逆反应速率相等时,各组分的浓度一定保持不变
C.甲、乙两个容积相同、温度恒定且密闭容器中,分别充入2molNH3、1molN2和3molH2,平衡时,甲和乙的压强是相同的
D.化学平衡建立前,v(正)≠v(逆),达到化学平衡后v(正)=v(逆)
23.硫酸是一种重要的化工产品,硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前硫酸的重要生产方法是“接触法”,有关接触氧化反应2SO2+O22SO3的说法不正确的是
A.该反应为可逆反应,故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B.达到平衡后,反应就停止了,故此时正、逆反应速率相等且均为0
C.一定条件下,向某密闭容器中加入2molSO2和1molO2,则从反应开始到达平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等
D.在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
24.工业炼铁是在高炉中进行的,高炉炼铁的主要反应是:①2C+O2=2CO;②Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2。该炼铁工艺中,焦炭的实际用量远远高于按照化学方程式计算所需要的量。其主要原因是
A.CO过量
B.CO与铁矿石接触不充分
C.炼铁高炉的高度不够
D.反应①②都有一定限度
25.下列各组两个反应互为可逆反应的是
①H2+Cl22HCl与2HClH2↑+Cl2↑
②H2SO4(浓)+2HBr=2H2O+Br2+SO2↑与Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
③2NO2=N2O4与N2O4=2NO2
④CO2+H2O=H2CO3与H2CO3=H2O+CO2↑
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
26.t1℃时,将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),2min时反应达到化学平衡,此时测得反应物O2还剩余0.8mol,请填写下列空白:
(1)从反应开始到达化学平衡,生成SO3的平均反应速率为______;平衡时SO2转化率为______。
(2)下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是_____(填标号)。
A.容器内压强不再发生变化
B.SO2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体原子总数不再发生变化
D.相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2
E.相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2
(3)t2℃时,若将物质的量之比n(SO2)∶n(O2)=1∶1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,反应达到平衡时,混合气体体积减少了20%。SO2的转化率为_____。
27.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:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)A点处,v(正)_______v(逆),A点正反应速率_______B点正反应速率(用“大于”、“小于”或“等于”填空)。
(2)图中表示O2变化的曲线是______。用NO2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=____________。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是______。
a.容器内压强保持不变 b.v(NO)=2v(O2)
c.容器内的密度保持不变 d.v逆(NO2)=2v正(O2)
(4)能使该反应的反应速率增大的是______。
a.适当升高温度 b.及时分离出NO2气体
c.增大O2的浓度 d.选择高效的催化剂
参考答案:
1.B
【详解】可逆反应为在相同条件下可以相互转化的反应;
①两者反应条件不同,不是可逆反应;
②两者为在相同条件下可以相互转化的反应,是可逆反应;
③两者为在相同条件下可以相互转化的反应,是可逆反应;
④两者反应条件不同,不是可逆反应;
答案选B。
2.D
【详解】可逆反应必须是在相同条件下,同时向正、逆方向进行的化学反应,Cl2、NH3溶于水,工业合成氨反应均属于可逆反应,D项两反应不是在同一条件下进行,不属于可逆反应;
故选D。
3.C
【详解】可逆反应的定义是,在相同条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。A、B、D选项中的反应是同一条件下同时进行的,属于可逆反应,C项中的反应条件不同,不属于可逆反应,C错误;
故选C。
4.A
【详解】A.X的分解速率与Y的消耗速率相等,正逆反应速率比不等于系数比,反应没有达到平衡状态,故选A;
B.反应容器中Y的质量分数不变,说明Y的物质的量不变,反应达到平衡状态,故不选B;
C.反应后有固体Z生成,气体总质量是变量,容器体积不变,所以密度是变量,混合气体的密度不再变化,反应一定达到平衡状态,故不选C;
D.单位时间内生成1mol Y的同时生成2mol X,正逆反应速率比等于系数比,反应达到平衡状态,故不选D;
选A。
5.B
【详解】①可逆反应达到平衡状态时,v正=v逆≠0,①项正确;
②反应物和生成物浓度相同,只是反应达到的某一特殊状态,并不一定达到平衡,②项错误;
③可逆反应达到平衡状态时,各组分的含量保持不变,③项正确;
答案选B。
6.C
【详解】A.由于反应方程式中气体的体积不变,容器容积不变,所以压强始终不变,因此压强不变,无法判断正逆反应速率是否相等,故A错误;
B.反应两边气体的化学计量数之和相等,气体的物质的量始终不变,所以气体总物质的量不随时间变化而变化,不能判断是否达到平衡状态,故B错误;
C.A为固体,体积不变,气体质量发生改变,密度是一变量,所以密度不变说明反应达到了平衡状态,故C正确;
D.若v正(B)=2v逆(D),表明D的正逆反应速率相同,反应达到平衡状态,但是2v正(B)=v逆(D)不满足B和D的化学计量数关系,正逆反应速率不相等,反应一定没有达到平衡状态,故D错误;
故选:C。
7.C
【详解】试题分析:A、对可逆反应X(g)+3Y(g)═2Z(g)来说,C生成的速率与A消耗的速率都只表示该反应的正反应速率,无法判断正反应速率与逆反应速率是否相等,故A错误.B、无论反应是否达到平衡,这个关系总是成立的,反应方向一致,故B错误;C、在一定条件下的可逆反应里,达到平衡状态时,反应混合物中各组成成分的浓度保持不变,故C正确;
D、达平衡时,A、B、C三种物质的分子数之比可能是1:3:2,也可能不是1:3:2,这要看反应开始时加入的A、B、C三种物质是否按1:3:2比例而定,故D错误.故选C
考点:化学平衡状态的标志。
8.C
【详解】A.该反应是可逆反应,所以反应物不可能完全转化为生成物,存在反应限度,故A错误;
B.反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但反应不停止,故B错误;
C.反应混合物各成分的浓度不再改变是化学平衡状态的判断依据,故C正确;
D.v(M)∶v(N)=2∶1,未体现正逆关系,故D错误。
故选C。
【点睛】化学平衡的特征:逆:可逆反应,等:正逆反应速率相等,动:动态平衡,定:平衡混合物中百分含量一定,变:改变平衡条件,平衡就会改变,建立新平衡。
9.B
【详解】分析:A、浓度大小无法判断浓度是否变化,正逆反应速率是否相等;B、NH3的百分含量不再变化,其它物质的百分含量也不会变化,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态;C、化学键的断裂应满足正逆反应速率相等;D、根据质量守恒及反应物状态判断。
详解:A、c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2,不能判断各组分的浓度不再变化,所以无法判断是否达到了平衡状态,选项A错误;B、NH3的百分含量不再变化,其它物质的百分含量也不会变化,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,选项B正确;C、按反应计量可知,无论是否反应达到平衡状态,只要一个N≡N键断裂的同时,就有有6个N-H键生成,所以不能证明该反应达到平衡状态,选项C错误;D、根据质量守恒,由于反应物均为气体,故气体总质量始终不变,质量不变不能作为平衡状态的标志,选项D错误。答案选B。
点睛:本题考查了化学平衡状态的判断,难度不大,注意当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不为0。
10.C
【详解】燃烧的三要素:①物质具有可燃性,②具有充足的氧气,③温度达到着火点;若要提高燃烧效率,可通过提高反应接触面积或提高反应物浓度,由此可知,将固体燃料粉碎、将液体燃料雾化处理、将煤进行气化处理、通入适当过量的空气可提高燃烧效率,故答案为③④⑤⑥。选C。
11.D
【详解】A.催化剂能够加快反应速率,选项A合理;
B.合成氨反应的化学方程式为N2 + 3H22NH3,该反应为气体体积减小的反应,加压有利于平衡正向移动,因此高压比常压条件更有利于合成氨,选项B合理;
C.温度越高,反应速率越快,且在时500℃催化剂活性最大,因此采用500℃左右主要考虑反应速率问题,选项C合理;
D.采用高温有利于提高反应速率,由于合成氨反应为气体体积减小的放热反应,因此低温、高压有利于提高平衡产率,选项D不合理;
答案选D。
12.D
【详解】A.多加煤,煤不能与氧气充分接触,燃烧更不充分,A错误;
B.煤炭做成大煤球,煤不能与氧气充分接触,燃烧更不充分,B错误;
C.把煤中掺和一些黄泥做成蜂窝煤,煤与氧气充分接触,燃烧更充分,但不能提高热能利用率,C错误;
D.把煤粉碎,煤与氧气充分接触,煤燃烧更充分,在煤粉燃烧器中燃烧,可以减少热量损失,从而提高热能利用率,D正确。
答案选D。
13.C
【详解】根据题意可知,发生反应的氢气的物质的量为8mol×25%=2mol,因此可得下列“三段式”:
在同温同压下,气体的体积之比等于物质的量之比,因此平衡时氮气的体积分数等于其物质的量分数,即为≈15%。
答案选C。
14.D
【详解】设X转化的浓度为x, X(g)+3Y(g)2Z(g)
初始浓度(mol/L): c1 c2 c3
转化浓度(mol/L): x 3x 2x
平衡浓度(mol/L): 0.1 0.3 0.08
则c1:c2=(x+0.1moL/L):(3x+0.3mol/L)=1:3,①正确;平衡时,正逆反应速率相等,则Y和Z的生成速率之比为3:2,②错误;反应前后X、Y气体的浓度比相同符合反应系数之比,所以达到平衡状态时,X和Y的转化率相同,③错误;反应为可逆反应,物质不可能完全转化,如反应向逆反应方向进行,则c1<0.14 mol/L,如反应向正反应方向进行,则c1>0mol/L,有0<c1<0.14 mol/L[,④正确;②③不合理,答案选D。
15.(1)60%
(2)27.3%
【详解】(1)列三段式有
则H2的转化率=×100%=60%;
(2)由(1)分析可得,平衡时N2的体积分数=×100%≈27.3%。
16.B
【详解】在一定条件下的可逆反应经过一段时间后,正、逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,这种表面上静止的“平衡状态”就是这个可逆反应所能达到的限度。
A、化学反应不同,限度不同,选项A错误;
B、可以改变外界条件控制化学反应的限度,选项B正确;
C、化学反应的限度与反应时间无关,选项C错误;
D、当化学反应在一定条件下达到限度时,正、逆反应速率相等,反应未停止,选项D错误。
答案选B。
17.D
【详解】由表中信息可知,3min后B的物质的量不再变化,达到平衡状态,则该反应处于平衡状态的时间区域为3~5min,故选D。
18.B
【详解】A、1mol N2和3mol H2完全反应生成2mol NH3,合成氨是可逆反应,反应物不能完全转化,所以生成的氨气的物质的量小于2mol,故A错误;
B、一定条件下,可逆反应达到平衡状态该反应就达到了这一条件下的最大限度,所以B选项是正确的;
C、有气体参加的反应,增大压强,反应速率增大,若没有气体参与的反应,改变压强不影响反应速率,故C错误;
D、条件改变引起正逆反应速率变化相等时,仍处于平衡状态,平衡不被破坏,引起正逆反应速率变化不相等时,平衡被平衡,故D错误。
答案选B。
19.A
【详解】促进可燃物燃烧的方法有:增大氧气的浓度或增大可燃物与氧气的接触面积;由化学方程式CH4+2O2→CO2+2H2O;C3H8+5O2→3CO2+4H2O可知,天然气燃烧时,反应物微观粒子个数比是:1:2,液化石油气燃烧时,反应物微观粒子个数比是:1:5,所以同体积的两种燃气,液化石油气耗氧量多,把天然气为燃料的灶具改用液化石油气为燃料时,需要加大空气的量,减少液化石油气的进入量,故答案为A。
20.B
【详解】①锅炉燃烧采用沸腾炉能增大煤炭与氧气的接触面积,但煤炭的燃烧热不变,故错误;
②锅炉燃烧采用沸腾炉能增大煤炭与氧气的接触面积,但反应物不变,燃烧过程不变,所以不能减少有害杂质气体(如二氧化硫等)的形成,故错误;
③锅炉燃烧采用沸腾炉能增大煤炭与氧气的接触面积,促使燃料燃烧充分,提高煤炭的热效率,有利于减少一氧化碳的排放,故正确;
④锅炉燃烧采用沸腾炉能增大煤炭与氧气的接触面积,有利于使燃料燃烧充分,从而提高燃料的利用率,故正确;
③④正确,故选C。
21.A
【详解】A.时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,各物质的浓度不再发生变化,A正确;
B.时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,即反应达到限度,B错误;
C.时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,但反应速率不为0,反应没有停止,C错误;
D.时,正、逆反应速率均不为0,反应向正反应方向进行的同时也向逆反应方向进行,D错误。
答案选A。
22.A
【详解】A.达到化学平衡状态时各组分浓度保持不变,但不一定相等,A错误;
B.可逆反应正、逆反应速率相等时,达到平衡状态,各组分浓度保持不变,B正确;
C.两容器中是加入不同物质建立的等效平衡,达到平衡状态时,两容器中压强相等,C正确;
D.化学平衡建立前正、逆反应速率不等,但达到平衡状态时正、逆反应速率相等,D正确;
故选A。
23.B
【详解】A.可逆反应是在一定条件下不能进行彻底的反应,正反应和逆反应同时进行,该反应为可逆反应,故在一定条件下SO2和O2不可能全部转化为SO3,选项A正确;
B.达到平衡后,正反应速率和逆反应速率相同,是动态平衡,速率不能为0,选项B错误;
C.一定条件下,向某密闭容器中加入2molSO2和1molO2,则从反应开始到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等达到平衡,选项C正确;
D.反应是放热反应,但为了反应速率需要一定温度,催化剂活性最大,常压下,二氧化硫的转化率已经很高,改变压强对转化率影响不大,在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题,选项D正确;
答案选B。
24.D
【分析】反应①②都是可逆反应,都有一定的限度,因此反应①中的碳和反应②中的CO不能完全转化,致使焦炭的实际用量远远高于按照化学方程式计算所需要的量。
【详解】A.反应②Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2为可逆反应,提高一氧化碳浓度可以提高三氧化而铁的转化率,反应①2C+O2=2CO也是可逆反应,也有一定限度,也需要提高碳的使用量,A选项不全,故错误;
B.CO与铁矿石接触不充分,反应速度会变慢,和碳消耗量无关,B错误;
C.炼铁高炉的高度不够,只能降低一氧化碳的转化率,和碳消耗量无关,C错误;
D.反应①②都有一定限度,共同导致碳消耗量增加,D正确;
故答案为:D。
25.C
【分析】可逆反应是在相同条件下,同时向正逆两个方向进行的反应。
【详解】①中反应条件不同,不是可逆反应;②中物质不同,前者反应物是浓硫酸,后者生成物是稀硫酸,不是可逆反应;③、④在相同条件下,同时向正逆两个方向进行的反应,为可逆反应。选C。
26.(1) 0.1mol•L-1•min-1 20%
(2)ABE
(3)80%
【详解】(1)列三段式有
,
则v(SO3)==0.1mol•L-1•min-1;平衡时SO2转化率=×100%=20%;
(2)A.反应前后体积不同,即压强不再发生变化达到平衡,A正确;
B.SO2的体积分数不再改变,达到平衡状态,B正确;
C.反应中遵循原子守恒,不能由此判断是否平衡,C错误;
D.反应同向进行,不能由此判断是否平衡,D错误;
E.消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2,即符合正逆反应速率相等,达到平衡状态,E正确;
故选ABE。
(3)设SO2、O2的物质的量均为1mol,反应过程中总物质的量减小了2mol×20%=0.4mol,由2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),可知当总的物质的量减小0.4mol时,SO2反应了0.8mol,其转化率为80%。
27. 大于 大于 d 0.003mol/(L·s) ad acd
【详解】(1)A点处生成物的浓度仍然再增加,反应向正反应方向进行,因此v(正)大于v(逆),A点反应物浓度大于B点反应物浓度,因此正反应速率大于B点正反应速率;
(2)图中c、d表示的曲线浓度降低,是反应物。根据表中数据可知起始时NO浓度是0.02mol÷2L=0.01mol/L,所以c表示NO,则表示O2变化的曲线是d;用NO2表示从0~2 s内该反应的平均速率v==0.003mol/(L·s);
(3)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态。
a.正反应体积减小,则容器内压强保持不变时说明反应达到平衡状态,a正确;
b.v(NO)=2v(O2)中没有指明反应速率的方向,则不一定达到平衡状态,b错误;
c.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此容器内的密度始终保持不变,不能说明达到平衡状态,c错误;
d.反应速率之比是相应的化学计量数之比,则v逆(NO2)=2v正(O2)=v正(NO2)表示正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,d正确,答案选ad;
(4)a.适当升高温度一定加快反应速率,a正确;
b.及时分离出NO2,气体浓度降低,反应速率降低,b错误;
c.增大O2的浓度一定加快反应速率,c正确;
d.选择高效的催化剂一定加快反应速率,d正确,答案选acd。
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