第14讲 化学反应的限度（教师版）-高一化学同步讲义（人教版必修第二册）

第14讲第14讲化学反应的限度知识导航知识导航模块一可逆反应与化学平衡模块一可逆反应与化学平衡知识精讲知识精讲思考与交流（1）（1）写出SO2转化为SO3、工业合成氨、形成氯水的三个化学方程式。（2）观察上述方程式，有何共同的特点？【答案】SO2+O22SO3N2+3H22NH3Cl2+H2OHClO+HCl一、可逆反应1．定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。2．表示：书写可逆反应的方程式不用“”，而用“”连接。3．特点：思考与交流：新制氯水中含有哪些微粒？氯气的转化率有没有可能达到100%？【答案】Cl2、H2O、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-。可逆反应中，反应物与生成物共存，任何反应物的转化率都不可能达到100%二、化学反应的限度1．化学平衡状态的建立过程加入反应物，从正反应方向开始加入生成物，从逆反应方向开始2．化学平衡状态的概念一定条件下的可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。3．化学平衡的基本特征【答案】可逆＝≠保持不变对点训练对点训练题型一：可逆反应判断与特点【例1】下列反应属于可逆反应的是()A．Na溶于水的反应B．NH3溶于水的反应C．可充电电池的反应，如H2O＋Zn＋Ag2OZn(OH)2＋2AgD．电解水生成H2和O2，点燃H2和O2的混合物生成水【答案】B【分析】根据题中属于可逆反应可知，本题考查可逆反应的判断，运用可逆反应是指在同一条件下，既能向生成物方向进行，同时又能向反应物方向进行的反应分析。【详解】A．Na溶于水会与水反应，2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，不属于可逆反应，故A不选；

B．氨气溶解于水，NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-，属于可逆反应，故选B；

C．可充电电池的反应中向两个方向反应的条件不同，为不可逆反应，故C不选；

D．水电解生成H2和O2，条件是通电电解，H2在O2中燃烧生成水的反应条件为点燃，两者反应条件不一样，不属于可逆反应，故D不选；

答案选B。【点睛】可逆反应是指在同一条件下，既能向生成物方向进行，同时又能向反应物方向进行的反应，特别注意条件相同，同时向正逆两个方向进行。【例2】在下列反应CO+H2O⇌CO2+H2中，加入C18O后，则18O存在于A．只存在于CO和CO2中 B．存在于CO、H2O、CO2中C．只存在于CO中 D．存在于CO、H2O、CO2、H2中【答案】B【详解】由于反应CO+H2O⇌CO2+H2为可逆反应，正反应、逆反应同时进行，则含有O元素的物质中均含有18O，故选B。题型二：化学平衡状态的特征【变3-1】向一密闭容器中放入1molX，进行可逆反应2X(g)3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是（）A．t1时，只有正反应B．t2～t3时，反应不再发生C．t2时，容器内有1.5molYD．t2～t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化【答案】D知识精讲知识精讲三、化学平衡状态的判断1．速率相等：①同种物质——v正(A)=v逆(A)②不同物质——v正(A):v逆(B)=a:b（化学计量数之比）2．变量不变：①各组分的物质的量、质量、浓度、百分含量等保持不变。②总压强、总物质的量、混合气体的Mr、体系的密度、颜色等，根据具体情况分析。思考与交流：判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡？1．在体积固定的密闭容器中发生可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)（1）单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2（）（2）单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO（）（3）用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态（）（4）单位时间内消耗2nmolNO2的同时，生成2nmolNO2（）（5）单位时间内断开nmolNO中的N—O键的同时生成2nmolO＝O键（）（6）NO2减少的化学反应速率和NO减少的化学反应速率相等（）【答案】（1）√；（2）×；（3）×；（4）√；（5）×；（6）√2．在两个恒容容器中各发生如下反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H2(g)+I2(g)2HI(g)①气体的总物质的量不变②气体的总质量不变③气体的总压强不变④气体的密度不变⑤气体的平均相对分子质量不变⑥混合气体的颜色不变⑦体系的温度不变【答案】√，×，√，×，√，×，√×，×，×，×，×，√，√对点训练对点训练题型三：化学平衡状态的判断【变4-2】一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体。将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列不能说明反应达到平衡状态的是A．混合气体颜色保持不变 B．体系的平均相对分子质量保持不变C．NO2和SO2的体积比保持不变 D．每消耗1molSO2的同时生成1molNO2【答案】B【详解】A．发生反应：NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(g)。A说明c(NO2)不变，可以作为达到平衡的标志，故A正确；B．平均相对分子质量M=，气体的总质量不变，气体的总物质的量不变，则平均相对分子质量始终不变，故B错误；C．NO2和SO2的起始体积比为1∶2，反应过程中二者变化量(设为x)相同，则平衡时体积比为(1-x)∶(2-x)，当体积比保持不变时表示反应达到平衡，故C正确；D．消耗SO2表示正反应，生成NO2表示逆反应，故D正确；故选B。【变4-3】一定温度下，在恒容的密闭容器中。该反应A(g)+3B(g)=2C(g)达到平衡状态的标志有①B的生成速率与C的消耗速率之比为3：2②容器中的压强不再发生变化③容器内混合气体的密度不变化④混合气体的平均相对分子质量不变⑤C的物质的量浓度不再变化⑥密闭容器中n(A)：n(B)：n(C)=1：3：2A．①④⑤ B．②③⑤ C．②④⑥ D．②④⑤【答案】D【详解】①B的生成速率与C的消耗速率均表示逆反应速率，故不能说明正逆反应速率相等，故不能说明反应达到平衡状态；②容器容积不变，混合气体物质的量随反应的进行发生变化，则容器内压强为变化的量，故容器中的压强不再发生变化，能说明反应达到平衡状态；③混合气体质量不变，容器容积不变，则容器内混合气体的密度始终不变，则当容器内混合气体的密度不变化时，不能说明反应达到平衡状态；④混合气体质量不变，混合气体物质的量随反应的进行发生变化，则混合气体的平均相对分子质量是一个变化的量，当混合气体的平均相对分子质量不变时，能说明反应达到平衡状态；⑤C的物质的量浓度不再变化，说明正逆反应速率相等，能说明反应达到平衡状态；⑥密闭容器中n(A)：n(B)：n(C)=1：3：2，，故不能说明反应达到平衡状态；综上所述，②④⑤能说明反应达到平衡状态，故D正确；故选D。【变4-5】将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是①v(NH3)正=2v(CO2)逆②密闭容器中总压强不变③密闭容器中混合气体的密度不变④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变⑥密闭容器中CO2的体积分数不变⑦混合气体总质量不变A．①②⑤⑦ B．①②③⑤⑦ C．①②③⑤⑥ D．全部【答案】B【分析】结合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定平衡状态，以此来解答。【详解】①v(NH3)正=2v(CO2)逆满足正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故选；②正反应体积增大，当密闭容器中总压强不变时反应达到平衡状态，故选；③密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但是气体的质量是变化的，所以当密闭容器中混合气体的密度不变时反应达到平衡状态，故选；④由于体系中只有两种气体，且氨气和二氧化碳的体积之比始终满足2：1，所以密闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故不选；⑤正反应气体的分子数增大，当密闭容器混合气体的总物质的量不变时反应达到平衡状态，故选；⑥由于体系中只有两种气体，且氨气和二氧化碳的体积之比始终满足2：1，所以密闭容器中CO2的体积分数始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故不选；⑦由于反应物是固体，所以混合气体总质量不变时反应达到平衡状态，故选；故选B。模块二化学反应条件的控制模块二化学反应条件的控制知识精讲知识精讲一、控制化学反应条件的意义促进有利反应，抑制有害反应。二、控制化学反应条件的方法改变化学反应速率，改变可逆反应进行的程度。三、合成氨工业反应条件的控制合成氨的生产在温度较低时，氨的产率较高；压强越大，氨的产率越高。但温度低，反应速率小，需要很长时间才能达到化学平衡，生产成本高，工业上通常选择在400~500℃下进行。而压强越大，对动力和生产设备的要求也越高，合成氨厂随着生产规模和设备条件的不同，采用的压强通常为10~30MPa。四、煤燃烧反应条件的控制1．将固体煤粉碎以增大接触面积，同时空气适当过量，以提高转化率。2．炉膛材料尽量选择保温性能好的，烟道废气中的热量用来加热水、发电等，以提高热量利用率。对点训练对点训练题型四：化学反应条件的控制【例5】下列措施可以提高燃料燃烧效率的是_________（填序号）。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【答案】③④⑤⑥【例6】工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400-500℃和常压下的催化氧化:2SO2+O22SO3,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下述相关说法中错误的是（）A．反应温度选择400-500℃是该反应催化剂的催化活性、反应速率、反应限度等角度综合考虑的结果B．因为在常压下该反应的速率和SO2的转化率已经很高了，所以选择常压条件主要是从生产成本角度考虑C．为提高SO2的转化率,应适当提高O2的浓度D．使用催化剂是为了加快反应速率,提高SO3产率【答案】D题型五：化学反应速率与限度综合【变7-1】向容积为2.0L的密闭容器中通入一定量的N2O4(无色气体)和NO2的混合气体，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，反应吸热，体系中各物质的物质的量随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是A．64s时，反应达到化学平衡状态B．到达化学平衡前，混合气体的颜色逐渐变深C．若该容器与外界无热传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高D．前100s内，用NO2浓度的变化表示的化学反应速率是0.008mol·L-1·s-1【答案】B【详解】A．64s时，N2O4、NO2的物质的量相等，但随反应的进行，N2O4的物质的量在减小，反应未达到化学平衡状态，A说法错误；B．到达化学平衡前，体积不变，NO2的物质的量增大，则混合气体的颜色逐渐变深，B说法正确；C．若该容器与外界无热传递，该反应为吸热反应，随反应的进行，温度逐渐降低，C说法错误；D．前100s内，用NO2浓度的变化表示的化学反应速率==0.004mol·L-1·s-1，D说法错误；答案为B。提分特训提分特训【题1】下列反应属于可逆反应的是A．二氧化碳与水反应 B．铜与浓硫酸反应C．盐酸与氢氧化钠反应 D．氢气在氯气中燃烧【答案】A【分析】可逆反应是在相同条件下，既可以向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。【详解】A．二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸不稳定，同时又可以分解为二氧化碳和水，故是可逆反应，故A选；B．铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，硫酸铜、二氧化硫和水不能反应生成铜和硫酸，反应不可逆，故B不选；C．盐酸与氢氧化钠发生酸碱中和反应，生成的NaCl和水不能反应生成盐酸和氢氧化钠，反应不可逆，故C不选；D．氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，氯化氢很稳定，不会在点燃条件下分解为氢气和氯气，故D不选；故选A。【点睛】可以记住一些典型的可逆反应，如二氧化碳和水反应、二氧化硫和水反应、氨和水反应、氯气和水反应、工业合成氨、二氧化硫催化氧化生成三氧化硫等。【题2】化学反应在硫酸工业中有重要应用。关于该反应的叙述正确的是A．无限延长化学反应的时间能改变化学反应的限度B．、、的物质的量比1：2：2时达到平衡状态C．该反应达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等且等于零D．若开始加入和，达到化学平衡时核素存在于三种物质中【答案】D【详解】A．化学反应的限度和反应时间无关，A错误；B．、、的物质的量不再发生改变时，达到平衡状态，B错误；C．该反应达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等，化学平衡为动态平衡，化学反应速率不为零，C错误；D．若开始加入和，根据化学平衡的特点可知道平衡时核素存在于三种物质中，D正确；答案为：D。【题3】2molNH3和3molO2在2L密闭容器中发生反应，2min后达到平衡，生成1.5molNO。下列有关说法正确的是A．达到平衡时，4v正(O2)=5v逆(NO)B．若单位时间内生成xmolNO，同时消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态C．达到平衡时，若增加容器体积，则v正减小，v逆增大D．2min内用NH3表示的反应速率为v(NH3)=0.75mol·L-1·min-1【答案】A【详解】A．达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，即4v正(O2)=5v逆(NO)，A正确；B．单位时间内生成xmolNO，同时消耗xmolNH3，描述的都是正反应速率，不能说明反应达到平衡，B错误；C．增加容器体积，反应物和生成物浓度均减小，v正、v逆均减小，C错误；D．2min后生成1.5molNO，则NH3减小1.5mol，用NH3表示的反应速率为v(NH3)==0.375mol·L-1·min-1，D错误；选A。【题4】在恒温恒容的密闭容器中,有可逆反应2NO2⇌N2O4,下列能说明反应达到了平衡状态的是①NO2生成N2O4的速率与N2O4分解生成NO2速率相等时②C(NO2)=C(N2O4)时③N2O4处于不再分解时④NO2的分子数与N2O4分子数比为2:1时⑤体系颜色深浅不再发生改变时⑥反应器中压强不再随时间变化时⑦混合气体的平均分子量保持不变时⑧混合气体的密度保持不变时A．①③⑤⑧ B．②④⑥⑧ C．③⑤⑦ D．⑤⑥⑦【答案】D【分析】可逆反应2NO2N2O4为气体体积缩小的反应，该反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断。【详解】①NO2生成N2O4的速率与N2O4分解生成NO2速率相等，反应速率之比与化学计量数之比不等，则正逆反应速率不等，说明此时没有达到平衡状态，故①错误；②平衡时各物质的浓度关系取决于物质的起始物质的量和转化率，故c(NO2)=c(N2O4)时无法判断各组分的浓度是否继续变化，则不能说明反应达到平衡状态，故②错误；③该反应为可逆反应，N2O4分解的同时也有N2O4的生成，不存在N2O4不再分解的情况，故③错误；④平衡时各物质的分子数之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故NO2的分子数与N2O4分子数比为2：1时不能说明反应达到平衡状态，故④错误；⑤NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体，则体系颜色深浅不再发生改变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应已经达到平衡状态，故⑤正确；⑥反应前后气体的体积不等，若反应器中压强不再随时间变化时能说明反应达到平衡状态，故⑥正确；⑦平均分子量=，反应前后气体总质量不变，而总物质的量发生变化，若混合气体的平均分子量保持不变时，能说明反应达到平衡状态，故⑦正确；⑧ρ=，气体的总质量不变，容器容积不变，则混合气体的密度始终不变，不能根据密度判断平衡状态，故⑧错误；综上所述，能说明反应达到平衡状态的是⑤⑥⑦，故选D。【题5】下列说法正确的是A．，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变B．，碳的质量不再改变说明反应已达平衡C．若压强不再随时间变化能说明反应已达平衡，则A、C不能同时是气体D．和反应达到平衡时转化率为，放出的热量为；在相同温度和压强下，当分解为和的转化率为时，吸收的热量为，不等于【答案】B【详解】A．压强越大，有气体参加或生成的可逆反应正逆反应速率都增大，缩小容器体积相当于增大压强，增大单位体积内活化分子个数，正逆反应速率都增大，故A错误；B．可逆反应达到平衡状态时，各物质的质量不再发生变化，该反应中C的质量不变时说明该反应已经达到平衡状态，故B正确；C．如果A、C都是气体，当压强不变时，该反应达到平衡状态，所以A、C可以同时都是气体，故C错误；D．相同温度、相同压强下，将2mol氨气完全转化为氮气和氢气，也是1molN2和3molH2，所以二者为等效平衡，设生成氨气的反应热为+Q，氨气分解生成氮气和氢气的反应热为-Q，即有3molH2消耗放出Q热量，消耗氢气为3mol×10%=0.3mol，放出的热量为Q1=0.1Q，消耗2mol氨气生成氮气和氢气时吸收Q热量，则消耗氨气为2mol×10%=0.2mol时吸收热量为Q2=0.1Q，所以Q2等于Q1，故D错误；故选B。【题6】如图表示800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况，t是到达平衡状态的时间。试回答：（1）该反应的反应物是___。（2）该反应的化学反应方程式为____。（3）若达到平衡状态的时间是2min，A物质的平均反应速率为___。（4）假设该反应在体积固定的密闭容器中进行，下列能做为判断该反应达到化学平衡状态的标志的是___。A．每有3molA消耗，就会有3molC消耗 B．B的体积分数保持不变C．气体的密度保持不变 D．B和C的浓度之比1：3（5）达到平衡时，A的体积分数是___。【答案】（1）A（2）3A(g)B(g)+3C(g)（3）0.6mol/(L·min)（4）AB（5）42.9%【分析】（1）由A的物质的量浓度不断减小，可以判断A为反应物；（2）A为反应物，B、C为生成物，又根据反应的系数之比等于反应的物质的量之比，可得反应的方程式为3A(g)B(g)+3C(g)；（3）A的反应速率==0.6mol/(L·min)；（4）A.每有3molA消耗是正反应方向，3molC消耗是逆反应方向，正逆反应速率相等，达到了平衡，正确；B.B的体积分数保持不变，即B的量不再变化，达到了平衡，正确；C.气体的容积和质量恒定，即密度恒定，故密度保持不变，不一定平衡，错误；D.B和C的浓度之比1：3，不一定平衡，错误；故选AB。（5）达平衡时，A的体积分数=×100%≈42.9%.提分作业提分作业【练1】在一个密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L，当反应达到反应限度时可能的数据是（）A．c(SO3)=0.4mol/L B．c(SO2)=c(SO3)=0.15mol/LC．c(O2)=0.35mol/L D．c(SO2)+c(SO3)=0.4mol/L【答案】D【练2】一定温度下，密闭容器中可逆反应3X(g)+Y(g)2Z(g)达到限度的标志是（）A．X的生成速率与Z的生成速率相等 B．单位时间内生成3nmolX，同时消耗nmolYC．某时刻X、Y、Z的浓度相等 D．某时刻X、Y、Z的分子个数比为3:1:2【答案】B【练3】一定条件下将0.1molN2和0.3molH2置于密闭容器中发生反应：N2+3H22NH3（放热反应）。下列关于该反应的说法正确的是（）A．最终可生成0.2molNH3B．增大压强能使反应速率减小C．降低反应体系的温度能加快反应速率D．向容器中再加入N2，能加快反应速率【答案】D【练4】在一定温度下可逆反应N2+3H22NH3已达到平衡，下列有关说法正确的是（）①1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成②反应混合物中各组分的物质的量保持不变③1个N≡N键断裂的同时，有3个N—H键断裂④NH3生成的速率与NH3分解的速率相等⑤单位时间生成nmolN2，同时生成2nmolNH3⑥N2、H2、NH3的分子数一定为1∶3∶2A．①②③④⑤ B．①②③⑤⑥C．③④⑤⑥ D．①②④⑤【答案】D【练5】将4molA气体和1molB气体在2L的容器内混合，在一定条件下发生反应：2A(g)+B(g)3C(g)，若2min后测得C的浓度为0.6mol·L-１，则下列说法正确的是（）A．用物质A表示反应的平均速率为v(A)=0.4mol·(L·min)-１B．2min时B的转化率为20％C．2min时A、B、C三种气体的总量为5molD．若2min后该反应达平衡，则各种气体的量不再变化，反应停止【答案】C【练6】化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下面说法中错误的是（）A．能够节约原料和能源 B．能够提高产品的产量C．能够提高经济效益 D．能够提高化学反应速率【答案】D【练7】（1）一定温度下，在密闭容器内进行某化学反应，气体X、Y的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。①写出该反应的化学方程式：__________________。②在和时正反应速率分别为和，则二者大小关系为_______（填“>”“<”或“=”）。③在、和三个时刻中，反应程度最大的是__________（填“”“”或“”）。（2）一定温度下，将一定量的N2和H2充入固定容积的密闭容器中进行反应N2+3H22NH3。①下列描述能说明该可逆反应达到化学平衡状态的有_________（填序号）。A容器内的压强不变B容器内气体的密度不变C相同时间内有3molH—H键断裂，有6molN—H键形成DE的质量分数不再改变②若起始时向容器中充入的N2和的，10min时测得容器内的浓度为。10min内用表示的反应速率为__________；此时的转化率为________。【答案】（1）>（2）AE15%课后检测(时间：100分钟满分：100分)第Ⅰ卷一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个正确选项)1．在2010年两会的政府工作报告中，温家宝总理在对节能减排工作进行部署时强调，要完善能源资源节约和环境保护奖惩机制。大力发展“低碳经济”，实现经济的可持续发展。以下说法正确的是()A．发展“低碳经济”就是禁止开采使用化石能源B．加快发展核电、可再生等清洁、低碳能源，有利于“低碳经济”的发展C．大力发展火电，能有效减少CO2的排放D．将工厂的烟囱加高，能有效地减少SO2、CO2等的排放，有利于环境保护2．下列有关能量转换的说法正确的是()A．煤燃烧是化学能转化为电能的过程B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程3．下列对实验事实的叙述正确的是()①煤是由无机物和有机物组成的复杂混合物，其中含有苯、甲苯等有机物，可以用煤的干馏的方法获得苯②实验室石油分馏时，在蒸馏烧瓶中加入一些碎瓷片，防止暴沸；冷凝管下口进冷水，上口出热水③钠是活泼金属，易和空气中的氧气、水反应，实验室将钠保存在无水酒精中④做酯化反应实验时，先向试管中加入乙醇，然后边振荡边缓缓加入浓硫酸和冰醋酸⑤植物油和裂化汽油可用溴水鉴别A．②③ B．②④ C．④⑤ D．①②③④4．下列有关化学用语使用正确的是()A．硫原子的原子结构示意图：B．NH4Cl的电子式：C．原子核内有10个中子的氧原子：eq\a\vs4\al(\o\al(18,8)O)D．对氯甲苯的结构简式：5．X、Y为短周期元素，X位于ⅠA族，X与Y可形成化合物X2Y，下列说法正确的是()A．X的原子半径一定大于Y的原子半径B．X与Y的简单离子不可能具有相同的电子层结构C．两元素形成的化合物中，原子个数比不可能为1∶1D．X2Y可能是离子化合物，也可能是共价化合物6．下列有关叙述正确的是()A．如图表示反应X(g)4Y(g)＋Z(g)，在某温度时X的浓度随时间变化的曲线：6min后，反应就终止了B．MgSO4晶体中只存在离子键C．蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的2/3，液体也不能蒸干D．将金属钠在研钵中研成粉末，使钠与水反应的实验更安全7．下列叙述中错误的是()A．在平衡体系PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)中加入一定量的37Cl2，一段时间后37Cl存在于五氯化磷、三氯化磷和氯气这三种物质中B．CH3COOH与H18O—CH2CH3发生酯化反应是可逆反应，达到平衡后18O仅存在于乙醇和乙酸乙酯分子里，不可能存在于乙酸和水分子里C．CH2Cl2没有同分异构体的事实证明了甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构D．在氧气中完全燃烧后生成物只有CO2和H2O的有机物一定是烃8．X、Y、Z、W、E为原子序数相邻且依次递增的同一短周期元素(稀有气体除外)，下列说法正确的是()A．若Y为非金属，则X一定为金属B．Z为氧化物常温下可能为液态C．X、E的简单离子的半径大小为X＞ED．若E的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HmEOn，则其气态氢化物的化学式为H8－2n＋m或EH8－2n＋m(m、n均为正整数)9．为体现“绿色奥运”、“科技奥运”，2008年北京奥运会出现了中国自己生产的燃料电池汽车，作为马拉松领跑车和电视拍摄车，该车装着“绿色心脏”——质子交换膜燃料电池，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是()A．通入氧气的电极发生氧化反应B．通入氢气的电极为正极C．总反应式为O2＋2H2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2OD．正极的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O10．下列说法正确的是()A．SiH4比CH4稳定B．O2－的半径比F－小C．Na和Cs属于ⅠA族元素，Cs失电子能力比Na的强D．P和As属于ⅤA族元素，H3PO4酸性比H3AsO4的弱11．下列除杂方法不正确的是()A．除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸：加入饱和碳酸钠溶液，振荡、静置、分液B．除去乙醇中混有的少量水：加入适量的金属钠，充分反应后蒸馏C．除去溴苯中混有的少量溴：加入足量的氢氧化钠溶液，振荡、静置、分液D．除去96%的乙醇中的少量水制无水乙醇：加入生石灰，振荡、静置、蒸馏12．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．升高温度可使该反应的逆反应速率减小B．使用高效催化剂可有效增大正反应速率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13．用下列实验装置进行实验，能达到相应实验目的的是()A．装置甲：防止铁钉生锈B．装置乙：除去乙烯中混有的乙炔C．装置丙：验证HCl气体在水中的溶解性D．装置丁：实验室制取乙酸乙酯14．美国墨西哥湾美国石油公司的一海上石油钻探平台发生爆炸，致使大量石油泄漏，给墨西哥湾海域带来巨大的经济损失和生态灾难。下列关于石油加工的叙述中，不正确的是()A．石油分馏所得的馏分是一种具有固定熔、沸点的纯净物B．石油裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量C．石油裂解的原料是石油分馏产物，包括石油气D．石油在催化剂的作用下加热，可以使链状烃转化为环状烃(如苯、甲苯)15．主链含5个碳原子，有甲基、乙基两个支链的烷烃有()A．2种 B．3种 C．4种 D．5种16．一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：下列描述正确的是()A．反应开始到10s，用Z表示的平均反应速率为0.158mol·L－1·s－1B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol·L－1C．反应开始到10s，Y的物质的量浓度减少了0.395mol·L－1D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)Z(g)第Ⅱ卷二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17．(10分)下表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题：(1)④⑤⑥的原子半径由大到小的顺序是________________________________________________________________________。(2)②③⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是________________________________________________________________________。(3)由表中两种元素的原子按1∶1组成的常见液态化合物的稀液易被催化分解，可使用的催化剂为(填序号)______。a．MnO2 b．FeCl3 c．Na2SO3 d．KMnO418．(8分)现用纯净的锌粒与0.1mol·L－1的稀硫酸反应制取氢气，请回答下列问题。(1)写出反应的离子方程式：________________________________________________________________________。(2)实验过程中生成氢气的速率曲线如图所示，通过分析比较，可发现曲线中的k(OE)＜k(EF)(k代表曲线斜率，)F点之后，曲线斜率又逐渐变小，试分析其原因。(3)为了增大反应速率，有人采取了下列措施，你认为可行的是______。A．加入蒸馏水B．加入浓盐酸C．将锌粒改为锌粉D．加入ZnSO4溶液(4)实验结束时，用手触摸所用的试管壁，感觉其温度比反应前明显升高，这说明ZnSO4溶液和H2的总能量______(填“＞”、“＜”或“＝”)锌片和稀硫酸的总能量。(5)某中学为了节约药品，利用铜和浓硫酸反应后的废液经过滤，稀释得到0.1mol·L－1的稀溶液，做上述实验时，发现反应速率明显增大。请你分析其原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________。19．(10分)通过粮食发酵可获得某含氧有机化合物X，其相对分子质量为46，其中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%。(1)X的分子式是________。(2)X与金属钠反应放出氢气，反应的化学方程式是________________________(有机物用结构简式表达)。(3)X与空气中的氧气在铜或银催化下反应生成Y，Y的结构简式是____________。(4)X与酸性KMnO4溶液反应可生成Z，在加热和浓硫酸作用下，X与Z反应可生成一种有香味的物质W，若184gX和120gZ反应能生成106gW，计算该反应的产率。20．(8分)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：(1)当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为____________。(2)当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该装置__________(填“能”或“不能”)形成原电池。若不能，请说明理由；若能，请说明在两电极上所发生的现象：________。(3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，甲烷为燃料，氢氧化钠溶液为电解质溶液。则甲烷应通入________(填“a”或“b”)极，正极上的电极反应式为____。21．(8分)普通锌锰干电池是利用上述反应原理设计的，其结构如图所示。回答下列问题。①电池中电解质溶液为__________。②正极反应式为____________。③放电时NHeq\o\al(＋,4)向__________(填“正极”或“负极”)移动。④废电池中的锌皮常用于实验室制氢气，废锌皮和纯锌粒分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较大的是________，原因是___________________________。22．(8分)将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO2＋O2催化剂△2SO3催化剂△达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体体积又减少了5.6L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。请回答下列问题：(1)判断该反应达到平衡状态的标志是_________________________(填字母)。a．SO2和SO3浓度相等b．SO2百分含量保持不变c．容器中气体的压强不变d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等e．容器中混合气体的密度保持不变(2)求该反应达到平衡时SO2的转化率(用百分数表示，计算结果保留一位小数)。(3)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克(计算结果保留一位小数)。期末模块检测卷(一)1．B[发展“低碳经济”是有效利用化石能源，提高能源利用率，并不是禁止开采使用化石能源；发展火电要消耗大量的化石燃料，会增加CO2的排放；将工厂的烟囱加高，不能减少SO2、CO2等的排放。]2．B[煤燃烧及葡萄糖氧化放出热量，是化学能转化为热能的过程，A、C错误；选项D应该是太阳能转化为化学能，D错误。]3．B[煤是一种复杂的混合物，其中不含有苯、甲苯等有机物，苯、甲苯是煤干馏的产物；钠与乙醇反应，钠应保存在煤油中；植物油和裂化汽油都含有不饱和键，都能使溴水褪色，应选B。]4．C[A项，硫原子的原子结构示意图为；B项，NH4Cl是由NHeq\o\al(＋,4)和Cl－构成，由于Cl－是阴离子，必须写出其电子式；C项，eq\a\vs4\al(\o\al(18,8)O)表示质量数为18，质子数为8的氧原子，所以该原子核内有10个中子；D项，该结构简式是邻氯甲苯，对氯甲苯中的氯原子和甲基的位置应该处于苯的相对位置。]5．D[X为ⅠA族短周期元素，化合价为＋1，X2Y中Y为－2价，为ⅥA族元素，当X为H时，则X的原子半径一定小于Y的原子半径；X和Y分别是Na和O时，它们的简单离子具有相同的电子层结构，且可形成原子个数比为1∶1的化合物Na2O2；Na2O是离子化合物，H2O是共价化合物。]6．C[6min时反应达平衡，但反应并未停止，故A项错误；MgSO4中的SOeq\o\al(2－,4)内部含有共价键，故B项错误；钠的化学性质活泼，在空气中易与O2、H2O等反应，不能在研钵中研磨。]7．D[A项，加入37Cl2反应一段时间后，37Cl存在于五氯化磷、三氯化磷和氯气中；B项酯化反应的原理为“酸脱羟基醇脱氢”，CH3COOH与CH3CHeq\o\al(18,2)OH发生酯化反应：,18O只存在于乙醇与乙酸乙酯分子中；C项，若CH4为平面结构，则CH2Cl2应有两种同分异构体，CH2Cl2无同分异构体说明CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构；D项，在O2中完全燃烧后生成物只有CO2和H2O的有机物除了烃，还有烃的含氧衍生物，如CH3CH2OH、CH3CHO等。]8．D[五种元素原子序数相邻，且在同一周期，如果同在第三周期，A符合，如果同在第二周期，A不符合，故A错误；短周期中其氧化物为液态的只有氢，B错误；X、E的简单离子，X为阳离子，E为阴离子，分别为失电子和得电子，故半径应为E＞X，C错误；由题意可得，E的最高正价为＋(2n－m)，可得其负价为－(8－2n＋m)；故选D。]9．D[原电池的负极是还原剂失去电子发生氧化反应的电极，正极是氧化剂得到电子发生还原反应的电极，质子交换膜燃料电池中氢气是还原剂，氧气是氧化剂，A、B均不正确；燃料电池是将化学能转化为电能的装置，总反应式不能写“点燃”，C错；正极发生的反应是O2得电子生成O2－，进一步结合传导至正极的H＋生成H2O。]10．C[选项A中C与Si属于同主族元素，其氢化物的稳定性逐渐减弱，即CH4比SiH4稳定；选项B中O2－与F－的电子层结构相同，核电荷数小的离子半径大，所以O2－的半径大于F－的半径；选项C中Na与Cs同主族，随着核电荷数的增大，原子失去电子的能力逐渐增强，即失去电子的能力：Cs＞Na；选项D中根据同主族元素从上到下最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强，所以酸性：H3PO4＞H3AsO4。]11．B[乙醇与钠反应。]12．A[升高温度、使用催化剂都会使化学反应速率增大，既包括正反应速率也包括逆反应速率，故A错误，B正确。反应达到平衡后，正反应速率和逆反应速率相等，因此C、D都正确。]13．C[装置甲中将铁钉连在电源的正极，作阳极，发生氧化反应，会加速铁钉的腐蚀，不能起到防止生锈的作用；装置乙中乙烯、乙炔均能与酸性KMnO4溶液反应；装置丙中滴入的水能溶解大量的HCl气体，使烧瓶内压强减小，外面的空气进入气球，从而引起气球体积膨胀，能验证HCl气体在水中的溶解情况；装置丁中不能用NaOH溶液来收集生成的乙酸乙酯，这样会引起乙酸乙酯的水解。]14．A[石油分馏所得的馏分依然是混合物。]15．A[这类烷烃的结构简式为：16．C[从题图中可看出：达到平衡后，X、Y均减少了0.79mol，Z增加了1.58mol，反应方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，所以反应开始到10s，Z的平均反应速率为eq\f(1.58mol,2L×10s)＝0.079mol·L－1·s－1，X的物质的量浓度减少了eq\f(0.79mol,2L)＝0.395mol·L－1，Y的物质的量浓度减少了0.395mol·L－1。]17．(1)Na＞Al＞O(2)HNO3＞H2CO3＞H2SiO3(3)ab解析本题考查元素在周期表中的位置与原子结构、元素性质的关系。根据各元素在周期表中的位置，推出各元素依次为①H、②C、③N、④O、⑤Na、⑥Al、⑦Si、⑧Cl。(1)Na、Al是第三周期元素，O在第二周期，所以原子半径：Na＞Al＞O。(2)因为非金属性：N＞C＞Si，所以酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3。(3)该液态物质是H2O2，MnO2、FeCl3可以作H2O2分解的催化剂。18．(1)Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑(2)该反应为放热反应，在反应的最初阶段，反应放出的热使体系温度升高，反应速率增大；反应一段时间之后，c(H＋)成为影响反应速率的主要因素，溶液中c(H＋)逐渐减小，反应速率又逐渐减小。(3)BC(4)＜(5)锌置换出铜附着在锌表面，与硫酸组成原电池，使反应速率增大解析锌与酸反应时，影响反应速率的主要因素有c(H＋)、温度、锌的表面积等，在反应的最初阶段，溶液的温度较低，温度对反应速率影响较大，该反