新教材适用2023-2024学年高中化学专题6化学反应与能量变化第1单元化学反应速率与反应限度第2课时化学反应的限度课后习题苏教版必修第二册

第2课时化学反应的限度基础巩固1.假设某化学反应的反应过程如图所示,观察分析,符合图中变化的化学反应为()。A.A2+3B22AB3B.2AB2+B22AB3C.2A2B+5B24AB3D.2AB2+B22AB3答案:D解析:由图可知反应物用AB2、B2表示,生成物用AB3表示,反应后反应物与生成物共存,说明反应不能进行到底,为可逆反应,结合反应前后原子守恒可知化学方程式为2AB2+B22AB3。2.现向一密闭容器中充入1molN2和3molH2,在一定条件下发生反应N2+3H22NH3。下列有关说法正确的是()。A.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为0B.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化C.达到化学平衡时,N2将完全转化为NH3D.达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等答案:B解析:A项,达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率相等,但都不为0,错误;B项,达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再发生变化,正确;C项,达到化学平衡时,N2不能完全转化为NH3,错误;D项,达到化学平衡时,N2、H2和NH3的物质的量浓度不再发生变化,但不一定相等,错误。3.化学反应2SO2(气体)+O2(气体)2SO3(气体)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.SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶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SO2和18O2,达到化学平衡时18O存在于三种物质中答案:D解析:达到化学反应的限度后,延长反应时间无法改变化学反应的限度,A项错误;SO2、O2、SO3的物质的量不再发生改变时,达到平衡状态,B项错误;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项错误;若开始加入SO2和18O2,根据可逆反应的特点可知平衡时18O存在于三种物质中,D项正确。4.在5mL0.1mol·L-1KI溶液中滴加0.1mol·L-1FeCl3溶液5~6滴后,再进行下列实验,其中可证明FeCl3溶液与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AgI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AgCl沉淀产生D.加入CCl4振荡后,取上层清液,滴加KSCN溶液,观察是否出现红色答案:D解析:KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2Fe3++2I-2Fe2++I2,根据题目条件可知KI溶液过量,所以要证明该反应为可逆反应,只需证明有Fe3+存在即可,可以用KSCN溶液检验。5.可逆反应H2(气体)+I2(气体)2HI(气体)达到平衡的标志是()。A.混合气体的颜色不再改变B.v(H2)∶v(I2)∶v(HI)=1∶1∶2C.混合气体的密度保持不变D.H2、I2、HI的分子个数比为1∶1∶2答案:A解析:A项,HI为无色气体,碘蒸气为紫红色气体,当混合气体的颜色不再变化时,c(I2)不变,反应达到化学平衡状态,正确;B项,未指明速率所表示的反应方向,反应不一定达到化学平衡状态,错误;C项,该反应前后气体的体积不变,在密闭容器中气体的质量不变,气体的密度一直不变,则混合气体的密度不变不一定达到化学平衡状态,错误;D项,当可逆反应达到平衡时,容器内物质H2、I2和HI的分子个数比为1∶1∶2时,浓度可能仍会变化,不一定达到化学平衡状态,错误。6.某温度下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生反应:NO2(气体)+SO2(气体)SO3(气体)+NO(气体),下列不能说明反应达到平衡状态的是()。A.体系中气体的平均相对分子质量保持不变B.SO2和NO的体积分数保持不变C.每消耗1molSO3的同时消耗1molNO2D.v正(NO2)=v逆(SO3)答案:A解析:A项,由于该反应为气体体积不变的反应,因此气体总物质的量不变,又因为反应前后都是气体,因此气体总质量不变,根据M=mn知,气体的平均相对分子质量始终不变,不能判断反应达到平衡状态;B项,SO2和NO的体积分数保持不变,说明各物质的量保持不变,能说明反应达到平衡状态;C项,每消耗1molSO3的同时生成1molNO2,此时正反应速率=逆反应速率,能说明反应达到平衡状态;D项,正、逆反应速率相等,7.一定条件下,可逆反应2AB+3C在四种状态中处于平衡状态的是()。选项正反应速率逆反应速率Av(A)=2mol·L-1·min-1v(B)=2mol·L-1·min-1Bv(A)=2mol·L-1·min-1v(C)=2mol·L-1·min-1Cv(A)=1mol·L-1·min-1v(B)=2mol·L-1·min-1Dv(A)=1mol·L-1·min-1v(C)=1.5mol·L-1·min-1答案:D解析:利用A物质的正反应速率,通过化学方程式中的化学计量数进行计算,可求得B或C的正反应速率。正反应速率和逆反应速率相等时,化学反应达到平衡状态。A项,正反应v(A)=2mol·L-1·min-1,则逆反应v(B)=1mol·L-1·min-1时平衡;B项,正反应v(A)=2mol·L-1·min-1,则逆反应v(C)=3mol·L-1·min-1时平衡;C项,正反应v(A)=1mol·L-1·min-1,则逆反应v(B)=0.5mol·L-1·min-1时平衡。8.在某一容积为5L的密闭容器内,加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O,在催化剂存在的条件下加热,发生如下反应:CO(气体)+H2O(气体)CO2(气体)+H2(气体),反应中CO2的浓度随时间变化情况如图所示。据此回答下列问题。(1)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,CO的反应速率为;反应达到平衡时,c(H2)=。

(2)判断该反应达到平衡的依据是。

①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化④正、逆反应速率都为0答案:(1)0.003mol·L-1·min-10.03mol·L-1(2)①③解析:(1)由图可知10min时达到平衡,所以v(CO)=v(CO2)=ΔcΔt=0.03mol·L-110min=0.003mol·L-1·min-1。方程式中的化学计量数之比=反应时转化的浓度之比,所以c(H9.在一定条件下,气体A与气体B反应生成气体C。反应过程中,反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图。回答下列问题。(1)该反应的化学方程式为

。

(2)0~t1s内A的反应速率为。

(3)反应后与反应前的压强之比为。

(4)(t1+10)s时,A气体的体积分数为,此时v正(A)(填“>”“<”或“=”)v逆(B)。(5)下列关于该反应的说法正确的是。

a.到达t1s时反应已停止b.在t1s之前,B气体的消耗速率大于它的生成速率c.在t1s时,C气体的正反应速率等于逆反应速率答案:(1)3A+B2C(2)0.6t1mol·L(3)9∶13(4)22.2%>(5)bc解析:(1)从0到t1s时,Δc(A)=0.8mol·L-1-0.2mol·L-1=0.6mol·L-1,Δc(B)=0.5mol·L-1-0.3mol·L-1=0.2mol·L-1,Δc(C)=0.4mol·L-1,三者之比为Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=0.6mol·L-1∶0.2mol·L-1∶0.4mol·L-1=3∶1∶2,反应后三种物质共存,说明该反应为可逆反应,所以化学方程式为3A+B2C。(2)0~t1s内A的反应速率为0.6mol·L-1t1(3)相同条件下,压强之比等于气体的物质的量之比,反应前气体的总物质的量为1.3mol,反应后气体的总物质的量为0.9mol,故反应后与反应前的压强之比为9∶13。(4)A气体的体积分数为0.2mol0.2mol+0.3mol+0.4mol=29≈22.2%;在t1~(t1+10)s反应处于平衡状态,v正(5)a项,可逆反应不可能停止,错误;b项,在t1s之前,反应未达平衡,仍然向正反应方向进行,故B气体的消耗速率大于它的生成速率,正确;c项,在t1s时,反应达到平衡,故C气体的正反应速率等于逆反应速率,正确。10.在一个容积为2L的恒容密闭容器中,800℃时发生反应2NO(气体)+O2(气体)2NO2(气体),体系中n(NO)随时间的变化如下表。时间/s012345n0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)如图所示,表示NO2变化曲线的是。

(2)用O2表示0~2s内该反应的平均速率v(O2)=。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是。

A.v(NO2)=2v(O2)B.容器内压强保持不变C.v逆(NO)=2v正(O2)D.容器内密度保持不变答案:(1)b(2)0.0015mol·L-1·s-1(3)BC解析:(1)由平衡体系2NO(气体)+O2(气体)2NO2(气体)知,NO2为生成物,n(NO2)=Δn(NO)=0.020mol-0.007mol=0.013mol,c(NO2)=0.013mol2L=0.0065mol·L-1,故表示NO2变化的曲线为(2)0~2s内参加反应的NO的物质的量为0.020mol-0.008mol=0.012mol,参加反应的O2的物质的量为0.006mol,v(O2)=0.006mol2L×2s=0.0015mol·L(3)A项中未指明正、逆反应速率,无法说明该反应是否达到平衡状态;该反应前后气体物质的量不相等,当容器内压强保持不变时,说明该反应已达到平衡状态,B项正确;C项中正、逆反应速率相等,说明该反应已达到平衡状态;气体总质量不变,气体总体积不变,无论该反应是否达到平衡,容器内密度始终保持不变,D项无法说明该反应是否达到平衡状态。能力提升1.在恒温、恒容下,当反应容器内总压强不随时间变化时,下列可逆反应一定达到平衡的是()。A.3M(气体)+2N(气体)P(气体)+4Q(气体)B.M(气体)+2N(气体)3P(气体)+Q(固体)C.M(气体)+N(气体)P(气体)D.以上都达到平衡答案:C解析:A、B项,所给反应是反应前后气体物质的量相等的反应,反应容器内总压强不随时间变化,因此容器内总压强不变,不能确定反应处于平衡状态,错误;C项,所给反应是反应前后气体物质的量不相等的反应,若反应容器内总压强不随时间变化,此时气体的总物质的量不变,可以确定反应处于平衡状态,正确。2.一定条件下,对于可逆反应X(气体)+3Y(气体)2Z(气体),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L-1、0.3mol·L-1、0.08mol·L-1,则下列判断正确的是()。A.c1∶c2=3∶1B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3C.反应消耗的X和Y的物质的量相等D.c1的取值范围为0<c1<0.14mol·L-1答案:D解析:X、Y平衡浓度之比为1∶3,转化浓度之比亦为1∶3,故c1∶c2=1∶3,反应消耗的X和Y的物质的量不相等,A、C两项不正确;平衡时v生成(Y)表示逆反应速率,v生成(Z)表示正反应速率,v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2,B项不正确;由可逆反应的特点可知0<c1<0.14mol·L-1,D项正确。3.在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应。甲:C(固体)+H2O(气体)CO(气体)+H2(气体);乙:CO(气体)+H2O(气体)CO2(气体)+H2(气体)。现有下列状态。①混合气体的平均相对分子质量不再改变②恒温时,气体压强不再改变③各气体浓度相等④断裂H—O键速率是断裂H—H键速率的2倍⑤混合气体密度不变⑥单位时间内,消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量比为9∶1其中能说明甲、乙容器中的反应均达到化学平衡状态的是()。A.①②④ B.③⑤ C.⑤⑥ D.④答案:D解析:①乙反应前后气体的物质的量不变,无论是否达到平衡状态,混合气体的平均相对分子质量都不改变,不合题意;②乙反应前后气体的物质的量不变,恒温时,无论是否达到平衡状态,气体压强都不改变,不合题意;③各气体浓度相等,反应不一定达到平衡状态,不合题意;④断裂H—O键速率是断裂H—H键速率的2倍,可说明正、逆反应速率相等,反应达到化学平衡状态,符合题意;⑤乙反应是全部由气体参加的反应,无论反应是否达到化学平衡状态,混合气体的密度都不变,不合题意;⑥单位时间内,消耗水蒸气的质量与生成氢气的质量比为9∶1,描述的是正反应速率之间的关系,不能说明反应达到化学平衡状态,不合题意。综上分析可知,④能够说明甲、乙容器中的反应均达到化学平衡状态。4.将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应。3A(气体)+B(气体)2C(气