2024-2025学年高中化学第二章化学反应与能量第三节化学反应的速率和限度第2课时化学反应的限度化学反应条件的控制练习含解析新人教版必修2

PAGE11-第2课时化学反应的限度化学反应条件的限制基础巩固1.下列各组中的反应属于可逆反应的是()A.氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,氯化氢受热分解生成氢气和氯气B.氮气与氢气在高温、高压、催化剂作用下可以生成氨气,同时氨气又分解为氮气和氢气C.单质溴可以置换出碘,氯气又可以置换出溴D.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸在光照条件下可分解为盐酸和氧气答案B2.某温度下,在一固定容积的容器中进行反应:SO3(g)+NO(g)NO2(g)+SO2(g),下列状况肯定能说明反应达到化学平衡状态的是()A.气体的密度不再随时间而变更B.体系总质量不再随时间而变更C.NO(g)和NO2(g)的生成速率相同D.SO3(g)和NO(g)的浓度比为1∶1解析反应前后气体物质的量不变,则体系总压强始终不变,所以总压强不随时间而变更的状态不肯定是平衡状态,A错误;反应前后都是气体,体系气体总质量始终是不变的,B错误;NO(g)和NO2(g)的生成速率相同,说明正逆反应速率相等,则反应达到平衡状态,C正确;SO3(g)和NO(g)的浓度比为1∶1,不能说明正逆反应速率相等,即不肯定是平衡状态,D错误。答案C3.在肯定温度下,向密闭容器中充入肯定量的NO2和SO2,发生反应:NO2+SO2NO+SO3,当化学反应达到平衡时,下列叙述正确的是()A.SO2和SO3的物质的量肯定相等B.NO2和SO3的物质的量肯定相等C.反应混合物的总物质的量肯定等于反应起先时NO2和SO2的总物质的量D.SO2、NO2、NO、SO3的物质的量肯定相等解析题中没有给出各物质的投料状况,NO2、SO2和SO3的量之间没有必定的关系,可能相等,也可能不等,A、B、D错;该反应反应前后气体分子数不变,故反应混合物的总物质的量肯定等于反应起先时NO2和SO2的总物质的量,C正确。答案C4.在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是()A.SO2为0.4mol·L-1、O2为0.2mol·L-1B.SO2为0.25mol·L-1C.SO2、SO3均为0.15mol·L-1D.SO3为0.4mol·L-1解析当SO3全部转化为SO2和O2,则SO2、O2的浓度将分别达到0.4mol·L-1、0.2mol·L-1;当SO2和O2全部化合生成SO3,则SO3的浓度将达到0.4mol·L-1。因为该反应是可逆反应,三种物质必将同时存在(即可逆反应中的物质均不行能100%转化),很明显,A、D两项错误。要得到C项中的数据必需是SO2和SO3同时消耗而削减,这不符合S原子守恒,C项错误。答案B5.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记。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,故在肯定条件下二氧化硫和氧气不行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0C.肯定条件下,向某密闭容器中加入2molSO2和1molO2,则从反应起先到反应达到平衡的过程中,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解析对于可逆反应来说,在肯定条件下反应物不行能全部转化为产物,反应只能进行到肯定限度。在达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,最终正、逆反应速率相等,即达到平衡,此时反应物和生成物的浓度都不再随时间的变更而变更,但反应并没有停止。答案B6.肯定温度下,在某恒容的密闭容器中,建立化学平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列叙述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是()A.体系的压强不再发生变更B.v正(CO)=v逆(H2O)C.生成nmolCO的同时生成nmolH2D.1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键解析A项,由于该反应是一个反应前后气体分子总数不相等的反应,当体系的压强不再发生变更时,说明反应已达到化学平衡状态;B项,依据v正(CO)=v逆(H2O),可知CO的正反应速率等于其逆反应速率,说明反应已达到化学平衡状态;C项,生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行,没有表示出正、逆反应速率的关系,不能说明反应已达到化学平衡状态;D项,H—H键断裂和H—O键断裂是两个相反的反应方向,1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键,即消耗1molH2的同时消耗了1molH2O,可知H2的消耗量等于其生成量,说明反应已达到化学平衡状态。答案C7.肯定温度下,在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是()①混合气体的密度不变②容器内气体的压强不变③混合气体的总物质的量不变④B的物质的量浓度不变⑤v正(C)=v逆(D)⑥v正(B)=2v逆(C)A.①④⑤⑥ B.②③⑥C.②④⑤⑥ D.只有④解析①容积恒定的密闭容器中,混合气体密度不变,也就是混合气体的质量不变,对于有固体和气体参加的反应来说,混合气体的质量不变说明已经达到平衡。②对于反应前后气体物质的量不变的反应,压强不变不能说明反应达到平衡。③该反应是反应前后气体的化学计量数不变的反应,也就是气体物质的量不变的反应,不能用混合气体的总物质的量是否变更衡量反应是否达到平衡。④B的物质的量浓度不变说明生成B的量与消耗B的量相等,也就是正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。⑤v正(C)=v逆(D)说明正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。⑥v正(B)=v逆(C)说明正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。答案A8.在肯定条件下的密闭容器中,能表示反应X(g)+2Y(g)2Z(g)达到化学平衡状态的是()①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2②X、Y、Z的浓度不再发生变更③容器中的压强不再发生变更④单位时间内生成nmolZ,同时生成2nmolYA.①② B.①④ C.②③ D.③④解析X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2时,浓度不肯定不再变更,所以反应不肯定达到平衡,故①错误;当反应达到平衡时,X、Y、Z的浓度不再发生变更,所以能推断该反应达到平衡状态,故②正确;该反应前后气体物质的量不相等,所以当反应达到平衡状态时,容器中的压强不再变更,即压强不变能推断该反应达到平衡状态,故③正确;单位时间内生成nmolZ,同时生成2nmolY,依据化学方程式可知正逆反应速率不相等,该反应肯定没有达到平衡状态,故④错误。答案C9.肯定温度下,在容积为VL的密闭容器中进行反应:aN(g)bM(g),M、N的物质的量随时间的变更曲线如下图所示:(1)此反应的化学方程式中ab=(2)t1到t2时刻,以M的浓度变更表示的平均反应速率为。

(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是(填字母)。

A.反应中M与N的物质的量之比为1∶1B.混合气体的总质量不随时间的变更而变更C.混合气体的总物质的量不随时间的变更而变更D.单位时间内每消耗amolN,同时生成bmolME.混合气体的压强不随时间的变更而变更解析(1)依据化学计量数之比等于物质的量的变更量之比,所以a∶b=(8mol-2mol)∶(5mol-2mol)=2∶1,该反应的化学方程式为2N(g)M(g)。(2)v(M)=4mol-3mol(t2(3)达到平衡状态时,各组分的浓度不再发生变更,物质的量之比不变,不能说明物质的量相等,A选项错误;该反应的反应物和生成物都是气体,依据质量守恒定律,反应前后,混合气体的质量始终不变,B选项错误;该反应为气体体积减小的反应,若反应没有达到平衡状态,反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小,当该量不再发生变更时,则说明反应达到了平衡状态,C和E选项正确;消耗amolN和生成bmolM都表示的是正反应速率,没有体现逆反应速率的大小,不能说明反应达到了平衡状态,D选项错误。答案(1)2(2)1(t2-(3)CE10.H2、CO、CH3OH等都是重要的能源,也是重要的化工原料。(1)为提倡“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。在体积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,肯定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。经测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间变更如图所示。①从反应起先到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=。

②达到平衡时,H2的转化率为。

③下列措施不能提高反应速率的是。

A.上升温度B.加入催化剂C.缩小体积,增大压强D.刚好分别出CH3OH(2)工业上也用CO和H2为原料制备CH3OH,该反应的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在一体积固定的密闭容器中投入肯定量的CO和H2进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是。

A.反应中CO与CH3OH的物质的量之比为1∶1B.混合气体的压强不随时间的变更而变更C.单位时间内每消耗1molCO,同时生成1molCH3OHD.CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变E.混合气体的密度保持不变解析(1)依据题意利用三段式解题:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始量mol 1 3 0变化量mol 0.75 2.25 0.75平衡量mol 0.25 0.75 0.75①反应达平衡时,CO2的平均反应速率v(CO2)=0.752×10mol·L-1·min-1=0.0375mol·L-1②达到平衡时,H2的转化率为2.③A.上升温度,反应速率加快,不符合题意;B.加入催化剂,更大程度地加快反应速率,不符合题意;C.缩小体积,增大压强,物质浓度增大,反应速率加快,不符合题意;D.刚好分别出CH3OH,减小了生成物浓度,反应速率减慢,符合题意。(2)平衡时反应混合物各组分的物质的量不变,但各组分的物质的量不肯定相等,A错误;因为该反应为气体总量减小的反应,随反应进行混合气体总物质的量发生变更,混合气体的压强不随时间的变更而变更时,说明混合气体总的物质的量不再变更,说明反应达到平衡,B正确;单位时间内消耗1molCO,同时生成1molCH3OH,都表示正反应速率,反应始终按此比例关系进行,不能说明达到平衡,C错误;CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变,说明可逆反应到达最大限度,即平衡状态,D正确;反应前后气体总质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度始终为定值,因此密度不变,不能判定反应达到平衡状态,E错误;正确选项为BD。答案(1)①0.0375mol·L-1·min-1②75%③D(2)BD实力提升1.工业合成氨的反应为:N2+3H22NH3,该反应在肯定条件下的密闭容器中进行。下列关于该反应的说法正确的是()A.达到平衡时,反应速率:v(正)=v(逆)=0B.运用催化剂可加快反应速率,提高生产效率C.为了提高H2的转化率,应适当增大H2的浓度D.若在密闭容器加入1molN2和过量的H2,最终能生成2molNH3解析化学平衡态是动态平衡,达到平衡时反应速率:v(正)=v(逆)≠0,A项错误;运用催化剂可加快反应速率,提高生产效率,B项正确;为了提高H2的转化率,可增加氮气的浓度或减小氨气的浓度,C项错误;此反应为可逆反应,反应有肯定限度,氢气和氮气不能完全转化成氨气,D项错误。答案B2.如图曲线a表示释放能量的反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变更的关系。若变更起始条件,使反应过程按b曲线进行,可实行的措施是()A.上升温度B.加大X的投入量C.加催化剂D.增大体积解析由图可知:a曲线换为b曲线,只是缩短达到平衡的时间,即加快了反应速率而平衡没有移动,加入催化剂能同等程度地加快正逆反应速率,而平衡不移动,故C正确。答案C3.下列说法中,可以说明反应P(g)+Q(g)R(g)+T(g)在恒温下已经达到平衡状态的是()A.反应容器内的压强不随时间变更B.反应容器内P、Q、R、T四者共存C.P和T的生成速率相等D.反应容器内混合物的总物质的量不随时间变更解析反应前后气体体积不变,压强始终不变,因此反应容器内的压强不随时间变更不能说明反应达到平衡状态,A错误;由于是可逆反应,反应容器内P、Q、R、T四者共存不能说明反应达到平衡状态,B错误;P和T的生成速率相等说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,C正确;反应前后气体体积不变,混合气体的物质的量始终不变,因此反应容器内混合物的总物质的量不随时间变更不能说明反应达到平衡状态,D错误。答案C4.肯定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变更的曲线如图所示:下列描述正确的是()A.从反应起先到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol·L-1·s-1B.从反应起先到10s,X的物质的量浓度削减了0.79mol·L-1C.从反应起先到10s时,Y的转化率为79.0%D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)Z(g)解析从反应起先到10s时,X的量削减了1.20mol-0.41mol=0.79mol,Y的量削减了1.00mol-0.21mol=0.79mol,Z增加了1.58mol,所以反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),D项错误。前10s用Z表示的反应速率为1.58mol2L×10s=0.079mol·L-1·s-1,A项错误。X物质的量浓度答案C5.在一密闭容器中通入A、B、C三种气体,保持肯定温度,在t1~t4s时测得各物质的浓度如表,则下列推断正确的是()测定时刻/s浓度t1t2t3t4c(A)/(mol·L-1)6322c(B)/(mol·L-1)53.533c(C)/(mol·L-1)12.533A.在t3s时反应已经停止B.t3~t4s内正、逆反应速率不相等C.在容器中发生的反应为A(g)+B(g)C(g)D.在t2~t3s内A的平均反应速率为1t3-t解析由题给数据可知,t3s时可逆反应达到化学平衡状态,此时,v(正)=v(逆)≠0,A项错误;t3~t4s内,A、B、C的浓度没有发生变更,反应处于化学平衡状态,正、逆反应速率相等,B项错误;达到化学平衡状态时,A、B、C的浓度变更量之比为4∶2∶2=2∶1∶1,故该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)C(g),C项错误;t2~t3s内,Δc(A)=1mol·L-1,故用A表示的该时间段的平均化学反应速率为1t3-t2mol·L答案D6.肯定条件下,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,则下列推断不合理的是()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0<c1<0.14mol·L-1A.①② B.③④C.①④ D.②③解析分析浓度变更关系:X(g)+3Y(g)2Z(g)c起始/(mol·L-1) c1 c2 c3c平衡/(mol·L-1) 0.1 0.3 0.08反应的化学方程式中反应物化学计量数之比为1∶3,所以反应中X和Y必定以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的生成速率之比应当等于化学方程式对应化学计量数之比,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化学方程式中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c1>0,反应又是可逆的,④正确。答案D7.(1)氨气可作为脱硝剂,在恒温恒容密闭容器中充入肯定量的NO和NH3,在肯定条件下发生反应:6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)。①能说明该反应已达到平衡状态的标记是。

a.反应速率v(NH3)=v(N2)b.容器内压强不再随时间而发生变更c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变更d.容器内n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6②某次试验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变更如图所示,图中b点对应的速率关系是v(正)v(逆)(填“>”“<”或“=”),d点对应的速率关系是v(正)v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

(2)肯定条件下,在2L密闭容器内,发生反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH=-180kJ·mol-1,n(NO2)随时间变更如下表:时间/s012345n(NO2)/mol0.0400.0200.0100.0050.0050.005用NO2表示0~2s内该反应的平均速率为。在第5s时,NO2的转化率为。依据上表可以看出,随着反应进行,反应速率渐渐减小,其缘由是