2024-2025学年新教材高中化学第六章化学反应与能量2-2化学反应的限度化学反应条件的控制课后作业含解析新人教版必修2

PAGEPAGE9化学反应的限度、化学反应条件的限制一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题意。1．下列对可逆反应的相识正确的是(C)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．电解水生成氢气和氧气与氢气和氧气点燃生成水的反应是可逆反应解析：理解好可逆反应定义中的“同一条件下”“同时”“正、逆两个方向”等关键字眼。2．下列说法正确的是(B)A．密闭容器中充入1molN2和3molH2可生成2molNH3B．肯定条件下，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，条件变更，原平衡状态不会被破坏解析：N2和H2生成NH3的反应为可逆反应，1molN2和3molH2不能完全反应生成2molNH3，A项错；压强是影响化学反应速率的一个因素，但并不适合于全部的反应，必需有气体参与的反应才适合，C不正确；化学平衡是一种动态平衡，该平衡是建立在肯定条件下的平衡，假如条件变更，平衡将发生移动，D项不正确。3．肯定温度下，向一恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2，在肯定条件下发生反应：2SO2＋O22SO3，下列有关说法正确的是(A)A．当O2的浓度不变时，反应达到平衡状态B．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率相等且都为零C．当单位时间内消耗amolO2，同时消耗2amolSO2时，反应达到平衡状态D．当SO2、O2、SO3的分子数之比为2∶1∶2时，反应达到平衡状态解析：当O2的浓度不变时，反应达到平衡状态，A正确；达到平衡状态时，正反应和逆反应的速率相等，但不为零，B错误；单位时间内消耗amolO2，同时消耗2amolSO2，只能说明正反应速率的状况，不能说明正、逆反应速率相等，即反应不肯定达到平衡状态，C错误；当SO2、O2、SO3的分子数之比为2∶1∶2时，正、逆反应速率不肯定相等，反应不肯定达到平衡状态，D错误。4．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)在肯定条件下达到平衡，正反应速率随时间变更的曲线如图所示。由图可得出的正确结论是(D)A．反应在c点达到平衡状态B．反应物浓度：a点小于b点C．反应物的总能量低于生成物的总能量D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段解析：化学平衡状态的标记是各物质的浓度不再变更，其实质是正反应速率等于逆反应速率，且保持不变，c点对应的正反应速率明显还在变更，故肯定未达到平衡，A错误；a到b时正反应速率增加，反应物浓度不断减小，B错误；随着反应的进行，反应物浓度减小，但正反应速率增大，说明体系温度上升，正反应是放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；因为反应始终正向进行，且a～c段正反应速率始终在增大，故SO2的转化率：a～b段小于b～c段，D正确。5．可逆反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标记是(A)①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再变更的状态⑤混合气体的密度不再变更的状态⑥混合气体的压强不再变更的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再变更的状态A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦C．①③④⑤D．全部解析：②中均表示的是正反应速率，不能说明v(正)、v(逆)是否相等；③中反应的随意时刻用NO2、NO、O2表示的反应速率之比均为2∶2∶1；⑤中依据质量守恒定律和ρ＝eq\f(m,V)可知，反应过程中混合气体的密度始终不变更。6．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、0.3mol/L和0.08mol/L，则下列推断不合理的是(D)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/LA．①②B．③④C．①④D．②③分析浓度变更关系：X(g)＋3Y(g)2Z(g)c起始/(mol/L)c1c2c3c平衡/(mol/L)0.10.30.08解析：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和化学方程式中计量数之比相等，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，而题设c1>0，反应又是可逆的，故④正确。7．在肯定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于容积为2L的恒容密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2min末该反应达到平衡，测得生成0.8molD和0.4molC。下列推断不正确的是(D)A．x＝1B．2min时，A的浓度为0.9mol·L－1C．2min内A的平均反应速率为0.3mol·L－1·min－1D．B的转化率为60%解析：依据三段式法计算：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)起始量/mol3100变更量/mol1.20.40.40.8平衡量/mol1.80.60.40.8因为各物质的变更量之比等于化学计量数之比，所以x＝1，A正确；2min时，c(A)＝eq\f(1.8mol,2L)＝0.9mol·L－1，B正确；v(A)＝eq\f(1.2mol,2L×2min)＝0.3mol·L－1·min－1，C正确；B的转化率为eq\f(0.4mol,1mol)×100%＝40%，D错误。8.肯定温度下，在容积为1L的容器内，某一反应中M、N的物质的量随反应时间变更的曲线如图所示，则下列表述中正确的是(D)A．该反应的化学方程式为2MNB．t2时，正、逆反应速率相等，达到平衡C．t3时，正反应速率大于逆反应速率D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍解析：反应达到平衡时M增加了3mol，N减小了6mol，所以该反应的化学方程式为2NM，A项错误；t2时M、N的浓度相等，但是正、逆反应速率不相等，故未达到平衡，B项错误；t3时，M、N的浓度不再变更，正反应速率等于逆反应速率，达到平衡状态，C项错误；t1时，N的浓度为6mol·L－1，M的浓度为3mol·L－1，D项正确。二、不定项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得6分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．对于密闭容器中的可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，400℃、30MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间变更的关系如图所示。下列叙述正确的是(AD)A．a点的正反应速率比b点的大B．c点处反应达到平衡C．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处的n(N2)不一样D．d点(t1时刻)时，v正(H2)＝3v逆(N2)解析：随着反应的进行，反应物浓度降低，正反应速率渐渐减小，A正确；c点时氨气与氢气的物质的量相等，但由于它们的物质的量还在发生变更，所以此时反应并未达到平衡，B错误；在d点、e点时，由于外界条件没变，所以是同一条件下的平衡状态，氮气的物质的量相同，C错误；d点时反应达到平衡状态，v正(H2)＝3v逆(N2)，D正确。10．对于可逆反应：4NH3(g)＋5O2(g)eq\o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO(g)＋6H2O(g)，下列说法正确的是(AB)A．达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)B．若单位时间内生成xmolNO的同时生成xmolNH3，则反应达到平衡状态C．达到平衡状态时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D．化学反应速率关系是：2v正(NH3)＝3v正(H2O)解析：依据反应速率之比等于化学方程式的计量数之比有：4v正(O2)＝5v正(NO)，所以4v正(O2)＝5v逆(NO)时表示化学反应达到平衡，故A项正确；生成NO相当于v正，生成NH3相当于v逆，故反应达到平衡状态，B项正确；由于反应物、生成物均为气体，所以增加容器体积，正反应速率和逆反应速率都会减小，故C项错误；因为v正(NH3)∶v正(H2O)＝2∶3，即3v正(NH3)＝2v正(H2O)，故D项错误。11．在372K时，把0.5molN2O4通入体积为5L的真空密闭容器中，马上出现红棕色。反应进行到2s时，NO2的浓度为0.02mol·L－1。在60s时，体系已达平衡，此时容器内压强为起先时的1.6倍。下列说法正确的是(BD)A．前2s以N2O4的浓度变更表示的平均反应速率为0.01mol·L－1·s－1B．在2s时体系内压强为起先时的1.1倍C．在平衡时体系内含有N2O40.25molD．平衡时，N2O4的转化率为60%解析：N2O4和NO2存在如下转化关系N2O42NO2，前2s时N2O42NO2起始(mol)0.50反应(mol)0.050.02×52s时(mol)0.5－0.050.02×5v(N2O4)＝eq\f(0.05mol,2s×5L)＝0.005mol·L－1·s－1气体总的物质的量为0.5mol－0.05mol＋0.02mol·L－1×5L＝0.55mol。2s时与起先的压强之比为p(2s)∶p(始)＝0.55∶0.5＝1.1∶1。60s达到平衡时，设参与反应的N2O4的物质的量为x。则有N2O42NO2起始(mol)0.50反应(mol)x2x平衡(mol)0.5－x2x平衡时，气体总的物质的量为0.5mol－x＋2x＝0.5mol＋x，所以有eq\f(0.5mol＋x,0.5mol)＝1.6，解得x＝0.3mol。平衡体系中含0.2molN2O4，N2O4的转化率为eq\f(0.3mol,0.5mol)×100%＝60%。12．在一个6L的密闭容器中放入3molX和2molY，在肯定条件下发生反应4X(g)＋3Y(g)2Q(g)＋nR(g)，达到平衡后，容器内的压强比原来增加5%，X浓度减小eq\f(1,3)，则该反应方程式中的n值是(D)A．3B．4C．5D．6解析：解法一：平衡体系存在于一个恒容的容器中，据阿伏加德罗定律气体的物质的量之比等于压强之比。压强比原来增加5%，说明物质的量比原来增加5%，设初态有3molX和2molY，X浓度减小1/3，说明反应中消耗X的物质的量为1mol，据方程式由差量法可知当消耗4molX，气体物质的量增加(2＋n)－(4＋3)＝n－5，所以(n－5)/4＝(2＋3)×5%，解得n＝6。解法二：细致审题可知反应是一个物质的量增加的反应则有4＋3<2＋n，分析选项知只有选D符合题意。所以在做选择题时对于有数据好像须要计算的题目，不要忙于按常规计算，应分析选项干脆求解。三、非选择题：共52分。13．(12分)t℃时，将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，2min时反应达到平衡，此时测得反应物O2还剩余0.8mol，请填写下列空白：(1)从反应起先到化学平衡，生成SO3的平均反应速率为0.1_mol·L－1·min－1；平衡时SO2转化率为20%。(2)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是ABE。A．容器内压强不再发生变更B．SO2的体积分数不再发生变更C．容器内气体原子总数不再发生变更D．相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2E．相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2解析：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始浓度(mol·L－1)10.50转化浓度(mol·L－1)0.20.10.2平衡浓度(mol·L－1)0.80.40.2v(SO3)＝eq\f(0.2mol·L－1,2min)＝0.1mol·L－1·min－1α(SO2)＝eq\f(0.2mol·L－1,1mol·L－1)×100%＝20%。14．(12分)(1)肯定温度下，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更的曲线如图所示。①写出该反应的化学方程式：3Y(g)2X(g)。②在t1和t2时正反应速率分别为v1和v2，则二者大小关系为v1>v2(填“>”“<”或“＝”)。③在t1、t2和t3三个时刻中，反应程度最大的是t3(填“t1”“t2”或“t3”)。(2)肯定温度下，将肯定量的N2和H2充入固定体积的密闭容器中进行反应：N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(高温、高压))2NH3(g)。①下列描述能说明该可逆反应达到化学平衡状态的有AE(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D．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2E．NH3的质量分数不再变更②若起始时向容器中充入10mol·L－1的N2和15mol·L－1的H2，10min时测得容器内NH3的浓度为1.5mol·L－1。10min内用N2表示的反应速率为0.075_mol·L－1·min－1；此时H2的转化率为15%。解析：(1)①随着时间变更，Y的物质的量削减、X的物质的量增加，即Y为反应物、X为生成物，依据物质的量变更量之比等于化学计量数之比，可得化学方程式为3Y(g)2X(g)。②随着反应的进行，反应物的浓度降低，正反应速率减慢，即v1>v2。③反应正向进行，t3时刻达到化学平衡，即t3时刻反应程度最大。(2)①反应前后气体计量数之和不相等，密闭容器体积固定，未平衡时随反应进行，气体总物质的量变更导致压强变更，因此容器内的压强不变时，说明反应达到平衡，故A正确；各组分都是气体，气体总质量始终保持不变，容器为恒容状态，密度保持恒定，因此密度不变不能说明反应达到平衡状态，故B错误；H—H键断裂和N—H键形成都说明反应向正反应方向进行，因此不能说明反应达到平衡，故C错误；起先时通入量未知，因此已知物质的量浓度之比，不能推断是否达到平衡，故D错误；依据化学平衡状态的定义，NH3的质量分数不变，说明反应达到平衡，故E正确。②依据化学反应速率的数学表达式，v(NH3)＝eq\f(1.5mol·L－1,10min)＝0.15mol·L－1·min－1，化学反应速率之比等于化学计量数之比，即v(N2)＝eq\f(vNH3,2)＝0.075mol·L－1·min－1，消耗H2的物质的量浓度为eq\f(3,2)×1.5mol·L－1＝2.25mol·L－1，H2的转化率为eq\f(2.25mol·L－1,15mol·L－1)×100%＝15%。15．(12分)在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变更如表：时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)上述反应是(填“是”或“不是”)可逆反应。(2)用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝1.5×10－3_mol·(L·s)－1。(3)能说明该反应已达到平衡状态的是bc(填序号)。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解析：(1)该反应是可逆反应。(2)v(NO)＝eq\f(ΔcNO,Δt)＝eq