2024-2025学年新教材高中化学第2章化学键化学反应规律第3节第2课时化学反应的限度课时分层作业含解析鲁科版必修第二册

PAGE9-第2课时化学反应的限度(建议用时：40分钟)[合格过关练]1．下列对可逆反应的相识正确的是()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．H2＋Cl2eq\o(=,\s\up10(光照))2HCl与2HCleq\o(=,\s\up10(通电))H2↑＋Cl2↑互为可逆反应C[A、D项中反应条件不同，均不是可逆反应，错误；B项中未强调在相同条件下，错误。]2．化学反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)在持续加热的条件下进行，向密闭容器中充入2molH2和3molI2(g)，充分反应后，该密闭容器中()A．2molH2已耗尽B．3molI2(g)已耗尽C．HI的物质的量等于4molD．HI的物质的量小于4molD[由于该反应是可逆反应，所以2molH2和3molI2(g)不行能完全耗尽，A、B错误；由于该反应是可逆反应，反应物转化率达不到100%，因此HI的物质的量肯定小于4mol，C错误，D正确。]3．肯定条件下的密闭容器中，在下列四种状态下，可逆反应2X(g)Y(g)＋3Z(g)达到平衡状态的是()反应速率ABCDv(正)/(mol·L－1·min－1)v(X)＝2v(X)＝1v(X)＝1v(X)＝2v(逆)/(mol·L－1·min－1)v(Y)＝2v(Y)＝1.5v(Z)＝1.5v(Z)＝2C[推断可逆反应是否达到平衡状态时，可以将用不同物质表示的反应速率转化成同一物质正、逆两个方向的反应速率，若二者相等，则反应达到平衡状态。将A、B、C、D四项中的逆反应速率均转化为用X表示的逆反应速率，分别为4mol·L－1·min－1、3mol·L－1·min－1、1mol·L－1·min－1、eq\f(4,3)mol·L－1·min－1，只有C项v(正)＝v(逆)，可以说明反应达到平衡状态。]4．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是()A．若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态B．达到化学平衡时，若增大容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大C．化学反应速率关系是2v正(NH3)＝3v正(H2O)D．达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)D[若单位时间内生成xmolNO，肯定消耗xmolNH3，不能体现正、逆反应速率相等，故A错误；达到化学平衡时，若增大容器容积，则物质的浓度减小，正、逆反应速率均减小，故B错误；化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比，依据化学方程式可知3v正(NH3)＝2v正(H2O)成立，故C错误；化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比，依据化学方程式可知4v正(O2)＝5v逆(NO)，故D正确。]5．在肯定温度下的某容积不变的密闭容器中，建立下列化学平衡：C(s)＋H2O(g)eq\o(,\s\up10(高温))CO(g)＋H2(g)。不能确定上述可逆反应在肯定条件下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．反应体系的密度不再变更C[反应无论达到平衡，还是未达到平衡，生成nmolCO的同时都会生成nmolH2。]6．将0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列试验，能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2”的是()试验编号试验操作试验现象①滴入KSCN溶液溶液变红色②滴入AgNO3溶液有黄色沉淀生成③滴入K3[Fe(CN)6]溶液有蓝色沉淀生成④滴入淀粉溶液溶液变蓝色已知：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－=Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)。A．①和② B．②和④C．③和④ D．①D[将0.2mol·L－1的KI溶液和0.05mol·L－1Fe2(SO4)3溶液等体积混合后，依据方程式可知碘离子过量，因此只须要证明溶液中含Fe3＋即可说明此反应为可逆反应，存在化学平衡。①向溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红，则说明溶液中有Fe3＋，即能说明反应存在平衡，①正确；②由于碘离子过量，所以向溶液中滴入AgNO3溶液肯定有黄色沉淀生成，不能说明反应存在平衡，②错误；③无论反应存不存在平衡，溶液中均存在Fe2＋，滴入K3[Fe(CN)6]溶液均有蓝色沉淀生成，③错误；④无论反应存不存在平衡，溶液中均有I2，滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色，故不能证明存在平衡，④错误。]7．将肯定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽视不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。可以推断该分解反应已经达到化学平衡的是()A．2v(NH3)＝v(CO2)B．密闭容器中总压强不变C．密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变D．密闭容器中二氧化碳的体积分数不变B[NH3和CO2均为生成物，故2v(NH3)＝v(CO2)不能证明正、逆反应速率相等，A项错误；密闭容器中总压强不变，说明气体总物质的量不变，正、逆反应速率相等，B项正确；因为反应物是固体，所以整个密闭容器中混合气体的平均摩尔质量是个定值，始终不变，C项错误；因为反应物是固体，容器中氨气和二氧化碳的物质的量之比始终为2∶1，即氨气的体积分数不变，D项错误。]8．密闭容器中进行如下反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，X、Y、Z起始浓度分别是0.2mol·L－1、0.6mol·L－1、0.4mol·L－1，当达到平衡时，下列数据可能正确的是()A．X为0.25mol·L－1，Z为0.5mol·L－1B．Y为1.2mol·L－1C．X为0.3mol·L－1，Z为0.3mol·L－1D．Z为0.6mol·L－1D[依据可逆反应平衡时反应物和生成物共存的特点可知，平衡时各物质浓度范围为0mol·L－1<c(X)<0.4mol·L－1，0mol·L－1<c(Y)<1.2mol·L－1，0mol·L－1<c(Z)<0.8mol·L－1。X为0.25mol·L－1，Z应当为0.3mol·L－1，A项错误；Y为1.2mol·L－1不行能，B项错误；X为0.3mol·L－1，Z应当为0.2mol·L－1，C项错误；Z为0.6mol·L－1是可能的，D项正确。]9．对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在673K、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()A．a点的正反应速率比b点的小B．c点处反应达到平衡C．d点(t1时刻)和e点(t2时刻)处n(N2)不一样D．e点处反应已达到平衡D[由图可知，a点时n(H2)比b点大，即反应物浓度大，所以a点的正反应速率大于b点的，A项不正确；c点时n(H2)、n(NH3)二者的物质的量仍在随时间发生变更，故c点并没达到平衡，B项不正确；由于在t1、t2时，n(H2)、n(NH3)不再随时间发生变更，表明反应已达到平衡，故两点处n(N2)相等，C项不正确、D项正确。]10．肯定条件下，向密闭容器中加入1molN2和3molH2，当反应N2＋3H2eq\o(,\s\up10(高温高压),\s\do10(催化剂))2NH3达到平衡时，下列说法错误的是()A．正、逆反应速率相等B．NH3的物质的量为2molC．N2、H2和NH3的浓度均不再变更D．若上升温度，平衡状态将被破坏B[可逆反应达到平衡时各物质均存在，即1molN2和3molH2无法完全反应生成2molNH3。]11．下列描述的化学反应状态，不肯定是平衡状态的是()A．H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的颜色保持不变B．2NO2(g)N2O4(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的压强保持不变C．CaCO3(s)eq\o(,\s\up10(高温))CO2(g)＋CaO(s)，恒温恒容时，反应体系中气体的密度保持不变D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1D[H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的颜色保持不变，说明溴单质的浓度不再变更，达到了平衡状态，A不符合；2NO2(g)N2O4(g)是反应前后气体分子数变更的反应，当恒温恒容时，反应体系中气体的压强保持不变，达到了平衡状态，B不符合；CaCO3(s)eq\o(,\s\up10(高温))CO2(g)＋CaO(s)，反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值，恒温恒容时，反应过程中气体质量变更，容积不变，所以密度变更，当气体密度保持不变，说明达到平衡状态，C不符合；3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1，不能证明正、逆反应速率相等，不肯定是平衡状态，D符合。]12．肯定温度下，在某容器中进行如下可逆反应，当混合气体的平均摩尔质量不再变更时，能说明反应达到平衡状态的是()①恒容时发生反应：A(g)＋B(g)3C(g)②恒压时发生反应：A(g)＋B(g)2C(g)③恒容时发生反应：A(g)＋2B(g)2C(g)＋D(g)④恒压时发生反应：A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)A．②③ B．①④C．①③ D．②④B[恒容时发生反应A(g)＋B(g)3C(g)，气体的总质量始终不变，反应前后气体总物质的量发生变更，当气体的平均摩尔质量不再变更时，能说明反应达到平衡状态，①正确；恒压时发生反应A(g)＋B(g)2C(g)，混合气体的总质量和总物质的量均不变，平均摩尔质量不再变更不能说明反应达到平衡状态，②错误；恒容时发生反应A(g)＋2B(g)2C(g)＋D(g)，混合气体的总质量和总物质的量始终不变，平均摩尔质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，③错误；恒压时发生反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)，反应前后混合气体的总质量发生变更，混合气体的总物质的量肯定，气体的平均摩尔质量不再变更时，能说明反应达到平衡状态，④正确。故B项正确。]13．在200℃时，将amolH2(g)和bmolI2(g)充入体积为VL的密闭容器中，发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。(1)反应刚起先时，由于c(H2)＝________，c(I2)＝________，而c(HI)＝______，所以化学反应速率________最大，而________最小(为零)。(2)随着反应的进行，反应混合物中各组分浓度的变更趋势为c(H2)________，c(I2)________，而c(HI)________，从而化学反应速率v(正)________，而v(逆)________。(3)当反应进行到v(正)与v(逆)________时，此可逆反应就达到了最大限度，若保持外界条件不变时，混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强(或各组分的分压)都将________。[解析]可逆反应发生时，正反应速率越来越小，逆反应速率越来越大，反应物的浓度越来越小，生成物的浓度越来越大，平衡时，各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率及体系的总压强都将保持不变。[答案](1)eq\f(a,V)mol·L－1eq\f(b,V)mol·L－10v(正)v(逆)(2)减小减小增大减小增大(3)相等保持不变14．在2L的密闭容器中有下图所示的反应，看图按要求回答下列问题：ⅠⅡ(1)上图中，反应物：Ⅰ是________，Ⅱ是_______________________。(2)写出反应方程式：Ⅰ___________________________________________________________，Ⅱ___________________________________________________________。(3)在上图Ⅱ中，以0～10s内的平均反应速率计算，t＝6s时A的浓度是________mol·L－1。[解析]在图Ⅰ和图Ⅱ中，都是A的浓度随反应的进行不断削减至不变，B、C的浓度随反应的进行不断增加至不变，所以A为反应物，B、C为生成物。不同的是图Ⅰ中A的最终浓度为0，图Ⅱ中不为0，所以图Ⅰ中的反应是不行逆反应，而图Ⅱ中的反应是可逆反应。图Ⅱ中，10s时，变更的c(A)＝1.2mol·L－1－0.8mol·L－1＝0.4mol·L－1，所以6s时变更的c(A)＝6s×eq\f(0.4mol·L－1,10s)＝0.24mol·L－1，此时c(A)＝0.96mol·L－1。[答案](1)AA(2)3A=2B＋CAB＋2C(3)0.9615．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高温加热，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，反应中CO2的浓度随时间变更状况如图：(1)依据图中数据，反应起先至达到平衡时，CO的化学反应速率为______________，反应达平衡时，c(H2)为____________________________。(2)推断该反应达到平衡的依据是______(填序号)。①CO削减的速率和CO2削减的速率相等②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变更[解析](1)由图分析10min达到平衡，CO2浓度增加了0.03mol·L－1，则CO浓度减小0.03mol·L－1，所以v(CO)＝eq\f(0.03mol·L－1,10min)＝0.003mol·L－1·min－1，由于起始时，H2浓度为0，所以达到平衡时c(H2)为0.03mol·L－1。(2)化学平衡是动态平衡，是正、逆反应速率相等，并不是停止反应。CO削减的速率是正反应速率，CO2削减的速率是逆反应速率，当二者相等时，v正(CO)＝v逆(CO2)，可逆反应达到平衡。反应达到平衡时，各组分的浓度不再发生变更。[答案](1)0.003mol·L－1·min－10.03mol·L－1(2)①③[素养培优练]16．某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变更曲线如图所示。依据图中数据，下列有关说法错误的是()A．该反应的化学方程式为3X＋Y=2ZB．2min时，反应达最大限度，但化学反应仍在进行C．反应起先至2min，Z的反应速率为0.05mol·L－1·min－1D．反应达到平衡时，压强是起先时的0.9倍A[分析图知Δn(X)＝0.3mol、Δn(Y)＝0.1mol、Δn(Z)＝0.2mol，所以三者化学系数之比为3∶1∶2，该反应是可逆反应，化学方程式为3X＋Y2Z，A项错误；2min时，反应达平衡，但化学反应没有停止，仍在进行，B项正确；v(Z)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.2mol,2L×2min)＝0.05mol·L－1·min－1，C项正确；依据图象可知，起先时气体总物质的量为2mol；平衡后气体总物质的量为0.9mol＋0.7mol＋0.2mol＝1.8mol，eq\f(p平衡,p起始)＝eq\f(n平衡,n起始)＝eq\f(1.8mol,2mol)＝0.9，D项正确。][老师独具]1．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()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%D[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。]2．如图所示是425℃时，在1L密闭容器中发生化学反应的物质浓度随时间的变更示意图。下列叙述错误的是()A．图①中t0时，三种物质的物质的量相同B．图①中t0时，反应达到平衡状态C．图②中的可逆反应为2HI(g)H2(g)＋I2(g)D．图①②中当c(HI)＝3.16mol·L－1时，反应达到平衡状态B[图①中t0时，H2、I2、HI的物质的量相等但未保持不变，没有达到平衡状态，B项错误。]17．某温度时，反应X(g)4Y(g)＋Z(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(此式表示1molX完全反应放出的热量是QkJ)在2L恒容密闭容器中进行，X和Z的浓度随时间变更如图所示，下列说法不正确的是()A．2min内，X的平均反应速率为0.25mol·L－1·min－1B．第tmin时，该反应达到平衡状态C．第5min后，X的生成速率与Z的生成速率相等且保持不变D．5min内，反应放出的热量为1.6QkJB[2min内，X的平均反应速率为eq\f(0.9mol·L－1－0.4mol·L－1,2min)＝0.25mol·L－1·min－1，故A正确；第tmin后，X的物质的量的浓度削减，Z的物质的量浓度增加，反应正向进行，未达到平衡状态，故B错误；第5min后，X、Z的浓度不再变更，该反应处于平衡状态，X和Z的化学计量数相等，则X的生成速率与Z的生成速率相等且保持不变，故C正确；5min内，消耗X的物质的量是(0.9mol·L－1－0.1mol·L－1)×2L＝1.6mol，放出的热量是1.6QkJ，故D正确。]18．在2