2024-2025學年高中化學第二章化學反應(yīng)與能量第三節(jié)化學反應(yīng)的速率和限度第2課時化學反應(yīng)的限度化學反應(yīng)條件的控制練習含解析新人教版必修2

PAGE11-第2課時化學反應(yīng)的限度化學反應(yīng)條件的限制基礎(chǔ)鞏固1.下列各組中的反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)的是()A.氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫,氯化氫受熱分解生成氫氣和氯氣B.氮氣與氫氣在高溫、高壓、催化劑作用下可以生成氨氣,同時氨氣又分解為氮氣和氫氣C.單質(zhì)溴可以置換出碘,氯氣又可以置換出溴D.氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,次氯酸在光照條件下可分解為鹽酸和氧氣答案B2.某溫度下,在一固定容積的容器中進行反應(yīng):SO3(g)+NO(g)NO2(g)+SO2(g),下列狀況肯定能說明反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的是()A.氣體的密度不再隨時間而變更B.體系總質(zhì)量不再隨時間而變更C.NO(g)和NO2(g)的生成速率相同D.SO3(g)和NO(g)的濃度比為1∶1解析反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變,則體系總壓強始終不變,所以總壓強不隨時間而變更的狀態(tài)不肯定是平衡狀態(tài),A錯誤;反應(yīng)前后都是氣體,體系氣體總質(zhì)量始終是不變的,B錯誤;NO(g)和NO2(g)的生成速率相同,說明正逆反應(yīng)速率相等,則反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C正確;SO3(g)和NO(g)的濃度比為1∶1,不能說明正逆反應(yīng)速率相等,即不肯定是平衡狀態(tài),D錯誤。答案C3.在肯定溫度下,向密閉容器中充入肯定量的NO2和SO2,發(fā)生反應(yīng):NO2+SO2NO+SO3,當化學反應(yīng)達到平衡時,下列敘述正確的是()A.SO2和SO3的物質(zhì)的量肯定相等B.NO2和SO3的物質(zhì)的量肯定相等C.反應(yīng)混合物的總物質(zhì)的量肯定等于反應(yīng)起先時NO2和SO2的總物質(zhì)的量D.SO2、NO2、NO、SO3的物質(zhì)的量肯定相等解析題中沒有給出各物質(zhì)的投料狀況,NO2、SO2和SO3的量之間沒有必定的關(guān)系,可能相等,也可能不等,A、B、D錯;該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,故反應(yīng)混合物的總物質(zhì)的量肯定等于反應(yīng)起先時NO2和SO2的總物質(zhì)的量,C正確。答案C4.在一密閉容器中進行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反應(yīng)過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1,當反應(yīng)達到平衡時,可能存在的數(shù)據(jù)是()A.SO2為0.4mol·L-1、O2為0.2mol·L-1B.SO2為0.25mol·L-1C.SO2、SO3均為0.15mol·L-1D.SO3為0.4mol·L-1解析當SO3全部轉(zhuǎn)化為SO2和O2,則SO2、O2的濃度將分別達到0.4mol·L-1、0.2mol·L-1;當SO2和O2全部化合生成SO3,則SO3的濃度將達到0.4mol·L-1。因為該反應(yīng)是可逆反應(yīng),三種物質(zhì)必將同時存在(即可逆反應(yīng)中的物質(zhì)均不行能100%轉(zhuǎn)化),很明顯,A、D兩項錯誤。要得到C項中的數(shù)據(jù)必需是SO2和SO3同時消耗而削減,這不符合S原子守恒,C項錯誤。答案B5.硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品,硫酸的消耗量常被視為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的一種標記。目前硫酸的重要生產(chǎn)方法是“接觸法”,有關(guān)接觸氧化反應(yīng)2SO2+O22SO3的說法不正確的是()A.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),故在肯定條件下二氧化硫和氧氣不行能全部轉(zhuǎn)化為三氧化硫B.達到平衡后,反應(yīng)就停止了,故此時正、逆反應(yīng)速率相等且均為0C.肯定條件下,向某密閉容器中加入2molSO2和1molO2,則從反應(yīng)起先到反應(yīng)達到平衡的過程中,正反應(yīng)速率不斷減小,逆反應(yīng)速率不斷增大,某一時刻,正、逆反應(yīng)速率相等D.在利用上述反應(yīng)生產(chǎn)三氧化硫時,要同時考慮反應(yīng)所能達到的限度和化學反應(yīng)速率兩方面的問題解析對于可逆反應(yīng)來說,在肯定條件下反應(yīng)物不行能全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物,反應(yīng)只能進行到肯定限度。在達到平衡的過程中,正反應(yīng)速率不斷減小,逆反應(yīng)速率不斷增大,最終正、逆反應(yīng)速率相等,即達到平衡,此時反應(yīng)物和生成物的濃度都不再隨時間的變更而變更,但反應(yīng)并沒有停止。答案B6.肯定溫度下,在某恒容的密閉容器中,建立化學平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列敘述中不能說明該反應(yīng)已達到化學平衡狀態(tài)的是()A.體系的壓強不再發(fā)生變更B.v正(CO)=v逆(H2O)C.生成nmolCO的同時生成nmolH2D.1molH—H鍵斷裂的同時斷裂2molH—O鍵解析A項,由于該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不相等的反應(yīng),當體系的壓強不再發(fā)生變更時,說明反應(yīng)已達到化學平衡狀態(tài);B項,依據(jù)v正(CO)=v逆(H2O),可知CO的正反應(yīng)速率等于其逆反應(yīng)速率,說明反應(yīng)已達到化學平衡狀態(tài);C項,生成CO、H2均表示反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,沒有表示出正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系,不能說明反應(yīng)已達到化學平衡狀態(tài);D項,H—H鍵斷裂和H—O鍵斷裂是兩個相反的反應(yīng)方向,1molH—H鍵斷裂的同時斷裂2molH—O鍵,即消耗1molH2的同時消耗了1molH2O,可知H2的消耗量等于其生成量,說明反應(yīng)已達到化學平衡狀態(tài)。答案C7.肯定溫度下,在容積恒定的密閉容器中進行反應(yīng)A(s)+2B(g)C(g)+D(g),下列敘述能表明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是()①混合氣體的密度不變②容器內(nèi)氣體的壓強不變③混合氣體的總物質(zhì)的量不變④B的物質(zhì)的量濃度不變⑤v正(C)=v逆(D)⑥v正(B)=2v逆(C)A.①④⑤⑥ B.②③⑥C.②④⑤⑥ D.只有④解析①容積恒定的密閉容器中,混合氣體密度不變,也就是混合氣體的質(zhì)量不變,對于有固體和氣體參加的反應(yīng)來說,混合氣體的質(zhì)量不變說明已經(jīng)達到平衡。②對于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),壓強不變不能說明反應(yīng)達到平衡。③該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體的化學計量數(shù)不變的反應(yīng),也就是氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),不能用混合氣體的總物質(zhì)的量是否變更衡量反應(yīng)是否達到平衡。④B的物質(zhì)的量濃度不變說明生成B的量與消耗B的量相等,也就是正、逆反應(yīng)速率相等,此時反應(yīng)達到平衡。⑤v正(C)=v逆(D)說明正、逆反應(yīng)速率相等,此時反應(yīng)達到平衡。⑥v正(B)=v逆(C)說明正、逆反應(yīng)速率相等,此時反應(yīng)達到平衡。答案A8.在肯定條件下的密閉容器中,能表示反應(yīng)X(g)+2Y(g)2Z(g)達到化學平衡狀態(tài)的是()①X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2②X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變更③容器中的壓強不再發(fā)生變更④單位時間內(nèi)生成nmolZ,同時生成2nmolYA.①② B.①④ C.②③ D.③④解析X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2時,濃度不肯定不再變更,所以反應(yīng)不肯定達到平衡,故①錯誤;當反應(yīng)達到平衡時,X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變更,所以能推斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故②正確;該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不相等,所以當反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,容器中的壓強不再變更,即壓強不變能推斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故③正確;單位時間內(nèi)生成nmolZ,同時生成2nmolY,依據(jù)化學方程式可知正逆反應(yīng)速率不相等,該反應(yīng)肯定沒有達到平衡狀態(tài),故④錯誤。答案C9.肯定溫度下,在容積為VL的密閉容器中進行反應(yīng):aN(g)bM(g),M、N的物質(zhì)的量隨時間的變更曲線如下圖所示:(1)此反應(yīng)的化學方程式中ab=(2)t1到t2時刻,以M的濃度變更表示的平均反應(yīng)速率為。

(3)下列敘述能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是(填字母)。

A.反應(yīng)中M與N的物質(zhì)的量之比為1∶1B.混合氣體的總質(zhì)量不隨時間的變更而變更C.混合氣體的總物質(zhì)的量不隨時間的變更而變更D.單位時間內(nèi)每消耗amolN,同時生成bmolME.混合氣體的壓強不隨時間的變更而變更解析(1)依據(jù)化學計量數(shù)之比等于物質(zhì)的量的變更量之比,所以a∶b=(8mol-2mol)∶(5mol-2mol)=2∶1,該反應(yīng)的化學方程式為2N(g)M(g)。(2)v(M)=4mol-3mol(t2(3)達到平衡狀態(tài)時,各組分的濃度不再發(fā)生變更,物質(zhì)的量之比不變,不能說明物質(zhì)的量相等,A選項錯誤;該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物都是氣體,依據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)前后,混合氣體的質(zhì)量始終不變,B選項錯誤;該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),若反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài),反應(yīng)過程中氣體的總物質(zhì)的量和壓強始終在減小,當該量不再發(fā)生變更時,則說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài),C和E選項正確;消耗amolN和生成bmolM都表示的是正反應(yīng)速率,沒有體現(xiàn)逆反應(yīng)速率的大小,不能說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài),D選項錯誤。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)為提倡“節(jié)能減排”和“低碳經(jīng)濟”,降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,工業(yè)上可以用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。在體積為2L的密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,肯定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。經(jīng)測得CO2和CH3OH(g)的物質(zhì)的量隨時間變更如圖所示。①從反應(yīng)起先到平衡,CO2的平均反應(yīng)速率v(CO2)=。

②達到平衡時,H2的轉(zhuǎn)化率為。

③下列措施不能提高反應(yīng)速率的是。

A.上升溫度B.加入催化劑C.縮小體積,增大壓強D.剛好分別出CH3OH(2)工業(yè)上也用CO和H2為原料制備CH3OH,該反應(yīng)的化學方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在一體積固定的密閉容器中投入肯定量的CO和H2進行上述反應(yīng)。下列敘述中能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是。

A.反應(yīng)中CO與CH3OH的物質(zhì)的量之比為1∶1B.混合氣體的壓強不隨時間的變更而變更C.單位時間內(nèi)每消耗1molCO,同時生成1molCH3OHD.CH3OH的質(zhì)量分數(shù)在混合氣體中保持不變E.混合氣體的密度保持不變解析(1)依據(jù)題意利用三段式解題:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始量mol 1 3 0變化量mol 0.75 2.25 0.75平衡量mol 0.25 0.75 0.75①反應(yīng)達平衡時,CO2的平均反應(yīng)速率v(CO2)=0.752×10mol·L-1·min-1=0.0375mol·L-1②達到平衡時,H2的轉(zhuǎn)化率為2.③A.上升溫度,反應(yīng)速率加快,不符合題意;B.加入催化劑,更大程度地加快反應(yīng)速率,不符合題意;C.縮小體積,增大壓強,物質(zhì)濃度增大,反應(yīng)速率加快,不符合題意;D.剛好分別出CH3OH,減小了生成物濃度,反應(yīng)速率減慢,符合題意。(2)平衡時反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量不變,但各組分的物質(zhì)的量不肯定相等,A錯誤;因為該反應(yīng)為氣體總量減小的反應(yīng),隨反應(yīng)進行混合氣體總物質(zhì)的量發(fā)生變更,混合氣體的壓強不隨時間的變更而變更時,說明混合氣體總的物質(zhì)的量不再變更,說明反應(yīng)達到平衡,B正確;單位時間內(nèi)消耗1molCO,同時生成1molCH3OH,都表示正反應(yīng)速率,反應(yīng)始終按此比例關(guān)系進行,不能說明達到平衡,C錯誤;CH3OH的質(zhì)量分數(shù)在混合氣體中保持不變,說明可逆反應(yīng)到達最大限度,即平衡狀態(tài),D正確;反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變,容器的體積不變,混合氣體的密度始終為定值,因此密度不變,不能判定反應(yīng)達到平衡狀態(tài),E錯誤;正確選項為BD。答案(1)①0.0375mol·L-1·min-1②75%③D(2)BD實力提升1.工業(yè)合成氨的反應(yīng)為:N2+3H22NH3,該反應(yīng)在肯定條件下的密閉容器中進行。下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是()A.達到平衡時,反應(yīng)速率:v(正)=v(逆)=0B.運用催化劑可加快反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率C.為了提高H2的轉(zhuǎn)化率,應(yīng)適當增大H2的濃度D.若在密閉容器加入1molN2和過量的H2,最終能生成2molNH3解析化學平衡態(tài)是動態(tài)平衡,達到平衡時反應(yīng)速率:v(正)=v(逆)≠0,A項錯誤;運用催化劑可加快反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率,B項正確;為了提高H2的轉(zhuǎn)化率,可增加氮氣的濃度或減小氨氣的濃度,C項錯誤;此反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)有肯定限度,氫氣和氮氣不能完全轉(zhuǎn)化成氨氣,D項錯誤。答案B2.如圖曲線a表示釋放能量的反應(yīng)X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)進行過程中X的轉(zhuǎn)化率隨時間變更的關(guān)系。若變更起始條件,使反應(yīng)過程按b曲線進行,可實行的措施是()A.上升溫度B.加大X的投入量C.加催化劑D.增大體積解析由圖可知:a曲線換為b曲線,只是縮短達到平衡的時間,即加快了反應(yīng)速率而平衡沒有移動,加入催化劑能同等程度地加快正逆反應(yīng)速率,而平衡不移動,故C正確。答案C3.下列說法中,可以說明反應(yīng)P(g)+Q(g)R(g)+T(g)在恒溫下已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是()A.反應(yīng)容器內(nèi)的壓強不隨時間變更B.反應(yīng)容器內(nèi)P、Q、R、T四者共存C.P和T的生成速率相等D.反應(yīng)容器內(nèi)混合物的總物質(zhì)的量不隨時間變更解析反應(yīng)前后氣體體積不變,壓強始終不變,因此反應(yīng)容器內(nèi)的壓強不隨時間變更不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),A錯誤;由于是可逆反應(yīng),反應(yīng)容器內(nèi)P、Q、R、T四者共存不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),B錯誤;P和T的生成速率相等說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C正確;反應(yīng)前后氣體體積不變,混合氣體的物質(zhì)的量始終不變,因此反應(yīng)容器內(nèi)混合物的總物質(zhì)的量不隨時間變更不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D錯誤。答案C4.肯定溫度下,在2L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變更的曲線如圖所示:下列描述正確的是()A.從反應(yīng)起先到10s,用Z表示的反應(yīng)速率為0.158mol·L-1·s-1B.從反應(yīng)起先到10s,X的物質(zhì)的量濃度削減了0.79mol·L-1C.從反應(yīng)起先到10s時,Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%D.反應(yīng)的化學方程式為X(g)+Y(g)Z(g)解析從反應(yīng)起先到10s時,X的量削減了1.20mol-0.41mol=0.79mol,Y的量削減了1.00mol-0.21mol=0.79mol,Z增加了1.58mol,所以反應(yīng)的化學方程式為X(g)+Y(g)2Z(g),D項錯誤。前10s用Z表示的反應(yīng)速率為1.58mol2L×10s=0.079mol·L-1·s-1,A項錯誤。X物質(zhì)的量濃度答案C5.在一密閉容器中通入A、B、C三種氣體,保持肯定溫度,在t1~t4s時測得各物質(zhì)的濃度如表,則下列推斷正確的是()測定時刻/s濃度t1t2t3t4c(A)/(mol·L-1)6322c(B)/(mol·L-1)53.533c(C)/(mol·L-1)12.533A.在t3s時反應(yīng)已經(jīng)停止B.t3~t4s內(nèi)正、逆反應(yīng)速率不相等C.在容器中發(fā)生的反應(yīng)為A(g)+B(g)C(g)D.在t2~t3s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率為1t3-t解析由題給數(shù)據(jù)可知,t3s時可逆反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài),此時,v(正)=v(逆)≠0,A項錯誤;t3~t4s內(nèi),A、B、C的濃度沒有發(fā)生變更,反應(yīng)處于化學平衡狀態(tài),正、逆反應(yīng)速率相等,B項錯誤;達到化學平衡狀態(tài)時,A、B、C的濃度變更量之比為4∶2∶2=2∶1∶1,故該反應(yīng)的化學方程式為2A(g)+B(g)C(g),C項錯誤;t2~t3s內(nèi),Δc(A)=1mol·L-1,故用A表示的該時間段的平均化學反應(yīng)速率為1t3-t2mol·L答案D6.肯定條件下,對于反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)。達平衡時,X、Y、Z濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1和0.08mol·L-1,則下列推斷不合理的是()①c1∶c2=1∶3②平衡時,Y和Z的生成速率之比為2∶3③X和Y的轉(zhuǎn)化率不相等④c1的取值范圍為0<c1<0.14mol·L-1A.①② B.③④C.①④ D.②③解析分析濃度變更關(guān)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反應(yīng)的化學方程式中反應(yīng)物化學計量數(shù)之比為1∶3,所以反應(yīng)中X和Y必定以1∶3消耗,因為達平衡時X和Y濃度之比為1∶3,故c1∶c2=1∶3,①正確;平衡時Y和Z的生成速率之比應(yīng)當?shù)扔诨瘜W方程式對應(yīng)化學計量數(shù)之比,故Y和Z的生成速率之比為3∶2,②錯誤;由于起始時反應(yīng)物是按化學方程式中化學計量數(shù)之比配料,故X和Y轉(zhuǎn)化率相等,③錯誤;運用極限法,假設(shè)Z完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物,c1的極限值為0.14mol·L-1,而題設(shè)c1>0,反應(yīng)又是可逆的,④正確。答案D7.(1)氨氣可作為脫硝劑,在恒溫恒容密閉容器中充入肯定量的NO和NH3,在肯定條件下發(fā)生反應(yīng):6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)。①能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的標記是。

a.反應(yīng)速率v(NH3)=v(N2)b.容器內(nèi)壓強不再隨時間而發(fā)生變更c.容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量分數(shù)不再隨時間而發(fā)生變更d.容器內(nèi)n(NO)∶n(NH3)∶n(N2)∶n(H2O)=6∶4∶5∶6②某次試驗中測得容器內(nèi)NO及N2的物質(zhì)的量隨時間變更如圖所示,圖中b點對應(yīng)的速率關(guān)系是v(正)v(逆)(填“>”“<”或“=”),d點對應(yīng)的速率關(guān)系是v(正)v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

(2)肯定條件下,在2L密閉容器內(nèi),發(fā)生反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)ΔH=-180kJ·mol-1,n(NO2)隨時間變更如下表:時間/s012345n(NO2)/mol0.0400.0200.0100.0050.0050.005用NO2表示0~2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率為。在第5s時,NO2的轉(zhuǎn)化率為。依據(jù)上表可以看出,隨著反應(yīng)進行,反應(yīng)速率漸漸減小,其緣由是