《作业推荐》第六章 第二节 02化学反应的限度高中化学人教版必修第二册同步练习Word下载.docx
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v(B)=2mol·
B
v(C)=2mol·
C
v(A)=1mol·
D
v(C)=1.5mol·
【答案】D
【分析】可逆反应2A(g)
B(g)+3C(g),在应处于平衡状态时正反应速率等于逆反应速率,化学反应速率与系数成正比,以此分析。
【详解】
A.当v(B)=2mol·
min-1,v逆(A)=4mol·
min-1,与v(A)=2mol·
min-1不相等,故A错误;
B.当v(C)=2mol·
min-1,v逆(A)=
mol·
min-1不相等,故B错误;
C.当v(B)=2mol·
min-1,与v(A)=1mol·
D.当v(C)=1.5mol·
min-1,v逆(A)=1mol·
min-1相等,故D正确;
故答案选:
D。
3.一定条件下,发生可逆反应:
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g),下列叙述中,不能作为此可逆反应已经达到化学平衡状态的标志的是
A.NH3的消耗速率等于NO的生成速率
B.NH3的消耗速率等于NO的消耗速率
C.NH3的浓度和NO的浓度都不发生改变
D.密闭容器内的压强不发生改变
【答案】A
【解析】A.由可逆反应:
4NO(g)+6H2O(g)可知,当NH3的消耗速率等于NO的生成速率,说明反应正向进行,故A符合题意;
B.由可逆反应:
4NO(g)+6H2O(g)可知,当NH3的消耗速率等于NO的消耗速率,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故B不符合题意;
C.由可逆反应:
4NO(g)+6H2O(g)可知,NH3的浓度和NO的浓度都不发生改变,说明此可逆反应已经达到化学平衡状态,故C不符合题意;
D.由可逆反应:
4NO(g)+6H2O(g)可知,化学反应前后气体的计量数不等,当密闭容器内的压强不发生改变,说明此可逆反应已经达到化学平衡状态,故D不符合题意;
答案选A。
【点睛】突破口:
化学平衡状态的特征是各物质的浓度不在改变及正逆反应速率相等。
4.一定条件下,在密闭容器中进行反应:
3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)
Si3N4(s)+12HCl(g)能表示上述反应达到化学平衡状态的是
A.v逆(N2)=3v正(H2)
B.v正(HCl)=4v正(SiCl4)
C.混合气体密度保持不变
D.c(N2):
c(H2):
c(HCl)=1:
3:
6
【解析】A.由3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)
Si3N4(s)+12HCl(g)可知,当3v逆(N2)=v正(H2)时,能表示反应达到化学平衡状态,故A不符合题意;
B.由3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)
Si3N4(s)+12HCl(g)可知,4v正(HCl)=v正(SiCl4),能表示反应达到化学平衡状态,故B不符合题意;
C.由3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)
Si3N4(s)+12HCl(g)可知,化学反应前后气体质量不等,容器的体积不变,所以混合气体密度保持不变,能表示反应达到化学平衡状态,故C符合题意;
D.由3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)
Si3N4(s)+12HCl(g)可知,浓度的变化量之比等于化学反应计量数之比,即c(N2):
6,不能说明反应达到平衡状态,故D不符合题意;
5.下列关于化学反应限度的说法正确的是
A.一个可逆反应达到的平衡状态,就是这个反应在该条件下不再反应
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等
C.平衡状态是一种静止的状态,反应物和生成物的浓度已经不再改变
D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
【答案】B
【解析】A.一个可逆反应达到的平衡状态,就是这个反应在该条件下正逆反应速率相等,反应物和生成物浓度不再改变,但反应仍然在进行,故A错误;
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,故B正确;
C.平衡状态是一种动态平衡,正、逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再改变,故C错误;
D.根据影响化学反应平衡移动因素可知,化学反应的限度可以通过改变条件而改变,如升高温度,平衡向着吸热方向移动,降低温度平衡向着放热方向移动,故D错误;
答案选B。
6.已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)。
下列说法正确的是
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.达到化学平衡时,化学反应已经停止
C.v正(NO)=v正(CO2)时,说明达到了化学平衡
D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
【解析】A.由2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)反应可知,升高温度化学反应速率加快,故A错误;
B.化学平衡属于动态平衡,达到化学平衡状态时正逆反应速率相等,化学反应没有停止,故B错误;
C.由2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)反应可知,当v正(NO)=v逆(CO2)时,说明达到了化学平衡,故C错误;
D.由2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)反应可知,单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡,故D正确;
答案选D。
7.如图所示是425℃时,在1L密闭容器中发生化学反应的浓度随时间的变化示意图。
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中的逆反应为H2(g)+I2(g)
2HI(g)
D.图①②中当c(HI)=3.16mol·
L-1时,反应达到平衡状态
【解析】A.图①中t0时,三种物质的物质浓度相同,因为在1L密闭容器中发生化学反应,所以三种物质的物质的量相同,故A正确;
B.图①中t0时,三种物质的物质浓度相同,反应在继续进行,没有达到平衡状态,故B错误;
C.由图②可知反应物为HI(g),生成物为H2(g)和I2(g),该反应的逆反应为H2(g)+I2(g)
2HI(g),故C正确;
D.由图①②可知,当c(HI)=3.16mol·
L-1时,反应达到平衡状态,故D正确;
8.如图是可逆反应
在反应过程中的反应速率
与时间
的关系曲线,下列叙述不正确的是
A.
时,
B.
时,反应到达限度
C.
,反应停止
D.
,各物质的浓度不再发生变化
【解析】A.根据图可知
时,反应未达平衡,正反应速率大于逆反应速率,故A正确;
B.根据图可知
时,正逆反应速率相等,反应处于平衡状态,即达到该条件下的最大反应限度,故B正确;
C.在
,反应处于平衡状态,正逆反应速率相等,反应仍在发生,反应处于平衡状态为动态平衡,故C错误;
D.化学反应到达平衡时,正逆反应速率相等,各物质的物质的量浓度不再发生变化,
,反应处于平衡状态,各物质的浓度不变,故D正确;
9.容积固定的密闭容器中的可逆反应为A(g)+2B(g)⇌2C(g)。
以B的浓度表示的反应速率与时间的关系如图所示,已知速率的单位为mol·
L-1·
s-1。
图中阴影部分面积的数值相当于( )
A.A浓度的减少量
B.B浓度的减少量
C.C物质的量的增加量
D.B物质的量的减少量
【解析】由v=
可知,v正与t的乘积为浓度减小量,v逆与t的乘积为浓度增加量,所以阴影部分的面积为正反应B的浓度减少与逆反应B的浓度增加的差量,即为B浓度的减少,也等于C浓度的增加,为A浓度减少的2倍;
故选:
B。
10.在一个固定容积的密闭容器中发生可逆反应:
,不能说明达到平衡状态的标志是()
A.体系的压强不再改变
B.混合气体密度不再改变
C.反应速率
正
逆
D.混合气体平均相对分子质量不再改变
【解析】A、两边的气体计量数相等,体系的压强始终不变,所以不能说明反应达平衡状态,故A选;
B、混合气体密度不再改变,说明气体的质量相等,即正逆反应速率相等,故B不选;
C、反应速率
,达平衡状态,故C不选;
D、混合气体平均相对分子质量不再改变,说明正逆反应速率相等,故D不选;
故选A.
【点睛】根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
11.在密闭容器中发生反应X(g)+3Y(g)
2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为0.1mol·
L-1、0.3mol·
L-1和0.2mol·
L-1,则平衡时各物质的浓度不可能是()
A.X为0.2mol·
L-1
B.Y为0.1mol·
C.Z为0.3mol·
D.Z为0.1mol·
L-1时,Y为0.45mol·
【分析】化学平衡的建立,既可以从正反应开始,也可以从逆反应开始,或者从正逆反应开始,不论从哪个方向开始,物质都不能完全反应,利用极限法假设完全反应,计算出相应物质的浓度变化量,实际变化量小于极限值,据此判断分析。
【详解】若反应向正反应进行,假定完全反应,则:
X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)
开始(mol/L):
0.10.30.2
变化(mol/L):
0.10.30.2
平衡(mol/L):
000.4
若反应逆反应进行,假定完全反应,则:
0.20.60
因为是可逆反应,物质不能完全转化,所以平衡时浓度范围为0<c(X)<0.2mol/L,0<c(Y)<0.6mol/L,0<c(Z)<0.4mol/L,所以A选项是不可能的、BC选项可能;
D选项,若Z为0.1mol·
L-1时,反应逆反应进行,且Z反应了0.1mol·
L-1,此时Y为0.3mol/L+0.1mol/L
=0.45mol·
L-1,故D选项可能,
故答案选A。
【点睛】本题考查对可逆反应概念的理解,注意可逆反应不能进行到底,达到平衡时反应物和生成物共存,解题时要会用极值法分析。
12.在体积为1L的密闭容器中(体积不变)充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)。
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
A.进行到3分钟时,正反应速率和逆反应速率相等
B.10分钟后容器中各物质浓度不再改变
C.达到平衡后,升高温度,正反应速率增大、逆反应速率减小
D.3min前v正>
v逆,3min后v正<
v逆
【解析】A.进行到3分钟时,物质的浓度仍然是变化的,则正反应速率和逆反应速率不相等,A错误;
B.10分钟后反应达到平衡状态,则容器中各物质浓度不再改变,B正确;
C.达到平衡后,升高温度,正逆反应速率均增大,C错误;
D.在达到平衡前v正>
v逆,D错误;
二、填空题
13.某温度时,在2L密闭容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示,由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式为______________。
(2)反应开始至2min,用Z表示的平均反应速率为_________。
(3)下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是________(填序号)
A.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗
X,同时生成
Z
D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E.混合气体的密度不再发生改变
【答案】
(1).
(2).
(3).AB
【分析】
(1)根据物质的量的变化判断反应物和生成物,根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写方程式;
(2)根据v=
计算反应速率v(Z);
(3)化学反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,据此分析判断。
(1)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,且△n(X)∶△n(Y)∶△n(Z)=0.3mol∶0.1mol∶0.2mol=3∶1∶2,则反应的化学方程式为3X(g)+Y(g)⇌2Z(g),故答案为:
3X(g)+Y(g)⇌2Z(g);
(2)在2min时间内,用Z表示反应的平均速率v(Z)=
=
=0.05mol/(L•min),故答案为:
0.05mol/(L•min);
(3)A.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化,说明各气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,故A正确;
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化,说明混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化,说明各物质的量不变,反应达到平衡状态,故B正确;
C.单位时间内每消耗3molX,同时生成2molZ,只要反应发生就符合这个关系,不能说明达到平衡状态,故C错误;
D.混合气体的总质量一直不随时间的变化而变化,不能说明达到平衡状态,故D错误;
E.容积不变,混合气体的质量不变,因此气体的密度始终不变,不能说明达到平衡状态,故E错误;
故答案为:
AB。
【点睛】本题的易错点为
(1),要注意该反应为可逆反应,应该用“⇌”表示。
14.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的浓度随时间变化情况如图:
(1)根据图中数据,反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为_______,反应达平衡时,c(H2)=______。
(2)判断该反应达到平衡的依据是______(填序号)。
①CO减少的速率和CO2减少的速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
【答案】
(1).0.003mol·
L−1·
min−1
(2).0.03mol·
L−1(3).①③
(1)由图可知,10min到达平衡,平衡时△c(CO2)=0.03mol/L,根据v=
计算v(CO);
根据方程式判断△c(H2)与△c(CO2)关系;
(2)可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量不变,据此分析判断。
(1)由图可知,10min到达平衡,平衡时△c(CO2)=0.03mol/L,则v(CO)=
=0.003mol/(L·
min);
由方程式可知△c(CO)=△c(H2)=△c(CO2)=0.03mol/L,即平衡时c(H2)=0.03mol/L,故答案为0.003mol/(L·
0.03mol/L;
(2)①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等,反应方向为相反,且正逆反应速率相等,表示达到平衡状态,故①正确;
②平衡时CO、H2O、CO2、H2的浓度不一定相等,平衡时CO、H2O、CO2、H2的浓度与充入的气体的量和反应的转化率有关,故②错误;
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化,说明达到了化学平衡状态,故③正确;
故选①③。
【点睛】本题的易错点为
(2)②,要注意区分平衡时的浓度不变,不表示各物质的浓度之间有固定的关系。