新教材232 化学反应的限度 练习鲁科版高中化学必修第二册解析版.docx

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新教材232化学反应的限度练习鲁科版高中化学必修第二册解析版

第三节化学反应的快慢和限度

第二课时化学反应的限度

一．选择题：

本题共10小题，每题2分，共20分。

每小题只有一个选项符合题意。

1.下列关于化学平衡的说法，不正确的是（　　）

A．当一个可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应速率都为

零

B．当可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应速率一定相等

C．可逆反应达到化学平衡后，改变某些条件可以使平衡发生移动

D．当可逆反应达到化学平衡后，尽管正、逆反应都在进行，但各物质的浓度保持不变

【答案】A

【解析】当可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应速率相等，但不为零；当可逆反应达到化学平衡后，尽管正、逆反应都在进行，但各物质的浓度保持不变；化学平衡是有条件的，可逆反应达到化学平衡后，改变某些条件可以使平衡发生移动。

2．下列说法正确的是（　　）

A．密闭容器中充入1molN2和3molH2可生成2molNH3

B．一定条件下，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，化学反应速率增大

D．化学平衡是一种动态平衡，条件改变，原平衡状态不会被破坏

【答案】B

【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，但并不适于所有的反应，必须有气体参与的反应才适合，

C不正确；化学平衡是一动态平衡，该平衡是建立在一定条件下的平衡，如果条件改变，平衡将发生移动，D项不正确。

3.右图是可逆反应X2＋3Y2

2Z2在反应过程中的反应速率（v）与时间（t）的关系曲线，下列叙述正确的是（　　）

A．t1时，只有正方向反应

B．t1～t2时，X2的物质的量越来越多

C．t2～t3，反应不再发生

D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化

【答案】D

【解析】　t1时v（正）>v（逆）>0，A项错；由于t1～t2时v（正）>v（逆）>0，反应物X2或Y2物质的量逐渐减少至t2时刻保持不变，B项错；t2～t3达平衡状态，v（正）＝v（逆）≠0，C项错。

4．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达水平的一种标志。

目前的主要生产方法是“接触法”，有关2SO2＋O2

2SO3的说法中，不正确的是（　　）

A．该反应为可逆反应，故在一定条件下SO2和O2不可能全部转化为SO3

B．达到平衡后，反应就停止了，故正、逆反应速率相等且均为零

C．一定条件下，向某密闭容器中加入2molSO2和1molO2，则从反应开始到达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻之后，正、逆反应速率相等

D．平衡时SO2、O2、SO3的分子数之比不再改变

【答案】　B

【解析】　化学平衡是动态平衡，到达化学平衡状态反应并没停止，只是正、逆反应速率相等而已。

5.可以充分说明可逆反应P（g）＋Q（g）

＋S（g）在恒温条件下达到平衡

状态的事实是（　　）

A．反应器内的压强不随时间的变化而变化

B．反应器内P、Q、R、S四种气体共存

C．生成P的速率与生成S的速率相等

D．生成1molP必有1molQ生成

【答案】C

【解析】对于该反应，反应前后气体的物质的量不变，无论是否达平衡，压强一直保持不变，而且生成1molP必有1molQ生成，并保持P、Q、R、S四种气体共存。

6.下列叙述中可以说明反应2HI（g）

H2（g）＋I2（g）已达平衡状态的是（　　）

①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI

②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂

③百分组成HI%＝I2%

④反应速率v（H2）＝v（I2）＝1/2v（HI）

⑤[HI]∶[H2]∶[I2]＝2∶1∶1

⑥v（HI）分解＝v（HI）生成

⑦压强不变

A．①③⑤B．②⑥C．④⑤D．④⑥⑦

【答案】　B

【解析】　①H2和HI在方程式中的系数之比为1∶2，因此单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI时正逆反应速率还不相等，故此时还没有达到平衡状态。

②H—H键断裂代表的是逆反应速率，而H—I键断裂代表的是正反应速率，因此一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂表示此时正逆反应速率相等，反应达到了化学平衡。

③HI的百分组成与I2的百分组成相等，这是反应中的一种特殊时刻，不一定达到化学平衡状态。

④因为在同一反应中各物质的反应速率之比等于各物质的方程式系数之比，因此在任何状态都有v（H2）＝v（I2）＝1/2v（HI）。

⑤HI、I2和H2的浓度之比为2∶1∶1，这只是反应中的一种特殊时刻，不一定达到化学平衡状态。

⑥v（HI）分解＝v（HI）生成表示正逆反应速率相等，达到化学平衡状态。

⑦由于化学方程式可逆号两端气体的系数相等，因此压强不能作为判断是否达到化学平衡的依据。

7.下列对于可逆反应2M（g）+N（g）

2P（g）达到平衡时的说法正确的是（　　）

A.M、N全部变成了PB.反应已经停止

C.反应混合物中各组分的浓度不再改变D.v（M）∶v（N）=2∶1

【答案】C

【解析】题给反应是可逆反应,所以反应物不可能完全转化为生成物,存在反应限度,故A错误;反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,但反应并没有停止,故B错误;反应混合物中各成分的浓度不再改变是反应达到平衡状态的依据,故C正确;v（M）∶v（N）=2∶1,未体现正、逆反应速率关系,故D错误。

8.在一定温度下,容器内某一反应aN

bM的物质的量随反应时间变化的曲线如右图所示,下列表述正确的是（　　）

A.a∶b=1∶2

B.t2时,逆反应速率大于正反应速率

C.t3时,正、逆反应速率相等,达到平衡

D.t1时,v（N）的反应速率是

mol·L-1·min-1

【答案】C

【解析】由图像可知,反应中M的物质的量逐渐增多,N的物质的量逐渐减少,则在反应中N为反应物,M为生成物,根据图像,在相等的时间内消耗的N和M的物质的量之比a∶b=2∶1,选项A错误;由图可知t2时反应没有达到平衡,此时正反应速率大于逆反应速率,选项B错误;由图可知t3时,反应达到平衡,正、逆反应速率相等,选项C正确;容器的容积未知,且v（N）的反应速率也只能算出平均速率,选项D错误。

9.在已达到平衡的可逆反应2SO2＋O2

2SO3中，充入由18O组成的氧气一段时间后，18O存在于下列物质中的（　　）

A．多余的氧气中B．生成的三氧化硫中

C．氧气和二氧化硫中D．二氧化硫、氧气和三氧化硫中

【答案】D

【解析】化学平衡是动态平衡，18O2的加入定会与SO2结合生成含18O的SO3，同时含18O的SO3又会分解得到SO2和O2，使SO2、O2中也含有18O，因此18O存在于SO2、O2、SO3这三种物质中。

10.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实验,能说明溶液中存在化学平衡“2Fe3++2I-

2Fe2++I2”的是（　　）

实验

编号

实验操作

实验现象

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②B.②和④C.③和④D.①

【答案】D

【解析】将0.2mol·L-1的KI溶液和0.05mol·L-1Fe2（SO4）3溶液等体积混合后,根据方程式可知碘离子过量,因此只需要证明溶液中含Fe3+即可说明此反应为可逆反应,能建立化学平衡。

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溶液一定有黄色沉淀生成,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。

二．选择题：

本题共5小题，每题4分，共20分。

每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全得1分，有选错的得0分。

11.在密闭容器中，进行如下反应

：

X2（g）＋Y2（g）

2Z（g）。

已知：

X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是（　　）

A．Z为0.3mol·L－1B．Y2为0.35mol·L－1

C．X2为0.2mol·L－1D．Z为0.4mol·L－1

【答案】AB

【解析】本题可采用极限法，根据可逆反应不能进行到底求出物质浓度的范围，即0＜c（Z）＜0.4mol·L－1，0＜c（X2）＜0.2mol·

L－1，0.2＜c（Y2）＜0.4mol·L－1。

12.一定温度下,可逆反应3X（g）+Y（g）

2Z（g）达到化学平衡的标志是（　　）

A.单位时间内生成3nmolX,同时消耗nmolY

B.X的生成速率与Z的生成速率相等

C.X、Y、Z的浓度相等

D.X、Y、Z的分子数之比为3∶1∶2

【答案】A

【解析】X的生成代表逆反应方向,Y的消耗代表正反应方向,二者物质的量的变化符合化学计量数之比,A项正确;X、Z的生成分别代表了逆反应和正反应方向,但二者比例不符合化学方程式中的计量数比,B项错误;达到平衡时,各物质浓度不一定相等,C项错误;达到平衡时,分子数不一定符合化学计量数之比,D项错误。

13.在一定温度下，向密闭容器中充入

一定量的NO2和SO2，发生反应：

NO2＋SO2

＋SO3，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是（　　）

A．NO和SO3的物质的量一定相等

B．NO2和SO3的物质的量一定相等

C．反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量

D．SO2、NO2、NO、SO3物质的量一定相等

【答案】AC

【解析】该反应是一个反应前后物质的量相等的反应，且NO、SO3的化学计量数相等，即二者是等物质的量生成的，故A、C选项正确。

因为反应前NO2、SO2的物质的量关系不明确，该反应为可逆反应，反应进行的程度未知，故不能确定各物质之间的物质的量的关系。

14.在一个密闭容器中发生如下反应：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g），反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L－1、0.2mol·L－1、0.2mol·L－1，当反应达到平衡时，可能出现的数据是（　　）

A．c（SO3）＝0.4mol·L－1B．c（SO2）＝c（SO3）＝0.15mol·L－1

C．c（SO2）＝0.25mol·L－1D．c（SO2）＋c（SO3）＝0.4mol·L－1

【答案】　CD

【解析】　反应过程中某一时刻c（SO2）＝0.2mol·L－1，c（O2）＝0.2mol·L－1，c（SO3）＝0.2mol·L－1，若SO2全部转化为SO3，c（SO3）＝0.2mol·L－1＋0.2mol·L－1＝0.4mol·L－1，由于是可逆反应，可逆反应的特点是正反应与逆反应同时进行，所以无论是反应物或生成物都不可能消耗完，非起始状态，任何物质的物质的量也不可能是0，所以A选项错误，在题述某一时刻之后，无论平衡怎样移动，都不可能出现c（SO2）＝c（SO3）＝0.15mol·L－1这种情形，SO2与SO3的浓度都比原来小，这显然违反了质量守恒定律。

抓住S元素守恒，D选项恒成立，C选项可能出现。

15.在一定温度下的恒压容器中,进行可逆反应A（g）+B（g）

C（g）+2D（g）。

下列能说明该反应达到平衡状态的是（　　）

①反应混合物的密度不再改变　②混合气体的平均相对分子质量不再改变　③C和D的物质的量之比为1∶2　④体系压强不再改变　⑤C的质量分数不再改变　⑥v（A）∶v（C）=1∶1

A.①②④⑤B.①②⑤C.②⑤⑥D.①②③④⑤⑥

【答案】B

【解析】①一定温度下的恒压容器中,反应混合物的密度不再改变,说明气体的物质的量不变,故能确定题给反应达到平衡状态;②因为A（g）+B（g）

C（g）+2D（g）反应前后计量数之和不等,所以混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明气体的物质的量不变,正、逆反应速率相等,达平衡状态;③C和D的物质的量之比为1∶2,不能说明反应达到平衡,故不选;④因为在一定温度下的恒压容器中,压强一直不变,故不选;⑤C的质量分数不再改变,说明气体的物质的量不变,正、逆反应速率相等,达平衡状态;⑥v（A）∶v（C）=1∶1,未体现正、逆反应速率的关系,故不选。

所以能说明该反应达到平衡状态的是①②⑤。

三．非选择题：

本题共5小题，共60分

16.（9分）某温度时，在3L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如下图所示。

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末，X的反应速率为____________________________________。

（3）该反应是由__________开始反应的。

①正反应　②逆反应　③正逆反应同时

【答案】

（1）2Z＋Y

3X

（2）0.067mol·L－1·min－1（3）③

【解析】

（1）在时间为3min时，X、Y、Z的物质的量分别为1.0、1.0、1.6，在时间为“0”时物质的量分别为0.4、1.2、2.0，故物质的量变化为：

X由0.4mol增加到1.0mol，增加0.6mol。

Y由1.2mol减少到1.0mol，减少0.2mol。

Z由2.0mol减少到1.6mol，减少0.4mol。

转化的物质的量之比X

Y

Z＝3

1

2，据转化的物质的量之比＝化学方程式各物质的系数比，得到化学方程式为：

2Z＋Y

3X。

（2）2mi

n末，X的物质的量为0.8mol，增加的物质的量为0.8－0.4＝0.4mol，容积为3L的容器，则物质的量浓度为

mol·L－1，再除以时间，得X的反应速率为

×

＝0.067mol·L－1·min－1。

（3）图中X、Y、Z三条曲线均未通过原点可断定该反应是由正、逆反应同时开始反应的，则③为答案。

17.（14分）在2L密闭容器中，800℃时反应2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）体系中，n（NO）随时间的变化如下表：

时间（s）

0

1

2

3

4

5

n（NO）/mol

0.020

0.010

0.008

0.007

0.007

0.007

（1）A点处，v（正）________v（逆），A点正反应速率________B点正反应速率（用“大于”、“小于”或“等于”填空）。

（2）如图中表示NO2的变化的曲线是________。

用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝________________。

（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是________。

a．v（NO2）＝2v（O2）　　　　　b．容器内压强保持不变

c．v逆（NO）＝2v正（O2）d．容器内的密度保持不变

（4）能使该反应的反应速率增大的是________。

a．及时分离出NO2气体b．适当升高温度

c．增大O2的浓度d．选择高效的催化剂

【答案】　

（1）大于　大于　

（2）b　1.5×10－3mol/（L·s）（3）bc　（4）bcd

【解析】　

（1）A点，反应未达平衡，由表中数据知n（NO）随反应进行不断减小，说明反应从正向开始，所以A点v（正）>v（逆）；A点处反应物的浓度大于B点，所以A点正反应速率大于B点。

（2）图中纵坐标为浓度，平衡时消耗n（NO）＝0.020mol－0.007mol＝0.013mol，生成n（NO2）＝0.013mol。

平衡时c（NO2）＝0.0065mol·L－1，所以NO2的变化曲线为b。

0～2s内，v（O2）＝

v（NO）＝

×

＝1.5×10－3mol·L－1·s－1。

（3）v（NO2）＝2v（O2）未指明v（正）、v（逆），不能表明是平衡状态，该反应遵循质量守恒定律，且容器的体积未变化，所以容器内的密度不论反应是否达平衡状态一直保持不变。

（4）分离出NO2气体后，浓度减小，反应速率减慢，而升高温度，加催化剂及增大反应物浓度都会使反应速率增大。

18.（10分）一定温度下,某恒容密闭容器中含有NO2、N2O4两种气体,反应开始至达到平衡状态过程中,两种物质的浓度随时间的变化如图所示:

（1）表示NO2浓度变化的曲线是　　　　　（填“x”或“y”）,写出相应的化学方程式:

　。

（2）从反应开始至达到平衡的过程中,用N2O4表示的反应速率v（N2O4）=　　　　　　　。

a、b两点对应状态中,x代表的物质的反应速率相对大小为v（a）　　　　v（b）。

（3）若平衡后改变温度,容器中气体的平均摩尔质量变大,则反应向生成　　　　　（填“NO2”或“N2O4”）的方向进行。

【答案】

（1）x　2NO2

N2

（2）0.4mol·L-1·min-1　>　（3）N2O4

【解析】

（1）根据图像,到达平衡时x的浓度降低了8mol·L-1,y的浓度增大了4mol·L-1,因此表示NO2浓度变化的曲线是x,反应的化学方程式为2NO2

N2O4。

（2）从反应开始至达到平衡的过程中,用N2O4表示的反应速率v（N2O4）=

=0.4mol·L-1·min-1;a、b两点对应状态中,a点时c（NO2）较大,则NO2的反应速率v（a）>v（b）;（3）若平衡后改变温度,容器中气体的平均摩尔质量变大,说明气体的物质的量变小,则反应向生成N2O4的方向进行。

19.（12分）在2L密闭容器中进行反应pZ（g）+qQ（g）

mX（g）+nY（g）,式中m、n、p、q为化学计量数。

在0~3min末,各物质的物质的量的变化如下表所示:

物质

X

Y

Z

Q

起始/mol

0.7

1

2min末/mol

0.8

2.7

0.8

2.7

3min末/mol

0.8

已知:

0~2min末v（Q）=0.075mol·L-1·min-1,v（Z）∶v（Y）=1∶2。

请回答下列问题:

（1）0~2min末X的反应速率v（X）=　。

（2）起始时n（Y）=　　　　　　　　。

（3）3min末是否达到平衡　　　　　（填“是”或“否”）。

（4）对于该反应,能增大正反应速率的措施是　　　　　　（填序号,下同）。

A.缩小容器体积B.移走部分QC.通入大量He气D.升高温度

【答案】

（1）0.025mol·L-1·min-1　

（2）2.3mol　（3）是（4）AD

【解析】

（1）0~2min末X的浓度由0.35mol·L-1变为0.40mol·L-1,所以v（X）=

=0.025mol·L-1·min-1。

（2）v（Z）∶v（Y）=1∶2,则p∶n=1∶2,0~2min末Z反应掉1mol-0.8mol=0.2mol,则同时生成Y为0.2mol×2=0.4mol,则起始时n（Y）=2.7mol-0.4mol=2.3mol。

（3）2min末和3min末Z的物质的量相等,则说明已经达到平衡。

（4）缩小容器体积,反应物浓度增大,正反应速率加快,故A正确;移走部分Q,反应物浓度减小,正反应速率减小,故B错误;通入大量He气,反应物浓度不变,正反应速率不变,故C错误;升高温度,正反应速率增大,故D正确。

20.（15分）某温度时,向某VL的密闭容器中充入3molH2（g）和3molI2（g）,发生反应H2（g）+I2（g）

2HI（g）,测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。

请回答下列问题:

（1）V=　　　　　L。

（2）该反应达到最大限度的时间是　　　　s,该段时间内的平均反应速率v（HI）=　　　　　　mol·L-1·s-1。

（3）当反应达到平衡状态时，n（HI）=

（4）判断反应达平衡的依据是　　　　　（填序号）。

①H2消耗的速率和I2消耗的速率相等　

②H2、I2、HI的浓度比为1∶1∶2　

③H2、I2、HI的浓度都不再发生变化　

④该条件下正、逆反应速率都为零　

⑤混合气体的平均相对分子质量不再发生变化

⑥气体的颜色不再发生变化

【答案】

（1）3　

（2）5　0.316　（3）4.74mol　（4）③⑥

【解析】

（1）根据图像知,氢气和碘的初始物质的量浓度为1mol·L-1,所以容器的体积=

=3L。

（2）当反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,根据图像可知,反应达到最大限度的时间为5s,v（HI）=

=0.316mol·L-1·s-1。

（3）该反应达到平衡状态时c（HI）=1.58mol•L—1，由第

（1）问得知，V=3L，所以，n（HI）=c（HI）×V=1.58mol•L—1×3L=4.74mol。

（4）H2消耗的速率和I2消耗的速率相等,都是正反应,不能判断反应达到平衡状态,故①错误;H2、I2、HI的浓度之比为1∶1∶2,该反应不一定达到平衡状态,还与反应物初始浓度及转化率有关,故②错误;H2、I2、HI的浓度都不再发生变化,该反应正、逆反应速率相等,达到平衡状态,故③正确;正、逆反应速率都为零,该反应没有开始进行,所以一定没有达到平衡状态,平衡状态下正、逆反应速率相同且不为0,故④错误;反应前后气体质量和气体物质的量不变,混合气体的平均相对分子质量始终不发生变化,故⑤错误;气体的颜色不再发生变化,说明碘单质浓度不变,说明反应达到平衡状态,故⑥正确。